2019年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)獲得者房桂干

2020年1月10日，2019年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會在北京人民大會堂隆重舉行。由中國林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所房桂干教授作為項(xiàng)目第一完成人的“混合材高得率清潔制漿關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目榮獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。為了與業(yè)內(nèi)同仁共同分享這一獲獎(jiǎng)項(xiàng)目的研究成果，中國造紙雜志社記者特對房桂干教授進(jìn)行了專訪。

獲獎(jiǎng)項(xiàng)目名稱：混合材高得率清潔制漿關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化

房桂干教授及其團(tuán)隊(duì)

榮獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)

房桂干教授，中國林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所二級研究員，博士生導(dǎo)師，國際木材科學(xué)院院士，國際杰出機(jī)械漿科學(xué)家協(xié)會ERGS會士。

1989年獲西北輕工業(yè)學(xué)院碩士學(xué)位；2000年獲中國林業(yè)科學(xué)研究院博士學(xué)位。1990—1994年公派赴澳大利亞CSIRO、加拿大造紙研究所和加拿大魁北克大學(xué)開展國際合作研究，期間被聘為加拿大造紙學(xué)會會員、APPITA 會員；1997年至今任北京林業(yè)大學(xué)外聘研究生導(dǎo)師、陜西科技大學(xué)和南京林業(yè)大學(xué)外聘教授；1998—2000年任法國波爾多第一大學(xué)外聘教授；2002年公派赴瑞典林產(chǎn)工業(yè)培訓(xùn)中心開展國際合作研究；2002年3月至今，擔(dān)任江蘇省造紙學(xué)會常務(wù)副理事長，美國化學(xué)學(xué)會會員，中國林學(xué)會林產(chǎn)化學(xué)化工學(xué)會常務(wù)理事，中國造紙學(xué)會常務(wù)理事、學(xué)術(shù)交流委員會副主任委員。

連續(xù)主持了國家“八五”至“十三五”科技支撐項(xiàng)目，主持了國家948項(xiàng)目、自然科學(xué)基金傾斜項(xiàng)目、國際合作項(xiàng)目30余項(xiàng)。獲鑒定和評審成果15項(xiàng)，獲授權(quán)發(fā)明專利12項(xiàng)。發(fā)表論文220多篇，參編專著5部。曾獲得全國優(yōu)秀科技工作者稱號，入選國家林業(yè)局省部級百千萬人才；多次獲得中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)，獲中國輕工業(yè)聯(lián)合會科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，中國林業(yè)科學(xué)研究院科技獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)，獲梁�？萍家坏泉�(jiǎng)、二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)。

記者：

房教授您好，非常感謝您能接受我們的采訪！首先祝賀您帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)的“混合材高得率清潔制漿關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目榮獲2019年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，這是近年來造紙行業(yè)為數(shù)不多的獲獎(jiǎng)項(xiàng)目之一，獲此殊榮，不僅是對您的團(tuán)隊(duì)近幾年取得的豐碩成果的肯定，也表明了國家對造紙行業(yè)的支持，以及對環(huán)保工作的重視�，F(xiàn)在就請您介紹一下獲獎(jiǎng)項(xiàng)目的主要研究背景、 成果及對行業(yè)發(fā)展帶來的重要意義。

房桂干：

造紙產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中具有十分重要的地位，紙和紙板消費(fèi)水平是衡量一個(gè)國家現(xiàn)代化程度和文明程度的重要標(biāo)志之一。但是，現(xiàn)階段我國化學(xué)機(jī)械漿產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨很多問題，如核心裝備依賴進(jìn)口、原料來源雜、化學(xué)品消耗高、磨漿電耗高、紙漿質(zhì)量不穩(wěn)定、污染負(fù)荷高等，嚴(yán)重影響了產(chǎn)業(yè)發(fā)展。針對這些瓶頸問題，在國家基金和科技攻關(guān)等項(xiàng)目資助下，我們團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新開展了混合材均質(zhì)軟化處理、纖維低溫定向解離、化學(xué)品減量、廢水高效處理等技術(shù)攻關(guān)和核心裝備創(chuàng)制等研究工作。為拓展化學(xué)機(jī)械漿產(chǎn)品配抄范圍和配比，提高產(chǎn)品等級和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)低碳、綠色和可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐。

記者：

在項(xiàng)目進(jìn)行過程中，遇到的最棘手的問題及難點(diǎn)是什么？

房桂干：

在項(xiàng)目進(jìn)行過程中，的確遇到了很多棘手問題，主要有3個(gè)。第一，如何實(shí)現(xiàn)混合木片有效浸漬均質(zhì)軟化�；旌喜拇嬖诜N類雜、材性差異大、化學(xué)品消耗高、紙漿品質(zhì)差等問題，對此，我們通過進(jìn)行木材微細(xì)結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成和分布特性的研究，闡明了化學(xué)預(yù)浸過程中木片藥液滲透機(jī)理；開發(fā)了多級差速擠壓揉搓浸漬和雙功效反應(yīng)塔等核心裝備，開發(fā)了混合材多級變壓浸漬均質(zhì)軟化技術(shù)，突破了傳統(tǒng)技術(shù)無法利用混合材生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)紙漿的技術(shù)瓶頸。木片吸液能力從1.0——1.8m3/t 提升到2.8m3/t 以上，制漿得率從75%——80% 提高到85%——92%。

第二，如何降低磨漿電耗改善紙漿強(qiáng)度。高得率漿制漿過程一直存在磨漿能耗高、紙漿的結(jié)合強(qiáng)度差等難題，對此，我們項(xiàng)目組研究揭示了木質(zhì)素遷移和纖維表面玻璃化機(jī)制，總結(jié)出纖維低溫定向解離磨漿理論；從而開發(fā)了高能效磨漿關(guān)鍵技術(shù)，突破了傳統(tǒng)磨漿無法實(shí)現(xiàn)細(xì)胞壁S2層定向解離的技術(shù)難題。通過以上技術(shù)措施，使磨漿節(jié)電32%——53%，纖維結(jié)合強(qiáng)度從10——15N · m/g 提高到28N · m/g 以上。

第三，高得率清潔制漿核心裝備的國產(chǎn)化和推廣應(yīng)用問題。目前主要使用的進(jìn)口裝備無法利用混合材制備高品質(zhì)高得率漿，必須通過核心裝備的國產(chǎn)化，才能使新技術(shù)得以推廣應(yīng)用。對此，項(xiàng)目組通過多方協(xié)作，研制了多級差速擠壓揉搓浸漬裝備、雙功效反應(yīng)塔、高能效磨漿單、新型厭氧反應(yīng)器、多相效協(xié)同催化氧化反應(yīng)器等高得率清潔制漿和廢水高效處理核心設(shè)備等一系列關(guān)鍵裝備，實(shí)現(xiàn)了混合材高效清潔制漿成套裝備的國產(chǎn)化，同等規(guī)模下投資僅為進(jìn)口裝備的30%左右，中水回用率由40% 提高到65%。

記者：

高得率制漿因其得率高、節(jié)約纖維資源、污染相對較少而優(yōu)勢明顯，但也須承認(rèn)，這一制漿過程中依然有一定量的污染排放，請問該項(xiàng)目如何處理高得率制漿過程的污染排放？特別是禾草類原料的高得率制漿規(guī)模相對較小，污染怎樣解決？

房桂干：

這個(gè)問題也很有意思。傳統(tǒng)化學(xué)機(jī)械漿廢水處理不是制約本技術(shù)發(fā)展的瓶頸。我國加強(qiáng)了環(huán)境保護(hù)力度，實(shí)行清水用量和處理后水污染物濃度雙控，使得生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水濃度越來越高，傳統(tǒng)的深化處理難以達(dá)到它們應(yīng)有的去除效率。另外，由于原料品質(zhì)的波動(dòng)，為了確保紙漿品質(zhì)，很多企業(yè)往往都采用高化學(xué)品添加的辦法進(jìn)行生產(chǎn)，導(dǎo)致出現(xiàn)制漿得率低、污染負(fù)荷高的現(xiàn)象。因此可以說，這個(gè)問題已成為我國化機(jī)漿生產(chǎn)過程的突出問題。解決以上問題可以采取的思路：①加強(qiáng)木片原料的管控，針對原材料品種和混合程度，適時(shí)提出對應(yīng)的優(yōu)化預(yù)浸條件和磨漿工藝組織生產(chǎn)；②混合材多級變壓浸漬均質(zhì)軟化技術(shù)進(jìn)行改造，降低化學(xué)品消耗，改善預(yù)浸軟化效果，提高制漿得率，減少污染物發(fā)生量；③廢水采取短流程預(yù)處理回用，減少廢水中化學(xué)物質(zhì)對化學(xué)預(yù)浸和漂白過程的干擾，可以顯著降低化學(xué)品用量；④禾草類化學(xué)機(jī)械法制漿一定是未來重要的發(fā)展方向。對此，應(yīng)該采取高、低濃廢液分別處理的思路。高濃廢液發(fā)生量4——5m3/t，固含量2%——4%，應(yīng)采用MVR多效蒸發(fā)濃縮，濃縮后廢液與備料和制漿產(chǎn)生的固體廢棄物混合后進(jìn)行資源化利用，冷凝水用作生產(chǎn)用水；低濃洗漿水發(fā)生量一般為10——12 m3/t，COD 濃度4000——5000mg/L，采用常規(guī)的“物理- 生化- 混凝”處理后可達(dá)標(biāo)排放或部分循環(huán)回用。

記者：

從您所從事的研究領(lǐng)域來看，未來這方面的技術(shù)發(fā)展趨勢如何？

房桂干：

目前，通過這一項(xiàng)目的開展和這一先進(jìn)技術(shù)的推廣，利用低質(zhì)混合材纖維原料制造的高品質(zhì)紙漿已成功用于輕型紙、銅版紙、液體包裝紙、防偽白卡紙等高檔紙及紙板產(chǎn)品的生產(chǎn)，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境生態(tài)效益。當(dāng)前，農(nóng)業(yè)秸稈無法高效利用和廢紙進(jìn)口限禁令等問題嚴(yán)重困擾造紙行業(yè)，國內(nèi)包裝用紙和紙板原料供應(yīng)已面臨嚴(yán)重短缺困境，我們這個(gè)項(xiàng)目的相關(guān)技術(shù)將進(jìn)一步拓展用于稻麥草、玉米秸稈、棉稈等農(nóng)業(yè)秸稈剩余物的清潔高效制漿領(lǐng)域，提高草類纖維原料利用價(jià)值，增強(qiáng)我國造紙工業(yè)應(yīng)對纖維資源供應(yīng)短缺困局的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

責(zé)任編輯：趙曉一