重视资源与环境问题，造纸工业要走可持续发展的新型工业化道路

----专访造行业首位中国工程院院士陈克复教授

    记者：陈教授，您好！首先祝贺您成为造纸行业首位中国工程院院士！并对您多年来关注本刊发展和支持本刊工作表示感谢！一个行业出院士，说明国家对这个行业发展的重视，同时也说明您取得了突出的成绩，是对您过去工作成绩的肯定。请介绍一下您对行业发展有较大影响的科技工作及其成果。

    陈院士：首先对为中国造纸工业发展发挥重大作用的《中华纸业》杂志社表示感谢！我2003年12月当选为中国工程院院士以来，受到国内外众多同行及朋友的祝贺，也受到十多家高等院校及科研院所的祝贺，在这里，我向造纸领域同行、朋友们再次表示衷心的感谢。

    我能够当选为院士，是国家和人民多年培育的结果，是我校党委及广大教师支持、关怀的结果，是造纸行业同行的支持及老专家厚爱，也是造纸行业日益壮大的结果。我当选为院士，不但意味着是国家对一位科技人员多年工作成绩的肯定，更意味着我有一种新的责任和鞭策。今后我要严格的遵照中国工程院院士准则，做好应该做的每项工作，继续为国家作贡献。

    其实从理论研究、实践经验、工程能力、管理水平等方面来说，很多专家都比我强，只不过工程院院士的评选标准很严格，是综合评价每一位候选人。

    提到我几十年来的工作，我想在下列几方面进行了不懈的努力，而这些科技工作是否已对我国造纸行业的发展产生较大影响，我自己不能自我鉴定。

   （1）努力把工程力学、化工流体力学及流变学的理论应用于造纸科学领城。

    我1966午毕业于复旦大学力学专业，后师从我国著名造纸专家隆言泉教授，又重新学习造纸工程专业，可以说是隆教授把我领进造纸科学大门。几十年来，我结合自己的特长，从物理学、流体力学角度来研究制浆造纸技术。1979年开始发表纸浆流体力学方面的论文，1984年出版《造纸机湿部浆料流体动力学》专著（轻工业出版社1984年版）。现在都知道，造纸技术涉及到化工、力学、机械、材料、环境等多门学科领域，但在二十多年前，我在有关纸浆流体力学的论著中提出了鲜为人知的新概念，确实具有新颖性、创新性和实用性，在造纸界中影响还是很大。当时应聘在杭州、天津、上海、沈阳、北京等学会举办的专题讲座上以及在不少造纸厂所作学术报告中，用化工流体力学原理来分析理解制浆造纸技术，对造纸广的技改工作具有促进作用。例如我推荐的流浆箱锥管布浆器设计计算公式，有不少造纸厂应用这一原理和公式改造了流浆箱的布浆系统。

    纸浆流体力学及流变学的发展创造了中浓技术，国外称为MC技术。对于中浓技术的理论研究，我开始于1985年，1991年在北欧《Nordic Pulp and Paper Re—search J.》Vol.6，NO.1上发表了“The determination of the critical shear stress for fluidization of me—dium consistency suspensions of straw pulps”，1997年在美国《Experimental Themal and Fluid Science》Vol.14，No.2上发表了“Fluidization properties of high-consistency fibre suspension”，以及这期间在Tappi工程部学术年会上多次发表的论文，使得我国在中浓技术理论研究中占有一席之地。1990-1993年间，为了推广中浓技术，中国造纸学会机械专业委员会主办了多期“中浓技术”研讨班或学习班，我均作为主讲教师，其讲义作为专著《中高浓制浆技术与装置》出版。中浓技术的研发对全世界造纸工业的发展具有巨大的作用，是使制浆造纸过程产生变革的重大创新，关于中浓技术的理论研究至今仍是造纸科学研究的前沿。

   （2）研发实施中浓技术的关键设备。

    在理论研究的基础上，把理论应用于工程实际，研发实施中浓技术的关键装备也是我投入时间较多的工作。

    80年代未90年代初，我国开始引进年产5万吨或10万吨漂白化学浆生产线，我看到在引进项目中，一台中浓泵要15万美元，其实成本按当时人民币计算包括控制系统也不到20万元，一台高剪切中浓混合器要5万～8万美元，这样的高价，引起我国主管部门及专家的高度重视。当时我与国内知名造纸装备专家胡楠、薛宗华、官日彬等，在胡楠司长领导下，从事中浓浆泵及中浓混合器的研究，利用中浓纸浆的流态化理论，于1987年研制成功我国第一台中浓浆泵，利用混合理论，于1988年研究成功我国第一台高剪切中浓混合器，成为当时国际上能生产这一装备的少数国家之一，1988年经轻工部鉴定，获轻工部科技进步二等奖，1989年获国家科技进步三等奖。中浓浆泵后来成为天津轻机厂的重要产品之一。

    在上述基础上，我们又利用多相悬浮体的浓缩理论及高浓纸浆的分散原理，在山东济宁轻机厂支持下研究成功高浓混合器及疏解机，应用于我校制浆造纸工程国家重点实验室的中试基地。

    另外，我们在高浓碎浆机、中浓筛选、中浓打浆等方面也进行了艰苦的研究工作，取得了一定的成杲，这里就不一一列出了。

   （3）研制适合于我国造纸国情的少污染漂白（ECF）技术。

    近些年来，我主要与课题组同行们一起，努力研制少污染漂白（ECF）技术，我们称为“中浓纸浆高效高白度少污染漂白技术”。研发这一技术是出自下列原因：常规的低浓CEH漂白废水量多，污染严重，特别是产生的可吸附有机氯化物（AOx）难以降解，外国政府已严格控制，这就要求我们要尽快研发替代CEH漂白的少污染漂白技术。经过课题组全体人员的努力，从中试系统到单段中浓过氧化氢漂白，再研发成功氧脱木素，最终研发成功O—I—Q—P漂白顺序的中浓纸浆少污染漂白生产线。目前已成功应用于多家造纸企业，并已获得2002年度国家技术发明二等奖。目前我们的工作是继续努力推广这一技术。

   （4）宣传制浆造纸新技术、新科学。

    二十多年来，我编著出版专著5本，参编大型工具书二部，主编高校统编教材《制浆造纸机械与设备》上、下册，发表论文150篇，有30多篇被SCI和EI收录。为了这些论著，占用了我大部分业余时间。

    记者：让业内更多的人更深入地了解您们的科研成果应当说更有利于成果的推广与应用，有利于造纸行业整体水平的提高。请您能否介绍一下“中高浓纸浆少污染漂白方法与装置”的开发意义，目前推广应用的工作进展如何？

    陈院士：以二氧化氯漂白为主的无元素氯漂白技术，国外已有多项发明专利，经过多年发展这一技术已很成熟，目前国外大多数纸浆厂采用这一漂白技术。但实践证明，这一漂白技术用于我国中小规模的纸浆生产线就必须要慎重考虑。由于二氧化氯制造系统投资较大，运行成本又较高，因此以二氧化氯漂白为主的漂白生产线，具有较明显的规模效益。也就是说，在年产几十万吨漂白浆或以上规模的纸浆厂是具有明显优越性，但包括年产10万吨以下规模的，特别是年产几万吨规模的中小型纸浆厂，还没有出现真正的样板厂。中小规模的纸浆厂，由于产能限制，单位产能所承受的压力过大，不可能达到盈利水平。很多专家认为，在中小规模的纸浆厂应尽可能采用国产技术，科技人员应尽快研究出符合国情的少污染漂白技术。

    “中浓纸浆少污染漂白方法与装置”是纸浆在中浓条件下进行氧脱木素，再经过少量次氯酸盐漂白（有效氯计不超过3％），再经过所研发的助剂进行预处理，最后进行过氧化氢漂白。纸浆白度可以达到85％ISO，漂损及漂后纸浆强度都符合要求。本技术具有下列创新性和实用性：（1）由于在中浓条件下，每段废水又可逆流冼涤，因此用水量少；（2）由于次氯酸盐漂白与过氧化氢漂白是人们熟悉的漂白技术，因此不存在技术障碍；（3）由于AOX的产生量可通过次氯酸盐用量来控制，在用量不超过3％时，按检测，其AOX产生量远低于国家标准（2.7千克／吨浆），消除了CEH常规漂白的严重污染问题；（4）全部设备可国内生产，无需进口，更不用高价引进二氧化氯制备系统，因此投资大幅度下降，中小型纸浆厂可以接受。

    这一新技术经过我们的努力推广，目前已在好几个纸浆厂成功实现了工程化，为这一技术的进一步推广打下基础。目前正在洽谈的也有几个企业，我们争取在“十五”后期，有更多的纸浆厂采用这一技术。

    记者：中浓技术对节水、节能、降耗、减少污染恚义童大，为何该技术与装备推广及普及比较缓慢？如何加快推广与应用？

    陈院士：“资源与环境”问题是约束我国工业发展的难题，造纸工业更是如此。可以说，我国造纸工业如不解决好“资源与环境”的问题，是不可能持续发展的。因此近些年来，特别是上半年我在多次造纸相关会议上，谈了自己的粗浅看法，呼吁造纸界人士应更重视造纸工业面临的资源与环境问题。

    中浓技术是解决造纸工业水资源问题与废水污染问题的关键技术。老专家余贻骥先生近期指出：“中浓技术的巨大节水、节能效益是值得造纸工业进一步发展的”（《纸和造纸》No.2，2003年），专家顾民达先生也指出“在制浆过程中推广应用中高浓技术这一重点节水技术与装备”（《中华纸业》，NO.9，P13，2003年）。

    对某一领域具有重大影响的某一技术的推广，一般来说，快需几年，慢需几十年。造纸工业先进国家于上世纪80年代开始推广中浓技术，也花了将近二十年，到90年代末，才基本实现了中浓化，从而使他们的造纸工业大幅度降低了吨浆纸水耗和能耗。而我国造纸工业每吨浆纸耗水量和能耗分别为世界水平的5倍和1.5倍。

    为什么该技术和装备推广普及比较缓慢呢？我想是多方面的原因，但主要还在下列几方面：

   （1）工程化能力发展缓慢，宣传推广力度不够。这有体制、科技人员能力等多因素影响。

   （2）造纸中小企业其技术路线还未向清洁生产、与环境协调的方向发展，我国用于工业的水耗、能耗、环保等的法规过于宽松，执法也不力。即使到2005年1月开始执行的取水定额，每生产吨非木材漂白化学浆还可以耗水210米3，生产吨漂白化学木浆可耗水150米3，仍然是先进国家的3～4倍，这样，很多造纸企业对于大量用水从行政上和心理上并没有什么压力。尽管我国人均水资源是世界平均水平的1／4，但有些企业对水的利用并不爱惜。

   （3）面临国外先进技术及装备的压力和挑战，由于加工能力、加工技术、价格等因素，国内装备还达不到可以与国外先进装备竞争的程度。

    但事实上，经过多年的宣传普及与引进，中浓技术的应用在我国造纸行业中已取得很大进步。中浓输送装备、中浓混合装备、中浓洗浆机、中浓漂白设备、中（高）浓碎浆机、中浓打浆等等，我国均能设计制造，且可以达到年产20万吨产能的需要，尽管从技术性能看与国外相比还有差距。

    记者：如何提高我国的造纸企业与造纸杌械企业的技术创新能力？在消化吸收引进国外先进技术装备的时候，如何避免知识产权的纠纷？

    陈院士：确实，我国造纸企业和造纸机械企业的技术创新能力尽管这些年已有很大的提高，但相比国外先进企业还是较弱，为了提高技术创新能力，我认为必须做好下列几方面的工作：

   （1）企业领导人具有技术创新的观念及思维，具有技术创新的行为措施、目标、计划，坚持以科学发展观来指导本企业的技术开发工作。我非常佩服山东济宁华一轻机公司的刘兆福董事长，他就是通过技术创新把企业逐步引导到目前这种可以与国外先进企业相比也不逊色的地步。
                    
   （2）企业要尽可能利用高校及科研单位的研究能力，产学研相结合，建立研发中心。国家已投入大量资金，在高校、科研单位建立国家级、省级重点实验室及研发中心，建立研究创新平台，高校、科研单位已具备了科技创新的人力、物力，这一资源企业要尽可能利用，这一点我们要向国外学习。国外先进国家在产学研结合进行科技创新方面的经验值得我们借鉴。要制定产学研相结合的运营机制，做到互惠互补，发挥各自的优势和特长。

   （3）科技人员要把应用研究成果的产业化作为重点工作来抓，把产业化作为应用研究的组成部分，看作同等重要，要改变目前应用研究成果工程化、产业化比例过分偏低的状态。

   （4）希望主管部门能制订促进科技创新工作的相关政策规则，例如：应用研究项目的科研经费要有一部分作为工程化实施费用，以减少企业的负担，降低企业所承担的风险程度；鼓励企业作为科技成果产业化的基地等。

   （5）企业要重视科技创新人才的培养。企业的竞争归根结底是资源竞争和人才竞争，因此造纸企业要重视科技创新人才的培养，特别是培养对本企业熟悉了解，有团结、拼搏、奉献精神的优秀人才，我总认为放着自己的人才不用，靠年薪几十万引进人才不是很好的方法。

    对于引进的国外先进技术装备，应该进行消化吸收，但只进行消化吸收还不够，应该为“学习-创新”。从国外先进技术装备中得到启发，研发出符合国情的创新点，如果在原有基础上有创新，就可申报国内专利，不存在知识产权的纠纷问题，如果只是照抄照做，就有侵权问题。在消化吸收国外先进技术装备的基础上进行创新，发展符合国情的新技术装备。这一点，日本、韩国的经验值得学习。市场经济发展到今天，世界是一个大市场，引进先进技术装备是必然的，是不可避免的，但不能把引进看为唯一出路，热衷于引进，国内能生产的就不要重复引进。有些企业考虑到行业竞争及引进的装备昂贵等因素，把引进的装备视为宝贝，断绝交流，谢绝参观，其实并不好。广州造纸有限公司引进的先进技术装备从不封闭，允许外单位参观交流，企业的科技能力反而越来越高。

    记者：为加快我国制浆造纸行业的发展，目前应重点发展哪些技术装备？

    陈院士∶我从2003年12月当选院士以来，行业内一些单位邀请我参加相关的研讨会、论证会，并要我谈谈行业发展的一些问题，我总是强调“资源与环境”问题是约束我国制浆造纸工业发展的瓶颈。党中央提出要树立科学发展观，正如《中华纸业》当前所讨论的，造纸工业一定要走可持续发展的新型工业化道路，依靠科学技术，突破这一瓶颈的约束是目前的重要任务，特别是水资源，水已向人类敲响了警钟，联合国水事会议就曾发出这样的警告：“水不久将成为一项严重的社会危机，石油危机之后的下一个危机就是水”。我国是一个严重缺水的国家，人均占有水量仅相当于世界人均的1／4，已被联合国列为世界13个人均水资源贫乏国家之一。尽管有不少造纸企业在节水降耗方面取得了优异成绩，但整体来说目前我国造纸工业的水耗还没有出现极为明显的下降。

    余贻骥先生在近期出版的有关刊物上发表了现代造纸技术的一些关键技术，很值得大家参考。我粗浅地认为，在目前条件下发展现代造纸技术，就应加快发展、努力实现下列技术：

   （1）以实现清洁生产，减少对环境污染为主要目标的科学技术：

    ●中浓纸浆氧脱木素技术；
    ●中浓纸浆无元素氯漂白技术（称ECF漂白）；
    ●中高浓纸浆全无氯漂白技术（称TCF漂白）；
    ●草浆蒸煮黑液高效碱回收技术；
    ●超高得率制浆技术，特别是CTMP、APMP技术装备；
    ●作为辅助工艺技术的制浆漂白生物技术。

   （2）以节水、节能为主要目标的科学技术：
 
    ●中浓技术，包括中浓输送、中浓混合、中浓筛选、中浓打浆等技术，要继续研究发展；
    ●废水净化回用技术，包括洗涤一筛选用水封闭循环技术，纸浆漂白废水逆流洗涤技术，造纸机的白水净化回用技术；
    ●废纸中印刷油墨高效的脱除技术及装备，办公废纸高效处理生产装备。
  
   （3）以提高纸页质量及生产效率为主要目标的科学技术：

    ●高效、高速流浆箱，包括高速水力流浆箱（白水稀释调浓流浆箱）、多层流浆箱及高浓流浆箱；
    ●双网成形技术，实现高速、高质脱水成形技术装备；
    ●超级软压光技术装备；
    ●在文化用纸生产中应用靴式压榨技术装备；
    ●纸张表面涂布与复合加工技术装备。  
  
   （4）实施现代信息化技术，推动现代制浆造纸工业发展：

    ●单元化的信息技术应用，包括生产过程集散控制系统（DCS），生产过程质量控制系统（QCS），设备运行控制系统（MMC）；
    ●部门电子信息技术管理系统（设计、财务、营销等）应用，包括产品辅助设计（CAD），工艺辅助设计（CAPP），办公自动化（OA），客户关系管理（CRM）等；
    ●高度集成的信息系统（ERP）——实现企业内部全面管理系统，包括生产制造、资金财务、采购供销、库存变化、成本控制、人力资源等，以计算机技术和网络技术为核心，进行全面集成化系统信息技术管理。

    记者：前面提到，您毕业于复旦大学，学的是力学专业，但成果出自造纸专业，并当选院士，说明您付出更多的辛勤劳动，能否讲一讲成为院士的体会？

    陈院士：我国造纸工业是传统工业，制浆造纸工程专业也同样是老专业，因此我国造纸科技领域就拥有人数众多的科技工作者，特别拥有一批有丰富经验的老专家、老教授，多年来我国造纸科技工作者为造纸工业的发展、为造纸科技的进步而拼搏、奋斗、奉献。我从进入造纸科技领域后，就一直向他们学习，向广大造纸工作者学习。我体会到造纸科技发展到今天，已不是单纯的造纸工艺学，而是涉及化工、力学、机械、控制、环境、信息技术、生物技术、新材料等学科领域的知识密集的学科。在国外，从事造纸领域科技工作的专家中我认识的就有物理学博士、流体力学博士、机械工程师等。从现代造纸技术的角度来看，可以肯定将有更多的相关学科人员来到造纸科技领域工作。在我担任华南理工大学造纸与环境工程学院院长8年中，就有生物工程、材料工程、环境工程、机械工程近十位科技人员来学院工作，表现都很出色。

    当然，进入造纸科技领域后，必须再学习造纸专业，从书本和实践中学习。例如当年隆言泉教授要我到天津造纸总厂实习一年，一个工段一个工段地实习，掌握制浆造纸全过程，这就要比常人付出更多的辛劳。经过几十年的努力，我对造纸科技领域有了一定的认识。在这个时候，我体会到，由于我的专业背景，可能认识某一科技问题就更深入、更有特色。一直到现在，我依然坚持参加力学领域的学术活动，并曾担任力学学会的学术委员，目前还是全国流变学学会的理事。

    我希望造纸科技专家们要欢迎、支持、帮助其他专业领域背景的科技人员，也希望作为非造纸工程专业的科技人员，加倍努力，尽快熟悉工艺技术，发挥自己的特长。要知道，科学技术发展到今天，只有多学科领域的知识积累，才能创造出重大科技成果。