木材制浆造纸

1、木材制浆造纸工艺学1、造纸工业特点： 是人们日常生活以及生产资料所离不开的； 造纸工业投资大，生产复杂；自动化、连续化、机械化程度高； 能源消耗大；水耗量大； 纤维原料消耗大； 化工原料消耗大；2、所谓纸，就是从悬浮液中将植物、动物、化学纤维、矿物纤维或这些纤维的混合物 沉积到适当的成型设备上，经过干燥制成的平整、均匀的薄页。3、中国的造纸工业存在问题： 纤维原料中木材的比重很小； 原材料及能源消耗偏高，并且供应紧张，对环境污染严重； 企业平均规模较小，给生产和三废治理带来很大的困难； 技术装备落后，机械化、自动化水平不高，劳动生产率很低； 经营管理分散，不利于合理组织生产力，以发挥最好的经济

2、效益；4、制浆基本概念制浆是指将木材或其它纤维原料转化为纤维物质的任何工艺过程；具体而言，制浆是指 利用化学的、机械的或二者结合的方法使植物纤维原料磨解成浆或分离出浆的过程；5、制浆的基本过程：化学浸渍和磨碎.原料备料化学蒸煮洗涤筛选漂白贮浆卡磨解-一*6、制浆方法的分类碱法：烧碱法、硫酸盐法、氨法等；化学法240-50% L 亚硫酸盐法：酸性亚硫酸盐法、亚硫酸氢盐法等；机械法：原木磨木法、木片磨木法、草类机械法；'高得率法v94-98%化学机械法：高得率化学法、半化学法、化学机械法；50-65%65-85%85-90%7、 我国制浆技术的发展重点在：化学法t碱法t硫酸盐法；原因：(1

3、) 原料的适应性强，纸浆强度大，针、阔叶材都可适用；(2) 由于多段漂白技术的发展，使纸浆漂白度提高，从而扩大纸浆使用范围；(3) 由于碱回收技术的完善，使黑液的污染大大减少，降低了生产成本；8、原料贮存的意义满足连续化生产的需要；降低水分，提高装锅量；降低树脂障碍，改善原料质量，从而降低碱耗；9、原料场的要求要有防火安全措施要求运输方便要求排水畅通要求通风良好要有良好的照明条件10、木片露天贮存的优点： 节省场地； 节省劳动力及备料费用； 不同材种木片易于分开堆放，易于计量，工艺条件精确；不影响连续化生产； 新伐树木立即剥皮削片，原料损失小； 多树脂原木削片后贮存，有利于树脂分的降低； 缺点

4、： 木片易受污染，特别在贮存时间较长时；使用前必须进行洗涤等处理； 木片长时间贮存会使其质量下降；11、备料的生产流程：削片机t筛选t木片仓t蒸煮锅原木t拉木机t锯木机t去皮机t短原木去节机T劈木机T磨木机T磨浆12、碱法蒸煮：用碱性化学药品处理植物纤维原料，将木素溶出，尽可能地保留纤维素 和不同程度地保留半纤维素，使原料中的纤维分离出浆；13、硫酸盐法优点：成浆强度大，色泽较深；但采用多段漂技术后，可得到白度较好的纸浆；缺点：纸浆得率低，仅 4050% 成浆颜色深； 要获得漂白浆，需采用比较复杂的多段漂； 碱回收设备复杂，投资大； 虽有碱回收但仍有水域污染； 蒸煮产生恶臭气体污染大气；14、

5、亚硫酸盐法优点： 本色浆颜色较浅，漂白剂及其它化学药品消耗量低； 制精制浆不需预水解，从而简化生产过程； 针叶木浆废液可以生产酒精； 各种原料制浆后的废液都可用于制造酵母、粘合剂、香兰素等；缺点： 蒸煮时间较KP法长； 除碱性SP法外，多需要耐酸器材； 对原料要求一般都较严格； 大多数情况下需附设制酸设备；15、蒸煮常用术语：绝干原料和风干原料；蒸煮液；黑液；绿液；白液；活性碱；有效 碱；总碱量；硫化度 D;用碱量；液比；化合酸、游离酸、总酸、酸比；红液；16、碱法蒸煮的目的：就是利用碱的作用除去原料中的木素，使纤维间结合力下降，从蜡、而削弱纤维间的结合力，促使其解离成浆或为离解成浆创造条件，

6、同时使原料中的树脂、脂肪等皂化除去；SP法蒸煮的目的：是要使植物原料中的木素与药液反应，变为可溶性的木素磺酸和木素 磺酸盐而除去；17、草类在100 C前就大量脱木素原因： 含半纤维素多，特别是聚戊糖、糖醛酸、乙酰基易溶解脱除； 草类原料含易溶木素多，达60%,木材只占30% 草类原料所含木素量比木材少，为1820%而一般木材为 25%左右； 木素在原料中位置的不同对它的溶出也会造成影响； 草类原料结构分子中只有少量酯类连接，在蒸煮中易断裂； 草类细胞壁、胞间层脱木素速率一样，这也使木素的溶出更为方便；18、碱法蒸煮中臭味产生的原因：R-OCH+ NaOH> R-ONa+ CHOHR-O

7、CH+ NaSIH R-ONa+ CHSH （甲硫醇）CHSH+ Qt CH-S-S-CH3 （二甲二硫醚） R-OCH+ CHSHR CH-S-CH3 （二甲硫醚） HbS19、蒸煮操作过程：碱法蒸煮基本操作过程包括装锅、送液、升温、小放汽、保温和放锅等；亚硫酸盐法基本工艺过程为：装锅t预处理t送液t酸液循环t第一段通气与保温t第 二段通气与保温t移液或转注t蒸煮终点确定t放气与放锅20、机械浆特点：纸浆得率高，生产成本低，化学药品消耗少，蒸汽消耗少，对环境污染小，成纸吸墨性 强，不透明度高，纸张软而平滑，适合印刷上的要求等特点；缺点：动力消耗大，成纸纤维短，非纤维组分含量高，成纸强度低，易

8、返黄发脆，不能 长期保存等；21、磨浆机理：压力脉冲理论； 由于热机械作用引起木材胞间层的塑化；使纤维和纤维间结合松弛； 从木材结构上分离纤维； 分离出的纤维和纤维束的精磨和复磨；22、CMP SCP化学处理目的： 在得率高的基础上，满足所抄造纸张的性能；为降低成本，不用或少用高价的长纤 维化学浆；开辟制浆原料；软化纤维，提高纸浆强度，减少碎片含量；节约磨浆能耗；机械处理作用： 木片的加热和软化；解离成单根纤维；单根纤维的细纤维化；23、纸浆洗涤的目的： 除去会在以后工序中污染纸浆的残液；以获得洁净的纸浆； 以最低限度的稀释，回收最大量的废化学品；24、黑液分布形式： 以游离状态存在于纤维与纤

9、维之间，其含量约占总液量的 7080%;这一部分黑液可通过挤压作用很容易除去。 在细胞腔内孔道里的黑液约占1520%; 在纤维细胞壁内毛细管的黑液约占5%左右； 纤维表面吸附有部分废液，废液中的金属离子与纤维内的阴性基团相结合，这一部分 废液更难除去。25、纸浆洗涤原理：挤压作用、过滤作用、扩散（置换）作用、吸附作用、多段逆流洗 涤方式；26、泡沫的形成与消除泡沫的形成主要是由于生产过程中所产生的皂化物；消泡方法有：静置消泡、高压蒸汽消泡法、机械消泡法、消泡剂消泡法、抽吸消泡；27、筛选净化原理筛选原理：按杂质的尺寸大小、形状与纤维的不同，采用过筛的方式进行分离。净化原理：利用杂质的比重比纤维

10、大的特点，用重力沉降或离心分离的方式进行处理；“糊网”现象。28、漂白目的：提高纸浆的白度和白度稳定性；29、漂白方法：溶出木素式漂白、保留木素式漂白；30、白度：是以主波长为 457nm的蓝光照射纸张后的反射能力来表示的；具体地讲，白度是以主波长为 457nm的蓝光照射标准氧化镁板的反射率为100%,在同样条件下所测试样的反射率与标准氧化镁板反射率的比值（百分数），为该试样的白度；31、 纸浆的返黄（回色）：漂白后达到一定白度指标的纸浆，经过一段时间，有的是几天、几个小时，有的甚至立即又出现白度的下降，这种现象称为纸浆的返黄。32、预防返黄措施合理控制漂白过程工艺条件，尽量避免漂白过程中碳水

11、化合物的氧化破坏。改单段漂为两段漂或多段漂，以减轻漂剂对碳水化合物的氧化作用；选择合适的漂白剂，以减少或更有选择性地清除纸浆中的有色基团。加强漂后纸浆的洗涤；尽量减少浆料中金属离子的存在，以减少对返黄的影响。33、C （氯化）、E （碱处理）、H （次氯酸盐）、0（氧气漂白）、Z （臭氧漂白）、D （二氧 化氯漂白）、P （过氧化物漂白）、ECF无元素氯漂白、 TCF全无氯漂白；34、打浆：是指通过机械的磨擦、撞击、压溃的处理，使悬浮于水中的纤维发生吸水润 胀和细纤维化的操作；35、打浆意义： 未经打浆的纸浆制成的纸不能满足纸张的要求； 不同性能纸张是通过控制不同打浆条件制成的； 不同浆料也是

12、通过打浆而实现统一成均一纸浆的；36、打浆对纤维的作用：细胞壁的位移和变形、初生壁和次生壁外层的破除、润胀、细 纤维化、横向切断37、打浆方式：分为长纤维游离打浆、长纤维粘状打浆、短纤维游离打浆和短纤维粘状 打浆四种；38、施胶方法：纸内施胶、纸面施胶、双重施胶；39、纸面具有抗拒液滴润湿能力的方法：一是降低纸面对液滴的附着力，二是增加液滴 本身的内聚力。40、某厂用37m5蒸球蒸煮木片，装锅量189kg/m3,用碱量18%（Ns2O计），硫化度22%100g/l，白液硫化度为 14%（ Na2O计），mi白液？应加多少 niNcfeS液？如（Na2O计），液比1 : 2.6 ,回收的白液中活

13、性碱浓度为 进厂固体Na2S溶解后浓度为212g/l，问：应加多少 原料含水率20%用黑液配蒸煮液应补加多少?解：每球绝干木片装锅量：37 X 189 = 6993 kg1每球用碱量:6993 X 18 %= 1258.74 kgNa 2S量:1258.74X 22%= 276.92 kg6#NaOH 量:1258.74 276.92 = 981.82 kg白液中活性碱量：981.82-(1 14 %)= 1141.65 kg1分加入白液体积：1141.653-100 = 11.42 m1分白液中NaaS量：1141.65981.82 = 159.83 kg(Na2O 计)需加Na2S量：27

14、6.92159.83 = 117.09 kg(Na2O计)1分应加Na2S体积数:117.093X 78 - 62 - 212 = 0.70 m1分需补加黑液：18.1811.42 0.70 = 6.1 m1分总液量:6993X 2.6 = 18181.8 升= 18.18 m 31分41、已知原酸中 T.A. = 5.0% , CA = 2.5% , C.A./F.A.= 1.0，配成 100ni 蒸煮酸，其 TA=3.6% , C.A./F.A. = 3.0，现若使用 40ni 回收液配，TA = 1.7%, C.A. = 0.85% ;化合酸不 足则加MgC配，MgO纯度为90%,求需原

15、酸量；需 MgOS;解：需原酸量为：3(100 X 3.6% 40 X 1.7%) /5.0% = 58.4 mMgO补充量为:（100 X 2.7% 40 X 0.85% 58.4 X 2.5%） X 0.625 X 1000 /92% = 630 kg42、用黑液稀释白液有何优点？在实际生产中，由于萧煮用液量很大，从节约能源以及回收利用等方面考虑，可适当在 配蒸煮液时加入一定的黑液，其优点为：降低白液浓度，使纤维素降解更少；达到稀释 目的但不增加废液的蒸发量；利用了废液中残余的碱及热量；利用含有的半纤维素起一 定的润滑作用；43、为什么碱法蒸煮终了时要有一定残碱？因为如果黑液中残碱量不足，

16、在接近蒸煮终点时，由于碳-水化合物降解产生的有机酸，使pH值下降；如果pH值小于12,木素的溶出物会重新吸附在纤维上，在这种情况下，纸浆 中木素含量会随时间增加而增加，从而对下一工序造成影响，在漂白处理时也不易除去；特 别在pH= 6时，木素的沉积会达到最高点，所以蒸煮中要控制一定的用碱量；44、什么是H因子？有何用处？如何计算？H因子是将蒸煮温度与蒸煮时间结合起来的参数；同一原料，在用碱量、硫化度、液比等蒸煮条件相同时，控制相同的H因子，则其纸浆得率及纸浆中木素含量相同；也就是说，只要控制相同的 H因子，就可获得相同质量的纸浆；H因子是用蒸煮相对反应速率对蒸煮时间作图时所得曲线下的面积表示；

17、即：H= Kr X时间间隔（Kr取整数）表示某温度下平均相对反应速率与时间间隔的乘积；解：时间温度KrH= KrX t0.00800H = 0 X 0.25 = 00.25950H=【(0 + 3)/ 2】X 0.25 =【0.5 】=10.501103H=【(15+ 3)/ 2】X 0.25 =【2.25 】=20.7512515H4= 41 X 0.25 = 101.0014066H5= 162 X 0.25 = 411.25155258Hs= 590 X 0.25 = 1481.50170921升温时总计：H升=2023.00170921保温总计： H 保=921 X 1.50 = 13

18、82 总 H 因子：H=1382+202=1584若条件变化如下表，要获得相同质量的纸浆，试计算应升温至多长时间X；时间温度KrH= KrX t0.00800升温到170 C时总计：H升=2021.5051705921H= 1489 X 0.17 = 253总升温期间 H升=253 + 202 = 4551.671802057保温总计：X518052057H 保=2057 X( X 1.67 )= 1584-455=1129 故： X=2.2245、碱法蒸煮时为什么要进行小放汽? 防止假压；造成温度的误差； 小放汽引起药液的沸腾，可起到减少锅内温差与浓度差的作用，有利于药液浸透和均匀蒸煮； 松

19、木蒸煮小放汽还可排出松节油和其它易挥发物质，回收松节油；46、比较KP浆和SP浆性质有何不同？ KP浆强度较SP浆高； KP浆白度较SP浆低； KP浆纸浆品种适用性强， 可配抄多种纸张；SP浆纤维长而柔软， 但原料适应性较低; KP浆颜色较深，因此要获得较高白度，需进行多段漂处理；而SP浆基本不需进行高白度处理，因而后处理简单； SP浆较KP浆易洗涤、易抄纸；47、硫化度大小如何决定？是不是越大越好？由用碱量和硫化度的转换关系可知，用碱量一定时，硫化度直接影响硫化钠的多少；由于硫化物直接参与脱木素的反应，所以蒸煮液中硫化度的大小，对蒸煮速度、纸浆得率和纸浆质量都有较大影响；一般在一定范围内增加

20、硫化度，能缩短蒸煮时间，降低纸浆中木素含量及保证较高的得率；但硫化度增加太高也不行：硫化度取得太高，则有可能存在以下负面影响：会产生更 多臭气，造成环境污染；会增加设备的腐蚀性；由硫化度与用碱量的关系，硫化度超过 某一限度，会使 NaOH含量下降到不能满足脱木素的需要；因为NaOH是裂开及溶解木素的主要试剂，硫化物只是起促进催化作用，所以，要保证足够的有效碱；硫化度的大小还要受 碱回收的限制；虽然硫在蒸煮中起催化循环作用，但硫易挥发，所以损失也大，在碱回收时 硫的损失比Na大，所以保证高硫化度较困难；综上所述，硫化度并不是越大越好。48、磨浆时高温低浓有何优点？ 由于磨浆浓度低，故易使磨石表面

21、保持干净，从而减少复磨作用和糊化现象； 由于分离完全，细长纤维含量增加，相应减少短小纤维的百分率，改善成浆质量，提高纸张的物理强度； 负荷均匀，生产稳定； 由于白水的温度较高，故减少了喷水和磨石表面的温差，从而延长磨石寿命；49、什么叫潜态性？工业上如何消除潜态性？纤维受很高热应力和机械应力，变得弯曲扭结；将浆急速冷结，其弯曲扭结状态得以保持，而弹性和塑性下降，强度下降，表现出热浆时质量高，冷却后质量降低，这种热浆与冷 浆之间的差别称为潜态性；工业上在7090 C,浆浓20%稀释至4%搅拌4060min，就可消除潜态性。50、纸浆颜色的来源；纸浆的颜色部分来自于在可见光区产生吸收光峰的不饱和基

22、团（发色基）；另外，还有-类基团，由于它们加入，会使化合物的色泽加深，这一类基团称为助色基；当发色基和助色 基在化合物中以一定形式结合一起时就形成了发色系统，从肉眼上观察就是纸浆带有颜色了；其中起主要作用的是发色基，直接反映了纸浆的颜色深浅；对于化学浆，虽然木素已大部分除去，但由于包括木素、纤维素、半纤维素等的降解基团仍在纸浆中保留较多，且大多为发色基因此使纸浆颜色加深；而对于机械浆等其它浆种， 虽然木素含量较多，但大多木素的官能团表现为助色基或不发色基团，因此纸浆颜色都较浅。51、为什么化学浆中木素含量最少而颜色最深？对于化学浆，虽然木素已大部分除去，但由于包括木素、纤维素、半纤维素等的降解

23、基团仍在纸浆中保留较多，且大多为发色基因此使纸浆颜色加深；而对于机械浆等其它浆种，虽然木素含量较多，但大多木素的官能团表现为助色基或不发色基团，因此纸浆颜色都较浅。52、 某厂蒸煮稻草浆，装含水分15%稻草4706kg，加浓度为30%勺碱液（NaOH 1600kg ,纯度为60%NaS109.1kg，液比1 : 2.5，粗浆产量1680kg，求应添加水量；烧碱用量; 硫化钠用量；硫化度；有效用碱量；解： 绝干原料量：4700 X（ 1 10 %）= 4230 kg总液量：4230 X 2.5 = 10575 INaOH 液量： 1600 X（ 1 30%） = 1120 kg 应添加水量：10575 4700 X 10% 1120 = 8985 I