制浆原理与工程课件5重点

制浆原理与工程一、制浆原理概述制浆是造纸工业中的关键过程之一，它是将纤维素原料转化为纸浆的过程。

纸浆是造纸的基础材料，其质量直接影响到纸张的品质。

制浆原理主要包括纤维素原料的分解和纤维分离两个步骤。

1. 纤维素原料的分解纤维素原料一般采用木材、废纸等植物纤维作为主要原料。

在制浆过程中，首先需要对原料进行分解，使纤维素与非纤维素物质分离。

这一步骤主要通过化学方法或机械方法来实现。

化学方法主要是采用化学药剂对纤维素原料进行处理，使其在特定条件下发生化学反应，使纤维素与非纤维素物质分离。

常用的化学药剂有氢氧化钠、硫酸等。

机械方法主要是通过物理力学的作用将纤维素原料进行分解。

常用的机械方法有磨浆、切割等。

2. 纤维分离纤维分离是将纤维素与非纤维素物质进行分离的过程。

在制浆工程中，常用的纤维分离方法有浆液分离、筛选和洗涤等。

浆液分离主要是通过物理力学的作用，将纤维素与非纤维素物质分离。

常用的浆液分离设备有离心机、压滤机等。

筛选是通过筛网将纤维素与非纤维素物质进行分离。

常用的筛选设备有振动筛、压力筛等。

洗涤是将纤维素原料中的杂质通过水洗的方式进行分离。

常用的洗涤设备有洗涤机、洗涤塔等。

二、制浆工程概述制浆工程是指将制浆原理应用于实际生产中的一系列工艺和设备。

它包括制浆设备的选择、制浆工艺的设计和操作流程的优化等。

1. 制浆设备的选择制浆设备的选择是制浆工程的关键环节之一。

根据纤维素原料的性质和生产要求，选择适合的制浆设备可以提高制浆效率和纸浆质量。

常用的制浆设备有磨浆机、切割机、洗涤机、筛选机等。

根据不同的原料和工艺要求，可以选择单一设备或者多种设备的组合。

2. 制浆工艺的设计制浆工艺的设计是制浆工程的核心任务之一。

根据纤维素原料的特性和生产要求，设计合理的制浆工艺可以提高纸浆的质量和产量。

制浆工艺的设计包括原料处理、分解、分离和洗涤等步骤的参数选择和操作条件的确定。

同时还需要考虑能耗、设备投资和生产成本等因素。

1 制浆定义：利用化学或机械的方法，或两者结合的方法，或辅以生物能（酶解工程）的方法，是植物纤维原料离解成单根纤维的生产过程 制浆的基本流程：原料采储—备料—磨浆(或蒸煮、洗涤或蒸煮、磨浆)—筛选，净化—漂白—漂白浆 制浆方法：化学法（碱法、亚硫酸盐法）和高得率法（机械法、化学机械法、半化学法） 原料的贮存的目的：维持正常的连续生产、改进原料质量，以满足蒸煮和磨浆的需要 堆垛方法：层叠法；平列法；散堆法 木材原料的备料的流程：木材—贮存—拉木机—辊式输送机—锯断—皮带输送机—削片机—旋风分离器—筛选—皮带输送进入料片仓 原料厂的要求：防火严密、运输方便、排水畅通、通风良好 原木去皮的目的：降低尘埃度，降低药品消耗，不易霉变腐烂，均衡水分 木片挤压去皮的原理：利用木片和树皮受热以后的黏性不同以及受压以后的弹性系数不同来达到分离树皮和木片的目的. 刀高：刀刃到刀牙的垂直距离H 刀距：刀刃到突出刀盘面的距离h 安刀角：安刀面与刀盘平行面之间的夹角α 影响木片合格率的因素：木片的长度、木片的厚度、木片的斜度、树种、水分、安刀角、刀刃角、削片刀与底刀的间距等 木片质量对制浆的影响：影响药业的渗透、影响木片在料仓中的流动性、影响装锅量、影响合格率（过煮问题） 木片的筛选方法：圆筛和平筛 草类原料的特点：灰分含量高、水抽出物高、1%氢氧化钠抽出物多、半纤维素含量高、木素含量低、纤维素含量低、组成不均一 灰分含量高的影响：滤水性差、纸机网部脱水困难、强度差、脆性大、碱回收困难、 抽出物含量高的影响：碱耗高、碱法制浆泡沫多、不易漂白、得率低 草类原料的备料方法：干法备料、湿法备料、干切湿净化备料 草类纤维的特点：组织结构疏松、纤维细且短、杂细胞含量高 干法备料流程：麦稻草原料→原料车→喂料胶带→喂料辊→切草机→筛选除尘设备→胶带→预浸器→蒸煮 草片长度：草片长度=喂料辊线速/（飞刀刀片数*飞刀辊转速）*1000 湿法备料特点：除尘效率高、生产能力高、浆料易洗易漂、劳动条件改善、刀片易磨损、动力消耗大、投资大 干切湿净化流程：干法切草—干法除尘—水力碎浆机—过滤分离—除砂器—澄清器—螺旋压榨机—料片—螺旋预浸器—蒸煮器 碱法制浆的定义：用碱性化学品水溶液处理植物纤维原料，溶出其中的木质素、尽可能保留纤维素，适当保留半纤维素，使植物纤维原料分解成单根纤维AP 法特点：设备简单、操作容易、纸张松软、吸水性好、不透明度高、得率低、强度差KP 法特点：对原料适应性广、纸浆强度高、黑液回收技术成熟污染负荷低、得率较低、漂白难度大、滤水性差、空气污染负荷大、黑液回收投资大SP 法制浆特点：浆料颜色浅，易漂白、得率高、制溶解浆无需预水解、综合利用程度高、对材质适应性差、浆料强度低、蒸煮时间长、设备耐腐蚀NSSC 法制浆特点：得率高、颜色浅、滤水性好，易打浆、挺度好、对设备腐蚀小 高得率浆的特点：得率高，成本低、印刷性能好，高松厚度，高不透明度、污染处理负荷少、物理强度低、漂白性能差，易反黄，纤维会卷曲和扭结2 GP 浆特点：成本低、得率高、生产过程简单、浆料印刷性能好，颜色浅、污染处理少、成纸强度低、纸易脆易黄 化学机械浆特点：得率高、强度比GP 浆高、制浆材料广、电耗较低、浆料强度低、易返黄、印刷适应性不如TMP 、GP CTMP 浆特点：投资费用低、强度，不透明度和松厚度类似于化学浆，浆料光学性能好、得率高、污染少、对原料适用性强 碱法制浆系统：配料系统、配碱系统、蒸煮系统、热量回收系统、浆料洗涤和废液提取系统、浆料筛选和净化系统、漂液之辈系统、制浆漂白系统、浆板抄造系统、废液回收系统、水处理系统KP 法制浆基本工艺流程：原料厂—备料，木片—蒸煮—除节—筛选—洗浆—氧脱木素—洗浆—漂白—漂白浆筛选净化—浆板抄造 总碱：烧碱法是NaOH+碳酸氢钠 硫酸盐法是含钠的化合物 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。

1.备料的目的：贮存、净化、制备合格的料2.麦草：除尘、干燥蔗渣:除水、除髓3。

贮存的目的:1、维持正常连续生产的需要2、改善原料质量的需要——稳定原料质量,有利于制浆并节约后续化学处理的药品用量—- 降低并均衡原料水分4.剥皮原因:树皮中纤维含量低、灰分和杂质含量高，在制浆中会增加药品消耗、降低纸浆质量并使废液处理困难。

5.去节原因:树节坚硬,并含有树脂和尘埃等,影响生产和浆的质量。

机械浆：在磨木时易损害磨石表面，损坏削片机的刀刃，降低磨木机的生产能力、增加电耗，而且使磨木浆中的尘埃增加，影响浆的质量。

化学浆:在蒸煮时引起渗透困难，致使纸浆质量下降，颜色较深。

6.削片目的：便于药液在各个方向渗透均匀，适应化学木浆和各种高得率化学木浆蒸煮需要，以及满足木片磨木浆的生产需要。

木片规格：根据木材结构特牲,要求木片的长度为20～25毫米，厚3～5毫米，宽10～20毫米，合格率在90％以上。

7.切削木片质量对制浆生产的影响：1）影响药液的渗透：长度与厚度方向,2）影响木片在料仓中的流动性。

木片过大会“架桥",3) 影响装锅量,4）碎细片及粉末增多，抽液时变实，药液循环困难，因此部分会过煮.8.稻、麦草备料方法：干法备料,湿法备料，干湿法结合。

9.干法备料的主要设备：切断设备:辊式切草机，筛选设备: 辊式除尘机（羊角除尘器）10.湿法备料流程：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。

处理的条件：草料浓度5%～6%，NaOH用量1%（对绝干草片)，温度45℃,时间约15min。

11.将造纸原料分散为单根纤维的过程叫制浆12.制浆目的：溶出原料中的木素13.制浆过程:备料——制浆——洗涤——筛选—-净化-—漂白——纸浆14.木质素的作用是将纤维素、半纤维素粘结在一起,构成坚韧的细胞壁，使木材具有强度和硬度。

烧碱法15.化学法制浆的定义：是指采用化学方法,尽可能多地脱除植物纤维原料中使纤维粘合在一起的胞间层木素，使纤维细胞分离或易于分离，成为纸浆. 16.化学法制浆的要求:(1）尽可能多地脱出木素，（2）使纤维细胞壁中的木素含量适当降低,纤维素溶出最少，半纤维素有适当的保留.17.化学制浆的分类(一）碱法制浆：1。

制浆原理与工程复习1、制浆常用名词术语碱法制浆：活性碱：烧碱法中指NaOH，硫酸盐法中指NaOH + Na2S, 通常以Na2O(或NaOH)表示。

有效碱：烧碱法中指NaOH，硫酸盐法中指NaOH + 1/2Na2S, 通常以Na2O(或NaOH)表示。

硫化度：指碱液中Na2S含量占活性碱NaOH + Na2S含量的百分比，即：硫化度（%） =〔 Na2S /（NaOH + Na2S）×100%用碱量：指蒸煮时活性碱用量（重量）对绝干原料重量的百比。

液比：指蒸煮时绝干原料重量（kg 或 t）与蒸煮液总液量体积（L 或m3）之比。

纸浆得率：（1）粗浆得率：蒸煮后所得绝干粗浆重量对蒸煮前绝干原料重量的百分比（2）细浆得率：粗浆经筛选后所得绝干细浆重量对蒸煮前绝干原料重量的百分比。

纸浆硬度：表示残留在纸浆中的木素和其他还原性物质的相对量。

总碱：烧碱法蒸煮中总碱指的是NaOH+NaCO3，硫酸盐法蒸煮中总碱指的是Na2S+NaCO3+Na2SO3+NaSO4+Na2S2O3，不包括Nacl,以Na2O或NaOH或NaS2表示。

总可滴定碱：指碱液中可滴定的总碱。

烧碱法是指NaOH+Na2CO3，硫酸盐法是NaOH+Na2CO3+Na2S+Na2SO3这些成分均以Na2O 或NaOH 表示。

活化度：碱液中活性碱对总可滴定碱的百分比。

计算时NaOH 和Na2S 等均以Na2O或NaOH 表示。

蒸煮液：蒸煮液系指原料蒸煮时所用的碱液。

黑液：碱法蒸煮产生的废液称为黑液。

黑液中通常含有一定量的碱。

黑液中所含的碱称为残碱通常以Na2O或NaOH表示g/L。

绿液：黑液进行碱回收时，黑液经过蒸发浓缩后送入燃烧炉中燃烧，从燃烧炉内流出的熔融物在稀白液或水中所形成的溶液称为绿液。

在以绿液为基准的计算中，对溶解熔融物用的稀白液是化学药品含量需作校正。

绿液的主要成分：烧碱法为Na2CO3：硫酸盐法为Na2CO3 和Na2S，还有一定量的Na2SO4 Na2SO3 Na2S2O3 和NaOH 等。

制浆原理与工程制浆是造纸工业中的重要工艺环节，它将纤维素原料转化为可用于造纸的纸浆。

制浆过程不仅涉及物理、化学等多个学科的知识，还需要掌握一系列工程技术。

本文将从制浆原理和制浆工程两个方面进行探讨。

一、制浆原理制浆的目标是将纤维素原料中的纤维素分离出来，形成纸浆。

纤维素原料可以是木材、竹子、废纸等。

制浆的原理主要包括机械制浆、化学制浆和热力制浆。

1. 机械制浆机械制浆是利用机械作用将原料进行破碎和分散，以分离纤维素。

常见的机械制浆方法有磨浆和打浆。

磨浆是将原料放入磨浆机中，通过机械磨碎的方式将纤维素分离出来。

磨浆机内部有高速旋转的磨盘和固定的磨盘，原料在两者之间受到剪切和冲击力，使纤维素脱离原料。

打浆是将原料放入打浆机中，通过高速旋转的刀片将原料切割和撕裂，使纤维素从原料中脱离。

打浆机的刀片设计得十分精细，以确保纤维素能够有效地分离出来。

2. 化学制浆化学制浆是利用化学药剂对原料进行处理，以溶解或者改变原料中的非纤维素成份，从而分离纤维素。

常见的化学制浆方法有硫酸盐法和碱法。

硫酸盐法是将原料与硫酸盐溶液混合，通过化学反应将非纤维素成份溶解掉。

这种方法适合于木材等纤维素原料。

碱法是将原料与碱性溶液混合，通过化学反应将非纤维素成份转化为可溶性物质。

这种方法适合于废纸等纤维素原料。

3. 热力制浆热力制浆是利用高温和高压对原料进行处理，以改变纤维素的结构和性质，从而分离纤维素。

常见的热力制浆方法有蒸煮法和蒸汽爆破法。

蒸煮法是将原料放入蒸煮器中，在高温和高压下进行蒸煮，使纤维素变得柔软易分离。

蒸汽爆破法是将原料放入蒸汽爆破器中，在高温和高压下进行爆破，使纤维素分离。

二、制浆工程制浆工程是将制浆原理应用于实际生产中的一系列工程技术。

它包括原料预处理、制浆设备、制浆过程控制等环节。

1. 原料预处理原料预处理是将纤维素原料进行清洁和筛分，以去除杂质和不符合要求的纤维。

这一环节的目的是为了提高制浆效率和纸浆质量。

制浆原理与工程制浆是指将原材料（如木材、废纸等）通过物理或化学处理，使其成为可用于造纸的纤维状物质的过程。

制浆的原理主要分为机械制浆和化学制浆两种。

机械制浆主要通过物理方法将原料进行细分和破碎，以达到分离纤维的目的。

机械制浆的工艺流程一般包括下面几个步骤：1. 初级制浆：将原料进行粗制，主要通过切割、破碎等机械力使原料分离成纤维束、纤维片或纤维束条。

2. 二次制浆：将初级制浆得到的纤维进一步进行加工，通过破碎和搅拌等操作，将纤维再次细分为更小的颗粒，以提高纤维分散度。

3. 高浓化：将二次制浆后的纤维与适量的水混合，形成较高浓度的纤维悬浮液。

这一步骤一般通过高浓化器（如盘式过滤器、压滤机等）实现。

4. 去杂质：在高浓化过程中，通过不同的筛选装置将悬浮液中的杂质去除，如石块、金属、玻璃片等。

5. 脱墨：对于废纸制浆过程中，常常需要进行脱墨处理，以去除墨污。

一般采用浮选、逆流洗涤、酸洗等方法实现。

化学制浆是通过化学反应改变纤维的结构和性质，以提高纤维利用率和纸张质量。

常见的化学制浆方法包括：1. 碱法制浆：采用氢氧化钠或氢氧化钾等碱性物质和木材进行反应，使木材中的木质素溶解，从而获得纤维素。

2. 硫酸法制浆：通过硫酸与木材中的木质素反应，将木质素转化为溶解于浆液中的化合物，从而获得纤维素。

3. 硫酸氢盐法制浆：类似于硫酸法，但使用的是硫酸氢盐。

4. 氯酸法制浆：通过氯酸与木材中的木质素反应，将木质素转化为溶解于浆液中的化合物，从而获得纤维素。

需要注意的是，制浆工艺中的每个步骤都需要严格控制操作参数，以确保纤维质量和产量的稳定。

此外，根据不同的原料和生产要求，制浆工艺也会有所差异。

第一章备料1.木材备料一般采用什么流程？原料场应符合哪些要求？流程：去皮、锯木、除节和劈木、削片。

原料场符合的要求：①要有防火安全措施、②运输要方便、③排水要通畅、④通风要良好、⑤照明要符合要求。

2.木材去皮的方法有哪些？常用的剥皮设备有哪些？原理如何？去皮的方法：人工去皮、机械去皮（刀式去皮、摩擦去皮、挤压去皮、圆环式剥皮机或旋刀式剥皮机、Rosser 刀辊式剥皮机）、水力去皮、化学去皮。

常用的剥皮设备：滚刀式剥皮机、圆筒式剥皮机、圆环式剥皮机或旋刀式剥皮机、Rosser刀辊式剥皮机、水力喷射式剥皮机。

原理：滚刀式剥皮机：将原木放在楞架上，利用转动的滚刀，沿原木的纵向削去一道树皮，然后翻转机将原木翻动一定角度，再削去一道树皮。

圆筒式剥皮机：原木从圆筒的进料端连续地进入，在桶内做无规则的滚动，并被圆筒内壁的钢梁带着，随着圆筒的旋转而提升，再落下，逐渐从筒的一端移向另一端，原木之间、原木与筒壁之间发生摩擦、碰撞。

使树皮剥离。

圆环式剥皮机或旋刀式剥皮机：利用一个旋转圆环，在圆环上装有好几个带有刮铲刀片的支臂，当木片通过圆盘时，对它施加径向和切向的压力。

利用树皮和木材形成层之间的结合力较弱的特点剥皮。

Rosser刀辊式剥皮机：利用一个快速的附有多个切削刀的刀辊，刀辊上的切削刀切削和刮铲掉原木上的树皮。

水力喷射式剥皮机：直接以高压水射向原木以脱除树皮。

3.圆盘削片机的削片原理？刀片的刀刃有一定的角度，切削下的木饼在通过刀缝时受到刀片切削面对的原木纵向的作用分力及刀牙或刀盘阻碍，木饼就会不断地沿木纹分裂成木片。

原木沿刀片的安刀面向刀盘移动。

设置了安刀角，刀片切入原木时，安刀面就把原木较快地拉向刀盘，而且安刀角越大，拉力越大，原木向刀盘的移动速度就越大。

多刀削片机，由于刀的间距小，在第一把刀尚未离开原木之前，第二把刀就已切入原木，这样就形成连续切削。

4.影响削片的质量因素有哪些？影响木片长度的主要因素是在具有适当的安刀角的前提下的刀距、投木角和投木偏角大小。