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1、木材加工剩余物的再利用与发展,答辩人：张文岩 指导老师：赵泾峰,研究背景及意义,目前，木材资源的供应不足与需求量急剧增加已成为我国木材工业所面临的主要矛盾。但是在实际利用中对木材的循环利用现状并不是很理想。随着我国经济的飞速发展，木材工业经历了跨越性的发展，全国范围内木材相关产业已达上万家，每年这些大中型林业企业的各制材厂、贮木场、人造板厂，尤其是木材综合加工厂，在生产加工过程中，常有大量的木材加工剩余物产生，不论从环境卫生、能源消耗，还是木材充分利用等方面考虑，对木材加工剩余物再利用的研究都具有非常重要的意义。,论文结构及主要内容,木材加工剩余物的再利用与发展,再利用的重要意义,木材剩余物的
2、来源和分类,再利用途径介绍分析,总结,建议,生物质能源,水解,木陶瓷,新型复合材料,政府所做工作,人造板,热解,木丝,木丝,第一部分：再利用的重要意义,1.合理利用林木资源的重要需求 2.保护生态环境，保障我国“天然林保护工程”实施的重 要举措之一3.维系可持续发展的重要举措之一,第二部分：木材剩余物的来源和分类,1、木材剩余物按来源可细分为：林区伐木丢下的枝丫材、树根、树皮和锯、斧屑；木材加工厂的边角料及梢头、树皮等；家具厂各种机械加工后的边角料、废料、刨花、碎屑及锯末等；建筑工地、矿井和地下工程中的加工剩余物和拆卸物；造纸厂、铅笔厂、木模型厂、人造板厂等在加工过程中剩余的边角材、碎料、疤节
3、及锯屑等；城市绿化修剪的枝桠材的丢弃材料；垃圾场地回收的废旧木材、家具、建筑材料和破旧包装材料等。,2 对于木材加工剩余物的来源具体分类如图,第三部分：再利用途径概括分析,1、热解利用 木材在隔绝空气或通入适量空气或其他介质条件下受热降解以制取各种热解产品的化学反应过程。主要包括烧炭、木材干馏、活性炭制造等。木材加工剩余物中的树皮，锯屑，板皮刨花等，这些都可以作为木材热解工业的原料使用，主要用于活性炭的制造。虽然热解产品（活性炭）具有良好的性能和市场需求前景。目前对木材的热解研究也开始取得广泛的关注。但是木材加工剩余物的热解利用依然存在许多问题，如：生产基本属于小规模，经营分散，工艺相对比较落
4、后；行业缺乏宏观管理；产品品种单一，质量不稳定；科技研究明显不足；副产品应用开发亟待解决。,2、水解利用,木材水解的主要目的是将纤维素和半纤维素转化为有用的产品，是基于木质化生物质多糖苷键的水解作用，使多糖转换成单糖，再将这些单糖进行化学或生物化学方法的加工，把单糖转变成饲料、糠醛及其衍生物、木糖与木糖醇，以及其他工业和民用的各种产品。富含纤维素和半纤维素的各种木材加工剩余物同样也是水解生产的适合原料。其产品最常见的有糠醛、木糖、木糖醇等。但是木材加工剩余物的水解利用存在与热解基本相同的问题。,3.生产生物质洁净能源,生物质能源的转化途径,生物质能源：即以生物质为载体的能量，有机物中除矿物燃料
5、以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。,水解发酵不同原料的酒精得率,由表看出：每吨绝干木材加工剩余物的酒精产量相当与0.6t谷物或者1.7t马铃薯的产量。采用木材加工废料生产酒精即可节约大量的粮食，又能提高木材利用率。,4.制作新型复合材料,4.1 木材-金属复合材料 将从木材加工剩余物中制得的木质单元与不同形态的金属单元（网、粉、纤维、箔及合金）通过复合界面特性处理技术，采用叠层复合、混杂复合、柔性加压、注入混合、表面喷镀等工艺制造具有抗静电和电磁屏蔽效能的复合材料。对于以木材加工剩余物为
6、主要原料的木材金属复合材料来讲，由于原料来源的不规范性和尺寸形状的不确定性，难于获得尺寸规范的木质单板是规格料木材，所以一般多制成形态较小的木质碎料和木质纤维，也可以加工成一些小规格尺寸的实体木材或通过胶合的方式制成大规格尺寸的集成材，然后在采取特定的方式与金属材料复合制造木材-金属复合材料。,4.2木材-塑料复合材料,通过物理或化学的方法将木材（包括板材、单板、纤维、刨花等各种形态）与塑料（包括各种树脂）加工而成的一种新型复合材料。是一种高性能、高附加值的绿色环保复合材料，其性能优良、用途广泛、利于环保并且具有木材与塑料的双重性质，被广泛应用于建筑、汽车和室内装修等行业。未来发展应该在以下几
7、方面突破：（1）产业优化，从原料的收集到产品的销售形成良好的可持续产业链，降低成本和资源的浪费；（2）加大科技投入，开发专用设备，革新加工工艺；（3）产品由低附加值（如木塑托盘、仓储地板）向高档方向发展，进一步提质增效。,5.制作木陶瓷,木陶瓷是基于“利用废材料，创生高性能新材料”的思想而开发出的一种新材料。其原料为废弃的木质材料，主要有实体木材、竹材、人造板、锯末、木纤维等。木陶瓷的研制和开发为木材加工剩余物的高效利用开辟了新途径。木陶瓷密度低、比强度高，具有良好的力学特性、热特性、电磁特性和摩擦学特性，经加工后可替代传统陶瓷，广泛用作电极、发热体、电机碳刷刹车衬里、耐腐蚀材料、绝热材料、过
8、滤材料等，具有广阔的开发应用前景。但是木陶瓷作为一种新开发的产品，目前的技术和相关设备存在一定的缺陷，使木陶瓷易产生裂纹和变性等缺陷。其实际应用方面还应加大研究力度，以使产品能够尽快真正广泛地得到应用。,6.生产人造板,木材加工剩余物主要用于生产刨花板和中密度纤维板，此外还可加工成多种形式的人造板产品，如木纤维波形瓦、刨花模压制品、锯末板、竹材水泥刨花板、废纸-木材复合板等。在实际用于人造板生产上普遍的问题：(1）收集问题：我国大部分木材企业都属于中小型企业，并且分布广泛，收集，运输等都存在问题。(2）原料缺陷问题：原料质量，杂质含量，环境负担（甲醛）。(3）经济效益问题:由于收集、运输、清理
9、分类等方面的原因，抵消了木材加工剩余物的初始廉价优势，制品在成本上优势较低。(4）制品质量问题 由于木材加工剩余物树种、质量、规格、含水率和污染程度等的不同，使得制品的质量不能很好的得到保证。,发展展望：1.政府政策支持，具有经济竞争优势2.人造板行业具有良好的发展趋势,3.技术提高，具有重要的现实意义（研制新型工艺技术，利用更简洁高效）,我国人造板消费趋势图,7.制备木丝,制备木丝则主要是针对木材加工剩余物中的板皮的再利用途径，在木材的制材工艺过程中会产生大量的板皮，这些板皮是属于新鲜木材的，基本没受到污染，板皮的直接再利用相对更为经济高效。木丝是一种全新的木质结构单元，它不同于胶合板、单板
10、层积材（LVL）的单板，也不同于刨花板的刨花和定向刨花板的窄长扁平大刨花、纤维板的纤维等，而是具有特定规格尺寸的单根木丝，其尺寸为：厚度0.3-1.5mm，宽度为板皮的厚度（一般小于30mm），长木丝长度一般大于50mm，小于500mm。短木丝长度则小于50mm。木丝单元常规用于制造木丝集成人造板，另外短木丝可用于制造碎料木丝彩色装饰材料，长木丝可用于制造人造原木及人造单板。,第四部分：总结,1.政府在木材加工剩余物再利用方面的工作现状：2001年国务院转发了财政部、国家税务总局关于废旧物资回收经营业务有关增值税政策的通知；2005年11月国务院转发了关于加快推进木材节约和代用意见通知2005
11、年、2007年中国木材节约发展中心先后于组织召开了首届、第二届废弃木材回收利用研讨会2008年8月底国家颁布了循环经济促进法2009年6月1日实施了GB/T 225292008废弃木质材料回收利用管理规范 这些举措都将有力地推动我国木材剩余物的回收利用，对木材加工剩余物回收利用的规范化、规模化和产业化发展都将起到积极作用。,2.建议,(1)制定有利于木材剩余物综合利用的相关措施 虽然如今政府关于木材剩余物的再利用已经加强了重视并且出台了相关政策但是仍旧还远远不够。木材加工剩余物的综合利用是一个变废为宝的朝阳产业,各级政府及职能部门应予大力扶持鼓励。一是创办类似加工企业时在征占土地、证照办理、税
12、费征收要予以扶持鼓励，门槛不能设的太高。二是在其原材料收购上只准收购木材剩余物，不准乱收乱购。三是要提供优质服务和宽松的经营投资环境。四是上级主管部门对类似企业生产产品销售运输应出台专门的管理规定。总之，不能纳入商品材计划管理范围。五是对类似企业要进行挂牌保护，促进当地经济发展。,(2)加快关键技术和设备的研究创新步伐 对木材加工剩余物再利用多种途径来看，水解和热解利用，其产品的特性和功能还处于比较初级的阶段，生产企业也基本属于小规模，采用传统工艺生产；生物质洁净能源生产需要更多的技术投入；新型复合材料性能也需要进一步改善以提高市场竞争力；木陶瓷关键工序仍需完善；就生产人造板而言，也存在板材性
13、能不稳定的状况，全国范围内只有很少一部分人造板企业采用或部分采用废弃木材作为生产原料。以上的种种都表明了由于技术、设备、工艺上的差距，我国木材加工剩余物回收利用的技术含量较低，产品档次也不高，更达不到增值利用的效果。因此需要增加科技投入，大力支持木材加工剩余物用于不同工业的科学研究、技术研发、装备研制以及加快成果转化和推广。,(3)加快回收利用（收集、分类）体系的建设 木材加工剩余物在木质废弃物中属于相对清洁并且集中的资源，对其设立专门的回收分类机构是十分有必要的，然而在实际中，木材加工剩余物的分类回收做的并不理想，有些是直接将所有的木材加工剩余物包括锯末、板皮、碎角料等混在一起，更有甚者，将
14、其与其他种类的木质废弃物混合，这样就很大程度上加大了木材加工剩余的再利用难度，并且大量浪费资源。因此，在一些有条件的地方，可以以市场经济为杠杆，建立由政府、企业、社会三方组成的社会化废弃木材回收系统，避免零星的、无组织的、无序的回收造成对环境的危害和资源的浪费，为木材加工剩余物的再利用提供保障，也为废弃木材再生利用产业化创造条件。,(4)加大宣传力度，提高全社会对木材加工剩余物高效再利用的意识 就简单直接作为燃料利用来说，一些木材加工厂对木材加工剩余物作为燃料利用还没有树立科学利用观念，认为只要把废料填进锅炉作燃料，就是废料利用。笔者走访调查了一些中小型的木材加工厂，看到生产中普遍的作法是：将
15、锯屑、生产下脚料等废料用小车运送到锅炉房，工人用铁锨将其投入炉膛中，或者混在煤中烧掉。由于燃烧的方式不科学，废料的热值不能充分发挥，所以严格地讲，这些废料是当作废物被处理掉的，而不是作为燃料加以高效利用。由此可见，我国范围内对木材加工剩余物再利用还存在许多盲区。扩大宣传，发挥新闻媒体的作用，营造社会氛围，使全社会尤其是各级政府主管领导，以及相关企业负责人真正认识到，木材加工剩余物再利用的深远意义，才能积极支持和参与木材加工剩余物的再利用工程。,存在问题,最后，我想谈谈这篇论文和系统存在的不足。这篇论文的写作以及修改的过程，也是我越来越认识到自己知识与经验缺乏的过程。虽然，我尽可能地收集材料，竭尽所能运用自己所学的知识进行论文写作，但论文还是存在许多不足之处：（1）对木材加工剩余物再利用途径的分析不够深入细致，如水解，热解，生物质能源等方面的再利用。（2）对其存在问题和发展前景分析存在一定的局限性。（3）所提建议的科学可行性缺乏实践的证明。,致谢,首先感谢我的指导老师赵泾峰老师！其次感谢所有老师大学四年里对我们的教导和关怀！最后感谢所有同学们对我的关心和帮助！,
