第五章 机械法制浆
漂白棉杆／杨木化学机械法制浆新工艺技术
化 氢机械 法 制浆 （ Ａ Ｐ ＭＰ ） 工 艺在我 国得 到 了广泛 的研
１新 工 艺 技 术 原 理
植 物 纤 维原 料 含 有 多种 化 学 成 分 ， 其 中， 主 要 的
究应用并取得 了快速发 展。结合 Ｐ Ａ 法制浆技术和
（ Ａ Ｐ ＭＰ ） 制浆 工艺 的蒸 煮 制 浆 机 理 ， 为 制取 高 质 量 的
下最大程度上降解溶出， 过氧化氢在碱性条件下 的剧
烈反应 ， 使 木素 、 半 纤 维 素在 短 时 间 内发 生 水 解 剥 皮 反应 ， 成为 纸浆 。
化学机 械法 清 洁制浆工 艺技 术 的技 术 原理 ： 本 技
经 过浓缩 、 烘 干 可提 取 木 质 素 磺 酸 钠 ， 也 可 复 合 制 作 有机 肥料 ， 固态 废渣 可压 干用 于 锅炉 燃 烧 。洗涤 废 水 污染 负荷 比较 轻 ， 做 生 化 处 理 后 可 循 环 利用 ， 也 可 以
： ｝ ｝ 选 纸 ２ ０ １ ４ 年 第 ４ 期
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综述与专论 ・
漂 白棉杆／ 杨木化学机械 法制浆新工艺技术
郑 咏喜
（ 湖 北博拓纸谷科技有 限公 司 ４ ３ ３ ０ ０ ５ ） 摘 要 棉杆和杨木枝 丫均为农林业废弃资源 ， 采 用无 污染化 学机械 法清洁制浆新技 术 ， 对 这类废弃
高 温 的条 件下 ， 结合机械碎解原理 ， 在 制 浆 系 统 流 程 中经过 １ ５ ０ ｍ ｉ ｎ时 间左 右将 纤维 原料 制成 ５ ５ ％ Ｉ Ｓ Ｏ 以 上 的纸浆 ， 该 反应 过 程 是 对 木 素 进 行 大 部 分溶 出 、 软 化， 对果 胶进行 降解 和 糖 化 ， 然 后 对 整 个 纤 维 在 高 温 环境 下搓 磨 、 分丝帚化 ， 得 到 丝 绒 状 原 浆 。浓 缩 后 的 粗浆 进入 高浓 漂 白工段 ， 浆体 粘 度低 ， 易于 洗涤 漂 白。
制浆工艺过程
制浆是指利用化学方法或机械方法或两者结合的方法，使植物纤维解成本色浆或漂白浆的生产过程。
而其中化学法制浆是利用化学药品的水溶液在一定温度和压力下处理植物纤维原料，将原料中的木素和非纤维碳水化合物以及油脂、树脂等溶出，并尽可能地保留纤维素和不同程度地保留半纤维素，使原料纤维彼此分离成浆。
而机械方法则一般采用磨浆机使植物纤维原料在机械力的作用下分离成浆。
『化学法制浆』蒸煮就是把原料，木片或者是草片装进蒸煮设备中，立锅或者是蒸球，加入化学药品进行加热和加压处理，最后完成。
而在这个过程中需要进行两次放汽，第一次是在升温到一定温度或者是一定压力下，进行小放汽，目的是排除蒸煮器内的空气和其他气体，避免产生假压，妨碍温度继续上升，这是很关键的一步；当蒸煮完成后，进行大放汽，就是把蒸煮器内的压力通过喷放的方式降到零，从而完成倒料。
木片或者是草片进行蒸煮，会因为原料的不同而采用不同的温度和压力进行蒸煮，但是蒸煮的目的是一样的，都是尽可能地保留纤维素和不同程度地保留半纤维素,使原料纤维彼此分离成浆。
『机械法制浆』采用磨浆的方法使植物纤维原料在机械力的作用下分散成纤维，采用该方法生产的浆料被称为机械浆。
如果在磨浆之前进行一定的化学处理，得到的浆料被称为化学机械浆。
发展高得率法（机械法）制浆具有很重要的意义：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。
SGW（Stone Ground Wood）磨石磨木浆、PGW（Pressurized Ground Wood）、压力磨石磨木浆TMP （Thermo-Mechanical Pulp）、预热盘磨机械浆CTMP（Chemi-Thermo-Mechanical Pulp）化学预热机械浆。
『洗涤、筛选、净化和浓缩』原料经过蒸煮工段的处理后，只是形成了浆，在这些黑浆中含有大量的蒸煮废液和少量粗渣、泥沙等杂质，因此必须经过洗涤、筛选、净化和浓缩的后续处理。
各种制浆方法简介
+ CTMP是在TMP的基础上改进的，就是在预气 蒸过程中添加化学药品，主要是亚硫酸钠，对 木素进行磺化反应，磺化后的木素软化温度更 低，可以降低磨浆能耗，提高纸浆的强度和白 度。
+ CTMP浆根据磺化程度的不同和后期的过氧化 氢漂白程度，可用于生产新闻纸、纸板芯浆、 轻型纸、书写纸、卫生纸和绒毛浆。
+ 添加各种化学药品到热回路中，如化学压 力磨石磨木浆(chemi-pressurized groundwood or CPGW)在磨浆的过程中添加 碱性过氧化氢，可以生产杨木磨石磨木浆。
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+ 木片（有时用锯屑）在圆盘磨中机械磨碎而制 得，通常采用两段串联磨浆。RMP比传统磨木 浆的纤维更长，强度更好，滤水更好，纸张松 厚度更高，但颜色较深。
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+ 优点，设备简单，得率高，纸张不透明度， 具有较好的印刷性能。
+ 缺点，能耗大，浆的质量不稳定，难控制， 成纸强度低，纸张在日光中容易变色。
+ 90年代前，主要用于生产新闻纸，但要加 30%左右针叶木化学浆，以满足强度需要， 目前逐渐被淘汰。
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３.化学浆，用化学药品和热能将植物纤维原 料分散成纸浆，很少或者没有机械能。得 率低(40-55%)，纤维长，强度好，纸张光 学性能稳定，印刷性能差。如硫酸盐浆 (KP)、亚硫酸盐浆(SP)、烧碱浆。
+ CTMP对纤维原料的适应性更广，不仅针叶木 可行，阔叶木和部分非木材原料也适合。
制浆方法及成浆性质
纸浆1.概述&Nb sp; 纸浆是以某些植物为原料加工而成的，它是造纸的基本原料。
通常用以制浆原料的植物可分为4大类：茎干纤维类、韧皮纤维类、种毛纤维类和木材纤维类。
其中尤以木材纤维类为最重要。
目前我国木材资源远不能满足日益发展的制浆造纸工业的需要。
为了弥补原料的不足，每年要从国外进口相当数量的纸浆。
2.制浆方法制浆是指利用化学方法、机械方法或两者结合的方法，使植物纤维原料离解变成本色或漂白纸浆的生产过程。
见图6—8—5。
→磨浆→↑↓原料贮存→备料→蒸煮→洗涤→筛选→漂白(或漂白精制)↓↑→蒸煮→(或浸渍)和磨浆图6—8—5造纸制浆工艺流程除了上述基本过程外，还包括一些辅助过程，如：蒸煮液的制备，漂液的制备，蒸煮废气和废液中化学药品与热能的回收、利用以及废液的综合利用等。
3.主要进口国家、地区美国、加拿大、芬兰、瑞典、挪威、新西兰和智利等国家和地区。
4.种类及用途(1)机械木浆(MECHAN IC ALWOOD-PULP)。
机械木浆亦称磨木浆，是利用机械方法磨解纤维原料制成的纸浆。
它在造纸工业中占有重要的地位。
它的生产成本低，生产过程简单，成纸的吸墨性强，不透明度高，纸张软而平滑。
适宜印刷上的要求。
但由于纤维短，非纤维素组份含量高，所以成纸强度低。
另外由于木材中的木素和其他非纤维素绝大部分未被除去，用其生产的纸张易变黄发脆，不能长期保存。
机械木浆通常指白色机械木浆和褐色机械木浆两种。
白色机械木浆主要用于生产新闻纸，也可配入其他纸浆中抄制书写纸和印刷纸；褐色机械木浆多用于生产包装纸和纸板，特别是工业用纸板。
(2)硫酸盐木浆(SULPHATEWOODPULP)。
硫酸盐木浆是采用氢氧化钠和硫化钠混合液为蒸煮剂。
在蒸煮过程中，因为药液作用比较和缓，纤维未受强烈侵蚀，故强韧有力，所制成的纸，其耐折、耐破和撕裂强度极好。
它一般可分为漂白和未漂两种。
未漂硫酸盐木浆可供制造牛皮纸、纸袋纸、牛皮箱板纸及一般的包装纸和纸板等。
《制浆原理与工程》习题与思考题.
《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。
制浆流程ppt课件
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0.6～0.7。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。
制浆方法简介
制浆造纸重点实验室
制浆的基本流程
磨浆
浸渍（蒸煮） 和磨浆 蒸煮 二 次 纤 维 洗涤 废液回收 筛选 净化
贮浆备用
原料采贮
备料
漂白 抄浆出售
不脱墨 碎浆 脱墨
筛选净化 筛选净化
制浆原理与工程
漂白
备用
制浆造纸重点实验室
原料贮存
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
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。
2．改进原料质量 减少与均匀水分,自然发酵降低树脂、脂肪、果 胶、淀粉、蛋白质等有害成分的含量
制浆造纸重点实验室
备料
制浆造纸重点实验室
木材的备料
制浆造纸工艺流程
制浆造纸工艺流程制浆造纸工艺流程是指将木材或其他纤维原料加工成纸浆，然后经过一系列的处理步骤生产出纸张的过程。
下面将具体介绍一下制浆造纸工艺的流程。
制浆工艺的第一步是原料的准备。
通常情况下，原料是木材，可以是针叶木、阔叶木或废纸等。
木材需要经过削皮、切割、破碎等处理，废纸则需要去除杂物和墨水。
接下来是制浆的过程。
制浆的目的是将木材或废纸加工成纤维素和纤维素以外的成分的混合物。
制浆可以分为机械制浆和化学制浆两种方式。
机械制浆是通过机械方法将原料打碎，使纤维得以分离。
化学制浆则是通过化学方法去除原料中的非纤维成分，并将纤维素保留下来。
制浆完成后，接下来是造纸的过程。
造纸的主要步骤有筛选、压榨、干燥和润湿四个阶段。
第一阶段是筛选，目的是去除纸浆中的杂质和多余的水分。
筛选通常使用细网筛或真空滤水机进行，将纸浆中的固体颗粒过滤掉，并使纸浆保持适当的浓度。
第二阶段是压榨，用于除去纸浆中的水分。
通常使用压榨机将纸浆中的水分挤出，使纸浆的湿度降低到一定程度。
第三阶段是干燥，将纸浆中残留的水分完全蒸发掉。
干燥可以通过将纸浆经过干燥缸、干燥顶和烘箱等装置进行，使纸张完全干燥并达到所需要的湿度。
第四阶段是润湿，是为了使纸张获得一定的湿度和平滑度。
润湿通常是通过涂布液、涂布机或浸泡的方法进行，使纸张表面得到充分润湿，并具有一定的弹性和平滑度。
最后，纸张经过切割、整理和包装等步骤后，就可以成为最终的成品纸张了。
以上就是制浆造纸工艺的基本流程。
虽然不同的造纸厂可能会有一些细微的差别，但总体上的原理和流程是相似的。
通过制浆造纸工艺，我们可以将原始的木材或废纸加工成各种类型的纸张，为我们的生活提供了便利和舒适。
草类原料机械法清洁制浆新工艺
・
天
核心 技术 之 三 ： 废 水处 理 工序 是确 保解 决 生产
过程 中污 水排 放 的重要 措施 。 纸 浆经 洗浆 机洗 涤后 ， 其污 水用 斜板 沉清 设备 将洗 浆 清水 和造纸 机 白水 回 存． 提供 了有 效途 径 ” 。 我们 认 为 ， 植 物纤 维水 解 现象 是 一种化 学 变化 。
断 地在 探索 和研 究 ．现将 我们 解决 草类 原料机 械 法 清 洁制 浆 的一项 新工 艺介 绍如 下 ．供 大 家在今 后 的 实 际工 作 中参考 核 心技 术 之一 ：制浆 工艺 仍是 使用 以往 的蒸球
国家对 环境 保护 的要 求越来 越 严 ， 草类原 料制 浆 ． 特
别 是 一些 小 草浆 厂给 环境造 成 的污染 问题 ．一直 没
文件 是 为加 快农 村 经济 和社会 发 展 、改善农 民生
活 条件 、 增加 农 民收入 、 保 护农 村生 态环 境 和新农 村 建设 的重要 指示 精神 文 件 中 明确 指 出 ： “ 十二 五 ” 期 间要不 断提 高农 村秸 秆 的工业 化利 用水 平 ．科 学 地利 用秸 秆进 行制 浆造 纸 …… 积极试 点 建设秸 秆 工 程 因此 ． 这 将是 我 国造 纸行业 一 项责 任和 任务 。 有
裂 断长高 达 ６ ５ ０ ０米 。 ２ ０ １ ２年 １ ２月 １ １日经 国家轻工
业 纸 张质量 监督 检测 天津 站检 测结果 ．玉米秸 浆 在 未 经 筛选 、 除渣 ， 一 次磨 浆 抄 造 瓦楞 原 纸 检测 结 果 ． 裂 断长 ３ １ ７ ０米 ． 环 压指数 ｌ １ ． ７ Ｎ． ｍ ／ ｇ
天 津 造
圄旺■圈哪
草类原 料机械 法 清洁制 浆 新工 艺
制浆造纸原理与工艺试题
打浆度：反映浆料脱水的难易程度，综合的表示纤维被切断、分裂、润胀和水化等打浆作用的效果。
(二）常用检测仪器有肖氏打浆度仪，加拿大游离度仪等硫化度：硫化钠与活性碱（AA）或总滴定碱（TAA）之比，表示蒸煮液中所含硫化钠量对其活性碱量的百分比。
H-因子：以相对反应速率与反应时间的关系制成的曲线下的面积活性碱：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。
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28、机械浆术语（P49）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置换比(DR)=Cv- Cs/ Cv- Cw；C v —网槽黑液固形物浓度；C w —洗涤液固形物浓度；如以水为洗涤液时 C w =0。
什么是制浆
什么是制浆？答：制浆——由植物纤维原料分离出纤维而得纸浆的过程(把植物纤维原料离解变成单根纤维的过程)制浆的几种方式及其特点制浆一般有三种方式，机械法、化学法和化学机械法。
除此之外，还有近些年的新工艺——生物制浆一、机械法：利用机械磨制植物原料（主要是木材）从而制成纸浆，制成的木浆被称为机械木浆。
特点：该方法得浆率较高，达到90～95%，且成本较低；不使用化学药品。
制的的纸浆具有较好的弹性和塑性，主要用于制造包装用纸和纸板，但强度不高。
二、化学法：采用化学药品和原木在蒸球内共同蒸煮，通过药品的作用去除非纤维素物质从而制成的木浆，制成的木浆被称为化学木浆。
特点：利用化学法制浆的种类较多，不同种类有不同特点：①酸法木浆（亚硫酸盐）（H2SO3、Ca(HSO3)2）特点：制的的纸浆纤维较长，性质柔软而富有强度，有良好的结合力，易漂白，但得浆率较低（50%）②碱法木浆（硫酸盐）特点：纤维损失比较少，纸浆的纤维强韧而有力；但漂白较困难，主要用于制造牛皮纸及强度较高的包装纸袋。
③化学草浆定义：用草料和氢氧化钠（NaOH）的水溶液共同蒸煮而成的纸浆。
特点：纤维组织均匀且较紧密，表面较平整，具有良好的印刷性能；但纸张的强度较差。
可制成包装纸及各类包装纸板。
③苇浆常用硫酸盐法或亚硫酸盐法制得，纤维形态和纸浆质量与一般草浆差不多，但杂细胞含量较少，滤水性和机械强度也较好。
漂白的苇浆可用于制造一般书写纸的印刷纸等。
⑤ 破布浆定义：主要采用烧碱法制浆，利用破布和废棉﹑麻等经过除尘﹑拣选和切碎，然后和药液蒸煮而成的纸浆。
特点：强度大，没有木质素，纤维柔软而富有弹性，交织能力强。
三、化学机械木浆：将化学方法和机械方法配合在一起，形成两段制浆法，第一段先将植物纤维原料进行一定的化学处理，松散纤维间的结合力；第二段采用机械研磨拆分，以此得到纸浆。
特点：纸浆质量介于机械法和化学法纸浆之间，得率也介于二者之间。
四、生物制浆随着科技的发展，近年来出现了一种更为环保的制浆方法——生物制浆。