第 43卷第 5期

2009年 9月

生

物

质

化

学

工

程

B iom ass Chem ical Eng ineering

V o .l 43 N o. 5

Sep. 2009

研究报告

制浆造纸厂实行生物炼制的可行性

收稿日期: 2009- 05 - 02
基金项目: 国家自然科学基金资助项目 ( 20803038 ) ; 山东省科技攻关计划 ( 2008GG 20002038)
作者简介: 王海松 ( 1978- ) , 男, 辽宁凌源人, 博士, 助理研究员, 主要从事制浆造纸技术及与其相结合的生物质全利用方面的研究

* 通讯作者: 牟新东, 男, 博士, 副研究员, 硕士生导师, 主要从事生物质催化转化中的绿色化学研究; E ma i:l m uxd@ q ibeb t. ac. cn。

王海松, 刘 超, 牟新东

*

(中国科学院 青岛生物能源与过程研究所 , 中国科学院 生物燃料重点实 验室, 山 东 青岛 266101)

摘

要: 生物炼制是解决石化资源紧缺的新途径, 而制浆造纸厂是生物炼制技术最容易实现产业化的平台。文章综述了制浆

造纸厂中半纤维素、

木质素、

松节油、

妥尔油等废弃生物质进行生物炼制的可行性及存在的问题, 并对发展前景作了展望。

关键词: 制浆造纸; 生物炼制; 木质素 ; 半纤维素; 妥尔油

中图分类号: TQ 35; T S7

文献标识码 : A

文章编号: 1673- 5854( 2009) 05- 0001- 05

Feasib ility of Im plem enting B iorefinery at Pulp and PaperM ills

WANG H a i song, L IU Chao, MU X in dong

( Q ingdao Institute o f B ioenergy and B ioprocess T echno logy, CAS; K ey L aboratory of B iofuels, CA S, Q indao 266071, Ch ina)

Ab stract: B io refinery is a new pathw ay to reso lve petrochem ical resources sho rtag e, w hile pulp and paper m ills o ffer the best p la t

fo rm for the comm erc ia lization and industr ia liza tion o f biorefineries. The feas ibility and problem s of using waste biom ass such as

hem ice llu loses,

lign in, turpen tine o i,l ta ll o i,l etc. in pulp and paper m ills, as b iorefinery feedstocks are rev iew ed and the future

research trends are also d iscussed in th is paper.

K ey w ords: pulp and paper; b iorefinery; lignin; hem ice llu loses; ta ll o il

传统的制浆造纸企业因为能源消耗量大、

污

染严重, 市场竞争力正在逐渐下降。特别随着石
化资源的日益减少、

温室效应气体排放的限制, 制

浆造纸行业正面临 着前所未 有的冲 击

[ 1]

。而今

木质纤维原料因其具有可再生性和绿色环保的优

点越来越引起人们的重视, 由此从石油炼制 ( re

finery)引出 了生物炼制 ( b io refinery) 的概念。生

物炼制的过程是将生物 质 (包括木 质素、纤维素
物质 )转化为燃料、电热 能和高附加值化工产品
的过程

[ 2- 3]

。制浆造纸厂每年都要消耗大量的生

物质 (主要是木材、竹子、草类等 ), 除纤维素以纸
浆的形式被有效利用外, 大部分半纤维素、木质素
等被燃烧掉或以废液的形式排掉, 所以在制浆造
纸企业实行生物炼制将会给企业的发展带来新的

契机。

1 在制浆造纸厂实行生物炼制的可

行性

制浆造纸工业是生物质资源的巨大消耗者,

因此生物质炼制必然可以与制浆造纸工业广泛结

合。通过发展生物质炼制可以将传统的化学浆厂

变成一个浆纸和生物质炼制的联合加工厂

[ 4 ]

, 这

样除了生产浆料以外, 还可以从废液或预处理液
中提取半纤维素和木质素等生物质成分, 通过生
物转化进一步生产乙醇、碳纤维、

聚合物、煤油和

生物柴油等高附加值产品, 而这些能源和化学品
大部分又可以应用于企业内部。例如, 在传统的
碱法制浆过 程中, 分别 占木材原 料质量约 20%
和 30% 的半纤维素和木质素会溶解而进入制浆
黑液

[ 5 ]

, 这些 黑液通 常是通 过碱回 收系 统被燃