quy trình sản xuất giấy

Tiểu luận môn học:

“Vận dụng các nguyên lý khoa học môi trường đối với công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy của Việt Nam”

GVHD: PGS-TS Vũ Chí Hiếu

HVTH: Đinh Công Hoàng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Nội dung tiểu luận:

Chương I: Tổng quan ngành giấy Chương II: Những vấn đề môi trường

liên quan Chương III: Phát triển bền vững

trong sản xuất giấy

Tổng quan: Lịch sử hình thành và phát triển của giấy

Trước khi có giấy con người đã biết sử dụng nhiều loại chất liệu để lưu giữ thông tin như:

- Các hình vẽ trong hang động là những văn kiện lâu đời nhất do con người vẽ bằng bột màu

- Khoảng 3300 năm trước Công nguyên, Người Sumer viết trên những tấm bia bằng đất sét (văn tự hình nêm).

- Khoảng 3000 năm trước Công nguyên, ở Ai Cập xuất hiện Da, giấy da (parchment), gỗ, vỏ cây, giấy cói (giấy chỉ thảo).


- Ở Ấn Độ người ta dùng lá cây cọ.

- Ở Trung Quốc, trước khi phát minh ra giấy, xương, vỏ sò ốc, ngà voi, sau đó là đồng thau, sắt, vàng, bạc, thiếc, thạch anh, đá, đất sét, tre và tơ lụa đều được dùng đến.


Phát minh ra giấy:Năm 105 sau Công nguyên, Thái Luân (蔡倫 )

nghĩ ra kế làm giấy từ các vỏ thân cây, sợi thân cây, từ cây gai dầu cũng như từ vải và lưới đánh cá cũ.

Từ đấy giấy trở nên thông dụng và trong cả vương quốc mọi người đều gọi đó là giấy của quý nhân Thái.

Tổng quan: Sản xuất giấy

Thành phần chính của giấy là các sợi cellulose. Trước tiên tinh bột, nhựa cây và các thành phần khác

của cây được tách ra khỏi cellulose. Sau khi tách ra, cellulose được pha loãng trong nước và giã thành sợi. Khi chế bột này (khoảng 95% là nước) lên một cái rây, phần lớn nước chảy thoát đi. Rây phải được lắc đều, các sợi sẽ nằm chồng lên nhau và tạo thành một tấm giấy.

Tổng quan: Sản xuất giấy- Nguyên liệu chính để làm giấy là sợi cellulose từ gỗ

hoặc rơm rạ.- Gỗ từ các loại cây trong bảng dưới đây được coi là

thích hợp để dùng làm giấy.

Cây lá kim (cây gỗ mền) Cây lá rộng (cây gỗ cứng)

- Linh sam-Vân sam- Thông-Thông rụng lá

-Sồi- Dương- Cáng lò (cây Bulô)- Bạch đàng (khuynh diệp)

Tổng quan: Năng lực sản xuất giấy của Việt Nam

Tổng quan: Năng lực sản xuất bột giấy của Việt Nam

Tổng quan: Năng lực sản xuất giấy - bột giấy của Việt Nam

Ngành công nghiệp giấy & bột giấy Việt Nam có trên 300 doanh nghiệp; sản xuất 332.000 tấn bột và 1.513.000 tấn giấy.

Sản xuất giấy tăng trưởng bình quân 6,0%/năm; tiêu dùng giấy tăng trưởng bình quân 6,7%/năm.

Mức độ đáp ứng nhu cầu của sản xuất 58%, nhưng cung - cầu giấy ở thị trường trong nước ổn định.

Năng lực sản xuất bột hóa tẩy trắng công nghệ hiện đại tăng 63%;

Hiện nay có nhiều dự án đã hoàn thành và đưa vào hoạt động, đặc biệt có công ty nước ngoài tiếp tục đầu tư vào sản xuất giấy ở Việt Nam (Daio Paper).

Những vấn đề môi trường liên quan: Đặc trưng của ngành giấy và bột giấy Việt Nam Đặc trưng của ngành giấy Việt nam là quy mô

nhỏ. Việt nam có tới 46% doanh nghiệp có công suất dưới 1.000 tấn/năm, 42% có công suất từ 1.000-10.000 tấn/năm và chỉ có 4 doanh nghiệp có công suất trên 50.000 tấn/năm. Quy mô nhỏ làm ảnh hưởng đến tính cạnh tranh sản xuất do chất lượng thấp, chi phí sản xuất và xử lý môi trường cao.

- Công nghệ sản xuất từ những năm 70-80 hiện vẫn còn đang tồn tại phổ biến, thậm chí ở cả những doanh nghiệp sản xuất quy mô trên 50.000 tấn/năm.

Những vấn đề môi trường liên quan: Tổng quan quy trình sản xuất giấy

Nguyên liệu Sản phẩm giấy

Năng lượng Công nghệ sản xuất

Sử dụng

Giấy thải

Tái sử dụng

Tái chế

Những vấn đề môi trường liên quan: Quy trình sản xuất giấy

Lược đồ quy trình sản xuất giấy công nghiệp1 và 2: khai thác gỗ từ rừng3: Thái mỏng4: Hấp5: Làm sạch6: Đập vụn7: Trộn nước, hóa chất, phẩm8: Nhập liệu9: Ống lăn10: Trục ép11: Lô sấy, ép quang12: Kiểm soát sản xuất13: Ra cuộn

Những vấn đề môi trường liên quan: Quy trình sản xuất bột giấy

Gỗ được tách vỏ

Băm

sàng

Nghiền

Bột giấy

Tẩy trắng

Nầu

Những vấn đề môi trường liên quan: Chất thải trong quá trình sản xuất giấy - bột giấy

Để sản xuất ra một tấn giấy thành phẩm, các nhà máy phải sử dụng khoảng 2 tấn gỗ và 100 - 350 m3 nước, trong khi các nhà máy giấy hiện đại của thế giới chỉ sử dụng 7-15 m3/tấn giấy. Sự lạc hậu này không chỉ gây lãng phí nguồn nước ngọt, tăng chi phí xử lý nước thải mà còn đưa ra sông, rạch lượng nước thải khổng lồ. Đặc biệt, tẩy trắng là công đoạn gây ô nhiễm lớn nhất (chiếm 50 - 70% tổng lượng nước thải và từ 80 - 95% tổng lượng dòng thải ô nhiễm).

Nước thải, lignin là những vấn đề môi trường chính đối với ngành giấy.

Bên cạnh đó trung bình một tấn giấy sản xuất còn phát sinh từ 45 - 48 kg chất thải rắn, chưa tính lượng phế liệu đã được tái chế.

Những vấn đề môi trường liên quan: Nồng độ ô nhiễm trong nước thải

Trong các cơ sở công nghiệp giấy và bột giấy, nước thải thường có độ pH trung bình 9 – 11, chỉ số nhu cầu ôxy sinh hoá (BOD), nhu cầu oxy hoá học (COD) cao, có thể lên đến 700mg/l và 2.500mg/l. Hàm lượng chất rắn lơ lửng cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép. Đặc biệt nước có chứa cả kim loại nặng, lignin (dịch đen), phẩm màu, xút, các chất đa vòng thơm Clo hoá là những hợp chất có độc tính sinh thái cao và có nguy cơ gây ung thư, rất khó phân huỷ trong môi trường.

Những vấn đề môi trường liên quan: Nồng độ ô nhiễm trong nước thải

So sánh các chỉ tiêu nước thải sản xuất giấy và bột giấy với QCVN 12:2008 (nước thải giấy và bột giấy)

STT T hông số

Đơnvị Giá trị trung bình nước thải

QCVN 12-2008

Ghi chú

1 pH - 7,8 – 9,2 5,5 – 9

2 COD Mg/l 3.000 – 15.000 30

3 BOD Mg/l 1.800 – 8.800 50

Những vấn đề môi trường liên quan: Giấy trong chất thải đô thị

Mỗi năm có khoảng hơn 15 triệu tấn chất thải rắn phát sinh trên cả nước và theo dự báo thì tổng lượng chất thải rắn (CTR) phát sinh vẫn tiếp tục tăng lên nhanh chóng trong những thập kỷ tới đây, đặc biệt ở các đô thị lớn, khu du lịch.

CTR ở đô thị chủ yếu là CTR sinh hoạt. Lượng CTR sinh hoạt chiếm khoảng 60 - 70% lượng CTR phát sinh (một số đô thị, tỷ lệ này lên tới 90%), tiếp theo là CTR xây dựng, CTR công nghiệp, CTR y tế...

Hợp phần

% trọng lượng Độ ẩm (%) Trọng lượng riêng (kg/m3)

Khoảng giá trị

Trung bình KGT TB KGT TB

Chất thải thực phẩmGiấyCattonChất dẻoVải vụnCao suDa vụnSản phẩm vườnGỗThủy tinhCan hộpKim loại không thépKim loại thépBụi, tro, gạch

6 - 2524 - 453 - 152 - 80 - 40 - 20 - 20 - 201 - 44 - 162 - 80 - 11 - 40 - 10

15404320,50,512286124

50 - 804 - 104 - 81 - 46 - 151 - 48 - 1230 - 8015 - 401- 42 - 42 - 42 - 66 - 12

7065210210602023238

12 - 8032 - 12838 - 8032 - 12832 - 9696 - 19296 - 25684 - 224128 - 1120160 - 48048 - 16064 - 240128 - 1120320 - 960

2881,649,66464128160104240193,688160320480

Tổng hợp 100 15 - 40 20 180 - 420 300



Tỉ lệ thu hồi giấy đã qua sử dụng ở Việt Nam rất thấp, chỉ khoảng 34% trong khi ở nhiều nước trong khu vực tỉ lệ này là 65-78%. Tỉ lệ này ở các nước Nhật Bản, Đức là 75-78% (gần tới mức tới hạn 80%).

Như vậy, cứ 3 tờ giấy sử dụng, Việt Nam tái chế lại 1, còn 2 tờ thì dùng vào việc khác rồi được chôn lấp hay đốt bỏ, cả hai cách đều gây ô nhiễm môi trường.

Phát triển bền vững cho ngành giấy: Không khuyến khích phát triển

Sự dư thừa về công xuất:- Đối với nguyên liệu giấy các loại đã đáp ứng 100% nhu cầu

bột bán hóa; 100% nhu cầu bột kraft không tẩy; 65% nhu cầu bột kraft tẩy trắng; 74% nhu cầu giấy thu hồi. Thỏa mãn nhu cầu các loại giấy thông thường: giấy in báo, giấy in & viết, giấy làm bao bì các tông sóng, giấy tissue, bìa tráng phấn chất lượng thường, phù hợp với yêu cầu của người tiêu dùng về chất lượng và giá cả.

- - Tuy nhiên, các doanh nghiệp trong nước mặc dù có thiết bị tương đối hiện đại, vẫn chưa sản xuất được các loại giấy cao cấp, giấy chuyên dùng (photo chất lượng cao, giấy in tráng phấn cao cấp, bìa tráng phấn làm hộp cao cấp, giấy cuốn thuốc lá, bao thuốc lá, giấy nhôm, túi đựng chè, giấy lọc, giấy cách điện…) nên vẫn phải nhập khẩu.


- Dư thừa giấy in và viết, giấy in báo. Cho dù sản xuất nội địa mới thỏa mãn 60% nhu cầu, nhưng ở lĩnh vực sản xuất giấy in viết đã dư thừa công suất (công suất: 370.000 tấn/năm – sản xuất 350.000 tấn/năm), thậm chí mức độ dư thừa công suất ở sản xuất giấy in báo lớn hơn nhiều (công suất 90.000 tấn/năm – sản xuất 38.0000 tấn/năm).

- Sẽ dư thừa giấy, bìa tráng phấn. Tới đây lĩnh vực sản xuất giấy, bìa tráng phấn cũng sẽ dư thừa công suất, nếu các cơ sở chỉ có thể sản xuất giấy chất lượng trung bình.

- Dư thừa bột cơ: Khi các dự án sản xuất bột cơ (hóa nhiệt cơ) được đưa vào sản xuất, năng lực sản xuất sẽ gấp nhiều lần nhu cầu.


Sự lạc hậu về công nghệ:- Hiện có gần 50 máy xeo của khoảng 33 công ty có

công suất từ 10.000 tấn/năm trở lên chiếm 65% năng lực sản xuất toàn ngành giấy. Còn lại là gần 300 công ty sử dụng các máy xeo nhỏ công suất dưới 10.000 tấn/năm, chiếm 35% năng lực sản xuất toàn ngành giấy.

- Trên 1/3 năng lực sản xuất giấy (35%) quá lạc hậu (gần 1 thế kỷ) - thuộc hàng trăm dây chuyền sản xuất công suất nhỏ dưới 10.000 tấn/năm (bình quân 3.000 tấn/năm), những cơ sở này có thiết bị rất lạc hậu, thô sơ, tiêu hao nhiều nguyên liệu, hóa chất, năng lượng, nước và nhân công, cũng như thường gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.


- Trong khi hiện nay, tại hầu hết các nước, các thiết bị sản xuất giấy (trừ sản xuất giấy tissue) đều có công suất trên 200.000 tấn và máy xeo lớn nhất thế giới hiện nay có công suất trên 1 triệu tấn/năm.

- Nếu tính theo công suất tối thiểu như trên, thì Việt Nam chỉ cần 8 máy xeo cũng đủ sản xuất 1,5 triệu tấn trong năm 2011.

- Ngoài ra, chúng ta đã mắc sai lầm trong đầu tư sản xuất bột không tẩy (đầu tư quy mô lớn nấu bột bằng nồi cầu và đầu tư sản xuất bột bằng phương pháp nổ) mà không lựa chọn sản xuất bột kraft tẩy trắng hiện đại – tẩy trắng bằng điôxit clo.

- Tuy nhiên, cũng đã có những chuyển biến tích cực trong lựa chọn quy mô sản xuất, công nghệ và thiết bị tiên tiến cho các dây chuyền sản xuất, sử dụng các hệ thống điều khiển tự động, chú trọng công đoạn chuẩn bị bột – sử dụng thiết bị Châu Âu ở nhiều dây chuyền sản xuất (thủy lực, sàng, nghiền, lọc, chổi hóa…) giúp tiết kiệm năng lượng, nâng cao chất lượng sản phẩm.


Tìm hướng phát triển khác- Phát triển báo điện tử, sách điện tử và thư viện

điện tử - Thay thế văn bản giấy bằng văn bản điện tử trong

hoạt động của các cơ quan công sở

Phát triển bền vững cho ngành giấy: Sản xuất sạch hơn

SXSH được định nghĩa là sự áp dụng liên tục chiến lược môi trường tổng hợp mang tính phòng ngừa trong các quy trình, sản phẩm, và dịch vụ nhằm nâng cao hiệu suất và giảm thiểu rủi ro cho con người và môi trường.

• Với các quy trình sản xuất, SXSH bao gồm việc bảo tồn các nguyên liệu thô và năng lượng, loại bỏ các nguyên liệu thô độc hại, và giảm lượng và độ độc của tất cả các phát thải cũng như chất thải;

• Với các sản phẩm, SXSH bao gồm việc giảm thiểu các tác động tiêu cực trong vòng đời sản phẩm, từ khi khai thác nguyên liệu thô cho tới khi thải bỏ cuối cùng; và

• Với các dịch vụ, SXSH là sự tích hợp các mối quan tâm về môi trường trong quá trình thiết kế và cung ứng dịch vụ.


GIẢM THẢI TẠI NGUỒN

THAY ĐỔI QUY TRÌNH QUẢN LÝ TỐT

Thay đổi công nghệ

Cải tiến thiết bị Kiểm soát quy trình

Thay đổi nguyên liệuđầu vào

Cải tiến quy trình sản xuất bột giấy

Dùng nồi nấu đứng trong nấu bột

Xem xét quy trình sản xuất bột giấy khác

Cải tiến quy trình rửa và tách nước thông qua sử

Lắp đặt các vòi phun hiệu quả

Có bể phóng đủ lớn để tránh tràn bột giấy

Thêm thiết bị nghiền giấy đứt

Sử dụng máy rửa ly tâm cao áp tiêt kiệm

Tối ưu hóa quá trình nấu

Sản xuất bột ở độ đồng đều cao nhất có

Sử dụng các chất màu không độc hại trong sản xuất giấy màu

Sửa chữa các chỗ rò rỉ

Khóa các vòi nước khi không sử dụng

Che chắn các sàng rung để tránh bị tràn

Loại bỏ các chỗ tắc trong các vòi phun


TUẦN HOÀN VÀ TÁI SỬ DỤNG

TẠO RA SẢN PHẨM PHỤ HỮU ÍCH

THU HỒI VÀ TÁI SỬ DỤNG TẠI CHỖ

Sử dụng xơ ngắn/phế phẩm xơ để làm giấy bồi

Sử dụng phần còn lại trong khâu làm sạch nguyên liệu thô làm nhiên liệu cho lò hơi

Tuần hoàn nước công nghệ và nước trắng trong

khâu rửa bột, tẩy trắng và pha loãng bột

Tuần hoàn bột trong hố dài ở máy xeo

Thu hồi và tuần hoàn nước ngưng

Thu hồi và tuần hoàn bột từ nước trắng bằng cách lắp đặt hệ thống SAVE ALL

Thu hồi bột bằng tuyển nổi khí


Cải tiến sản phẩm- Sản xuất các loại giấy sản lượng cao- Sản xuất giấy không tẩy thay vì giấy tẩy trắng


Theo Trung tâm sản xuất sạch Việt Nam, chỉ tính trên 9 doanh nghiệp sản xuất giấy và bột giấy tham gia chương trình SXSH, đã tiết kiệm hàng năm từ nguyên liệu, than, dầu FO, nước sạch tổng cộng là trên 10 tỷ đồng, trong khi tiền vốn đầu tư cho SXSH chỉ là 3,3 tỷ đồng với thời gian hoàn vốn ngắn dưới 1 năm. Đáng chú ý là 9 doanh nghiệp tham gia mô hình SXSH trong quá trình sản xuất đã giảm khối lượng nước thải hơn 1.800.000 m3/năm; lượng khí CO2 giảm gần 6.000 tấn/năm.

Phát triển bền vững cho ngành giấy: Tái chế giấy

Tái chế giấy nghĩa là giảm đi lượng giấy chôn lấp hay phải đốt bỏ, giảm khí nhà kính (metan và CO2) thoát ra khi giấy phân hủy ở bãi chôn lấp, giảm ô nhiễm không khí và nước.

Theo thống kê, tại Việt Nam, mỗi ngày có trên 220 tấn giấy được thải ra nhưng chỉ có khoảng 25% là được tái chế lại, phần còn lại bị phân hủy theo nước hoặc lẫn vào các loại rác thải khác và không thể tái chế. Tỉ lệ thu hồi giấy ở Nhật là 70%, Thái Lan là 65%, Malaysia là 80%.

Phát triển bền vững cho ngành giấy: Tái chế giấy

- Trung bình người ta cần khoảng 2,2 – 4,4 tấn gỗ để sản xuất được mỗi tấn bột giấy, tuy nhiên chỉ cần 1,4 tấn giấy đã qua sử dụng có thể tạo ra 1 tấn bột giấy tái chế. Như thế, mỗi tấn giấy được tái chế sẽ giúp tiết kiệm:

- 24 cây rừng tự nhiên- Lượng oxy đủ cho 12 người thở trong 1 năm- 39.084 lit nước đủ cho 875 lần tắm, mỗi lần 5 phút, đủ để sử dụng

cho 3.000 lần dội toilet - Gần 4.000 kWh điện đủ dùng cho cả một căn nhà 3 phòng ngủ

trong 1 năm- 605 lit dầu thô- Hạn chế một lượng khí CO2 tương đương với lượng khí thải của

1 chiếc ô tô trong 6 tuần (giảm 95% lượng khí thải ô nhiễm so với quá trình sản xuất 1 tấn giấy từ gỗ).

Cảm ơn!

quy trình sản xuất giấy

Documents