制浆原理与工程纸浆的洗涤筛选与净化

纸浆的洗涤与筛选在蒸煮或磨浆后，所得的纸浆称为粗浆，为了满足漂白或抄纸的需要，必须对粗浆进行一系列的处理。

在化学法制浆中，近50%的原料溶解在蒸煮废液中，碱法蒸煮废液称为黑液，亚硫酸盐蒸煮废液称为红液。

浆中的废液，既影响浆的后序处理，也影响废液治理。

因此，需要把纸浆和废液分开，即提取废液或洗浆。

另外，不论是哪种制浆方法，粗浆中都混有未蒸解的生料片，粗大纤维束，砂石，污垢，金属片等，要进行筛选。

为了减少纸页的尘埃，要除去尺寸小、比重大的砂粒，故要进行除砂，即净化。

主要介绍浆的洗涤、筛选、净化及浓缩的流程及设备等。

一、纸浆洗涤的目的和要求通常有碱回收的工厂称纸浆的洗涤工段为黑液提取工段。

定义：将蒸煮后浆料的黑液与纤维分离的过程。

目的：用尽量少的水将浆料洗干净黑液提取浓度越高，则碱回收时碱和有机物的回收越多。

浆料未洗干净对后段工序的影响：（1）筛选、净化系统过渡浆池中泡沫多，影响筛选和净化。

（2）筛选、净化后漂白工段难漂，漂剂用量大。

（3）打浆、配浆后施胶时，明矾和松香胶用量高。

（4）成型部易断头（因泡沫多，滤水性差）（5）对后序所有设备均有腐蚀作用，且在管路里会结垢、挂浆。

二、纸浆筛选、净化的目的和要求任何一种制浆方法都会有杂质带入，杂质的去除尽量在总流程的前部分，防止其对设备的损坏作用。

杂质的种类：粗节：形状大，比重小，质量大，可进行回蒸。

纤维束：可再磨或疏解1．筛选：根据杂质外形几何尺寸及形状大小与浆料不同，用机械法来分离杂质与良浆的过程。

2．净化：根据杂质的比重与浆料的不同，采用重力沉降、离心分离来分离杂质的过程。

重力沉降：沉砂沟，喷放锅和浆池等也有沉砂能力。

离心分离：606除渣器、锥形除渣器。

三、常用术语1．洗净度：浆料洗干净的程度，其表示方法有两种（1）以洗后浆料所带残碱的量。

（/T风干浆）（2）以洗后黑液中所带残碱的浓度。

（g/l）2．稀释因子：每吨风干浆洗涤用水量与洗后纸浆含水量之差。

制浆机的工作原理制浆机是一种常用的设备，广泛应用于造纸、印刷、纸浆制造等行业。

它的工作原理是通过一系列的物理和化学过程将原料转化为纸浆，并去除其中的杂质。

以下是制浆机的工作原理的详细解析：1. 搅拌：首先，在制浆机的工作过程中，需要将原料与水混合。

搅拌的目的是使原料均匀分布、方便后续的处理。

通常，制浆机会使用旋转的搅拌器或螺旋传送带来实现混合。

2. 磨浆：磨浆是制浆机中非常重要的一个步骤。

在这个过程中，原料与水的混合物会通过磨浆装置进行撞击、切割和破碎。

这样可以使原料的纤维结构松散，并使纤维与水更好地混合。

3. 过筛：磨浆过程会产生一些纤维块和其他大颗粒的杂质。

为了获得纯净的纸浆，需要将其通过筛网进行过滤。

筛网的孔径可以根据需要调整，以使纤维通过而杂质被挡住。

4. 清洗：即使经过过筛的纸浆也可能含有一些杂质和残留物。

因此，制浆机通常会通过喷水等方式对纸浆进行清洗，以去除其中的杂质和其他污染物。

5. 浮选：浮选是一种物理分离的方法，用于沉浸在液体中的固体颗粒的分离。

在制浆机中，浮选可以将纤维和其他杂质分开。

它的原理是通过注入空气或其他气体来产生气泡，并使纤维和气泡一起上升，从而实现分离。

6. 筛选：在纸浆中可能还存在着一些不必要的纤维或杂质。

为了去除这些杂质，制浆机通常会进行进一步的筛选。

这可以通过旋转筛等装置来实现。

筛选的目的是将纤维分离并保留在筛孔中，而把杂质排除。

7. 离心：离心是一种常用的分离技术，可以根据材料的密度差异将其分离。

在制浆机中，它可用于分离纸浆中的固体颗粒和液体。

通过将纸浆注入离心机，并进行旋转，可以使纤维和其他杂质分开，从而实现分离。

8. 干燥：最后，通过一系列的干燥工艺，将纸浆中的水分蒸发掉，使其变成可用于生产纸张等产品的纸浆胶片。

通常，制浆机会利用高温和气流等手段来加速干燥过程，并确保纸浆的质量。

总结起来，制浆机的工作原理涵盖了搅拌、磨浆、过筛、清洗、浮选、筛选、离心和干燥等多个步骤。

制浆原理与工程洗筛漂制浆原理与工程洗筛漂是纸浆制备过程中非常重要的步骤。

制浆原理是将木材等原料经过一系列工艺流程加工成纸浆的过程。

工程洗筛漂是纸浆制备中的关键环节，通过对纸浆进行洗涤、筛选和漂白等处理，得到适合纸张生产的纸浆。

制浆原理主要包括机械制浆和化学制浆两种方法。

机械制浆是将木材经过切割、破碎、磨浆等步骤，使得纸浆中的纤维与其他物质进行分离。

机械制浆过程中，主要采用回转球磨机和磁选机等设备进行操作。

化学制浆是先对原材料进行化学处理，然后再进行分离。

化学制浆主要使用化学药剂对原材料进行蒸煮、漂白等处理，通过化学反应使得纤维与其他成分分离。

化学制浆的工艺流程较为复杂，但可以得到较高品质的纸浆。

工程洗筛漂是制浆原料在制浆过程中的关键步骤，对纸浆的质量和性能有重要影响。

工程洗筛漂主要包括洗涤、筛选和漂白三个环节。

洗涤是将制浆原料中的杂质、木屑等物质去除的过程。

洗涤可以通过水洗或者化学药剂进行。

水洗是将原料进行反复冲刷，使得杂质与纤维分离。

化学洗涤则是使用化学药剂对原料进行处理，通过化学反应使得杂质溶解或沉淀，从而分离纤维。

筛选是将洗涤后的原料进行分级的过程，目的是将不同粒度的纤维分离开。

筛选通常使用筛分设备进行，如振动筛、压力筛等。

通过调整筛孔大小和筛网形式，可以实现对不同粒度纤维的分离。

漂白是为了去除制浆原料中的色素和杂质，提高纸浆的白度和洁净度。

漂白过程中通常使用漂白剂进行处理，如氯气、次氯酸钠等。

漂白剂可有效去除原料中的色素和杂质，并改善纸浆的品质。

工程洗筛漂的目的是提高纸浆的质量，使得制备的纸张具有更好的性能。

通过洗涤去除杂质和木屑，能够减少纸张中的颗粒杂质，提高纸张的光滑度和透气性。

筛选可以将纸浆中的细小颗粒分离开，得到较为均匀的纤维分布，减少纸张的破碎和毛糙度。

漂白能够去除原料中的色素和杂质，使得纸浆的白度和洁净度明显提高。

综上所述，制浆原理与工程洗筛漂是纸浆制备过程中非常重要的步骤。

纸浆的洗涤、筛选、净化一、纸浆的洗涤及筛选、净化的目的要求（一）纸浆洗涤的目的及要求1、目的：净化浆，提高浆的重量，减少灰分，碱法浆避免在筛选抄纸时起泡，减少漂剂消耗；废液的回收及综合利用。

2、要求：尽可能净化浆，提高废液的提取率，但又要保持废液有一定的浓度，因此要求用最少的水量，最大限度地把废液从浆料中提取出来，同时尽可能减少纤维的损失。

（二）、纸浆的筛选、净化的目的要求目的：净化浆，除去纤维性杂质（纤维束、木片、木节（或草节），非纤维细胞等），及非纤维性杂质（树脂、泥沙、碎石、铁屑、煤尘等，提高浆的质量，减少漂白药品的消耗，及保护机器设备。

要求:有效的除去各种杂质，纤维的流失又要最少.纸浆洗涤:采用最少的稀释因子，取得最高的提取率，保持废液较高的浓度，尽可能减少纤维的损失。

一、洗涤的原理废液大部分游离存在于纤维之间的空间： KP（木）70~80%, SP（木）60~70%. 部分存在于细胞腔内：KP（木）15~20%,SP（木）20-30%.少许存在于细胞壁的孔隙中: KP （木）5%, SP（木）5-8%.头一种较易分离，可以用挤压作用压出（但不完全）后两种则要用多种作用分离，才能获得较好的结果。

目前洗涤设备的基本类型有三种1、置换洗涤：间歇的或连续的扩散洗涤器2、稀释脱水洗涤：洗浆池，真空洗浆机，压力洗浆机3、压榨洗涤：螺旋挤浆机，双辊挤浆机上面三种类型的洗浆，都存在扩散、洗涤、过滤、挤压三种作用，只是主次不同。

（一）、扩散作用扩散过程是离子、分子或胶体粒子移动过程，浓度差为其唯一动力。

提高温度及降低卡伯值可以提高扩散速度。

过滤作用洗涤液通过浆层的过滤，此时纤维间的废液被洗涤水所置换，在理想情况下洗涤水不稀释废液（实际上由于扩散作用，这种理想情况并不存在）1、提高滤层压差△p，可以提高过滤速度，但由于滤层为可压缩体，压力高则d,η下降，则抵消△p增加，故不能太高。

2、提高洗涤温度则滤液滤液粘度减少，可提高q3、q与L成反比，故L不能太大，即浆层不能过厚。

制浆原理与工程实验指导书内容：实验：植物原料制浆性能实验（20学时设计性实验）1.目的要求植物原料制浆性能实验综合性实验，是在课堂理论教学后进行。

不采用固定实验条件的教学模式，在教师的指导下学生根据采集的原料自行制定的制浆工艺条件及实验操作步骤，在实验中实施验证。

从植物原料开始，制备出漂白纸浆，实验注重理论与实践相结合，以理论指导实践对实验结果进行分析讨论。

使课堂上学的理论知识与实践相结合，提高理论知识在实际工作中的应用能力。

按照实验指导书的实验操作规范和学生设计的工艺配方，完成以下实验项目的操作（1）植物纤维原料采集，原料切片及水份测定（2）蒸煮工艺的制定，蒸煮操作（3）纸浆得率测定（4）制浆废液残碱分析测定（5）漂白工艺条件的制定及计算，溧白操作（6）纸浆白度测定2. 实验原理2.1蒸煮原理蒸煮过程包括：1、药液浸透原料过程，2、药液与原料起化学反应过程，3、反应产物从原料中容出过程；2.1.1蒸煮液的浸透作用蒸煮液的有效成份浸入原料内部有：A．毛细管作用：蒸煮液靠外加的压力或表面张力产生的压力作用而浸透；纤维轴向的毛细管作用总是大于横向毛细管作用50~200倍；在纤维原料水分含量低而又排除了原料毛细管内的空气后，药液对原料切片的浸透主要是毛细管作用，且速度很快；B．扩散作用：靠药液的浓度差造成的离子浓度梯度为推动力，使蒸煮液中的离子扩散浸透入原料内部切片；在纤维原料水分含量高至纤维饱和点时，离子浸入原料内部切片主要靠扩散作用；浸透理论强调浸透的重要性，认为药液浸透先于化学反应；蒸煮升温前期，必须让药液充分浸透入原料切片；随着浸透作用完成，蒸煮温度升高，化学反应逐渐加剧，因此认为浸透时间对蒸煮影响很大。

强调在显著脱木素反应前，药液须充分浸透，即蒸煮过程应保留一段低温时间，不易升温太快。

强调：只有充分浸透，才能保证蒸煮质量。

表面化学反应理论强调化学反应，认为碱液与木片接触后，一开始就在木片表面发生脱木素反应，当部分木素从木片表面脱去后，便打开了“通道”，新鲜药液经过通道浸入原料切片内部。

《制浆原理与工程》习题与思考题第一章备料1.原料为什么要贮存？不同原料的贮存方法有何不同？2.陆上贮存原料对原料场有哪些要求？为什么？3.木材原料备料流程有何特点？生产磨木浆和生产化学浆的木材备料流程有何不同？4.草类原料备料的一般流程是什么？以芦苇和稻麦草为例，分别说明之。

5.根据蔗渣原料的特点，说明其备料流程的特点。

6.普通削片机主要由哪些部分组成？削片刀、底刀、旁刀各安装在什么位置？大、小三角板起什么作用？7.影响木片长度与厚度的因素有哪些？生产中是怎样控制的？8.试述影响削片质量的因素。

9.某厂使用四刀削片机，喂料槽与水平面的交角为56°，喂料槽在水平面的垂直面与刀盘垂直面间的夹角为23°，问当刀距为8.5~9.5mm, 刀高为15m m时，切削出来的木片的长度、厚度和木片斜角为多少？10.某厂使用平口喂料10刀削片机，喂料槽与刀盘的夹角为37°，若要求切削出来的木片长度为18~20mm,试计算该削片机的刀距和削出的木片的斜角。

第二章化学法制浆1.为什么硫酸盐法比烧碱法蒸煮有较快的脱木素速率？2.木材、竹子、草类原料碱法蒸煮的反应历程有何不同？这种差别反映到蒸煮工艺条件有何不同？3.以碱法蒸煮为例，说明为何草类原料比针叶木容易蒸煮成浆？草类原料碱法蒸煮脱木素的特点是什么？4.试述碱法蒸煮脱木素化学反应。

5.在碱法蒸煮中，碳水化合物在什么情况下发生剥皮反应和碱性水解？碳水化合物的碱性降解对纸浆质量有何影响？如何防止碳水化合物的碱性降解？6.碱法蒸煮过程中碱的作用是什么？用碱量对纸浆质量有何影响？怎样选择用碱量？7.蒸煮液浓度与用碱量、液比的关系如何？怎样根据蒸煮的条件和要求来选用液比？8.硫化度对蒸煮速度和纸浆质量有何影响？如何选用硫化度？9.什么叫H-因子？在蒸煮过程中如何利用H-因子？H-因子在实用中有什么局限性？10.纸浆硬度表示什么?它与纸浆中木素含量有何关系？目前常用的表示纸浆硬度的方法有哪几种？11.蒸球和立式蒸煮锅各有什么优缺点？如何选用间歇蒸煮器？12.连续蒸煮有何优点？连续蒸煮器主要有哪些型式？试述各种连续蒸煮器的结构特点。

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，常以Na2O或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。

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。

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。

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。

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。

制浆原理与工程重点制浆定义：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、GPCTMP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。