碱法制浆

碱法制浆工艺是一种应用碱性溶液蒸煮植物纤维原料的化学制浆方法。

它包括硫酸盐法、烧碱法、石灰法、氧碱法和氨法制浆。

其中，硫酸盐法和烧碱法是目前应用较广泛的制浆方法。

在碱法制浆过程中，植物纤维原料在碱性溶液中蒸煮，通过蒸煮液中的OH-、SH-等离子将连接木素大分子间的一些键断开，使木素溶解而从纤维细胞壁和胞间层中脱除出来。

这个过程中，Na2S分解生成的HS-和S2-在碱液中能加速脱木素的作用，并缓和强碱对纤维素的破坏作用。

同时，还有少量纤维素和一部分半纤维素与碱发生剥皮反应和碱水解作用而溶解损失掉。

经过蒸煮后，得到的粗浆经过洗涤去除蒸煮废液，并通过筛选除杂以除去所含有的木节、纤维束片和尘沙等杂质，成为细浆。

废液则通过碱回收系统制成蒸煮液，重复使用。

此外，在蒸煮过程中，木材中所含有的松香酸酯和脂肪酸酯会形成钠皂，并在碱回收系统的蒸发过程中分离出一种树脂酸和脂肪酸的混合物，称为粗硫酸盐皂的副产品，可进一步加工成塔罗油。

针叶木材中的松节油在蒸煮时挥发成气体，也可以分离收集作为一种副产品。

碱法制浆工艺的特点是蒸煮温度较高，一般在160～180℃，蒸煮时间较长，约2～4小时。

此外，根据所用碱性溶液的不同，碱法制浆可分为硫酸盐法和烧碱法两种。

硫酸盐法和烧碱法在制浆过程上基本相同，仅在碱回收系统中稍有差别。

除了碱法制浆外，还有亚硫酸盐法制浆、半化学法制浆、机械法制浆和化学机械法制浆等制浆方法。

其中，半化学法制浆是通过化学蒸煮与机械处理结合生产浆的方法，机械法制浆则是利用机械的方法处理植物纤维原料，使其纤维离解成浆的制浆方法。

化学机械法制浆则包括化学机械CMP浆和化学热磨机械CTMP浆等。

总的来说，碱法制浆工艺是一种重要的化学制浆方法，广泛应用于造纸、生物质能源等领域。

不同的制浆方法各有其特点，可以根据原料种类、产品质量要求等因素进行选择。

制浆方法介绍硫酸盐法（碱法）和亚硫酸盐法（酸法）是两个基本的化学制浆方法。

硫酸盐法由于在化学品回收和纸浆强度方面的优点而居于统治地位。

在20世纪40年代后期以前很普遍的亚硫酸盐法已是日落西山。

尽管如此，亚硫酸盐法仍有其支持者，已提出对其工艺改进使其更具竞争力的建议。

1 硫酸盐法硫酸盐法是指木片在NaOH和Na2S的溶液中进行蒸煮。

碱液的侵袭使木素分子碎解成较小的组分，木素钠盐溶解于蒸煮液中。

硫酸盐法制浆可制造强韧的纸产品；但其未漂浆呈深棕色。

硫酸盐法有独特的臭味气体，主要是有机硫化物，它对环境有污染。

自从Carls.Dahl将硫酸钠引入蒸煮系统，硫酸盐法作为烧碱法（它只利用氢氧化钠作为活性化学品）的改进工艺，已历经百年以上。

以后将蒸煮液中的硫酸钠改为硫化钠，使得蒸煮软木时的反应动力学和纸浆性能均大为改善。

因为硫酸钠曾经时传统的补充化学品，所以称之为“硫酸盐法”。

蒸煮碱液中硫化钠的存在对硬木制浆影响不大，有些硬木浆至今仍沿用烧碱法生产。

硫酸盐法制浆的化学原理蒸煮液中的木素被氢氧离子和硫氢离子（SH－）化学裂解成碎片。

然后木素碎片溶解成苯酚盐或碳氧化物离子。

碳水化合物（主要是半纤维素和若干纤维素）也收到侵袭，并一定程度被溶解。

在一个典型的可漂浆蒸煮中，约有80％的木素、50％的半纤维素和10％的纤维素被降解。

2 亚硫酸盐法在亚硫酸盐法中，使用亚硫酸（H2SO3）和亚硫酸氢根（HSO3－）的混合物与木素起反应，并使其溶解。

亚硫酸盐与木素形成木素磺酸盐而溶解于蒸煮液中，残留的木素化学结构基本上是完整的。

亚硫酸盐的化学盐基可以是钙、镁、钠或铵离子。

亚硫酸盐制浆可在很宽的pH范围内进行。

“酸性亚硫酸盐”意味着以过量游离亚硫酸（pH 1－2）进行制浆，而“亚硫酸氢盐”蒸煮是在低酸度条件（pH3－5）下进行。

亚硫酸盐浆色泽比硫酸盐浆浅，漂白容易，但其纸页要比相应的硫酸盐法纸浆脆弱。

亚硫酸盐法适用于云杉、冷杉和铁杉之类的软木和杨木、安木之类的硬木；但多树脂软木和含丹宁的硬木则很难处理。

制浆原理复习制浆原理与工程复习——08轻化工程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。

亚硫酸盐法：化合酸：与盐基组成正盐的SO2游离酸：亚硫酸的形式以及酸式亚硫酸盐的一部份和以物理方式溶解于其中的SO2总酸：化合酸与游离酸之和酸比：游离酸/化合酸红液：亚硫酸盐蒸煮废液高得率浆分类及有关术语SGW 磨石磨木浆BMP 生物机械浆PGW 压力磨石磨木浆SCP 半化学法浆TGW 高温磨石磨木浆NSSC 中性亚硫酸盐法半化学浆RMP 盘磨机械浆ASSC 碱性亚硫酸盐法半化学浆TMP 预热盘磨机械浆CMP 化学盘磨机械浆CTMP 化学预热机械浆APMP碱性过氧化氢化学机械浆刀高、刀距、刀刃角等有关的名词术语也会考！~！~！！~~！洗涤术语2洗涤筛选和净化术语固形物（Solids）洗净度：纸浆洗净后的干净程度表示法有以洗后每吨风干浆中所含的残余药品量表示以洗后纸浆中所含的残余药品量表示以洗后纸浆滤液消耗高锰酸钾的量表示置换比（Displacement Ratio）：在洗涤段里浆中可溶性固形物实际减少量与最大可能减少量之比稀释因子（Dilution Factor）：指洗涤每吨风干浆时进入所提取的废液中的水量洗涤损失（washing loss）：指洗涤过程的化学损失，一般用残留在每吨绝干浆中的溶质表示洗涤效率：指浆料通过洗涤后提取出的固形物占总固形物的百分比黑液提取率：指每吨浆提取出来送蒸发的黑液溶质量对蒸煮后吨浆黑液总容质量的百分比。

亚硫酸盐法制浆最早采用的亚硫酸制浆方法系传统的酸性亚硫酸盐法，是1867年由美国人B.C.蒂尔曼所发明。

1874年在瑞典建成第一个亚硫酸盐制浆工厂。

这种制浆方法由于所使用的主要化学原料为硫及石灰石,价格低廉,生产成本低。

所制得的纸浆颜色较浅，可不经漂白而直接用于生产许多品种的纸。

纸浆的纯度较高，易于进一步加工精制。

这些重要优点使亚硫酸盐法制浆在1890年至1937年间，成为产量最大的一种化学制浆方法。

但这种传统的酸性亚硫酸盐法对植物原料的适应范围不广。

如松属和一些阔叶木材及草类原料均不宜采用这一方法。

制浆过程所产生的蒸煮废液当时缺乏较好的回收处理方法，排放后造成严重的环境污染。

1937年以后硫酸盐法制浆发展较快，并逐渐取代了传统的酸性亚硫酸盐法制浆的重要地位。

1940年以后，亚硫酸盐法制浆也经过不断改进。

逐步淘汰溶解度低的亚硫酸钙蒸煮液，改用溶解度较高的亚硫酸镁、亚硫酸钠和亚硫酸铵等蒸煮液，并在此基础上建立了从蒸煮废液中回收化学品和热能的方法,从而大大减轻了蒸煮废液对环境的污染；此外,发展了采用中性和碱性亚硫酸盐制浆的方法，从而极大地扩大了对植物原料的适应范围和纸浆的品种。

但由于其蒸煮废液的回收利用技术还不及碱法制浆的蒸煮废液回收技术完善和成熟（见制浆黑液碱回收），且回收的经济效益较低，故在生产化学浆方面，通常尚不能与硫酸盐法相抗衡。

分类一般根据亚硫酸盐蒸煮液的组成和其pH值的不同,将亚硫酸盐法制浆分为4类。

蒸煮蒸煮是亚硫酸盐法制浆的核心。

在蒸煮过程中，整个物理化学反应大体分为两种作用。

第一种作用为蒸煮液对原料的渗透与磺化，第二种作用为反应生成物的溶出和原料分离成纤维状纸浆。

实际上这两种作用都能同时发生，并非截然分开。

蒸煮液对原料的渗透既依靠蒸煮液本身的扩散作用和原料的毛细管作用，也借助于蒸煮过程压力升高而强制渗入。

蒸煮液渗入原料之后，主要与原料中的木素发生磺化反应生成木素磺酸或木素磺酸盐，统称为磺化木素，它易溶于酸液中。

第二章化学制浆第二章化学制浆化学制浆主要分碱法和亚硫酸盐法两大类，我们以碱法制浆中的硫酸盐法为主。

第一节蒸煮液的组成、性质和有关计算一蒸煮液的组成和性质（一）燒碱法和硫酸盐法燒碱法: NaOH 另存在少量的Na2CO3硫酸盐法: NaOH+Na2S少量Na2CO3, Na2SO4, Na2S2O3, Na2SO3由于S2-+H2O HS-+OH-HS-+H2O H2S+OH-所以Na2S在水溶液中的存在受溶液ＰＨ值影响（参看Ｐ４７，图２－３）。

当PH值=14时主要以S2-形式存在；PH值=13时, S2-和HS-各半；PH值=10时, 主要以HS-为主；PH值=5时，主要以H2S为主。

在硫酸盐法蒸煮过程中，开始ＰＨ值＝１４，终了时ＰＨ值大约为１０－１２。

因此可以断言，在硫酸盐法蒸煮过程中，Na2S主要以S2-和HS-形式存在。

（二）碱性亚硫酸钠法和中性亚硫酸钠法碱性亚硫酸钠法: NaOH+Na2SO3+Na2CO3, 其ＰＨ值＝１０～１３.５，视其组成含量不同而不同。

中性亚硫酸钠法: Na2SO3+Na2CO3由于SO32- +H2O HSO3-+OH-HSO3- +H2O H2SO3+OH-所以亚硫酸钠在水溶液中的存在形式亦受ＰＨ值的影响（参看Ｐ４７，图２-３）:当ＰＨ值大于１０时，以SO32-为主；ＰＨ值接近于７时, SO32-和HSO3-各半；ＰＨ＝５时, HSO3-为主;ＰＨ值再下降，则H2SO3逐渐增加。

很明显，对于碱性亚硫酸钠法，亚硫酸钠主要以SO32-形式存在；而对于中性亚硫酸钠法，亚硫酸钠主要以SO32-和HSO3-形式存在。

（三）亚硫酸氢盐法和酸性亚硫酸氢盐法亚硫酸氢盐法: 主要指Mg(HSO3)2 PH值=4.0~4.5NaHSO3其次指Mg(HSO3)2+Mg SO3 PH值=6.0~6.5 酸性亚硫酸氢盐法: H2 SO3+Ca(HSO3)2 PH值=1.0~2.0H2 SO3+Mg(HSO3)2H2 SO3+NaHSO3其中的H2 SO3部分以溶解的SO2状态存在。

学习资料注意保存烧碱（学名氢氧化钠）是可溶性的强碱。

纯碱（学名碳酸钠）实际上是个盐，由于它在水中发生水解作用而使溶液呈碱性，再由于它和烧碱有某些相似的性质，所以它与烧碱并列，在工业上叫做“两碱”。

烧碱和纯碱都易溶于水，呈强碱性，都能提供Na+离子。

这些性质使它们被广泛地用于制肥皂、纺织、印染、漂白、造纸、精制石油、冶金及其他化学工业等各部门中。

普通肥皂是高级脂肪酸的钠盐，一般是用油脂在略为过量的烧碱作用下进行皂化而制得的。

如果直接用脂肪酸作原料，也可以用纯碱来代替烧碱制肥皂。

印染、纺织工业上，也要用大量碱液去除棉纱、羊毛等上面的油脂。

生产人造纤维也需要烧碱或纯碱。

例如，制粘胶纤维首先要用18～20％烧碱溶液（或纯碱溶液）去浸渍纤维素，使它成为碱纤维素，然后将碱纤维素干燥、粉碎，再加最后用稀碱液把磺酸盐溶解，便得到粘胶液。

再经过滤、抽真空（去气泡），就可用以抽丝了。

精制石油也要用烧碱。

为了除去石油馏分中的胶质，一般在石油馏分中加浓硫酸以使胶质成为酸渣而析出。

经过酸洗后，石油里还含有酚、环烷酸等酸性杂质以及多余的硫酸，必须用烧碱溶液洗涤，再经水洗，才能得到精制的石油产品。

在造纸工业中，首先要用化学方法处理，将含有纤维素的原料（如木材）与化学药剂蒸煮制成纸浆。

所谓碱法制浆就是用烧碱或纯碱溶液作为蒸煮液来除去原料中的木质素、碳水化合物和树脂等，并中和其中的有机酸，这样就把纤维素分离出来。

在冶金工业中，往往要把矿石中的有效成分转变成可溶性的钠盐，以便除去其中不溶性的杂质，因此，常需要加入纯碱（它又是助熔剂），有时也用烧碱。

例如，在铝的冶炼过程中，所用的冰晶石的制备和铝土矿的处理，都要用到纯碱和烧碱。

又如冶炼钨时，也是首先将精矿和纯碱焙烧成可溶的钨酸钠后，再经酸析、脱水、还原等过程而制得粉末状钨的。

在化学工业中，制金属钠、电解水都要用烧碱。

许多无机盐的生产，特别是制备一些钠盐（如硼砂、硅酸钠、磷酸钠、重铬酸钠、亚硫酸钠等等）都要用到烧碱或纯碱。

碱法制浆的生产流程English Answer：Alkali Pulping Process.Alkali pulping is a chemical pulping process that uses chemicals, such as sodium hydroxide (NaOH) and sodium sulfide (Na2S), to dissolve the lignin that binds wood fibers together. This process is commonly used to produce pulp for papermaking, and it can be divided into several key steps:1. Wood Preparation: In this step, wood is cut into small chips, which are then screened to remove any oversized or undersized pieces. The chips are also washed to remove dirt and other contaminants.2. Cooking: The wood chips are cooked in a large digester with a mixture of chemicals and water. The cooking conditions, such as temperature, pressure, and chemicalconcentration, are carefully controlled to achieve the desired degree of delignification.3. Washing: After cooking, the pulp is washed with water to remove the spent chemicals and dissolved lignin. This step is repeated several times to ensure that the pulp is thoroughly cleaned.4. Bleaching: Bleaching is an optional step that is used to brighten the pulp and remove any remaining lignin. It is typically carried out using chemicals such aschlorine dioxide, hydrogen peroxide, or ozone.5. Drying: The bleached pulp is dried to remove excess water. This can be done using a variety of methods, such as air drying, steam drying, or vacuum drying.Once the pulp is dry, it can be used to make a variety of paper products, such as printing paper, writing paper, and packaging paper.Chinese Answer：碱法制浆工艺。

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------第一节化学法制浆的分类与基本概念一. 化学法制浆（Chemical Pulping）的分类1.碱法（Alkaline Pulping）：烧碱法、硫酸盐法、（其它药剂为碱性的制浆方法）2. 亚硫酸盐法（Sulphite Pulping）：酸性亚硫酸氢盐法、亚硫酸氢盐法、微酸性亚硫酸盐法、中性亚硫酸盐法、碱性亚硫酸盐法二 . 碱法制浆流程示意图三 . 亚硫酸盐法制浆流程示意图：四 . 蒸煮液的组成：五. 碱法制浆常用专业术语：第二节蒸煮原理一、蒸煮液对原料片的浸透作用主要表现在两个方面：毛细管作用和扩散作用1.毛细管作用：主要靠外加的压力和表面张力产生的压力作用浸透，通过导管-、管胞、纤维的胞腔进行。

影响因素：纹孔的多少及其大小、原料品种、边材与心材（毛细管浸透速率与毛细管半径的四次方成正比）水分含量（适宜于较干的原料片，但需排除原料毛细管内的空气）压力差（毛细管浸透速率与压力差成正比）无论碱性或酸性蒸煮液，纤维轴向的毛细管作用总是大于横向的毛细管作用（约50~200倍，）2. 扩散作用：主要靠药液浓度差造成的离子浓度梯度的推动力使蒸煮液中的离子扩散浸透入原料切片内部，通过导管、管胞、纤维的胞腔和细胞壁进行。

影响因素：原料密度、水分含量（适宜于水分饱和的原料片）蒸煮液组成（影响大，扩散作用主要取决于有效毛细管截积）当蒸煮液pH>13时，纤维轴向的扩散作用与横向的扩散作用比较接近，约为1 ：0.8(润胀作用的效果）当蒸煮液pH<13时，纤维轴向的扩散作用比横向的扩散作用大得多。

使浸透作用顺利的重要前提：药液与原料片的均匀混合二、蒸煮过程中的脱木素（Delignification)和碳水化合物降解(Carbohydrate Decomposition)脱木素作用导致：1. 木素结构单元之间联结键断裂木素大分子降解2. 木素分子内引进亲液基团提高溶解性总的结果：木素脱除，纤维分离成浆纤维素与半纤维素降解作用导致：糖基之间的苷键断裂大分子聚合度降低纸浆得率与强度降低三、蒸煮过程脱木素局部化学的研究研究蒸煮过程纤维细胞中木素的脱除顺序，有助于进行蒸煮过程的脱木素反应历程和动力学研究，对制定正确的蒸煮工艺条件有指导意义。

纸浆的制浆方法
纸浆的制浆方法主要分为两种：化学制浆和机械制浆。

1. 化学制浆：化学制浆是利用化学药剂来分解木材或其他纤维原料中的木质素和半纤维素，使纤维素暴露出来，从而制造出纸浆。

常见的化学制浆方法有以下几种：
- 硫酸法：将木材浸泡在二氧化硫和硫酸的溶液中，使木材
中的木质素和半纤维素分解，得到纤维素。

- 碱法：使用氢氧化钠或碳酸钠等碱性物质来处理木材，使
木材中的木质素和半纤维素分解。

- 高温高压法：将木材在高温高压下与氧气反应，使木材中
的木质素和半纤维素分解。

- 有机溶剂法：使用有机溶剂，如乙醇、甲醇等，在高温下
处理木材，使木材中的木质素和半纤维素分解。

2. 机械制浆：机械制浆是通过机械破碎和磨损的方式将原料纤维分解成纤维素，制成纸浆。

常见的机械制浆方法有以下几种： - 石磨制浆：将原料纤维与石头或金属表面摩擦，使纤维分
解成纤维素。

- 刀片制浆：使用旋转的刀片将原料纤维剪切和剥离，使纤
维分解成纤维素。

- 搅拌制浆：将原料纤维在搅拌器中搅动和撞击，使纤维分
解成纤维素。

- 高压喷水法：利用高压水流将原料纤维冲击和破碎，使纤
维分解成纤维素。

以上是纸浆的主要制浆方法，实际生产中常常会综合应用不同的方法来得到所需的纸浆品质。