天鵝化纖將關(guān)停搬遷再敲環(huán)保警鐘粘膠纖維高污染頑疾有望治愈

　　4月底，保定市為治理大氣污染宣布將對(duì)天鵝化纖實(shí)施關(guān)停搬遷的消息一出，再次將粘膠纖維這一讓人“又愛(ài)又恨”的纖維種類推到了輿論的風(fēng)口浪尖。

　　毋庸置疑，粘膠纖維的誕生與發(fā)展在世界化纖行業(yè)的發(fā)展歷程中功不可沒(méi)，但是，其工藝弊端也顯而易見(jiàn)。尤其是在全球大力倡導(dǎo)綠色、節(jié)能、環(huán)保的當(dāng)下，粘膠纖維由于在生產(chǎn)過(guò)程中釋放大量的有毒、有害氣體CS2和H2S，會(huì)造成空氣、河流、土壤的污染，發(fā)展境況舉步維艱。因此，如何治愈用傳統(tǒng)“粘膠法”工藝生產(chǎn)粘膠纖維所帶來(lái)的高污染“頑疾”，已成為化纖行業(yè)的全球性課題。

　　現(xiàn)狀高污染已成粘膠纖維最大痛楚

　　粘膠纖維是以天然纖維素為基本原料，經(jīng)堿化、黃化后轉(zhuǎn)化為纖維素黃原酸酯溶液，再紡絲而成的再生纖維素纖維。其當(dāng)前的生產(chǎn)工藝，是傳統(tǒng)的“粘膠法”。

　　20世紀(jì)60年代，粘膠纖維的發(fā)展達(dá)到高峰，其產(chǎn)量約占化學(xué)纖維總產(chǎn)量的80%。然而，由于生產(chǎn)工藝過(guò)程冗長(zhǎng)、設(shè)備復(fù)雜、投資大、“三廢”污染嚴(yán)重等原因，加之合成纖維的迅速發(fā)展，自上世紀(jì)70年代開(kāi)始，世界上多數(shù)國(guó)家已不再將粘膠纖維作為重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象，陸續(xù)關(guān)閉粘膠纖維生產(chǎn)廠，退出粘膠纖維行業(yè)。

　　這些退出的粘膠產(chǎn)能大量轉(zhuǎn)入中國(guó)，加之這些年來(lái)纖維素膜、纖維和無(wú)紡布等用途廣泛，行業(yè)利潤(rùn)較高，國(guó)內(nèi)粘膠纖維產(chǎn)品產(chǎn)量及產(chǎn)能快速增長(zhǎng)。

　　2000年~2008年，我國(guó)粘膠短纖產(chǎn)量由43萬(wàn)噸增至146.8萬(wàn)噸，增幅為241.4%。2011年，我國(guó)粘膠短纖產(chǎn)量繼續(xù)猛增至206.9萬(wàn)噸，約占全球總產(chǎn)量的60%。2001年~2011年，我國(guó)粘膠纖維產(chǎn)量年均增長(zhǎng)率為13%。2012年我國(guó)粘膠纖維產(chǎn)量達(dá)到240萬(wàn)噸，2013年超過(guò)280萬(wàn)噸，2014年達(dá)到300萬(wàn)噸。但是，產(chǎn)量快速增長(zhǎng)的同時(shí)，卻始終有一個(gè)繞不過(guò)去的“痛楚”，那就是環(huán)境污染。“粘膠法”生產(chǎn)中使用占產(chǎn)品總量約30%~35%的二硫化碳(CS2)，伴隨著粘膠纖維的生產(chǎn)過(guò)程會(huì)釋放大量的有毒、有害氣體CS2和H2S。

　　專家介紹，粘膠纖維采用漿粕與CS2反應(yīng)生成能溶于堿溶液的纖維素衍生物——纖維素黃原酸酯，整個(gè)過(guò)程中，CS2一直存在。由于CS2有劇毒性，造成整個(gè)工藝必須完全封閉，但生產(chǎn)中不可能所有設(shè)備完全封閉，因此CS2泄露的危險(xiǎn)如影隨形。另外，其最終的產(chǎn)品還必須進(jìn)行脫硫處理。在其生產(chǎn)過(guò)程中，原液黃化排風(fēng)、紡絲機(jī)內(nèi)排風(fēng)、精煉-水洗排風(fēng)、酸浴脫氣尾氣、酸站排風(fēng)、CS2直冷回收系統(tǒng)尾氣等工序節(jié)點(diǎn)中的廢氣濃度較高。這些不但惡化了粘膠工廠的生產(chǎn)作業(yè)條件，而且對(duì)周圍的大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。

　　采訪中，多位專家都無(wú)奈地談道，粘膠纖維生產(chǎn)企業(yè)里的氣味兒都比較大。有些專家甚至開(kāi)玩笑地說(shuō)，一個(gè)城市如果有幾家粘膠廠，那這個(gè)城市上空的空氣幾乎都特別有“味道”。尤其是老粘膠人張建東，談起粘膠纖維工藝的落后之處有太多感觸。

　　自1970年開(kāi)始至2013年，張建東已在粘膠纖維廠工作了43年。他是中國(guó)第一家化纖廠——丹東化纖的總工程師。幾乎干了一輩子粘膠，這在帶給他榮耀的同時(shí)，卻也給他留下了難言的傷痛。2013年，張建東拒絕了原企業(yè)的挽留，毅然離開(kāi)。那時(shí)，他對(duì)粘膠已不止是心理上的抵觸，還有身體的不適。他有些無(wú)奈地說(shuō)道：“我的嗓子現(xiàn)在不太好，這就是長(zhǎng)期在粘膠廠工作落下的。”

　　粘膠纖維的污染還不止于此。它在生產(chǎn)過(guò)程中生成的硫及硫化物隨著廢水排入江河，對(duì)水體和土壤也會(huì)造成一定的污染。專家介紹，粘膠纖維的生產(chǎn)廢水主要包括酸性和堿性廢水兩大類，排放總量約為短纖維100立方米/噸，長(zhǎng)纖維300立方米/噸。其生產(chǎn)中排放的廢水中的特征污染物為硫酸及其鹽、硫及硫化物、鋅鹽和COD等。其中，硫酸、硫化物(主要是H2S、CS2等)和鋅鹽污染主要來(lái)自粘膠成形工段及酸站廢水，且鋅鹽主要以硫酸鋅和纖維素磺酸鋅的形式存在。因此，所有廢水必須經(jīng)過(guò)處理后排放。

　　如此大的污染，正是發(fā)達(dá)國(guó)家逐步退出粘膠纖維產(chǎn)業(yè)的重要原因。而目前，我國(guó)幾十家粘膠纖維生產(chǎn)企業(yè)已成為企業(yè)所在地的污染大戶。尤其是近年來(lái)，沿海地區(qū)及大城市的粘膠工廠正在向中、西部地區(qū)轉(zhuǎn)移，污染也隨之轉(zhuǎn)移到內(nèi)地。而面對(duì)越來(lái)越嚴(yán)厲的環(huán)保要求，各地政府開(kāi)始對(duì)這些污染大戶亮出“警示牌”，這些企業(yè)的生存已是舉步維艱。近期，保定市為治理大氣污染宣布將對(duì)天鵝化纖實(shí)施關(guān)停搬遷便是實(shí)例。

　　對(duì)此，中國(guó)工程院院士蔣士成指出，當(dāng)今世界，充分利用可再生資源，走環(huán)境友好、可持續(xù)發(fā)展之路已成為全球科學(xué)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)。依賴于化石資源的合成高分子材料產(chǎn)業(yè)面臨資源枯竭和環(huán)境污染兩大問(wèn)題，基于可再生資源及環(huán)境友好的新材料的研究與開(kāi)發(fā)已刻不容緩。

　　具體到粘膠纖維行業(yè)，一方面，市場(chǎng)對(duì)纖維素纖維仍有旺盛的需求，但另一面，其主要生產(chǎn)方法——“粘膠法”在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的嚴(yán)重污染以及對(duì)人體健康的損害已經(jīng)嚴(yán)重危及了該法的生存。面對(duì)這一日益凸顯的矛盾，開(kāi)發(fā)無(wú)污染的纖維素新溶劑以及新的加工方法就成為再生纖維素纖維發(fā)展的關(guān)鍵。

　　突破綠色環(huán)保氨基甲酸酯法新工藝誕生

　　“氨基甲酸酯法纖維素纖維濕紡長(zhǎng)絲生產(chǎn)新工藝及裝備研發(fā)”正是在以上大背景下開(kāi)展的。

　　4月底，中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)宣布，由湖北天思科技股份有限公司和武漢大學(xué)共同承擔(dān)的“氨基甲酸酯法纖維素纖維濕紡長(zhǎng)絲生產(chǎn)新工藝及裝備研發(fā)”通過(guò)鑒定。鑒定組認(rèn)為：項(xiàng)目整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，其中，纖維素活化與低溫溶解工藝達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

　　該工藝的最大亮點(diǎn)之一，便是綠色環(huán)保。

　　從工藝上看，該項(xiàng)目的新型纖維素纖維與粘膠纖維存在較大區(qū)別，它采用漿粕與尿素反應(yīng)，生成能溶于溶劑的纖維素衍生物——纖維素氨基甲酸酯。整個(gè)過(guò)程中，只有活化纖維素氨基甲酸酯過(guò)程有少量氨氣產(chǎn)生，氨氣采用稀硫酸吸收，制成氨水或氮肥，其余過(guò)程無(wú)任何有毒廢氣排放。記者在該項(xiàng)目的紡絲車間實(shí)地采訪時(shí)也發(fā)現(xiàn)，整個(gè)車間幾乎沒(méi)有氣味。

　　在廢水廢氣方面，其廢水中的特征污染物為硫酸鹽、鋅鹽和COD，特征污染物PH值為6~9，懸浮物SS濃度低于70mg/L，BOD5濃度低于20mg/L，COD濃度低于100mg/L，總鋅濃度低于2.0mg/L，全部達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　而且，其生產(chǎn)原料也是綠色的，它以天然材料如棉短絨、木材、竹漿等為原料，不需要消耗石油等能源。

　　湖北天思科技股份有限公司總經(jīng)理王云波介紹，與粘膠纖維生產(chǎn)相比，公司項(xiàng)目的纖維素纖維生產(chǎn)所排放的廢水，一是其污染物種類明顯減少，二是其污染物濃度顯著降低，三是其廢水排放量大大減少。所以，其通過(guò)污水排放的污染物總量比粘膠纖維生產(chǎn)要少得多。

　　一個(gè)細(xì)節(jié)是，原本打算退隱化纖“江湖”的張建東，如今成為湖北天思的技術(shù)顧問(wèn)。王云波至今回想起當(dāng)時(shí)邀請(qǐng)張建東的情形仍很感慨：“當(dāng)時(shí)我去請(qǐng)他，老爺子的第一句話便是，粘膠纖維我不干。我就開(kāi)玩笑地說(shuō)，您去看一看，真不是粘膠，但能干死粘膠。”此后，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查看，紡絲車間沒(méi)有味道這一點(diǎn)首先征服了張建東。同時(shí)，張建東以一個(gè)老粘膠人的敏銳性做出判斷，“項(xiàng)目能成，前景廣闊”，最后欣然答應(yīng)。

　　其他業(yè)內(nèi)資深專家也看好該項(xiàng)目。在對(duì)項(xiàng)目做了充分了解后，北京三聯(lián)虹普新合纖技術(shù)服務(wù)股份有限公司總工程師汪樂(lè)江指出：“該工藝與粘膠生產(chǎn)工藝最大的區(qū)別在于，粘膠漿液的放置時(shí)間不能超過(guò)48小時(shí)，否則就不能再紡絲;超過(guò)72小時(shí)要全部扔掉。但是，新研發(fā)的工藝技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)常溫紡絲，這是革命性的突破。”

　　從工藝流程結(jié)構(gòu)方面看，新型纖維素纖維工藝流程比傳統(tǒng)粘膠纖維流程短，削減了老成、熟成、酸洗、脫硫等環(huán)節(jié)。其工藝簡(jiǎn)潔，能耗小，經(jīng)濟(jì)效益高。

　　由于生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)潔、環(huán)保，產(chǎn)品價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯，專家預(yù)計(jì)，其市場(chǎng)空間很大。

　　據(jù)測(cè)算，按照生產(chǎn)纖維素長(zhǎng)絲產(chǎn)品(120D)計(jì)算，每噸可變成本約1.8萬(wàn)元，不變成本約1萬(wàn)元，售價(jià)約3.5萬(wàn)元/噸，利潤(rùn)約0.7萬(wàn)元/噸。這種纖維素長(zhǎng)絲產(chǎn)品可以完全取代傳統(tǒng)的粘膠法纖維素長(zhǎng)絲。

　　在下游服用性方面，粘膠纖維可與其他纖維混紡，適宜于內(nèi)衣、外衣和各種裝飾用品。尤其是長(zhǎng)絲織物的質(zhì)地輕薄，適用于衣料、裝飾織物等。該項(xiàng)目新型纖維素纖維與粘膠纖維的原料相同，生產(chǎn)過(guò)程類似，同樣可以生產(chǎn)短纖、長(zhǎng)絲、玻璃紙、碳纖維。

　　而且，相比粘膠纖維，該纖維截面為圓形，用此纖維織造的面料更爽滑，懸垂感更好，更挺括，顏色更加鮮艷。同時(shí)，由于它完全不含硫，還可以用于醫(yī)療衛(wèi)生、食品包裝材料、煙用絲束領(lǐng)域等。

　　對(duì)策可過(guò)程替代“粘膠法”促其涅槃重生

　　能夠?qū)崿F(xiàn)綠色環(huán)保生產(chǎn)當(dāng)然意義重大，但若從現(xiàn)實(shí)角度看，“氨基甲酸酯法纖維素纖維濕紡長(zhǎng)絲生產(chǎn)新工藝”最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠之處，還在于它的工藝流程與“粘膠法”十分相似，能夠最大限度地利用粘膠企業(yè)原有的生產(chǎn)設(shè)備、產(chǎn)業(yè)工人等進(jìn)行“無(wú)縫對(duì)接”，實(shí)行過(guò)程替代，這點(diǎn)尤其難能可貴。

　　業(yè)內(nèi)人士都深知，在粘膠纖維的轉(zhuǎn)型升級(jí)過(guò)程中，要重建一個(gè)新廠與在老廠的基礎(chǔ)上逐漸進(jìn)行改造，完全不是一個(gè)概念。一位專家介紹道，粘膠纖維廠的升級(jí)改造中，如果采取新建廠的思路，讓一家新企業(yè)從無(wú)到有，除了要投入數(shù)額不菲的資金，大量老工人的安置、新技工的培養(yǎng)，都需要花費(fèi)相當(dāng)大的力氣。

　　而新工藝的生產(chǎn)流程與傳統(tǒng)的粘膠纖維生產(chǎn)工藝有許多相近或相似之處，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的技術(shù)改造，便能最大限度利用原有的粘膠設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，比較容易嫁接到現(xiàn)存的粘膠纖維生產(chǎn)線上，從而使老粘膠企業(yè)逐步突破污染瓶頸，涅槃重生。

　　據(jù)介紹，新工藝的設(shè)備70%可利用原有的粘膠裝備進(jìn)行改造，從而大大節(jié)約設(shè)備投資。

　　對(duì)于這種可基于粘膠廠基礎(chǔ)進(jìn)行過(guò)程替代的意義，專家給予了高度肯定。多位專家表示，粘膠產(chǎn)業(yè)是整個(gè)紡織產(chǎn)業(yè)鏈條的中間一部分，粘膠的生死存亡事關(guān)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展。在越來(lái)越嚴(yán)厲的環(huán)保要求下，粘膠產(chǎn)業(yè)如何盡快實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)非常關(guān)鍵。

　　而如果運(yùn)用該工藝對(duì)“粘膠法”進(jìn)行過(guò)程替代，就能保證上下游不斷鏈，產(chǎn)能不改變并能逐步提升，原有的員工和設(shè)備都能正常維持。“這有利于整條紡織產(chǎn)業(yè)鏈的健康運(yùn)行。它也不只是300多萬(wàn)噸的粘膠產(chǎn)能那么簡(jiǎn)單的事，而是事關(guān)1000萬(wàn)~2000萬(wàn)名粘膠產(chǎn)業(yè)工人、幾十家粘膠廠和所有粘膠生產(chǎn)設(shè)備的安置問(wèn)題。”一位專家談道。

　　事實(shí)上，為污染問(wèn)題苦惱不已的保定恒天天鵝的代表當(dāng)天也來(lái)到了湖北天思項(xiàng)目鑒定會(huì)現(xiàn)場(chǎng)。

　　恒天天鵝技術(shù)中心負(fù)責(zé)人田文智感慨道：“目前的恒天天鵝正處于轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。而天思項(xiàng)目是基于粘膠纖維企業(yè)特性設(shè)計(jì)的項(xiàng)目，就像是給粘膠企業(yè)量身定制的一樣。該工藝前道的活化和冰凍、常溫溶解是粘膠廠的短板，在‘嫁接’過(guò)程中，粘膠企業(yè)可以利用后道的技術(shù)優(yōu)勢(shì)把漿液的溶解進(jìn)行完善。希望可以借助天思的工藝技術(shù)平臺(tái)，把技術(shù)嫁接到恒天天鵝去。”

　　多位專家也對(duì)該技術(shù)與傳統(tǒng)粘膠廠的嫁接表示看好。汪樂(lè)江表示，該技術(shù)可以逐步替代粘膠，沒(méi)有二硫化碳等有害物質(zhì)，這個(gè)意義很大。如果能與保定天鵝合作，打開(kāi)突破口，那該項(xiàng)技術(shù)在國(guó)際市場(chǎng)的推廣將會(huì)大大提速。

　　北京賽歐蘭阻燃纖維有限公司副總經(jīng)理冉國(guó)慶表示，該項(xiàng)目接下來(lái)可以改造國(guó)內(nèi)那些環(huán)保不達(dá)標(biāo)的粘膠廠，這樣，既能實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目自身的技術(shù)輸出，又能使老粘膠企業(yè)“浴火重生”，這對(duì)于整個(gè)化纖行業(yè)的意義都很大。

　　中國(guó)工程院院士蔣士成、東華大學(xué)教授王華平則表示，氨基甲酸酯法纖維素纖維濕紡長(zhǎng)絲生產(chǎn)新工藝實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化后，無(wú)論是對(duì)于粘膠纖維企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，還是對(duì)于我國(guó)紡織工業(yè)上下游整條產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展，都意義重大。

　　當(dāng)然，任何一項(xiàng)新技術(shù)、新工藝的問(wèn)世，都或多或少地存在不完善之處，都還需要在產(chǎn)業(yè)化的過(guò)程中逐步完善。另?yè)?jù)了解，湖北天思目前已建成30噸/年的中試生產(chǎn)線工藝及裝備，運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠，滿足了纖維素纖維的連續(xù)化生產(chǎn)要求。接下來(lái)，它正在推進(jìn)5000噸/年的產(chǎn)業(yè)化工程設(shè)計(jì)。

　　纖維素氨基甲酸酯纖維，你知道多少?

　　纖維素氨基甲酸酯纖維是指以纖維素氨基甲酸酯為原料，用新工藝生產(chǎn)的纖維素纖維。纖維素氨基甲酸酯纖維紡絲工藝的基本原理，是將尿素與預(yù)處理過(guò)的纖維素在惰性有機(jī)溶劑或尿素溶液中生成穩(wěn)定的中間產(chǎn)物纖維素氨基甲酸酯。

　　20世紀(jì)80年代，芬蘭Neate公司開(kāi)發(fā)了生產(chǎn)纖維素氨基甲酸酯的工藝，并與Kemira公司合作開(kāi)發(fā)了由纖維素氨基甲酸酯紡制短纖維的工藝，名為Cellca。但是，Neste公司在研究中發(fā)現(xiàn)，這種生產(chǎn)工藝并不完善，而且由于以液氨作為浸潤(rùn)劑，生產(chǎn)過(guò)程能耗大、生產(chǎn)成本較高，80年代末便放棄了對(duì)這一工藝的研究。

　　近年來(lái)，許多國(guó)外公司和科研機(jī)構(gòu)重新致力于纖維素氨基甲酸酯合成和加工方法的研發(fā)，如開(kāi)發(fā)新的纖維素氨基甲酸酯合成方法、纖維素氨基甲酸酯纖維制品及其應(yīng)用、以及纖維素氨基甲酸酯成膜及其膜制品的生產(chǎn)工藝，這都有助于推動(dòng)纖維素氨基甲酸酯的工業(yè)化進(jìn)程。

　　目前，國(guó)外有多家研究機(jī)構(gòu)在研究纖維素氨基甲酸酯，主要有波蘭羅茲化纖研究所、德國(guó)Zimmer公司。我國(guó)對(duì)纖維素氨基甲酸酯生產(chǎn)工藝的研究尚處于起步階段，研究機(jī)構(gòu)包括天津工業(yè)大學(xué)、東華大學(xué)、安徽大學(xué)等。