制浆流程.ppt

1、制浆流程,制浆方法简介化学法:是指采用化学药液在高温高压下蒸煮植物纤维原料，脱除木素，使其离解成浆的过程。（碱法和亚硫酸盐法）半化学法：是将原料先经适当的预蒸煮，然后再撕磨成浆的方法。化学机械法：与半化学法相似，原料先用化学药液浸渍，然后撕磨成浆，但化学处理的程度比半化学法缓和。机械法制浆，是原料在磨木机或盘磨机内撕磨成浆的过程。（原木磨木法和木片磨木法）,制浆的基本流程,制浆原理与工程,废液回收,碎浆,二次纤维,不脱墨,脱墨,筛选净化,筛选净化,漂白,备用,原料贮存的目的1维持正常的连续生产（生产规模大）木材原料：需运输周转时间草类原料：收购季节性问题2改进原料质量减少与均匀水分,自然发酵降

2、低树脂、脂肪、果胶、淀粉、蛋白质等有害成分的含量,原料贮存,备料,木材的备料,一、原木的贮存贮存方法有水上和地上两种，我国南方水源丰富，气候温暖，潮湿，木材易腐烂，原木常在水上贮存，北方气候干燥，木材不易腐烂，大都采用地上贮存。（一）原木的地上贮存在地上贮存原木，优点是能降低水分和树脂的含量，这对于生产亚硫酸盐化学浆是非常必要的，但在夏季，天气潮湿，温度高，地上贮存的原木非常容易腐烂，马尾松等原木还会局部出现蓝变现象，降低原木的质量。,原木在地上的堆放形式分层叠法、平列法和散堆法，如图3-13，采用哪种方法应视原木的规格以及生产规模以及所采用的堆垛设备等。1、层叠法：层叠式堆垛法适合于长原木堆

3、垛，如图3-13（上）所示。原木纵横交错排列成垛，这种垛的通风情况好，不同方向的风均易使原木干燥。但这种堆垛方法的堆积密度系数（又称实积系数，指单位堆积体积中原木的实际体积的比率，以小数或百分数表示）小，仅为0.460.52。随着原木直径的减少，堆积密度系数也愈小。采用层叠法堆垛需要较大面积的原木场。,2、平列法平列法是原木顺堆成垛，见图2-13（中）。这种垛的通风情况不如层叠法，但堆垛的堆积密度系数较大，达0.60.7。在垛的两端进行层叠法堆垛，中间用平列法堆垛，这样的堆垛法有利于堆垛两端的稳固。3、散堆法散堆法用于短原木的堆放，见图2-13（下）。由堆垛机将原木自由的堆成小山，其特点是堆放

4、量大，但原木干燥不均匀，树脂含量难以降低，内部木材易腐烂，堆垛时易造成木材碰碎，两端帚散，混入泥砂杂质，故该种堆垛方法已很少采用。,图2-13原木的堆垛方式,（二）原木的水上贮存水上贮存就是将原木以散放、单层木排、双层或多层木排的形式贮存在水上贮木场，通常是在南方，靠近备木工段的湖泊、河湾修建的。水上贮木的优点是原木在水中可以防止腐烂，由于可以顺水漂流，可以省去繁重的搬运，劳动强度低，效率高，但不足之处是木材中的树脂含量难以降解，部分原木还容易沉入水底。,（三）木片的贮存由于木片量大，常采用露天存放的方法。山东某造纸厂采用外购木片由于厂区靠近码头直接从船上将木片卸料并成堆。木片堆到一定高度时，

5、用履带式扒土机层层压实，使得堆顶保持较大的平坦面积，增加贮存量并减少堆面的碎小木片被风吹散。不同材种的木片应分别堆放，若不同材种木片堆离的很近时可用墙或铁丝网隔开；使用木片时应按进厂先后顺序使用。,原木的备料流程原木的备料简称备木，基本流程是：贮木拉木机锯木剥皮去节、劈开削片筛选木片贮存。,非木材原料备料备料的基本过程：1原料的贮存2原料的切断除尘切断，是将原料切成一定规格（24cm），便于蒸煮或磨浆。除尘，指除去原料中不含纤维或少含纤维的有害的杂质部分，以提高浆的质量。3处理后料片的输送和贮存,稻、麦草备料流程稻、麦草备料流程有干法备料和湿法备料，也有的工厂采用干湿法结合的备料工艺。干法备料

6、流程简单、操作及运行费用较低，适用于中、小企业生产。湿法备料备料质量高，但投资大，用水多，一般适用于大厂的备料。干湿法结合的备料工艺比较灵活，采用的厂家较多。,1、干法备料干法备料流程,2、湿法备料湿法备料的特点：在湿法备料中，草片经水洗，压榨，除尘效果好，能大大降低制浆后黑液中灰分的含量，减少碱回收中硅干扰问题，但耗水量大，设备投资及运转费用较高，许多工厂采用碱回收蒸发工段冷凝水洗草片，降低水耗。,图2-10麦草湿法备料工艺流程,麦草湿法备料工艺流程,3、干切、湿净化流程,化学法制浆,化学法制浆分类化学法制浆的实质是通过化学药液与植物纤维原料在高温下的反应，使胞间层的木素尽可能多的溶出，原料

7、分离成浆。目前用于蒸煮植物纤维原料的化学药品种类繁多，但主要方法有碱法和亚硫酸盐法。（一）碱法制浆碱法制浆蒸煮液为碱性药液，常用的方法有：石灰法、烧碱法（烧碱+蒽醌法）、硫酸盐法、氧碱法、纯碱法、多硫化钠法等。（二）亚硫酸盐法亚硫酸盐法的蒸煮液是亚硫酸和亚硫酸盐的混合液，按药液组成又分为：酸性亚硫酸盐法、亚硫酸氢盐法、中性亚硫酸盐法、碱法亚硫酸盐法。,表4-1不同的碱法蒸煮方法,有关原料的术语及计算1、绝干原料：指不含水分的植物纤维原料。2、风干原料：指含水分10%的原料。,有关蒸煮液的术语及计算1、总碱量：烧碱法中是指蒸煮液内NaOH+Na2CO3的含量，硫酸盐法中指NaOH+Na2S+Na

8、2SO4+Na2SO3的含量。以Na2O计2、活性碱：指在烧碱法蒸煮液中NaOH的含量；在硫酸盐法中指NaOH+Na2S的含量，以Na2O计。3、有效碱：指在烧碱法蒸煮液中NaOH的含量；在硫酸盐法中指NaOH+Na2S的含量，以Na2O计。4、白液与蒸煮液：白液是指碱回收系统回收所得色泽浅淡的碱液。在烧碱法中白液的主要成分是氢氧化钠以及少量的碳酸钠；在硫酸盐法中白液的主要成分是氢氧化钠和硫化钠以及少量的碳酸钠和硫酸盐等。将白液或在白液中加入适当比例的黑液配成蒸煮用的药液称为蒸煮液。,与蒸煮有关的术语及计算1、用碱量：蒸煮时活性碱用量对绝干原料重量的百分比。2、硫化度：为硫酸盐法专用的术语，表

9、示蒸煮液（或白液）中所含硫化钠的量对其活性碱重量的百分比，以Na2O表示。,3、液比：系指总蒸煮液体积（包括原料水分、碱液中含水量、补充水量等）对绝干纤维原料重量之比。4、纸浆硬度：主要表明原料被蒸解的程度，亦即衡量纸浆中木素等非纤维素物质除去的程度。木浆多用贝克曼价而草浆多用高锰酸钾值表示。5、得率（粗浆收获率）：系指蒸煮后所得纸浆绝干重量与蒸煮前纤维原料绝干重量之百分比。6、黑液：蒸煮后浆中分离出的黑褐色废液。7、残碱：黑液中碱的浓度（g/L）。,4、蒸煮理论碱法蒸煮理论主要是讨论碱法蒸煮中发生的物理变化、化学变化以及脱木素反应历程，在此理论基础上进一步讨论蒸煮中的各影响因素，从而制订出合

10、理的工艺条件。（一）蒸煮中的物理变化在碱法蒸煮时，发生的主要物理变化是，碱液与料片接触并渗透到原料内部，细胞间及细胞壁中的木素溶出，纤维之间连结减弱，相互分离。另外，在高温的碱液中细胞壁润胀，由原料变成纸浆。,纤维素与碱的反应一般说，在碱中纤维素比较稳定。但是，在纤维胞间层的木素已被除去，半纤维素也被溶出较多时，继续脱除细胞壁中的木素时，纤维素将受到降解，结果降低纤维素的聚合度和浆的得率，影响纸浆的物理强度。因此，在蒸煮后期，要严格控制终点。NaOH对纤维素的作用主要有三个反应：剥皮反应、终止反应（即稳定反应）和碱性水解。,半纤维素与碱的反应与纤维素相似，半纤维素在碱法蒸煮中也会发生剥皮反应，

11、终止反应，碱性水解，由于半纤维素分子链短，支链多，且为无定形结构，因此，比纤维素稳定性差，更易与碱反应，通过蒸煮，浆中半纤维素的量和结构都有较大变化。,少量组分与碱的反应原料中含有某些少量组分，如草类中的灰分，木材中的树脂，都能与碱反应，草类中的灰分，60%是SiO2，与NaOH反应生成Na2SiO3溶于黑液中，即造成碱回收蒸发和燃烧过程的结垢，又妨碍白液的澄清；木材中的树脂与碱反应生成皂化物，也影响黑液碱回收，因此，碱回收前黑液要除硅、除皂。另外，原料中的色素、淀粉、果胶等与碱反应生成带色物质，使浆的颜色加深，难漂白，要加强洗涤。,碱法蒸煮反应历程碱法蒸煮中脱木素以及碳水化合物与碱的反应在不

12、同时期反应速度不同，蒸煮反应历程的研究就是通过实验方法，找出脱木素及碳水化合物与碱反应的变化规律，指导生产中工艺条件的制订，生产高质量纸浆，木材和草类中不论是木素含量还是结构都有较大差异，因此，反应历程不同。木材碱法蒸煮反应历程研究表明木材碱法蒸煮脱木素分三个阶段,（1）初始脱木素阶段：从蒸煮开始至升温到150以前，为初始脱木素阶段，溶出的木素占木素总量的26.6%，大部分为碱易溶木素。（2）大量脱木素阶段：从150175为大量脱木素阶段,木素溶出量/%（对木材）图3-3马尾松硫酸盐法蒸煮脱木素三个阶段,木素占原料中木素的63.5%到175时，大部分木素溶出，木片已经成浆。（3）残余木素脱除阶

13、段：从175保温开始的保温期间为残余木素脱除阶段，保温100min溶出原料中木素的8%。这一阶段溶出的木素属“难溶木素”。,草类原料碱法蒸煮反应历程我国近年来对芦苇、甘蔗渣和麦草等草类原料硫酸盐法和烧碱法蒸煮反应历程进行了许多研究，基于草类原料木素含量低，半纤维素含量高，组织结构疏松，因此比较容易蒸煮，其蒸煮反应历程与木材和竹子蒸煮反应历程有所不同。草类原料硫酸盐法蒸煮反应历程可以分为以下几个阶段，即主要脱木素阶段、补充脱木素阶段和残余脱木素阶段。,主要脱木素阶段:在升温到100以前，此时木素的脱除率约为总木素量的60%左右，耗碱量和碳水化合物溶出量分别为50%和45%。烧碱-蒽醌法蒸煮在主要

14、脱木素阶段，木素脱除量比烧碱法高12%，碳水化合物溶出量基本与烧碱法相同，而碱耗却少1/5。补充脱木素阶段:为升温至160，此阶段木素脱除量为总木素量的25%30%，而碱耗量仅为10%15%，聚戊糖溶出量为10%左右，此阶段的脱木素速度也明显减慢。残余脱木素阶段:为160后的保温阶段，此阶段脱木素量仅为总木素量的5%10%，而碱耗却为总碱耗的20%左右，此时的碱耗除继续消耗于木素和碳水化合物溶解外，主要消耗在溶出木素和碳水化合物的进一步分解。,高得率制浆,一、发展高得率法制浆的意义：1.充分合理地利用植物纤维原料资源2.减轻制浆废水中的污染物质3.满足产品性能的需要（成纸吸墨性好，不透明度高，

15、“质地”松柔，适印性好）制浆得率：一般化学法制浆不超过50%，得率在50%以上，65%以下的化学浆称为“高得率化学浆”,机械浆的特点,优点：得率高、成本低、污染轻。成纸吸墨性好，不透明度高，“质地”松柔，适印性好。缺点：动耗高，纤维分散性差，成纸强度低，易返黄。,高得率制浆主要方法的基本流程与特点1SGW(StoneGroundWood)磨石磨木浆得率：95%基本流程：备木磨浆筛选净化浓缩（漂白）送抄纸粗渣再磨磨石磨木浆的特点：（1）在各类制浆方法中得率最高、生产成本最低，污染最小（2）浆料具有优良的不透明度和吸墨性；（3）强度和白度稳定性较低。主要用于生产新闻纸、印刷纸，配抄其它文化用纸及纸

16、板。,2RMP(RefinerMechanicalPulp)盘磨机械浆得率：9095%基本流程：木片洗涤器脱水机盘磨机（二段盘磨机）筛选RMP的特点：（1）原料成本较SGW低，可利用磨木机不能用的木材边角料；（2）设备占地面积小，生产能力较大；（3）强度较SGW好，但能耗较SGW高（高50%100%），不透明度及印刷性能稍低。,生产流程,磨木原理,电能机械能热能,磨木理论压力脉冲理论,由磨擦及压力脉冲产生的能量（摩擦能与振动能）被木材吸收后，转化为热能，使木材温度升高，胞间层木素软化；经软化的纤维在摩擦力及剪切力的作用下由木材表面剥离下来；剥离下来的纤维与纤维束聚集于磨石刻纹的沟槽中，在移出的

17、过程中受到复磨与精磨。三个阶段密切相关，相互影响。,双盘磨,磨浆机理及有关影响因素（一）盘磨机磨浆机理国外高速摄影的结果表明：在盘磨机进口处木片首先发生破碎，在向外周运动的过程中离解、纤维化、细纤维化。一般认为盘磨机磨浆可以分为三个区段：1.破碎区：磨盘中心部分，（木片首先进入），这部分盘间距最大，刀片厚，刀数少，木片在高温下破碎，成杵状小木棍。2.粗磨区：盘间距从内向外逐渐变小，原料停留时间较长，逐渐被磨碎成针状的木丝，由于相互的摩擦作用，被离解成纤维束和部分纤维。3.精磨区：靠齿盘外周，齿数增多，齿沟变窄，进一步细纤维化，离解。,（二）盘磨机磨浆的主要影响因素磨浆浓度是盘磨机械浆生产的重要

18、影响参数，一般认为应在20%30%范围内。通常采用分段磨浆。第一段目的在于分离纤维，为减少纤维的切断，主要靠纤维间的相互摩擦作用分离纤维，因此浆浓宜高些，在25%左右。第二段磨浆主要在于发展强度，使离解的纤维束及单根纤维进一步纤维化与细纤维化，纤维应受到较多的机械作用，此时浆浓应低些，磨盘间隙小些。,化学机械浆,原料经轻微的化学处理（chemicaltreatment)，然后再用机械方法撕磨成浆和进行纸浆后处理的过程（消潜latencyremoval，筛选screening，漂白bleaching等）。预处理药液：冷碱法与亚硫酸盐法SCMPCTMP化学预热机械浆APMP碱性过氧化氢化学机械浆,CMP(Chemi-Mechani