制浆原理与工程纸浆的洗涤筛选与净化
纸浆洗涤筛选知识
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。
制浆原理与工程洗筛漂
洗涤 (1)在一台设备上间歇分次 草浆：强制真空 2）多台设备串联，四台 （ 鼓式真空洗浆机串联 多台逆流洗涤 木浆：自然真空 逆流洗涤：水平带式真 空洗浆机，国产效果不 好。 (3)一台设备连续完成多段 岳阳仿制，因密封性能 不好，效果差。 东台，龙游（较好），
5.1.2 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：
性，蒸煮工艺和设备不 合理等产生 粗节：原料本身不均匀 纤维性杂质 组成，比重比单根纤维 小 纤维束：多根单根纤维 杂质 片等 重杂质：砂粒、金属碎 非纤维性杂质 沫等 轻杂质：皮革、塑料泡
5.4.4 影响净化的因素 1）压力差：进浆与良浆出口的压力差，通常 进口 2.8～3.5kg/cm2，出口0～0.5kg/cm2。 压力差增加，离心力增加，净化效率高。 压力差增加，通过量增加，生产能力大 压力差增加，能耗增加。 2）进浆浓度的影响：浓度低，净化效率高，但成本 高（冲浆泵是双吸泵，电耗大）。最佳浓度0.5%。 3）通过量的影响：型号大，通过量大 4）排渣口直径：直径增加，则净化效率提高，但排 渣量增加，良浆损失增加。直径减小，则净化效率 降低，且易赌塞
本节重点：纸浆筛选与净化的原理；影响筛选与 净化的因素。 5.4.1 筛选、净化的原理 1）筛选的原理：杂质的大小、形状与良浆不同， 机械方法分离。 筛选需满足条件： 良浆通过筛板力（筛板上下有压力差）F1 使浆渣离开筛板力F2，即净化，清洗筛孔的力。 使浆渣移向浆渣口力F3 净化原理：根据杂质与良浆比重不同，靠重力沉 降和离心力除去。
制浆机的工作原理
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。
纸浆的筛选与净化
４种常见的压力筛类型
影响筛选的主要因素
• 在生产过程中，要根据浆料的种类、杂质的类 型，以及产量、筛选质量、能耗等要求，合理 的对压力筛进行选择，要注意的影响因素有以 下几种： 1. 杂质的形状和尺寸 2. 筛孔（缝）、开孔率
筛孔的大小和形状在很大程度上决定于被除去的粗渣的 主要部分的大小和形状。 孔距不能小于纤维长度，否则纤维容易缠在两孔之间。
• 压力筛 • 压力筛浆机简称压力筛，全封闭压力进浆，是以 压力脉冲代替机械振动而进行分离的筛选设备。 压力筛种类很多，常用的压力筛因叶片断面似机 翼而又称旋翼筛。 • 旋翼筛工作时，浆料以一定压力由切线方向进入 筛框内，由于浆料进出口的压差，使良浆通过筛 孔，筛板上絮积的纤维层则由流线型的旋翼在旋 转过程形成的压力脉冲来冲刷。
• 目前应用最普遍的是离心分离，常用设备 称为离心除杂器。浓度较低的浆料（0.3%1.5%），当经离心泵以一定的压力从切线 的方向进入锥形除杂器内部时，会沿其壁 作高速旋转。组分受到的离心力为：
• F=GV2/gr • F-离心率，N
• • • •
G-物体重力，N v-物体运动的圆周速度，m/s2 g-重力加速度 r-物体的旋转半径，m
高频振动式平筛
• 这种设备具有适应浆种广，生产能力大， 动力消耗小，占地面积小，操作简便，维 护容易以及能以较高浓度进行筛选等优点， 故现在各种大中小厂多广泛使用。
• 离心筛
• 运转时浆以一定进浆压头从筛的一端进入 后，随着叶片的旋转产生离心力合格纤维 通过筛孔而筛板内的浆料同时还受到具有 一定倾停斜角的叶片给与的轴向推力，推 向前进，因此浆料在筛内呈螺旋线运动， 朝向筛的另一端排渣的前进，当叶片具有 一定的转速时浆料有可能在筛内形成一定 的环流并且利用叶片回转时产生的涡流使 筛板上形成的纤维层破坏。
第四章 纸浆的洗涤
SP 60-70 通过过滤、挤压 20-30 通过扩散
5-8
1.过滤 浓度＜10% 过滤速度：P164
① 过滤面积 ② 压差 ③ 滤层厚度。 ④ 废液黏度。温度上升，μ下降，v上升 ⑤ 纸浆种类。毛细管半径大小 ⑥ 浆层的紧密度、厚度
2.挤压 浓度＞10%
利用机械挤压把废液从纸浆中挤出。废液不被稀释。
不可能用挤压方法完全分离纸浆中废液。 外加压强 ＞毛细管压强 能把废液挤出 外加压强 ≤毛细管压强 不能把废液挤出
p 4r d
p—毛细管压力 γ—液体的表面张力
d—毛细管直径
纤维细胞腔直径： 草浆 1.5~5μm
木浆 10~30μm
胞壁微纤维（Microfibril）尺寸 =0.025μm
3.扩散 浓度差
例题：稀释因子的计算
假设：洗后每吨风干浆带走固形物38Kg，洗后浆浓15%，洗 涤用水量 8m3/t风干浆。
D.F=Vw—Vp（1—WM) Vw= 8m3/t风干浆
VP
0.900 15
(100 15)
5.1t
5.1m3
D.F. 8.0 5.1(1 38 ) 2.938t / t风干浆 5100
洗涤每Kg风干浆引入黑液系统之洗涤用水量。 （Kg H2O/Kg 风干浆或 t H2O/t风干浆）
VW VP V V0
Vw—洗涤用水量， m3/t风干浆 Vp—洗涤后纸浆带走的液体量， m3/t风干浆 WM —洗涤后浆内废液所含溶质质量，%。 V—所提取的废液量，m3/t风干浆 Vo—蒸煮后纸浆中的废液量， m3/t风干 碱法纸浆的稀释因子见P163
度。 2.作用 （1） 避免筛选时产生大量泡沫， （2） 减少漂白剂的消耗； （3） 提高化学药品的回收率。 3．要求 （1） 尽量少用洗涤水，把纸浆洗干净； （2） 减少纤维流失，提高纸浆得率。
制浆原理与工程洗筛漂
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
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
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-纸浆的洗涤、筛选与净化
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4 洗涤损失
洗涤过程的化学损失，一般用残 留在每吨绝干浆中的溶质质量表示， 即 kg溶质/t绝干浆。
F越大，洗涤完全，提取率高，洗 涤损失小。
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•5．洗涤效率、提取率
• 即提取出来可以利用的废液中溶质的数 量和蒸煮后废液中所有溶质的数量之比。
浆层厚时过滤阻力大，过滤速度小，又由于与 喷淋洗涤液的接触面小，不利于扩散，浆层中的 残碱比较高，但浆层厚时干度比较小。
浆层薄时过滤速度快，有利于扩散，干度可提 高，残碱少。但有时由于上浆不均匀，造成洗鼓 上局部地方无浆而漏气，使真空度下降，进而又 会降低干度，因此浆层不能过薄，在操作上必须 精心调节上浆浓度以保证正常操作。
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（三） 测定方法 1、洗净度（即洗涤残碱）的测定
（1） 原理 ：基于纸浆中色素变化终点的 判断采用中和法的原理。用BaCl2沉淀其碳 酸盐后用酚酞作指示及测定其有效碱的含 量。反应式如下： Na2CO3 + BaCl2 ＝2NaCl + BaCO3 NaOH +HCl ==NaCl + H2O Na2S +HCl ==NaCl + NaHS
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• ③ 浆层厚度L与过滤阻力R有直接关系。因 为浆层过厚滤液所通过的毛细管长度增加同时 其底层压强大，纤维间的孔道被压缩，使过滤 阻力增加，不利于过滤速度的提高。
• L还与滤网的目数有关系。
• ④ 纸浆的品种均匀性对过滤也有影响，一 般碱法草浆纤维短小，易水化，滤水性能差， 因为木浆与草浆的过滤速度差别很大，所以草 浆洗涤时要求的过滤面积较大。
《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。
第四章 纸浆的洗涤、筛选、净化
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（二）影响洗涤的因素
⒈浆料种类 ⒉纸浆硬度 3.蒸煮方法 4.洗涤水温度 5.压差或真空度对洗涤的影响 6.浆层厚度和干度、上浆浓度 7.洗涤水量与洗涤次数
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第二节 纸浆的筛选和净化
（Screening and Cleaning）
一、概述
1.纸浆筛选与净化的目的和要求 杂质：化学浆中的未蒸解分、纤维束、树皮； 磨木浆中的粗木条、粗纤维束； 泥沙、铁屑、塑料、橡胶等。 目的：除去杂质，保证产品的质量和正常的生产。
第一节 纸浆的洗涤与废液的提取
(Brown Stock Washing & Liquor Recovering)
一、概述
1.目的 洗涤目的：分离废液，以获得洁净的纸浆。 废液提取目的：经济的回收化学药品。 两个目的必须兼顾。
2.基本任务和要求 在满足洗净度要求的前提下，获得“三高”
（高温、高浓、高提取率）黑液。→用最少量的 水
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单段洗涤图示如下
2020多段单向洗涤—每段都用新鲜洗涤水。 洗涤干净，但用水量大，废液难以满足回收要求。
②多段逆流洗涤，逆流洗涤与浆料多次逆向接触而增加 洗液浓度。 特点：用水量小、废液具有最大的浓度， 利于综合利用及减少环境污染； 但其设备比较复杂。
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2.筛选的工艺条件及影响因素
2.1 筛板的孔径（缝宽）、孔间距及开孔率 2.2 浆料的浓度和进浆量
原则：浆浓一定，进浆量大，产量高，筛选效率高， 电耗也高。一般维持设备满负荷运行。
2.3 稀释水的压力和数量 2.4 压差
对离心筛和压力筛影响大。 5、排渣率
对筛选效率影响最大。一般保持在20～25％ 6、转速
制浆原理与工程
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。
纸浆洗涤与净化
多段洗涤分为：多段清水洗涤和多段逆流洗涤 理想的洗涤方式为多段逆流洗涤。
未洗涤 纸浆
第 一 段
第 二 段
第 三 段
第 四 段
洗涤的 纸浆
废液 提取的黑液
洗涤要求：黑液提取率高，浆洗得干净 稀释因子要小，黑液浓度和温度要高 段间配用稀释搅拌槽，提供混合扩散的空间、时间
第四章 纸浆的洗涤、筛选与净化 (Pulp Washing, Screening and Cleaning)
稀黑液 分离区
Ⅰ段－与真空连接，形成 浆层，离开液面，过滤预 脱水；
III段 IV段
II段 I段
Ⅱ段－喷淋段，形成浓度 差，完成扩散和过滤； Ⅲ段－高真空脱水；
浓黑液 Ⅳ段－与大气相通，没有 分离区 压力差，在刮刀作用下卸
料；吹洗网子
第四章 纸浆的洗涤、筛选与净化 (Pulp Washing, Screening and Cleaning)
3. 扩散（置换）作用
除去胞壁和胞腔中的废液，浓度差为推动力 扩散速度G： Ci C w G DF Kg/h X
纤维内外浓度差上升，扩散速度上升，洗涤用水 越多，浓度差越大，洗得越快，但黑液浓度下降 为保证一定的浓度差，应采用逆流洗涤。 ② 扩散系数D（表征扩散物质在介质中的扩散能力 的物理量）随扩散物质及介质的种类、温度和粘 度而异。
蒸煮废液中主要成分是有机物和无机物。
黑液中有机物大约65－70％ 有机物：木素和聚糖的降解产物 无机物：烧碱、各种无机盐 红液中有机物大约65－75％
从洗涤角度 把浆尽量洗干净，减少纤维流失 从碱回收角度 尽量提高黑液提取率，尽量减少用洗涤水，保持高 的黑液浓度与温度
制浆原理与工程
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电子教案
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。
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5．浆层厚度和干度、上浆浓度
浆层厚时过滤阻力大，过滤速度小，又由于与 喷淋洗涤液的接触面小，不利于扩散，浆层中的 残碱比较高，但浆层厚时干度比较小。
浆层薄时过滤速度快，有利于扩散，干度可提 高，残碱少。但有时由于上浆不均匀，造成洗鼓 上局部地方无浆而漏气，使真空度下降，进而又 会降低干度，因此浆层不能过薄，在操作上必须 精心调节上浆浓度以保证正常操作。
洗后浆的干度越大，含残碱少，洗涤损失少， 提取率高。
2提020/5高/2 浆浓，可增加过滤网上的浆层厚度。49
6．真空度对洗涤的影响
真空度是洗涤的重要影响因素之一，真空度大 过滤速度快，浆层干度大，含碱量小。
但真空度过大会影响温度，且使浆料糊网，进而 影响过滤，因此一般速度都不超过300～350mmHg 柱（40～46kPa）。
取的废液中的水量，以米3/吨风干浆或公斤水/ 公斤风干浆表示。
代表了提取废液的稀释程度。 近似计算时：以每公斤风干浆为基准 F＝洗涤用水量－洗后纸浆含水量 ＝提取的废液量－蒸煮后纸浆中的废液量
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稀释因子与纸浆的洗净度及送去药品回收 的废液浓度有密切关系，稀释因子大纸浆 洗净度高，废液浓度则降低。
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（三） 测定方法 1、洗净度（即洗涤残碱）的测定
（1） 原理 ：基于纸浆中色素变化终点的 判断采用中和法的原理。用BaCl2沉淀其碳 酸盐后用酚酞作指示及测定其有效碱的含 量。反应式如下： Na2CO3 + BaCl2 ＝2NaCl + BaCO3 NaOH +HCl ==NaCl + H2O Na2S +HCl ==NaCl + NaHS
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1.洗涤过程中的扩散作用 浓度差是物质进行扩散的推动力。
任何溶解物质都有自行扩散最后达到均匀溶 液的趋势。
纸浆的扩散洗涤即蒸煮后的纸浆要加水就是 要依靠蒸煮废液扩散到清水的作用以降低纤维 中蒸煮废液的含量，存在于纤维与纤维之间的 蒸煮废液是容易扩散的，存在于纤维壁与纤维 细胞腔内的废液就不大容易扩散。
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NHClVHCl×0.04
残碱（克/升）=
×1000(以NaOH计)
100×50/500
式中: 0.04 — 与1ml1N标准盐酸新相当的NaOH的量 （克）。
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2 置换比
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3．稀释因子（F）——稀释度 洗涤每吨风干浆时用的洗涤水中，进入所提
水性极差；由于草浆含硅量高，部分硅量沉积在
滤网管道及设备上，在洗浆机的结垢中含71.2%总
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的灰分和28.8%有机物，因此影响洗涤。
⒉纸浆硬度
同一种原料蒸煮后硬度不同，其滤水性能也不 同。浆的硬度高、粘度小，其开始滤水性能好，但 最后洗净度比较差。
这是由于一部分废液存在于纤维内部，硬度高 的浆料纤维破坏少，存在于纤维内部的废液主要是 通过纹孔由细胞腔内逐渐向外扩散，近于在静态下 进行，洗涤速度是很慢的。
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如果纸浆带有超过一定量的废液，给下一道 工序带来困难。
①在筛选时有泡沫影响筛选质量易糊网。 ②在漂白时，增加漂液量或降低白度。 ③在打浆施胶中多费松香胶，抄成的纸发脆。 ④在纸机上难以上网，断头多，易形成纸病。 ⑤腐蚀设备和管道。 浆料的洗涤和蒸煮废液的提取是原料成为 纸浆后的第一道工序，这一个工序的主要任务 是将纸浆和蒸煮废液尽量分开。
• 未经洗涤的纸浆中黑液存在的部位及形式： • 大部分是游离存在于纤维与纤维的流动空间，
一部分存在于纤维细胞腔内 少部分存在于纤维细胞壁的孔隙之中。
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• 纸浆的洗涤必须采用多种原理，主要是扩散、 过滤、挤压等。这如同：洗衣服一样要经过过滤、 扩散、挤压等几个过程才能洗干净。某一种洗涤 设备往往是以一种作用过程为主，其他作用为辅。
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（2） 测定步骤： 在洗料池或真空洗涤机出口取浆样一
杯，用铜丝布挤压过滤，(弃去最初的滤 液,)然后吸取100ml滤液于500ml容量瓶中. 加入10%BaCl220ml然后用蒸馏水稀释至刻 度，摇匀。 用移液管吸取上述50ml试液于锥形瓶中， 加入150ml蒸馏水和0.5%酚酞指示剂，用 0.01mol/l标准HCl滴定至溶液的红色消失 即为终点。
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•扩散速度与扩散面积和纤维内外黑液浓度差成 正比，与浆层厚度成反比。
• 为了加快速度则提高温度，以提高对流速度，
因此在黑液扩散过程必须保持必要的温度，使包
含在纤维内部的黑液扩散到黑夜主体中，已达到
比20较20/5/好2 的洗涤效果。
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• 2.洗涤过程中的过滤作用
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• 3.洗涤过程中的挤压作用
• 浆料的洗涤和提取很多设备如螺旋挤浆 机沟纹挤浆机和洗浆机上的压辊利用机械的 方法加大压力可以将纤维间的蒸煮液挤压出 来。
• 但当增加压力把浆料压倒一定程度后由
于纤维被压缩则纤维间毛吸管变小，纤维间
毛吸管压力增加，当外力大于毛吸管压力之
前可以分离出黑液，外压与毛吸管压力一旦
③回收热能。化学制浆只利用了植物原料中大约一 半的成份，被化合或溶解的成分中尚有供综合利 用制造其它副产品的价值，其中有些成分还有较 大的发热量，可供作为回收时的燃料。
④减少对设备管道的腐蚀。
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• 总之纸浆洗涤的目的：尽可能完全地分离 出废液，得到比较干净的纸浆 。
• 废液提取的目的是提取废液，经济地回收 蒸煮废液。
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• （一）、洗涤的目的与要求
目的：得到干净的纸浆的同时，
①降低消耗。蒸煮中消耗的化学药品是制浆主要 成本开支之一，若能提取废液，回收大部分药品， 则可减少物料消耗和供应；
②减少污染。碱性或酸性药品与植物中非纤维素反 应，产生的化合物残碱或残酸若作为废液不加处 理直接排入江河任其流失则将对环境造成污染。
对草浆来讲，中性盐法较碱法浆容易洗 涤。
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4．洗涤水温度
洗涤水温对洗涤影响很大，水温高粘度低， 过滤阻力小，扩散快，促进洗涤置换作用。
在较高的温度下洗涤有利于黑液的提取。这 主要是因为降低浆料的粘度，相应的提高蒸煮 废液的流动性。
①有利于减小纤维粘附的蒸煮废液②其次是加 快扩散速度有利于分离包含在纤维内部的废液 ③是提高浆料的过滤速度，可以施加较大的挤 压和过滤压力，因此应当尽量利用高温洗涤的 有利因素。
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4 洗涤损失
洗涤过程的化学损失，一般用残 留在每吨绝干浆中的溶质质量表示， 即 kg溶质/t绝干浆。
F越大，洗涤完全，提取率高，洗 涤损失小。
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•5．洗涤效率、提取率
即提取出来可以利用的废液中溶质的数 量和蒸煮后废液中所有溶质的数量之比。
7．洗涤水量与洗涤次数
一般来说，每次洗涤水量愈多，浆洗的愈干净， 提取率愈高。
8.其它方面
原料长得较成熟的比较好洗，原料贮存时间长 的比2020新/5/2 贮存的好洗，新蒸煮的比贮存过的浆5容0 易
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（二）影响洗涤的因素
⒈ 浆种
一般长纤维浆滤水性能好、易于洗涤，
草浆滤水性能差、比较难于洗涤。
根据原料的洗涤难易排列次序如下：
稻草浆→麦草浆→蔗渣浆→荻苇浆→竹浆→ 木浆→棉浆
原因：草类纸浆纤维中含杂细胞较多，杂细胞碎
片致使草浆的孔隙度和疏松度极差，影响滤水；
另外草浆中含半纤维素较多，容易水化，因而滤
• 这两个目的必须兼顾。
• 要求：
• 在洗涤及提取过程中要求在尽量满足洗净度 下，少用洗涤水量，得到较高浓度和较高温度 的蒸煮废液，以便于药品的回收或综合利用。
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• （二）常用术语
• 1．洗净度：表示纸浆洗净的程度。
• 碱法浆有以下两种表示方法：
• ①以洗后浆中所带的残碱含量表示（Na2Og/l or Na2O公斤/吨风干浆）。
制浆原理与工程
主讲人：刘书钗 张素风
纸浆的洗涤、筛选与净化
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第一节 纸浆的洗涤与废液的提取
一、概述 植物纤维原料经过化学蒸煮以后,得到50%～
85%的纸浆,有近15%～50%左右的物质溶解于蒸煮 液中,蒸煮终了排出的蒸煮液统称废液。
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• 如木浆带走残碱含量<1kgNa2O/t风干浆 • ②以洗后浆所带废液中的残碱量表示
（Na2Og/l or Na2O公斤/吨风干浆）。 • 如木浆所带废液中要求残碱量小于0.05g/l,
草浆废液中残碱含量为0.25～0.5g/l。
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这两种方法可以相互换算。
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如果要求洗干净则要很长的浸泡时间，因此纸 浆硬度越高纤维表面损伤比较小，挺硬不柔软纤维 内碱的扩散阻力大，不易洗涤，浆中含碱就高些。
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3. 蒸煮方法
酸法与碱法比较，酸法浆滤水性能好， 易于洗涤。因为：
酸法浆比碱法浆对镁钠的吸附率低，
酸法比碱法溶出的木素多，细胞壁的孔 隙大，自酸法浆中出来的溶解成分的传递率 比KP法要快。