第二章 化学法制浆

3.硫酸盐法制浆和亚硫酸盐法制浆的 优缺点是什么？
硫酸盐法蒸煮的优缺点
优点：
①对原料适用范围广。
②脱木素速率快，蒸煮时间较短。
③纸浆强度高 ④蒸煮废液回收技术和设备比较完善。
⑤硫酸盐浆的用途广，针叶木本色硫酸盐浆可用于 抄造纸袋纸、电缆纸、电容器纸、包装纸。漂白浆 用于生产文化用纸及其他用途。阔叶材和草类原料 的硫酸盐浆常用于生产文化用纸或生产纸板等。 ⑥较少发生树脂问题和草类浆的表皮细胞群问题。 ⑦允许木片中有相当量的树皮。 ⑧可从一些材种的蒸煮放气时回收松节油和从蒸煮 废液中提取塔罗油等副产品。
第二章 化学法制浆
1.解释化学法制浆常用名词术语。
活性碱：烧碱法蒸液中的活性碱指NaOH，
硫酸盐法蒸煮液中的活性碱指NaOH+Na2S ⑷有效碱：烧碱法指NaOH，硫酸盐法指 NaOH+1/2Na2S，常以Na2O或NaOH表示。 ⑸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。

硫化度的大小影响蒸煮速率 在一定范围内，硫化度↑，可加快蒸煮，但若 超过一定范围，效果不明显，甚至降低蒸煮 速率。 ②硫化度对浆得率和质量的影响 用碱量一定，适当提高硫化度，可提高得率， 若过高，硫化木素不能充分溶出，浆质量下 降。 (4) 蒸煮最高温度（Effect of Maximum Pulping Temperature – Tmax ） Tmax ↑，脱木素速率↑。
影响因素：药液的组成温度、压力纤维原料的种类 和料片的格。 强化药液浸透的措施： ①蒸汽装锅和预气蒸。 ②蒸煮器外药液的预浸。 ③装锅送液时，适当提高药液温度，一般将药液预 热至 70~85℃后送入蒸煮器内。 ④抽真空。 ⑤盐硫酸盐法蒸煮初期加入过量药液，浸透完全时 “回水”（即将多余的药液抽出并加以回收）。 ⑥液相变压法：
11、碱法蒸煮操作过程包括哪几个部 分？
答：①装料，送液②升温，小放气③在最高
压力或温度下的保温和蒸煮终点的确定（④ 大放气和放料
12、小放气的作用是什么？

答:①排除蒸煮器内的空气和其他气体，消除假压， 以利于温度的上升②小放气时，锅内产生自然沸腾， 减少锅内不同的温度差和浓度差，利于药品得浸透 和均匀蒸煮③松木原料蒸煮小放气时除了能排除空 气以外，还能排除松节油和其他挥发性物质，通过 小放气可对松节油进行收集。此外草类原料装液送 料时由于草片吸收药液较快，因此草片中存在的空 气没有木片多，升温时，进行或不进行小放气都可 以。
⑹硫化度：白液的硫化度是指Na2S对活性碱
的百分比。绿液的硫化度是指Na2S对总可滴 定碱的百分比。计算时，NaOH和Na2S等均 以Na2O或NaOH表示。 ⑺蒸煮液：蒸煮液系指原料蒸煮时所用的碱 液⒃纸浆硬度：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。可用高 锰酸钾、氯或次氯酸盐等氧化剂测定，以用 高锰酸钾最为普遍。
缺点：
①原料要求比较严格。 ②大都需要耐酸设备。 ③蒸煮时间较长。 ④亚硫酸盐浆的强度较硫酸盐浆低。 ⑤亚硫酸盐法蒸煮废液的回收仍存在经济问
题。
4.蒸煮药液浸透的原理、影响因素和 强化药液浸透的措施是什么？

的原理蒸煮药液浸透：根据药液浸透推动力的不同， 浸透形式可分为两类：一类是压力浸透，它的推动 力是压力差，即毛细管作用和外加压力的作用。另 一类是扩散浸透，即扩散作用，它的传质推动力是 药液的浓度差。外加压力的高低和药液的黏度的大 小都会影响压力浸透。纤维轴向的毛细管作用总是 大于横向毛细管作用的50~100倍。扩散浸透效果主 要取决于毛细管的有效截面积和药液的浓度差，同 时还与药剂分子或离子的活性和大小有关，且受温 度和原料水分影响。
(3)硫化度①
9、添加助剂的碱法蒸煮过程仲，蒽醌、 多硫化钠和亚硫酸钠的作用各是什么？
答：AQ(蒽醌)的作用:提高脱木素速率，缩短蒸煮时 间，保护碳水化合物，提高纸浆得率。缺点：蒽醌 在碱法中溶解度小，蒽醌与浆料难以混合均匀，漂 白浆泡沫多，打浆掃化慢，漂白困难 多硫化钠得作用：增加[OHˉ],保护碳水化-合物， S2ˉ在碱性条件下把纤维素或半纤维素的还原性CHO氧化为-COOH,以减少剥皮反应。缺点对设备 腐蚀性强，温度大雨100°C时，Na2Sn分解。 亚硫酸钠的作用：（Na2SO3+NaOH）保护碳水化 合物，减少剥皮反应。 Nhomakorabea


（2）液比(Effect of Liquor-to-Wood Ratio) 液比与用碱量共同决定药液的浓度（C）。C会影响反应速 率。 ①用碱量一定时，液比↓ ，则C ↑，结果： a.加快脱木素，缩短蒸煮时间； b. 增加碳水化合物的降解，得率↓； c. 汽耗↓； d.若液比过小，液与料混合不匀，蒸煮不匀，粗渣率↑ 。 ②直接通汽加热，液比可小些；间接加热，液比要大点。③ 回转式蒸煮器蒸煮，液比可小些。④快速蒸煮，可适当缩小 液比，但要保证药液良好循环。⑤若生产物理强度大，α – 纤维素含量高的浆，宜用较低的药液浓度，较大的液比。⑥ 结构紧密的原料，可用较小的液比。
6.碱法蒸煮过程中，纤维素在什么情 况下发生剥皮反应和碱性水解？如何 减少纤维素的降解？
高温强碱的条件下发生剥皮反应和碱性水解。 将末端羰基氧化为羧基、将末端羰基还原为
伯醇羟基、蒸煮时加入能与羰基起反应的化 合物将还原性末端封锁。
7、试述木材与草类原料减法蒸煮脱 木素反应历程的异同?
答：木材碱法蒸煮脱木素反应过程可分为三

缺点：
①纸浆得率低。
②成浆颜色较深，比亚硫酸盐浆难漂。 ③蒸煮时产生的恶臭气体污染大气。
亚硫酸
盐法蒸煮的有缺点
优点：
①本色浆较白，易漂。
②得率较高。 ③生产精制浆不需要预水解。 ④各种原料的废液可用于生产饲料、酵母、
粘合剂、香兰素等，针叶木的制浆废液可生 产酒精。
盐法、微酸性亚硫酸氢盐法、中性盐硫酸盐 法和碱性亚硫酸盐法。 碱法特点：碱法蒸煮对原料的适应范围比较 广，硫酸盐法几乎适用于各种植物纤维原料， 还可用于质量较差的废材、枝桠材、木材加 工下脚料、锯末以及树脂含量很高的木材。 烧碱法适用于棉、麻、草类等非木材纤维原 料，也有用于蒸煮阔叶木的，很少用于蒸煮 针叶木。
2.化学法制浆主要分哪几类？碱法和亚硫 酸盐法制浆主要分为哪几种？各自的特点 是什么？
化学法制浆：碱法制浆、亚硫酸盐法和溶剂
法制浆。 碱法：烧碱法、；硫酸盐法、多硫化钠法、 预水解硫酸盐法、氧碱法、石灰法、纯碱法 等。最常用的是硫酸盐法和烧碱法。
亚硫酸盐法：酸性亚硫酸氢盐法、亚硫酸氢
个阶段：初始脱木素阶段，大量脱木素阶段， 和残余木素脱除阶段。 草类原料硫酸盐法或烧碱法蒸煮脱木素反应 历程近视可分为大量脱木素阶段，补充脱木 素阶段，残余木素脱除阶段。
8、试述碱法蒸煮得影响因素
答：㈠用碱量（effect of alkali charge） a.用碱量的大小会影响脱木素速率和脱木素程度， 同时也会影响碳水化合物的降解程度 b.当纸浆得率和质量要求和其它工艺参数不变时， 提高用碱量是加快蒸煮速率、缩短蒸煮时间、提高 产量的有效措施。 c. 蒸煮用碱量的大小，主要决定于原料的种类、质 量和成浆的质量要求。 d. 蒸煮终了时蒸煮液中还必须有一定的残碱，一般 4 - 10g/L，以利于后期木素的溶出。

5.碱法和亚硫酸盐法蒸煮过程中木素 和碳水化合物的反应类型有哪些？
碱法木素的化学反应类型：酚型α-芳基醚或
α-烷基醚键的碱化断裂、酚型β-芳基醚键的 碱化断裂和硫化断裂、非酚型β-芳基醚键的 碱化断裂和硫化断裂、芳基-烷基和烷基-烷基 间C-C键的断裂、甲基-芳基醚键的断裂、碱 法蒸煮时木素发色基团的形成。
由于蒸煮质量有很多影响因素，如有效碱，
H-因子和硫化度等因此用微型计算机综合进 行蒸煮质量的控制需要一个公式或数学模型。 其中T-因子是H-因子的改进形式，它考虑了 化学药品浓度的影响，T-因子的定义如下： T=[S/(2-S)]([EA/（L:W）]2 )式中S—硫化度； EA-有效碱用量；L:W-液比；H-H-因子
13、提高碱法蒸煮脱木素选择性的四 个基本原则是什么？
答：①蒸煮过程仲得碱液浓度尽量保持均匀，即在 蒸煮初期碱液浓度适当低一些，接近蒸煮终了时碱 液浓度适当高一些：②蒸煮液中HSˉ浓度应尽量高， 特别是蒸煮初期和大量脱木素阶段开始时，应保持 较高的HSˉ浓度；③蒸煮液中的溶解木素和Na+浓 度应尽量低，特别是在残余木素脱除阶段；④保持 较低的蒸煮温度，尤其是在蒸煮初期和后期。 15、与传统的卡米尔连续蒸煮相比较，EMCC(ITC) 和低固形物蒸煮技术的特点是什么？
碱法蒸煮的碳水化合物的化学反应类型：①
纤维的反应：纤维素的剥皮反应、纤维素的 终止反应、纤维素的碱性水解。②半纤维素 的反应：脱乙酰基、半纤维素总的反应情况、 聚木糖的反应和保留、己烯糖醛酸。
亚硫酸盐法木素的化学反应： ①酸性亚硫酸盐蒸煮时木素的化学反应：α-
碳原子脱除酚型和非酚型的木素结构单元中 的α-碳原子磺化。 ②碱性和中性亚硫酸盐法蒸煮木素的反应： 酚型Cα和Cγ的磺化反应、酚型β-芳基醚键的 断裂和磺化、酚型或非酚型甲基-芳基醚键的 亚硫酸盐解。 亚硫酸盐法碳水化合物的化学反应：酸性水 解、酸性氧化反应、单糖的氧化和分解反应

10、什么叫H-因子？H-因子的意义是 什么？如何如利用计算机控制蒸煮？
答：H—因子是个蒸煮温度得相对反应速率
常数与蒸煮时间的定积分。H-因子的意义： 同一原料，在用碱量，硫化度，液比等蒸煮 条件相同时，控制H—因子相同，则其纸浆 得率及浆中木素含量相同。利用计算机控制 蒸煮：用计算机来控制间接蒸煮，连续蒸煮 器的蒸煮质量，受到良好的效果。