木材工業(yè)節(jié)能降耗與生產(chǎn)安全控制技術(shù)解決能耗高、污染大難題

當(dāng)前，國家在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，大力提倡綠色制造、節(jié)能減排與安全環(huán)保的產(chǎn)業(yè)發(fā)展理念，科技創(chuàng)新已經(jīng)成為各行業(yè)乃至國家發(fā)展進(jìn)步的源動(dòng)力。木材工業(yè)作為林業(yè)資源培育與利用產(chǎn)業(yè)鏈中的重要環(huán)節(jié)，在我國國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，木材工業(yè)的科技創(chuàng)新對于林業(yè)資源的高效利用、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、保障國家木材安全以及全面建成小康社會(huì)顯得尤為重要。

    我國木材工業(yè)的整體技術(shù)水平雖然在“十二五”期間取得了明顯提高，但仍然存在生產(chǎn)過程中能耗高、材料損耗大、人造板生產(chǎn)中存在燃爆風(fēng)險(xiǎn)以及在木制品使用中存在甲醛、VOCs釋放量過高等重大問題，限制了木材工業(yè)向高效、安全、節(jié)能、環(huán)保方向發(fā)展的步伐，制約了木材工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。因此，科技部在“林業(yè)資源培育及高效利用技術(shù)創(chuàng)新”重點(diǎn)專項(xiàng)2016年首批發(fā)布的申報(bào)指南中明確把“木材工業(yè)節(jié)能降耗與生產(chǎn)安全控制技術(shù)”列為重點(diǎn)研究方向之一，并在2016年首批啟動(dòng)。

     中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所牽頭組建了“木材工業(yè)節(jié)能降耗與生產(chǎn)安全控制技術(shù)”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目協(xié)同創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，集合了木材工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)最具優(yōu)勢的4家科研院所、9家高等院校以及10家龍頭企業(yè)，形成了產(chǎn)學(xué)研有機(jī)結(jié)合的協(xié)同創(chuàng)新模式。經(jīng)過評(píng)審，由中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所牽頭、呂斌研究員作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“木材工業(yè)節(jié)能降耗與生產(chǎn)安全控制技術(shù)”項(xiàng)目獲得科技部立項(xiàng)批準(zhǔn)，項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)3300萬元，其中中央財(cái)政專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)2700萬元，自籌經(jīng)費(fèi)600萬元。

    “木材工業(yè)節(jié)能降耗與生產(chǎn)安全控制技術(shù)”項(xiàng)目將緊緊圍繞《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》、“林業(yè)資源培育及高效利用技術(shù)創(chuàng)新”重點(diǎn)專項(xiàng)申報(bào)指南以及當(dāng)前木材工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的重大戰(zhàn)略需求，從木質(zhì)原料備料、加工、中間產(chǎn)品制造、終端產(chǎn)品使用到人居環(huán)境評(píng)價(jià)的全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行設(shè)計(jì)，圍繞節(jié)能、節(jié)材、安全、環(huán)保四個(gè)方面重點(diǎn)開展研究。

    一是針對指南中“木制品生產(chǎn)過程中能耗高、效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定”的技術(shù)難題，重點(diǎn)開展木材節(jié)能備料與質(zhì)量控制技術(shù)研究。以樟木為研究對象，突破鋸材汽蒸處理節(jié)能干燥及質(zhì)量控制技術(shù)；以松木、杉木為研究對象，突破鋸材高溫綠色節(jié)能干燥技術(shù)；以桉木、楊木單板為研究對象，突破單板太陽能預(yù)干協(xié)同干燥技術(shù)，開展單板太陽能預(yù)干協(xié)同生產(chǎn)示范。

     二是針對指南中“木材加工效率低、材料損耗高”的技術(shù)難題，重點(diǎn)開展木門門套部件異形拼接與木制品彎曲部件壓曲成型技術(shù)研究。通過木制品異形拼接、塑基裝飾薄木制備、纖維增強(qiáng)層積異型膠合木構(gòu)件制造、實(shí)木壓曲與定型等技術(shù)的研究，節(jié)約木材資源，提高木材利用率，減少加工能耗，降低加工剩余物。

     三是針對指南中的“人造板生產(chǎn)安全與污染減控”問題，重點(diǎn)開展粉塵燃爆防控和VOCs減排技術(shù)研究。在纖維燃爆和VOCs排放的機(jī)理研究基礎(chǔ)上，集成粉塵預(yù)分離和預(yù)熱回收技術(shù)，開發(fā)出粉塵燃爆防控和尾氣凈化設(shè)備，并進(jìn)行示范應(yīng)用。研究成果能夠有效防止纖維板生產(chǎn)粉塵燃爆，凈化后排氣中甲醛、非甲烷總烴等指標(biāo)和含污廢水分別達(dá)到國家有關(guān)工業(yè)廢氣排放和工業(yè)廢水間接排放的標(biāo)準(zhǔn)，最終實(shí)現(xiàn)人造板的安全生產(chǎn)和污染減控。

     四是針對指南中的“環(huán)?！眴栴}，重點(diǎn)開展木質(zhì)材料表面綠色裝飾、無甲醛綠色木材膠黏劑制造和木質(zhì)家居材料健康安全性能檢測與評(píng)價(jià)等關(guān)鍵技術(shù)研究。重點(diǎn)突破快干水性 UV漆、木材表面化學(xué)調(diào)色技術(shù)、木紋立體打印技術(shù)、豆粕蛋白綠色改性與活化、雙組份豆粕膠黏劑協(xié)同交聯(lián)增強(qiáng)和豆粕膠中密度纖維板制造6項(xiàng)環(huán)保關(guān)鍵技術(shù)，研制快干水性UV 漆、水性UV漆涂飾地板、木紋立體打印地板、雙組份豆粕膠黏劑、吸音板和兒童家具用豆粕膠中密度纖維板等6 種新產(chǎn)品，其中水性漆VOC不超過80g/L，開展快干水性漆和雙組份豆粕膠黏劑生產(chǎn)示范，為人造板企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供技術(shù)支撐。

     本項(xiàng)目的順利開展和實(shí)施將產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益：

     （1）在節(jié)能方面，實(shí)現(xiàn)提高木質(zhì)基材干燥效率不低于16%，降低產(chǎn)品能耗不低于10%，每年將減少109.8萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減排CO2288.6萬噸，SO21.0萬噸，NOx0.8萬噸。

     （2）在節(jié)材方面，通過對木制品部件進(jìn)行異形拼接和彎曲成型加工，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)材不低于16%，可大大減少木材切削加工量，減少加工剩余物，顯著降低切削加工能耗，延長加工裝備使用壽命。

     （3）在安全生產(chǎn)方面，突破木質(zhì)粉塵燃爆防控、纖維板干燥與熱壓排氣VOCs減量化及其含污廢水凈化等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人造板工業(yè)安全生產(chǎn)、高效經(jīng)濟(jì)的污染治理與水資源回用，顯著提升人造板行業(yè)的生產(chǎn)安全等級(jí)，降低人造板行業(yè)的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步保障員工的健康安全，推動(dòng)傳統(tǒng)木材工業(yè)向綠色、安全和可持續(xù)性的產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

     （4）在環(huán)保方面，研發(fā)生產(chǎn)的快干水性 UV漆，解決成膜速度慢等應(yīng)用問題，降低現(xiàn)有木器涂裝中VOCs的排放，保護(hù)生產(chǎn)工人的身體健康；木材表面化學(xué)調(diào)色及木紋 UV 樹脂立體打印技術(shù)，將提高木材表面裝飾效果，提高產(chǎn)品附加值；制備的無甲醛綠色膠黏劑，將提高人造板環(huán)保性能和產(chǎn)品價(jià)值，克服傳統(tǒng)木材膠黏劑的潛在甲醛釋放危害及對石化原料依賴度高的問題，有利于我國人造板產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展；木質(zhì)家居材料的甲醛、VOCs和氣味等來源和規(guī)律的研究，不僅有利于木質(zhì)家居材料的質(zhì)量控制，而且有利于指導(dǎo)消費(fèi)者正確使用人造板產(chǎn)品。

    項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：呂斌研究員

     項(xiàng)目承擔(dān)單位：中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所

來源：科技部