在现代制浆造纸业中,黑液是由木浆在克拉夫特制程中生成的一种副产品。黑液的产生是这一行业的一个不可或缺的环节,随着科技进步,这一液体如今已成为可再生电力的重要资源。究竟我们如何才能将这一工厂废弃物有效地转化为绿色能源呢?
黑液大约占据了木头投入消化器的能量成分的一半,它的利用不仅可以生产电力,还能回收制程中使用的化学品。
黑液的成分主要包括木材经过消化后的各种有机和无机材料,约有七吨的黑液可产出一吨的纸浆。黑液中有大约15%的固体物质,其中有机化合物占内容的三分之二,这些物质主要是亚麻素、半纤维素及其衍生物。过去,由于其高程度的毒性,黑液曾被废弃并排放入水域,对水生生物造成了极大的损害。
克拉夫特制程的推进和回收锅炉的发明大幅降低了黑液对环境的影响,并使厂商可以自给自足生产电力。
随着环保意识的提升,至90年代,多数克拉夫特纸厂已经开始将黑液回收利用,生产能量的同时回收那些制程中所需的化学物质。这使得制纸行业成为美国主要的碳中和可再生能源来源之一,每年能够生产约28.5兆瓦小时的电力。这样的转变让我们看到,旧有的固有思维有时可能会妨碍新技术的进步。
自1930年代起,纸厂便开始将黑液用作能源来源。大多数克拉夫特纸厂透过回收锅炉将生成的黑液进行燃烧,这不但是生产蒸汽的方式,同时也能将必要的制程化学品进行回收。这种循环利用的方式,帮助纸厂降低水资源侵害及化学品使用,进一步增强了能源上的自给自足能力。
许多纸厂已实现99%的黑液回收,几乎全部有效使用,这在不断减少对环境的影响。
随着新兴技术的发展,黑液的利用方式也在不断革新,比如黑液气化技术,利用黑液转化为能量丰富的合成气,可用于电力生产或转化为其他化学品,如甲醇、二甲醚等,这些技术的进一步发展,正是未来塑造可再生能源的希望所在。
除了上述的气化技术,水热液化工艺也适合将黑液转化为先进的生质燃料,因为它能够处理高水分原料。对于一些固定的生产瓶颈,黑液中的亚麻素也可被提取并干燥,转而用作生质燃料,替代传统的化石燃料。
黑液的循环利用预示着工业化的可持续发展,将废弃物变为可再生资源的过程极其关键。
在2007年至2010年间,美国的一项税收抵免政策帮助开启了这种转变,鼓励利用来自生物质的液体替代燃料生产能量。这项政策的引入不仅促进了环保,还为生产企业带来重大经济利益。
我们所瞻望的,是一个利用废弃物生成能源的未来,从黑液到绿色能源的过程,不仅是对资源的有效利用,更是人类对环境的尊重与保护。究竟科技的进步能在多大程度上消弭工业对环境的负面影响呢?