張凱 維美德（中國(guó)）有限公司

當(dāng)前，生活用紙行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈，差異化、成本與資源效率、數(shù)字化以及減少最終環(huán)境足跡和二氧化碳排放，對(duì)于在生活用紙行業(yè)中保持競(jìng)爭(zhēng)力至關(guān)重要。資源與成本效率密不可分。本文主要介紹維美德在節(jié)約資源、降低成本以及為減少環(huán)境影響和二氧化碳排放方面最新的技術(shù)進(jìn)展。

1 傳統(tǒng)新月型紙機(jī)技術(shù)的研發(fā)和成果

對(duì)于傳統(tǒng)的生活用紙生產(chǎn)，重要的是實(shí)現(xiàn)高車速、低定量，達(dá)到高生產(chǎn)效率。高生產(chǎn)效率將會(huì)最大化降低能耗、水耗，減少對(duì)環(huán)境的影響等。

首先是工廠備料工藝的深化設(shè)計(jì)，真空、白水等輔助系統(tǒng)的優(yōu)化，全范圍自動(dòng)化和現(xiàn)代機(jī)械的結(jié)合，這些工藝的優(yōu)化可以為提高效率、降低能源消耗和水耗創(chuàng)造條件，挖掘工廠最大潛力。

然后是設(shè)備技術(shù)升級(jí)，1990年以來，維美德在減少DCT新月型衛(wèi)生紙機(jī)能耗和水耗等方面進(jìn)行了不懈的努力，使紙機(jī)噸紙水耗從12t降低至2.1t，減少80%，噸紙能耗從3,330 kWh 降低至1,750kWh，減少47%。

為滿足生活用紙行業(yè)的需求，維美德近年來開發(fā)的新技術(shù)包括：

（1）Advantage ViscoNip軟靴壓，降低了能耗，提高了運(yùn)行性能、效率和紙張勻度。允許壓區(qū)負(fù)荷在更大范圍變化，為改善松厚度和柔軟度提供了更多可能。維美德2015年以后的所有衛(wèi)生紙機(jī)都配置了軟靴壓，可以使紙幅出壓榨部干度提高3～7個(gè)百分點(diǎn)。

（2）Advantage ReDry熱風(fēng)回用系統(tǒng)，該技術(shù)主要用于燃?xì)鈿庹?，可以進(jìn)一步提高出壓榨部的干度。ReDry熱風(fēng)回用系統(tǒng)通過回用燃?xì)鈿庹峙懦龅母邷貧怏w來提高紙幅溫度，蒸發(fā)出更多水分。因此，紙幅出壓榨部干度可以再提高1～1.5個(gè)百分點(diǎn)，并且綜合能耗顯著降低。

（3）Advantage ReTurne噴漿能量回收系統(tǒng)，使回收流漿箱噴漿能量并且再利用成為可能。通過該系統(tǒng)能夠回收流漿箱噴漿能量的30%～50%，并以電能的形式回用到生產(chǎn)過程中。

如圖1所示，設(shè)計(jì)車速2,000m/min的DCT衛(wèi)生紙機(jī)，生產(chǎn)定量18g/m2的產(chǎn)品，卷取起皺率20%，日產(chǎn)能234t。隨著ViscoNip、ReDry和ReTurne技術(shù)的應(yīng)用，衛(wèi)生紙機(jī)能耗（從碎漿機(jī)到卷取部）可以從2,200kWh/t紙逐步下降到1,750kWh/t紙。

圖1 ViscoNip、ReDry和ReTurne技術(shù)的應(yīng)用使衛(wèi)生紙機(jī)能耗下降情況

（4）ReGen熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng) 通常，生活用紙生產(chǎn)過程中總能耗的70%是揚(yáng)克烘缸使用的熱能（以蒸汽形式）和用于熱風(fēng)氣罩的天然氣（用作燃燒器的燃料）。采用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)最佳能效，這個(gè)系統(tǒng)是通過燃?xì)廨啓C(jī)或內(nèi)燃機(jī)同時(shí)生產(chǎn)電力和熱力（500℃～550℃熱風(fēng)）。熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)通常產(chǎn)生的廢氣被送入熱回收系統(tǒng)，熱回收系統(tǒng)包括廢熱蒸汽發(fā)生器（WHSG）和空氣/水熱交換器。對(duì)于生活用紙生產(chǎn)過程中使用燃?xì)鈿廨啓C(jī)的系統(tǒng)，可以利用該系統(tǒng)的另一優(yōu)勢(shì)：將系統(tǒng)的廢氣用來干燥生活用紙。

圖2 生活用紙廠應(yīng)用ReGen熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的工藝流程示意圖

2 客戶Hayat Kimya的經(jīng)驗(yàn)和成果

土耳其Hayat Kimya公司于2004年涉足生活用紙行業(yè)，于2006年投產(chǎn)了第一臺(tái)衛(wèi)生紙機(jī)。如今，他們已成為生活用紙、衛(wèi)生用品和家庭護(hù)理產(chǎn)品領(lǐng)域的全球供應(yīng)商，目前已經(jīng)有7條生產(chǎn)線，另外還有2條生產(chǎn)線在調(diào)試中。自2號(hào)衛(wèi)生紙機(jī)開始，所有紙機(jī)都由維美德提供，幅寬為5.6m，設(shè)計(jì)車速為2,200m/min。

Hayat的1號(hào)衛(wèi)生紙機(jī)配備了15MW氣輪機(jī)的完整ReGen熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。通過此系統(tǒng)，Hayat可以發(fā)電，并利用系統(tǒng)的氣輪機(jī)排氣在氣罩內(nèi)干燥紙幅，還可以為揚(yáng)克烘缸提供使用壓力為15bar的蒸汽，也可根據(jù)季節(jié)需要，通過蒸汽冷卻器加熱或冷卻生產(chǎn)壓力為4bar的蒸汽，能源效率可達(dá)90%以上。

該廠ReGen熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的二氧化碳排放量為440kgCO2/t紙，系統(tǒng)關(guān)停時(shí)為658kgCO2/t紙（包括電：336kgCO2/t紙，熱風(fēng)氣罩：158kgCO2/t紙，烘缸蒸汽164kgCO2/t紙），熱電聯(lián)產(chǎn)使每噸紙的二氧化碳排放減少了33%。

中國(guó)與土耳其的能源結(jié)構(gòu)不同，中國(guó)工廠以使用燃煤鍋爐為主，而土耳其以使用天然氣鍋爐為主，所以如果ReGen熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)用于中國(guó)紙廠，同樣為二氧化碳排放量為440kgCO2/t紙的情況下，系統(tǒng)關(guān)停時(shí)的碳排放將高達(dá)985kg CO2/t紙（包括電：597kgCO2/t紙，揚(yáng)克烘缸氣罩：158kg CO2/t紙，烘缸蒸汽230kgCO2/t紙），熱電聯(lián)產(chǎn)會(huì)使每噸紙的二氧化碳排放減少55%。

從4號(hào)紙機(jī)開始，Hayat決定引進(jìn)Advantage ViscoNip軟靴壓，其最大線壓力為150kN/m。這項(xiàng)升級(jí)對(duì)提高紙幅出壓榨干度起到顯著的效果，并改善了紙機(jī)運(yùn)行性能。與配置有蒸汽箱的真空壓榨輥相比，紙幅出ViscoNip軟靴壓的干度提高了5個(gè)百分點(diǎn)，能耗降低23%。這意味著二氧化碳排放量可以減少12%。

在6號(hào)紙機(jī)和7號(hào)紙機(jī)項(xiàng)目中，維美德升級(jí)了Advantage ViscoNip軟靴壓，使干度進(jìn)一步提高1.5個(gè)百分點(diǎn)，二氧化碳排放量可進(jìn)一步減少3%。

配備有Advantage ViscoNip軟靴壓和升級(jí)的ViscoNip軟靴壓的最新技術(shù)的紙機(jī)，與第一臺(tái)紙機(jī)在采用傳統(tǒng)技術(shù)和真空輥時(shí)進(jìn)行對(duì)比，二氧化碳排放量減少了約28%。

3 以可持續(xù)的方式生產(chǎn)高檔生活用紙產(chǎn)品

市場(chǎng)正在顯現(xiàn)對(duì)高檔生活用紙?jiān)絹碓酱蟮男枨?，但市?chǎng)也越來越關(guān)注高檔生活用紙生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的影響。那么，如果不使用TAD技術(shù)，我們?nèi)绾卧诠?jié)約纖維、降低能耗并減少二氧化碳排放的情況下生產(chǎn)高檔生活用紙？

為此，維美德推出了復(fù)合型生活用紙技術(shù)——Advantage NTT技術(shù)和QRT技術(shù)。這兩項(xiàng)技術(shù)，使生活用紙企業(yè)能夠結(jié)合傳統(tǒng)新月型紙機(jī)成熟技術(shù)和最新開發(fā)的TAD技術(shù)，在低能耗情況下生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的紙張。這種技術(shù)讓紙張具有優(yōu)秀的紋理或結(jié)構(gòu)型產(chǎn)品的特點(diǎn)，紙張進(jìn)入干燥部前的干度高達(dá)50%，因此與現(xiàn)行的熱風(fēng)穿透干燥設(shè)備相比能耗顯著降低。與傳統(tǒng)干法起皺設(shè)備相比，復(fù)合技術(shù)使用速差傳遞工藝、特殊織物設(shè)計(jì)以及真空塑形工序，因此可以獲得更高的松厚度。

這個(gè)新的專利技術(shù)可以在生產(chǎn)過程中對(duì)紙幅進(jìn)行紋理或結(jié)構(gòu)處理。只讓部分紙面接觸揚(yáng)克烘缸，配合其他增強(qiáng)成形或避免衛(wèi)生紙厚度損失的技術(shù)，共同發(fā)揮作用為生產(chǎn)的紙張賦予優(yōu)秀的吸水性或柔軟度，將最終產(chǎn)品提升到一個(gè)新的水平。

相比傳統(tǒng)技術(shù)的產(chǎn)品，復(fù)合型技術(shù)紙機(jī)生產(chǎn)的最終產(chǎn)品松厚度增加約25%～35%。廁用衛(wèi)生紙的柔軟度會(huì)略有改善，而廚房紙巾的吸水率提高大約20%～40%，吸收速率也更快。

復(fù)合型技術(shù)紙機(jī)使生活用紙廠家能夠推出質(zhì)量更高的差異化產(chǎn)品，并且還允許快速切換生產(chǎn)傳統(tǒng)或復(fù)合型紙種，只需改變織物類型或少量的紙機(jī)設(shè)置，為企業(yè)提供更高的市場(chǎng)靈活性。

另外，可持續(xù)性變得越來越重要。復(fù)合型技術(shù)紙機(jī)產(chǎn)品松厚度更高，單位產(chǎn)品纖維含量更少，一定量的纖維原料可以生產(chǎn)出比傳統(tǒng)紙機(jī)更多的終端產(chǎn)品。

圖3顯示，日產(chǎn)量140t的兩種衛(wèi)生紙機(jī)相比，同樣生產(chǎn)每卷75節(jié)的廚房紙巾，DCT新月型紙機(jī)生產(chǎn)的廚房紙巾質(zhì)量為180g/卷，復(fù)合型技術(shù)紙機(jī)生產(chǎn)的廚房紙巾的質(zhì)量為135g/卷，節(jié)省纖維達(dá)25%。

圖3 DCT新月型技術(shù)紙機(jī)與復(fù)合型技術(shù)紙機(jī)生產(chǎn)廚房紙巾的纖維用量對(duì)比

DCT新月型技術(shù)紙機(jī)產(chǎn)量為78萬卷/天，而具有相同卷徑的復(fù)合型技術(shù)紙機(jī)的產(chǎn)量為104萬卷/天，每天生產(chǎn)的紙卷數(shù)量增加33%。

如果是生產(chǎn)廁用衛(wèi)生紙，兩種機(jī)型的對(duì)比如表1所示，復(fù)合型技術(shù)所生產(chǎn)的相同直徑的衛(wèi)生卷紙比傳統(tǒng)技術(shù)纖維用量減少29%。

表1 DCT新月型技術(shù)紙機(jī)與復(fù)合型技術(shù)紙機(jī)生產(chǎn)衛(wèi)生紙的纖維用量對(duì)比

纖維成本是生活用紙生產(chǎn)中的主要成本。降低纖維用量將顯著降低每噸產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。此外復(fù)合型技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)額外的產(chǎn)品質(zhì)量改善，提高性能。此外，得益于復(fù)合型技術(shù)中的高效脫水工序，更多的水分可以在生活用紙生產(chǎn)過程中重復(fù)使用，從而降低了水耗和能耗。

雖然利用復(fù)合型技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品噸紙能耗和水耗成本會(huì)略高于傳統(tǒng)DCT產(chǎn)品，但是，因?yàn)榧庸ず蟮漠a(chǎn)品每卷纖維含量更少，平均到每卷紙產(chǎn)品的能耗和水耗會(huì)更低，碳足跡也更少。由于每卷產(chǎn)品的纖維含量更少，相當(dāng)于每卷紙產(chǎn)品的二氧化碳排放量減少。

圖4 兩種機(jī)型的能源數(shù)據(jù)對(duì)比（從碎漿機(jī)到卷取部+輔助設(shè)備）

4 利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步改進(jìn)

優(yōu)化生活用紙生產(chǎn)不僅僅是減少能耗、水耗和纖維用量。以最小的生產(chǎn)波動(dòng)和干擾，利用生產(chǎn)數(shù)據(jù)來預(yù)測(cè)、優(yōu)化和維持最大產(chǎn)量。如今，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案和遠(yuǎn)程支持已成為維美德技術(shù)的基本組成部分。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案是為紙漿、紙板、紙張、生活用紙和能源生產(chǎn)商的特定需求而開發(fā)的，其目的是有效地利用數(shù)據(jù)分析和維美德的專業(yè)知識(shí)來降低能耗，提高化學(xué)品和環(huán)境效率，改善生活用紙質(zhì)量，提高過程可靠性，最大化生產(chǎn)并實(shí)現(xiàn)對(duì)客戶設(shè)備群的有效管理。

為了從維美德工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（VII）服務(wù)的潛能中獲益，與企業(yè)密切合作、規(guī)劃數(shù)據(jù)收集的范圍是很重要的。在數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，找到改進(jìn)的潛力，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為價(jià)值。

維美德8個(gè)大數(shù)據(jù)運(yùn)行中心提供的遠(yuǎn)程服務(wù)，是VII解決方案的重要組成部分。通過遠(yuǎn)程連接和工具，服務(wù)中心可輕松提供專業(yè)知識(shí)?？蛻艨梢酝ㄟ^維美德客戶端與VII專家協(xié)作，訪問應(yīng)用程序，跟蹤關(guān)鍵性能指標(biāo)，查看性能報(bào)告。

最終，我們未來的目標(biāo)是讓客戶能夠轉(zhuǎn)向智慧型的車間或工廠，從而顯著提高生產(chǎn)過程和運(yùn)營(yíng)的效率。