(一) 回收纖維製漿(回收漿)製程之節能技術措施與潛力

1.增加使用回收紙漿 (Increased Use of Recycled Pulp)—節熱技術

A.國際發展現況

紙漿生產過程中,使用回收纖維可以顯著降低能源消耗,但是相比於化學制漿工藝,當化石燃料用於再生漿生產時,可能會以增加二氧化碳排放量為代價(IEA,2009年,第138頁)。提高廢紙回收利用率具有很大的潛力,特別是在non-OECD(非經濟合作和發展組織)國家,其廢紙回收利用率為10%-50%。廢紙回收利用的理論極限值為80%,然而在實際實踐中,該極限值接近60%(IEA,2012年,第35頁)。

再生漿的生產過程會產生污泥,污泥的處理是一個問題。此外,一個指定的產品能使用的回收纖維量還受到一些限制(Kramer et al.,2009年,第97頁)。

B.節能潛力

回收紙漿的使用,可以減少能源消耗10到13GJ/噸紙漿(IEA,2012. P.35)。一噸回收紙漿,估計平均能源消耗比化學紙漿少6.3到11.6 GJ和比機械漿少6.3〜10.6GJ。(Kramer et al.,2009. p.27)

C.成本效益潛力

研究估計,回收漿製程的建造成本約為 485美元/噸漿。依據回收漿與化學漿的價格差異,每噸回收紙漿約有高達73.9美元的運營及維護的成本節約(Kramer et al.,2009. p.97)。

2.使用連續型鼓式碎漿機 (Using Drum Pulpers) —節電技術

A.國際發展現況

連續轉鼓式水力碎漿機適用於以廢紙或商品漿板為原料的造紙廠,轉鼓式水力碎漿機通過配備有調節裝置的旋轉轉鼓將纖維原料、水、脫墨化學品等混合並疏解纖維。該設備較緩和的機械作用可使污染物保持完整狀態,而且能耗較傳統的機械碎漿機低,用水量少,還可以減輕對纖維的切斷作用,有利於提高紙漿品質。

許多脫墨廠使用間歇運行的立式碎漿機,間歇式碎漿機能耗大而且生產能力低(NCASI, 2001年,第130頁) 。鼓式碎漿機適用于利用回收紙和紙板的生產紙漿的制漿廠,鼓式碎漿機的機械作用較平緩,紙纖維分離時,污染物不被破壞。且相比傳統機械碎漿機,鼓式碎漿機具有較低的能耗、耗水量小而生產的纖維較長的特點。然而據報導,當鼓式碎漿機用於棕纖維時,設備的快速潤濕和打包鋼絲的不完全去除都會帶來問題。(Kramer et al.,2009年,第97頁)。

圖1、鼓式碎漿機

故紙片進入鼓式碎漿機前,必須去除其中的打包鋼絲,因此,制漿廠除了配備鼓式碎漿機外,還必須配備打包脫絲和散包設備(NCASI, 2001年,第130頁)。

廢紙由運輸機送入轉鼓式碎漿機,同時加入稀釋水和化學品,以15%~20%的濃度和45~50℃的溫度下將廢紙碎解。由於圓筒內壁裝有軸向隔板,圓筒轉動時,內壁上的隔板重複地把廢紙帶起並跌落在圓筒底部硬表面上,產生溫和的剪切力和摩擦力,使廢紙纖維化而不會切斷纖維和破壞雜質。當圓筒的轉動作用于漿團時,摩擦作用增加,使廢紙中油墨、膠料和熱熔型膠黏劑等物質從與纖維有效分離。然後,離解的漿料逐步由碎漿區進入篩選區,篩選區一般分為兩段或三段,篩孔直徑分別為8mm和7mm或6mm,漿料在篩選區被稀釋至3.0%~4.5%的濃度。經篩選後廢紙漿中的砂、石、金屬等重雜質及繩索、破布條、塑膠等體積大的雜質與纖維有效分離,良漿進入碎漿機底部漿槽,粗渣從圓筒尾端排出。(輕工行業節能減排先進適用技術指南(第一批),2012年9月,第22頁)

B.節能潛力

脫墨操作時如果以連續鼓式碎漿機代替桶式碎漿機,可以實現超過25%的能耗降低(Kramer et al.,2009. p.97)。能源消耗電力可以減少10度/噸紙漿,相比於批次碎漿機(NCASI,2001.p.131)

C.成本效益潛力

連續鼓式乾碎漿機的成本會比那些相同容量的批次設備更高。 對一產能為300噸/天的工廠,估計每年可節約37000美元(2001 USD)(NCASI,2001.p.131)。

3.回收纖維篩選 (又稱廢紙漿分離Fractionation of Recycled Fiber) —節電與熱技術

A.國際發展現況

依據不同歐洲國家的測試結果所示,脫墨漿生產線中分離長纖維和短纖維可簡化脫墨漿生產線,並降低其能耗及成本。

B.節能潛力

可以實現減少11至13%電力消耗,以及減少高達40%熱能消耗。

C.成本效益潛力

可以比傳統的脫墨漿(DIP)製程,資本減少約13〜22%。(Kramer et al.,2009. p.98)

4.脫墨廢水的熱回收技術(Heat Recovery from De-inking Effluent) —節熱技術

A.國際發展現況

廢紙造紙廠排放的脫墨廢水通常具有較高的溫度,是造紙廠可能回收利用的低溫熱源之一。在廢水排放系統安裝熱交換器可回收部分廢水熱量用於加熱其他物流,如用於制漿廠水的加熱、製程水加熱。

B.節能潛力

美國一工廠排放水溫度有49℃,流量2.7 M3 /分鐘,安裝熱交換器來回收熱能和產生溫水給造紙機,估計可以減少鍋爐燃料消耗約39,000 GJ /年。

C.成本效益潛力

鍋爐燃料節省估計為125000美元/年。資金成本為375000美元,回收期約3年。(Kramer et al.,2009. p.98)

5.高濃度散漿(又稱高效碎漿機轉子技術High efficient repulper rotor) —節電技術

A.國際發展現況

基於計算流體力學模擬研究碎漿機轉子與紙漿間的相互作用,提出了新型高效碎漿機轉子的概念,該高效轉子重點優化了碎漿機的動力消耗性能。

B.節能潛力

用一個優化過的新轉子代替原有的轉子,可以使轉子電機能耗減少10%~30%。每噸漿約可減少4.5~6.7度電。

C.成本效益潛力

高效碎漿機轉子技術成本預估0.7-1.3美元/每噸漿。

6.二級分離碎漿機 (Secondary Separation Pulper) —節電技術

A.國際發展現況

應用碎漿機能使廢紙纖維膨脹來提高制漿能力,但也能破碎廢紙所含雜質,這些雜質難以去除。二級分離碎漿機不會破碎雜質,該設備能連續分離外來雜質的同時還能實現其制漿功能。雖然該設備本身的節能效果不顯著,但它卻能省掉雜質去除設備,可對下游工藝的節能作出重要貢獻。

安裝此設備也有助於顯著提高制漿廠的生產能力(一個日本制漿廠應用該技術後,日生產能力從365噸增至445噸)(日本NEDO(新能源及產業技術綜合開發機構),2008年,第159頁)。

圖2、二級分離碎漿機

B.節能潛力

對於每天產能365噸的工廠,應用此技術有助於提高產能到每天445噸,減少電力能源消耗約146,800度/年(NEDO,2008, p.160)。

C.成本效益潛力

設備成本估計約9千萬日元。建築成本約3千萬日元(NEDO,2008年第160頁)。

7.XTREME離心式清潔器( XTREME Cleaner) —節電技術

A.國際發展現況

XTREME清洗器是一種離心式清洗器,可清除蠟、聚乙烯、裝訂膠和二次纖維帶來的其他污染物等粘性物質。該清洗器是一個停留時間長而直徑小的設備,它能最大限度地分離接近污染物比重的微小纖維。該技術使造紙廠能在不降低終產品品質的情況下,可以使用低成本的設備。(Industrial Technologies Program, 2012)。

B.節能潛力

這種技術比傳統的散漿系統減少了50%能源消耗。

C.成本效益潛力

使用劣質進料,這技術每天可以節省3,500美元到11,000美元。

8.高效雙盤磨漿機(High-efficiency double-disc refiners) —節電技術

A.國際發展現況

使用高效雙盤磨漿機替代傳統的錐形或柱形打漿機可提高打漿能效。雙盤磨漿機通過兩個具有一定間隙,且旋轉方向相反的磨片增加纖維間的摩擦作用力。另外,先進的打漿控制系統可以在不同的操作狀況下使盤磨間隙保持恒定,即可實現打漿過程的恒功率或恒能耗控制。

B.節能潛力

這種技術比傳統的磨漿系統每噸漿減少了17度電。

C.成本效益潛力

節能投資成本約每噸漿0.9美元。

9.廢棄物及污泥燃燒技術(Incineration of Residues) —節熱技術

A.國際發展現況

在無脫墨製程的廢紙造紙廠(如瓦楞裱面紙板,瓦楞芯紙)中,約 4%-10%的輸入材料在製漿處理系統形成的廢棄物,包括備料廠在篩選和清洗階段形成的篩渣以及汙水處理形成的污泥。大多數這些物質都不適合進行回收(雖然造紙機最終清洗和篩選階段的篩渣可以製成堆肥)。但是由於它們的熱值約為22 - 24 MJ/公斤乾物質,焚燒為一種可行的廢棄物處理方案。

同樣,無脫墨工藝的回收纖維造紙廠會產生大量污泥,工藝水淨化過程也會產生大量污泥。根據輸入原料的不同,產生的篩渣和污泥量約為15%-40%。在脫墨造紙廠,脫墨污泥主要含有短纖維、塗料、填充劑和油墨顆粒,這些是需處理的廢棄物中的主要成分。

利用汽電共生系統來焚燒這些廢棄物是一個環境友好的方案,焚燒這些廢棄物時,可以考慮以下方案進行能源回收:

  • (a) 在造紙廠內的廢棄物焚燒廠內焚燒(脫墨造紙廠的廢棄物和污泥在流化床鍋爐中焚燒是歐洲造紙廠普遍採用的方案)
  • (b) 在造紙廠內的燃煤電廠內共燃
  • (c) 在水泥廠窯中共燃
B.節能潛力

一噸約45%水含量的廢品(從無脫墨製程工廠),可替代0.7噸鍋爐煤。一德國工廠,擁有37萬噸/年的生產容量,在與工廠電廠結合的鍋爐燃燒(hearth combustion,容量為2.8萬噸/年 )此廢品,減少化石燃料使用量相當於電量66百萬度。

C.成本效益潛力

估計一個整合焚化廠,包括廢品預處理,乾燥和氣化室等設施,對於廢品體積流量最大3噸/小時的設施而言,投資成本約為250萬歐元(€)。在歐洲,這可以提供替代褐煤每年節省60萬歐元。假設掩埋成本為50歐元/噸,則額外提供每年節省30萬歐元。

(二) 造紙之節能技術措施與潛力

1.夾網成形技術(Gap Forming)—節電技術

A.國際發展現況

夾網成形器漿料通過空氣隙噴到頭箱的成形網上,然後進入夾網成形器中。漿料在通過成形網時,纖維在成形網上初步脫水,並在其中形成紙幅。壓榨輥、刀片或真空部件,都被稱為脫水部件,可以去除紙幅中多餘的水分。夾網成形器的紙張成形區很短,成形所需時間比長網造紙機短很多。夾網成形器可以更高的速度生產品質均勻的紙張。如果將夾網成形器與壓榨部改造相結合或提高乾燥能力可能將生產能力提高30%之多。然而,改造夾網成形器會增加滯留損失。由於電力消耗減少,夾網成形器仍可以實現節能 (Kramer et al.,2009年,第104頁)。

B.節能潛力

估計節約電量約40度電/噸紙(Kramer et al.,2009. p.104)。

C.成本效益潛力

一項研究估計,頭箱安裝加夾網成形技術裝置的成本需75750美元/英吋寬度(1996年美元)(Kramer et al.,2009年第104頁)。投資成本約4.9~9.1美元/每噸紙。

2.造紙機真空系統最佳化(Paper Machine Vacuum System Optimization)、安裝高效真空泵(Installation of High Efficiency Vacuum Pumps)、節能真空系統脫水(Energy Efficient Vacuum Systems for Dewatering)、伏轆省去真空泵(Elimination of Vacuum for Couch Roll)、使用真空鼓風機代替真空泵 (Use of Vacuum Blower Instead of Vacuum Pumps)—節電技術

A.國際發展現況

真空系統是紙機的第二大耗電設備,低效率的真空系統可能會增加脫水過程的電耗、甚至是汽耗。漿料、化學品、網部頭箱濃度、保留率、成形以及壓榨毛毯的變化均會影響真空系統的性能,提高真空系統能效有著較大的潛力。

每台造紙機都有真空泵和真空系統,真空系統的電力需求同驅動整個造紙機的電力需求相同。真空系統的效率低下會增加脫水的電力或蒸汽消耗,因此具有顯著的改進機會。系統更新時的作業流程變動大,有時會存在真空能力過剩的情況,這可能會影響真空系統的性能和要求。真空系統最佳化可以透過系統改善,操作變化,及去除不必要的真空泵來進行。(Kramer et al.,2009年,第104頁)。

節能真空系統可節省真空系統電耗。它們無需密封用水(但需要一些冷卻水) 作為環泵的替代水。節能真空系統都可自動進行速度控制來適應速度、紙張每平方米克重和毛毯壽命的波動。根據捲筒的要求,通過提高或降低真空度,現代速度可控的真空鼓風機可使造紙機更具真空靈活性,並提高造紙機的運轉性能。儘管這一技術可以應用於所有造紙廠,通常只有需要重建整個造紙廠或對其真空系統進行優化時,才考慮使用新的真空設備(BREF,2010年,第113頁)。

一個印度造紙廠過去在其造紙機伏輥中應用真空技術,可將紙張乾燥度提高0.7%-1.5%。然而,通過安裝雙壓區壓榨機,造紙廠也能獲得乾燥度相當的紙張,從而省去了真空系統,且由固體伏輥取代了真空伏輥。此外,這還可以省去紙張保溫段的真空泵(CII印度工業聯合會,2008年,第80頁)。

一造紙廠在造紙機中安裝了1500千瓦的大型渦輪式空氣(真空)鼓風機,而沒有選擇常規的真空泵。鼓風機出現的問題最少。該專案能減少停機時間,因此提高了設備的使用率(CII印度工業聯合會,2008年,第85頁)。

B.節能潛力

真空系統最佳化,平均估計每噸紙可節約電量約5.6度電。加拿大一份造紙商查核資料顯示,14台造紙機透過系統修改和運營調整可有節省潛力3.5MW電力,包括移除一些真空泵。

節能真空系統脫水,歐洲紙廠安裝節能真空系統,實現了20〜45%的能源節約(BREF, 2010. p. 113)。

固定伏轆(solid couch)取代抽真空伏轆,省去保持區(holding zone )的真空泵,可以節省電力大約225 kW。

C.成本效益潛力

真空系統最佳化,最初的實現成本小到可以忽略不計。年度成本節省大約為40萬美元(2009年美元)。投資成本約0.1美元/每噸紙。

節能真空系統脫水,能源相關的成本節省是40-46%。

固定伏轆(solid couch)取代抽真空伏轆,預估每年節省的金額估計為810萬盧比。

3.高濃度形成紙(High Consistency Forming) —節電技術

A.國際發展現況

該技術只適用於某些種類的紙,特別是低基重紙,如面紙、衛生紙和新聞用紙。在該製程中,成形階段使用的紙漿濃度(3%)是一班紙漿的兩倍以上,這提高了成形速度並降低了脫水和抽真空要求。

B.節能潛力

估計可節省電量18%,約每噸紙節約41度電。

C.成本效益潛力

投資成本估計為70美元/噸紙。維修保養成本又增加約0.72美元/噸紙。

4.形成紙時的脫水最佳化製程技術(Optimization of Water Removal in Forming) —節熱技術

A.國際發展現況

網部成形、壓榨和乾燥是抄紙機中脫水的三個連續步驟,經驗表明,壓榨部和乾燥部脫去一個單位水所需的能耗分別比紙張成形工段的能耗多5倍和25倍。因此在紙張成形工段盡可能多地脫水能夠顯著節約能源。

許多抄紙機紙張成形工段的脫水性能並非最佳,這不僅因為受到設備的限制,還因為高真空和低真空脫水元件的測試和控制維護不足和/或維護不善。舊造紙機往往擁有過多的高真空元件,這不僅增加了真空系統的運行功率,還增加了紙張成形網的拉力載荷和與之相關的動力消耗。

紙張經過成形和壓榨工段後,回濕現象可能發生,這會增加乾燥工段的能耗。對所生產的紙使用合適的粘結劑,可以避免回濕現象。由於一台機器生產的紙張量經常變動,粘結劑的選擇優化至關重要。優化濾水網格幾何形狀和粘結劑的種類同樣重要,這可使兩者儘早分離,以儘量減少回濕現象的發生。“雙刮刀”方法是真空伏輥和真空吸引輥減少紙張離開長網造紙機和壓榨區時回濕現象發生的有效方法(Kramer et al.,2009年,第101頁)。

B.節能潛力

紙張成形階段的能源使用,當多使用額外的能源來移除多一份的水,則可以節省5到25倍在壓水部和乾燥部的能源(Kramer et al.,2009. p.101)。

5.壓水部的脫水製程最佳化(Optimization of Water Removal in Press Section) —節熱技術

A.國際發展現況

經驗表明,乾燥工段脫去一單位水的能耗量是壓榨工段脫去一單位水的能耗量的5倍以上,因此,壓榨工段的脫水優化可帶來顯著的能源效益。

壓榨水平衡可提供壓榨過程出水量方面的有用資訊,然而,許多造紙機缺乏必要的設備來測量真空吸水箱和壓榨區的水量。壓榨過程存在諸多變數,且沒有一組參數可用於設定所有紙種生產的最大壓榨脫水量。壓榨區負荷的最大值必須在設計範圍內。而且,對整個壓榨工段的研究必須包括分析軋輥包覆物(從軟到硬)及表面形式(鑽孔、開槽或兩者結合)。此外,必須考慮毛毯設計變化,並對最佳化過程的每一步進行反復試驗。通常情況下,紙張經過壓榨工段時溫度會降低,因此,需要採取措施保持甚至提高紙張離開壓榨工段時的溫度。

另外,提高壓榨溫度可以增加紙張的脫水量,從而進一步減少乾燥機的蒸汽需求。通過大幅增加壓榨噴淋水的溫度(超過54.4℃)和/或在真空吸水箱添加蒸汽噴淋器,蒸汽會進入真空槽的毛毯,可以提高紙張的溫度。最後,必須採取措施避免或最小化壓榨工段紙張回濕現象(Kramer et al.,2009年,第102頁)。

B.節能潛力

離開壓水部的紙張溫度提高7.8ºC,可減少乾燥蒸汽4%(Kramer et al.,2009. p.102)。

6.靴式壓水(又稱寬壓靴式壓榨Shoe (Extended Nip) Press)—節熱技術

A.國際發展現況

紙張一旦成形,需要盡可能的除去其中的水分。一般來說,紙張壓榨是在兩個旋轉的大輥間依靠線壓力擠壓脫水的。靴式壓榨可以加大壓榨寬度,同時增加紙張在壓區的停留時間,從而擠壓脫除更多的水(除水量多出近5 %-7 %)。出靴壓的紙張乾度可高達50~55%,從而大幅降低乾燥部能耗,儘管靴壓的電耗較傳統壓榨的稍高,但對整個造紙過程的節能有很大貢獻(Kramer et al.,2009年,第103頁)。

B.節能潛力

安裝靴式壓水可獲得節能2%至15%的範圍,取決於產品和工廠的規格。估計採用X-NIP T靴式壓水在衛生紙工廠中,可以減少乾燥能耗15%(Kramer et al.,2009. p.103)。平均可減少每噸紙節約1.3~1.9GJ,但每噸紙增加14~21度電。

中國某瓦楞原紙紙機採用Voith靴壓後,壓榨乾度由46%提高至51%,噸紙汽耗降低17%。

C.成本效益潛力

資本成本估計為38美元/噸紙。額外的維護費用是2.24美元 /噸紙(Kramer et al.,2009年103頁)。

7.節能皇冠控制軋輥壓水節能(Energy Saving Crown Control Roll)—節電技術

A.國際發展現況

控制輥用於造紙機脫水裝置中的靴型壓榨輥。由於在脫水和軋光工藝中,有必要保持紙張的平滑度,控制輥通過液壓作用使輥的凸度可調。它通過在壓榨區壓榨輥內部安裝液壓靴面來對凸度進行控制。(NEDO,2008)

B.節能潛力

應用此技術,估計電力需求下降42%或減少221 kW。

8.熱壓榨技術(hot pressing) —節熱技術

A.國際發展現況

利用溫度較高的壓榨噴淋水或加裝蒸汽箱來提高出壓榨的紙張溫度,可以節省乾燥部蒸汽消耗。

在紙張壓榨之前,對其內部的水進行預熱可以減少蒸發負荷。在熱壓過程中,使用蒸汽噴淋器來將紙張中的水分加熱至80 ℃甚至更高的溫度,可降低水的粘性並使紙張結構軟化,從而加快水的流出。蒸汽噴淋器可以降低乾燥部負荷,提高造紙機運行速度,從而全面改善紙張生產過程。

這種技術減少了在紙漿壓榨區停留的時間,從而中和了寬壓區壓榨技術的部分效益。(Martin et al., 2000年,第31頁)。

B.節能潛力

蒸汽噴淋器(steam showers)應用估計每公斤紙可以減少蒸氣需求1公斤。熱壓榨估計可節省約0.61GJ/噸紙。

C.成本效益潛力

熱壓技術成本估計26.7美元/噸紙。

9.密閉式紙機氣罩及優化乾燥部空氣系統(enclosed paper machine hood & Air system optimization) —節電及熱技術

A.國際發展現況

脫除同樣品質的水分,密閉氣罩的空氣用量僅為敞開式的三分之一,同時還可以改善車間操作環境和乾燥效率。配備有密閉氣罩的紙機由於空氣消耗量低,還可以降低風機的電耗。另外,餘熱回收的潛力也會大增。

乾燥部排風的熱量可以被回收用於加熱空氣、製程水和循環水。通過調節送風溫度、排風濕度和送排風量即時的優化乾燥部空氣系統可以有效改善紙張乾燥效率,從而減少乾燥過程的蒸汽消耗和電耗。

B.節能潛力

平均每噸紙可節約電力7.4度,每噸紙可節約熱能1.8GJ。

C.成本效益潛力

投資成本和運行、維護成本封閉罩系統估計7.9美元/噸紙,通風系統優化1.6美元/噸紙(2000年美元)。合計估計為 9.5美元/噸紙。

10.紙張烘乾過程廢熱回收技術(Waste Heat Recovery from Paper Drying) —節熱技術

A.國際發展現況

有多種可能措施可以回收紙張乾燥製程中蒸汽和廢熱的熱能,包括如下:

  • (a) 將造紙機中的乾燥設備更換成固定式靜態虹吸管。
  • (b) 進行機械蒸汽再壓縮並重新利用乾燥過程中的過熱蒸汽。
  • (c) 使用熱泵回收餘熱。
  • (d) 回收乾燥段通風空氣的熱量,並用這部分熱量來加熱設備。

其中,現行很多紙機烘缸配備的是旋轉虹吸管,使用固定式靜態虹吸管可以改善紙張乾燥的效率。旋轉虹吸管是固定在烘缸內隨烘缸一起旋轉,設計的是需要20~25%的吹通蒸汽來排出冷凝水;而靜態虹吸管則不隨烘缸一起旋轉,帶出烘缸內冷凝水所需的吹通蒸汽量僅為8~12%。

紙張乾燥過程的大多數熱能是以排風的形式帶出乾燥部的,對於沒有熱回收的紙機加裝熱回收系統,可以明顯改善造紙過程的能效水準。某配備有高效熱回收的現代化紙機,排風中所含熱能的60%可以再回收利用。但是大多數中小型紙機並沒有配備熱回收系統,因此存在較大改進空間。

另一方面,可以考慮主要用於生產衛生紙和面紙的機器中的直燃式空氣乾燥機罩,包括如下(Kramer et al.,2009年,第102頁)。:

  • (a) 回收機罩的廢熱並用於預熱進入燃燒室的空氣。
  • (b) 採用串聯系統,將機罩廢氣送入潮濕段的送風機,以減少潮濕段燃燒器的燃料需求。
  • (c) 回收乾燥機罩廢熱加熱新鮮水用於紙機的高壓清洗用水。
B.節能潛力

包括各種方式,其中在紙機加裝固定式虹吸管增強乾燥效率可以節省能源0.89 GJ/噸紙。蒸汽壓縮使過熱蒸氣在烘乾過程重複使用,蒸汽節約達5GJ/噸紙(〜50%),但增加了電力消耗約160度/噸紙(Kramer et al.,2009. p.102)。另外,加裝熱回收系統,每噸紙可節約0.5GJ。

C.成本效益潛力

以虹吸管取代乾燥機可節省運營成本達0.045美元/噸紙(1998年美元)。造紙機熱回收系統的安裝費用估計約為18美元/噸紙。通過從乾燥機通風處回收廢熱並在冬季使用於加熱工廠設施,一家美國工廠能夠實現成本節約100萬美元/每年。本選項(安裝熱交換器交叉流管線)的投資回收期為1.5年(Kramer et al.,2009年102頁)。

11.直接加熱烘缸乾燥(Direct Drying Cylinder Firing) —節熱技術

A.國際發展現況

直接烘缸加熱技術是直接利用天然氣或其他石油燃料而不是蒸汽來加熱烘缸。因此,這種技術省掉了產生蒸汽的中間步驟。雖然該技術具有顯著的節燃潛力,但它需要額外的運行和維護成本 (Martin et al., 2000年,第31頁)。

B.節能潛力

使用天然氣或其他燃料直接加熱烘缸代替蒸氣加熱,平均節能估計為1.1GJ/噸紙(節約狀況會因紙張類型而有所不同)(Martin et al., 2000. p.31)。

C.成本效益潛力

額外的操作和維護成本估計為1.4美元/噸紙。改造成本較高,估計為111美元/噸紙。

12.冷凝皮帶乾燥(Condebelt drying) —節熱及電技術

A.國際發展現況

Condebelt乾燥工藝中,紙張在乾燥室乾燥,與蒸汽或熱氣體加熱的連續熱軋鋼帶接觸,熱軋鋼帶上的水吸收鋼帶的熱量而蒸發。這種乾燥技術有望完全取代造紙機的乾燥工段,乾燥速率比傳統的蒸汽乾燥技術高5-15倍。然而, condebelt乾燥技術不適合高定量紙。雖然該技術目前正在歐洲和韓國使用,但其在美國的應用十分少見。(Kramer et al., 2009年,第104-105頁)。

B.節能潛力

估計蒸汽消耗減少15%,或1.6GJ/噸紙,用電量則有輕微的下降約20度/噸紙(Martin et al., 2000. p.32)。

C.成本效益潛力

資本成本是很高的。改造安裝的投資成本估計為28美元/噸紙,及新安裝(greenfield plants)的成本約110美元/噸紙(1998年美元)(馬丁等人,2000年第32頁)。

參考文獻

  • 1. BREF European Commission. 2010. Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC) Draft Reference Document on Best Available Techniques in the Pulp and Paper Industry.
  • 2. CII (Confederation of Indian Industry) 2008. National Best Practices Manual for Pulp & Paper Industry.
  • 3. European Commission. 2001. Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC) Reference Documents on Best Available Techniques in the Pulp and Paper Industry. Brussels: European Commission (EC).