2025年造纸工程(轻工技术与造纸工程)试卷及答案

2025年造纸工程(轻工技术与造纸工程)试卷及答案试卷部分一、填空题（共20空，每空1分，总计20分）1.2025年正式实施的《造纸工业水污染物排放标准》的标准编号为____，其中重点地区造纸企业CODcr排放限值为____mg/L，水回用率要求不低于____%。2.针叶木硫酸盐法化学浆的粗浆得率通常为____%，预热机械浆（TMP）的得率可达____%以上。3.造纸湿部常用的三元微粒助留助滤体系的核心组分为阳离子淀粉、____、____。4.行业通用定义中，高速纸机的车速阈值为大于____m/min，超高速纸机车速阈值为大于____m/min。5.普通工业级溶解浆的α-纤维素含量要求不低于____%，半纤维素含量需控制在____%以下。6.硫酸盐法制浆黑液经多效蒸发后，固形物含量需达到____%以上方可送入碱回收炉燃烧，苛化工段的核心反应为碳酸钠与____反应生成氢氧化钠。7.针叶木纤维素的平均聚合度范围为____，其细胞壁中半纤维素的主要组分是____。8.废纸脱墨的两大主流工艺为____和____。9.针叶木热磨机械浆（TMP）的吨浆磨浆能耗通常为____kWh/t绝干浆。10.涂布加工纸常用的三大胶黏剂为丁苯胶乳、____、____。二、单项选择题（共10题，每题2分，总计20分）1.以下哪种漂白工艺属于完全无氯漂白范畴，生产过程无AOX（可吸附有机卤素）生成（）A.无元素氯漂白（ECF）B.全无氯漂白（TCF）C.氧碱漂白D.次氯酸盐漂白2.GB3544-2024标准中，重点地区造纸企业废水AOX排放限值为（）A.5mg/LB.8mg/LC.12mg/LD.15mg/L3.以下制浆工艺中，吨浆碳排放最低的是（）A.针叶木硫酸盐法制浆B.阔叶木CTMP制浆C.废纸回用制浆D.竹材亚硫酸盐法制浆4.湿部化学中，低分子量、高电荷密度的阳离子聚合物的主要助留机理是（）A.桥联吸附B.补丁效应C.电荷中和D.微粒絮凝5.以下原料生产的纸张耐折度最高的是（）A.针叶木B.阔叶木C.麦草D.竹材6.碱回收工段中，白泥的主要成分是（），可提纯用作造纸涂布填料A.碳酸钠B.硫酸钠C.碳酸钙D.硅酸钠7.以下涂布方式中，涂层均匀度最高、适合生产高档铜版纸的是（）A.气刀涂布B.弯刮刀涂布C.辊式涂布D.帘式涂布8.废纸制浆过程中，去除热熔胶、塑料颗粒等轻杂质的核心设备是（）A.高浓除渣器B.压力筛C.轻质杂质分离机D.浮选脱墨槽9.2025年工信部推广的生物制浆技术中，预处理阶段常用的微生物是（），可降解木质素、降低磨浆能耗A.酵母菌B.白腐菌C.大肠杆菌D.乳酸菌10.以下纸张品种中，紧度要求最高的是（）A.新闻纸B.拷贝纸C.箱板纸D.卫生纸三、判断题（共10题，每题1分，总计10分）1.半纤维素是由单一葡萄糖单元聚合而成的多糖，易被碱液溶出。（）2.ECF漂白工艺的废水AOX排放量普遍高于TCF漂白工艺。（）3.酸性施胶体系中，湿部pH值越高，硫酸铝的施胶效果越好。（）4.针叶木的木素含量通常为25%-35%，高于阔叶木的20%-25%。（）5.废纸多次回用后，纤维会发生角质化，导致纤维结合强度下降。（）6.纸张的裂断长是指纸张在自身重量作用下断裂时的长度，单位为km。（）7.干法造纸工艺不需要用水作为纤维分散介质，主要用于生产无尘纸、湿巾基材等产品。（）8.涂布加工纸的涂层厚度通常控制在10-50μm之间，主要影响纸张的平滑度和印刷适性。（）9.膜生物反应器（MBR）属于造纸废水一级处理工艺，主要去除大颗粒悬浮物。（）10.溶解浆的反应性能（Fock法）要求≥90%，保证后续加工生产粘胶纤维、纤维素醚的转化率。（）四、简答题（共4题，每题5分，总计20分）1.简述GB3544-2024《造纸工业水污染物排放标准》相对于2008版的核心更新内容。2.简述三元微粒助留助滤体系的组成及作用机理。3.简述溶解浆与普通造纸用浆的核心差异及关键质量控制指标。4.简述2025年造纸行业推广的低碳制浆技术类型及吨浆碳减排效果。五、工艺设计题（共1题，总计15分）某企业拟新建10万t/a高档铜版纸生产线，原料采用60%阔叶木硫酸盐浆+20%针叶木硫酸盐浆+20%涂布损纸，要求成品定量157g/m²，白度≥95%ISO，印刷网点再现率≥90%，排放满足GB3544-2024重点地区要求。请设计核心工艺路线，明确关键工艺参数。六、案例分析题（共1题，总计15分）某15万t/a箱板纸企业采用100%国内回收废纸为原料，生产运行中出现三类问题：①纸张环压强度较设计值低12%，达不到A级箱板纸要求；②网部滤水效率低，车速仅能达到设计值的78%；③废水AOX排放值为11mg/L，超出标准限值。请分别分析问题成因，提出可落地的解决方案。参考答案部分一、填空题1.GB3544-2024、50、902.45-50、903.超高分子量阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）、阴离子微粒（膨润土/硅溶胶）4.600、12005.90、56.60、氧化钙（生石灰）7.8000-10000、葡萄糖甘露聚糖8.浮选脱墨、洗涤脱墨9.1800-220010.改性淀粉、聚乙烯醇（PVA）二、单项选择题1.B2.B3.C4.B5.A6.C7.B8.C9.B10.B三、判断题1.×2.√3.×4.√5.√6.√7.√8.√9.×10.√四、简答题1.核心更新内容：①加严污染物排放限值，重点地区CODcr从80mg/L降至50mg/L，AOX从12mg/L降至8mg/L，总氮从15mg/L降至12mg/L，总磷从0.5mg/L降至0.3mg/L；②新增水回用率强制性要求，重点地区企业水回用率≥90%，非重点地区≥85%；③新增VOCs排放管控要求，明确涂布、印刷工段非甲烷总烃排放限值为60mg/m³；④新增零液体排放（ZLD）企业豁免条款，达到ZLD要求的企业可降低水污染物监测频次；⑤调整非木浆企业管控要求，适当放宽排放限值的同时新增黑液100%综合利用要求。2.组成：低电荷密度高分子量阳离子淀粉、超高分子量中低电荷密度CPAM、高比表面积高负电荷阴离子微粒（膨润土/硅溶胶）。作用机理：①阳离子淀粉首先吸附于纤维、填料表面，初步中和负电荷，形成细小絮凝体；②CPAM通过桥联作用将细小絮凝体连接为大尺寸絮团，同时预留部分未吸附的阳离子活性位点；③阴离子微粒通过电荷中和作用吸附于CPAM暴露的阳离子位点，将大絮团切割为尺寸适中、结构致密的微絮凝体，既提高纤维、填料留着率，又避免大絮团导致的纸张匀度下降，同时大幅提升湿部滤水效率。3.核心差异：溶解浆为非纸基用浆，主要用于生产粘胶纤维、纤维素醚、醋酸纤维素等材料，普通纸浆用于纸张抄造。关键质量控制指标：①α-纤维素含量≥90%（高等级溶解浆≥92%），远高于普通纸浆的70%-80%；②半纤维素含量≤5%，避免影响后续化学反应均匀性；③灰分≤0.1%，铁、铜等金属离子含量≤10ppm，避免副反应发生；④聚合度分布均匀，控制在800-1200区间，保证反应活性一致；⑤Fock反应活性≥90%，保证后续加工转化率。4.低碳制浆技术及减排效果：①生物预处理制浆：采用白腐菌、木聚糖酶预处理原料，可降低磨浆能耗15%-20%，减少化学品用量10%-15%，吨浆碳减排约0.3tCO₂e；②深度脱木素制浆：采用改良连续蒸煮（EMCC）工艺，氧脱木素效率提升至50%以上，减少漂白化学品用量20%，吨浆碳减排约0.2tCO₂e；③黑液高值化利用：提取黑液中木质素生产碳纤维、生物基胶黏剂等产品，替代化石基原料，吨浆碳减排约0.8tCO₂e；④绿电替代：采用光伏、风电等绿电满足磨浆、蒸发等高能耗工段用电需求，吨浆碳减排约1.2tCO₂e；⑤废纸高值化回用：提高废纸回用率至90%以上，替代原生浆，吨产品碳减排约1.5tCO₂e。五、工艺设计题核心工艺路线分为制浆预处理、漂白、抄造、涂布、废水处理5个工段，关键参数如下：1.制浆预处理工段（3分）：浆料碎浆（浓度4%-5%，温度40-45℃，时间15min）→高浓磨浆（浓度30%-35%，打浆度：阔叶木37-39°SR、针叶木41-43°SR，湿重：阔叶木6-8g、针叶木10-12g）→配浆（按6:2:2比例混合原料，添加1%阳离子淀粉、0.2%AKD施胶剂、18%轻质碳酸钙填料、0.05%CPAM助留剂）。2.漂白工段（3分）：采用ECF漂白工艺，流程为氧脱木素（氧压0.8-1.0MPa，温度95-100℃，时间60min，脱木素率≥55%）→D0段二氧化氯漂白（ClO₂用量1.8%，温度70℃，时间45min，pH2.5-3.0）→EOP段碱抽提（NaOH用量2.2%，温度70℃，时间60min，添加0.6%H₂O₂强化）→D1段二氧化氯漂白（ClO₂用量0.6%，温度70℃，时间45min，pH4.0-4.5），最终白度≥95%ISO。3.抄造工段（3分）：采用1200m/min高速夹网纸机，网部上网浓度0.7%-0.8%，总留着率≥88%；压榨部采用四辊三压区复合压榨，出压榨干度≥46%；干燥部采用多缸分级干燥，温度逐级升高至105-110℃，出干燥干度≥95%；软压光工段线压力180kN/m，温度90℃，原纸平滑度≥120s。4.涂布工段（3分）：采用双面二次涂布工艺，面涂配方为60%瓷土+20%碳酸钙+10%丁苯胶乳+5%淀粉+5%助剂，单面涂布量15g/m²；涂布后经红外干燥+烘缸干燥，涂层干度≥92%，再经超级压光（线压力250kN/m，温度100℃），成品平滑度≥600s，网点再现率≥92%。5.废水处理工段（3分）：采用“预处理+生化处理+深度处理”工艺，预处理（格栅+沉砂池+初沉池）去除20%CODcr；生化处理采用IC厌氧反应器+好氧活性污泥法，CODcr去除率≥85%；深度处理采用芬顿氧化+MBR+反渗透，最终出水CODcr≤45mg/L、AOX≤7mg/L，水回用率≥93%，满足标准要求。六、案例分析题1.环压强度不足问题（5分）成因：①国内回收废纸回用次数多，纤维角质化严重，平均长度偏低，结合力差；②磨浆工艺不合理，打浆度偏低，纤维分丝帚化率不足；③施胶剂用量不足，纸张吸水后环压损失大；④填料用量过高，影响纤维间结合力。解决方案：①配入12%的竹材半化学浆补强，将纤维平均长度从0.8mm提升至1.1mm；②调整磨浆工艺，打浆度从28°SR提升至33-35°SR，添加0.3%木聚糖酶促进纤维分丝帚化；③优化施胶体系，AKD用量从0.1%提升至0.16%，添加0.6%阳离子聚丙烯酰胺类增强剂；④填料用量从22%降至16%，改用改性碳酸钙填料，提升填料与纤维的结合力，整改后环压强度可提升15%以上，满足A级箱板纸要求。2.网部滤水效率低问题（5分）成因：①浆料细小组分含量过高（超过20%），堵塞网孔；②助留助滤体系效果差，细小组分留着率仅为62%，大量细小组分进入白水循环；③网部脱水元件磨损，真空度设置不合理；④白水系统阴离子垃圾含量过高，影响助滤剂效果。解决方案：①磨浆工段添加0.02%纤维保护剂，降低细小组分产生量，将细小组分含量控制在15%以内；②改用以膨润土为核心的三元微粒助留助滤体系，CPAM用量从0.02%提升至0.04%，细小组分留着率提升至78%以上；③更换磨损的成型板、案板，将真空箱真空度从0.028MPa提升至0.04MPa，提升脱水效率；④白水系统添加0.02%阴离子垃圾捕捉剂，降低胶体物质含量，整改后车速可提升至设计值的98%以上。3.AOX排放超标问题（5分