3化学法制浆
化学法制浆流程
化学法制浆流程The chemical pulping process, also known as the Kraft process, is an important method for turning wood into pulp for paper production. This process involves several key steps, including wood preparation, cooking, washing, bleaching, and recovery. 化学制浆工艺也被称为Kraft工艺，是将木材制成纸浆的重要方法。
这个过程包括木材准备、烹饪、洗涤、漂白和回收等几个关键步骤。
One of the first steps in the chemical pulping process is wood preparation, which involves debarking the wood and chipping it into small pieces. These wood chips are then mixed with a mixture of chemicals and water to form what is known as "white liquor." 化学制浆过程中的一个最初步骤是木材的准备，包括去皮和将木材切割成小块。
然后将这些木屑与化学品和水混合在一起，形成所谓的“白液”。
Next, the wood chips are cooked in a large vessel known as a digester. During this process, the white liquor breaks down the lignin in the wood, separating the cellulose fibers and other components to create a slurry of pulp. 接下来，木屑在被称为蒸化器的大容器中进行烹饪。
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。
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由于横向流经许多纹孔阻力大，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倍－200倍）。
一般蒸煮条件下药液的浸透情况
实际上，毛细管作用、扩散作用和化 学反应几乎是同时进行的，但有主次之分。
蒸煮初期，毛细管作用是主要的； 温度超过140℃，扩散作用是主要的。
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（二）渗透途径
1、蒸煮液整体渗透途径
①纵向渗透（纤维轴向） a. 针叶木：通过管胞渗透到木片中； b. 阔叶木：通过导管； c. 草类：通过导管；
大量脱木素阶段
• 从升温末期到最高温度前（ 150-175℃）；
• 溶出木素占原料中木素的70－ 80％。
• 酚型的β－芳基醚键的断裂（ 如有α－OH的非酚型β－）和 由此而接着发生的酚型β－芳 基醚键的断裂。到175℃时， 大部分木素溶出，木片已成浆
• 此阶段碱液的浓度下降不大， 但脱木素量却很大。说明此阶 段碱与木素大量反应。
第二章 化学法制浆
第二节 蒸煮原理
第二节 蒸煮原理
主要内容
一、蒸煮液对原料片的浸透作用 二、蒸煮过程中的脱木素化学和脱木素反
应历程 三、蒸煮过程中碳水化合物降解化学及碳
水化合物反应历程 四、蒸煮反应动力学
一、蒸煮液对木片或草片的浸透作用
碱液怎样进入纤维原料内部，与木素发生反应 将其溶解出来？
药液浸透作用的两个方式： （1）压力渗透 （2）扩散渗透
化学法制浆的流程
化学法制浆的流程
物质纸浆的化学制浆过程：
一、原料准备
1、准备原料：原料包括木浆原料、硫酸钠（Na2S2O3）、硫酸铵（又称硫酸铵盐）（NH4S2O3）、氯化钠（NaCl）、和还原剂（大豆油和蔗糖）。
2、检验原料：根据要求检验各原料的质量，以确保最终产品质量。
二、温度控制
在原料有效控制的情况下，将硫酸钠、硫酸铵和氯化钠加入化学槽中，使水温升至
80-90℃，控制化学槽温度，待其到达预设的温度后，再加入还原剂。
三、加水萃取
在恒温条件下，将一定量的木浆原料逐渐加入已混合的各种离子溶液中，搅动和混合，然后加酸，加入碱，以提高离子溶液的浓度，以使木质纤维等黏性物质萃取，将这些物质
从溶液中萃取出来，并削减原木片尘和杂质。
四、离心机分离和脱水
萃取液由离心机分别离心，将萃取出来的物质和木浆悬浮液分开，再将木浆悬浮液中
的水去掉，最终得到的纸浆，即为物质纸浆。
五、成型
物质纸浆成型用以下方法：滚压、压榨、挤压、复合成型等，以制成成型纸浆毛料。
最后，物质纸浆在适当温度和湿度条件下烘干，就可以得到最终的物质纸浆了。
纸浆的生产工艺
纸浆的生产工艺纸浆的生产工艺是指将木材或废纸等原料进行处理、加工，使其成为纸张制造的原料的过程。
它是纸张生产的基础，影响着纸张质量和性能。
纸浆的生产工艺主要包括制浆、洗浆、漂白和脱水四个主要过程。
制浆是将原料（通常为木材或废纸）通过机械力、化学力或生物力等方式分离材料中的纤维、填料和其他杂质的过程。
制浆方法主要分为机械制浆、热力制浆和化学制浆三种。
机械制浆是通过机械处理将原料切割、破碎，使得纤维和填料分离，常用的机械制浆设备有球磨机、研磨机等。
热力制浆是利用热力对原料进行处理，将木材中的纤维分离出来，常用的热力制浆设备有蒸煮器、煮片机等。
化学制浆是通过化学药品对原料进行处理，使木质纤维溶解，常用的化学制浆方法有硫酸法、磷酸法等。
洗浆是将制浆后的纤维进行清洗，去除其中的杂质和化学药剂残留。
洗浆的主要目的是提高纸浆的洁净度和质量。
常用的洗浆设备有洗液器、洗浆机等。
漂白是将制浆后的纤维进行漂白处理，以去除其中的色素、浆脂和残留的杂质，提高纸浆的白度和可见光透过率。
漂白方法通常包括氯漂、氧漂和臭氧漂等。
其中，氯漂是最常用的方法，但由于其对环境的污染，已逐渐被替代。
氧漂和臭氧漂则是环保的漂白方法，具有广泛的应用前景。
脱水是将漂白后的纸浆进行脱水处理，以达到制浆中所需的干度。
脱水可以使用纸浆过滤、压榨和烘干等方法。
常用的脱水设备有压滤机、旋风干燥机等。
总之，纸浆的生产工艺是通过制浆、洗浆、漂白和脱水等环节对原料进行处理，最终获得适用于纸张制造的纸浆原料。
不同的纸浆生产工艺会对纸张的质量和性能产生深远的影响，因此纸浆工艺的改进和创新对于纸张生产具有重要的意义。
制浆的方法
制浆的方法
嘿，朋友们！今天咱就来好好聊聊制浆的方法。
制浆啊，就像是一场奇妙的魔法之旅！
先来说说化学法制浆吧，这就好比是一场激烈的化学反应派对！通过各种化学药剂的作用，把原材料中的纤维分离出来。
就好像是解开了一个复杂的谜题，让纤维们欢快地跳出来。
这种方法能得到高质量的纸浆呢，厉害吧！
再讲讲机械法制浆，这就如同一场力量的较量！用强大的机械力量把原料磨碎、分解，让纤维显现出来。
是不是感觉很直接、很霸气？虽然这种方法可能没那么精细，但也有它独特的魅力呀。
还有半化学半机械法制浆呢，这简直就是两者的完美结合！既有化学的巧妙，又有机械的力量，就像是一个全能选手，能应对各种情况。
还有啊，不同的原料也会影响制浆的方式呢。
比如木材、竹子、稻草等等，它们就像是不同性格的小伙伴，需要用不同的方法去对待。
这就好像你面对不同性格的人，要用不同的方式去交流一样。
制浆的过程可不简单哦，需要精心的设计和操作。
就像盖房子，每一块砖都要放对位置，才能建成坚固的大厦。
每一个环节都不能马虎，不然怎么能得到优质的纸浆呢？
难道不是这样吗？制浆的世界丰富多彩，充满了挑战和惊喜。
我们要不断探索，找到最适合的方法，让纸浆变得更好、更强。
让我们一起在制浆的海洋中遨游，去发现更多的精彩吧！。
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。
制浆流程
半纤维素与碱的反应
与纤维素相似，半纤维素在碱法蒸煮中也会发 生剥皮反应，终止反应，碱性水解，由于半纤维 素分子链短，支链多，且为无定形结构，因此， 比纤维素稳定性差，更易与碱反应，通过蒸煮， 浆中半纤维素的量和结构都有较大变化。
少量组分与碱的反应
原料中含有某些少量组分，如草类中的灰分， 木材中的树脂，都能与碱反应，草类中的灰分， 60%是SiO2，与NaOH 反应生成Na2SiO3溶于黑液中， 即造成碱回收蒸发和燃烧过程的结垢，又妨碍白 液的澄清；木材中的树脂与碱反应生成皂化物， 也影响黑液碱回收，因此，碱回收前黑液要除硅、 除皂。另外，原料中的色素、淀粉、果胶等与碱 反应生成带色物质，使浆的颜色加深，难漂白， 要加强洗涤。
• 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
备料
木材的备料
• 一、原木的贮存
• 贮存方法有水上和地上两种，我国南方水源丰富，气候温 暖，潮湿，木材易腐烂，原木常在水上贮存，北方气候干 燥，木材不易腐烂，大都采用地上贮存。 • （一）原木的地上贮存 • 在地上贮存原木，优点是能降低水分和树脂的含量，这对 于 • 生产亚硫酸盐化学浆是非常必要的，但在夏季，天气潮湿， • 温度高，地上贮存的原木非常容易腐烂，马尾松等原木还 会 • 局部出现蓝变现象，降低原木的质量。
原木的备料流程 原木的备料简称备木，基本流程是： 贮木 → 拉木机 → 锯木 → 剥皮 → 去节、劈开→ 削片 → 筛选 → 木片贮存。
非木材原料 备料
备料的基本过程： 1 ．原料的贮存
2． 原料的切断除尘
切断，是将原料切成一定规格（2－4cm），便 于蒸煮或磨浆。 除尘，指除去原料中不含纤维或少含纤维的有害 的杂质部分，以提高浆的质量。
制浆造纸工艺流程的各个工段及其作用
制浆造纸工艺流程的各个工段及其作用1.制浆工段：制浆工段是制造纸张的第一步，其主要作用是将木材、废纸等纤维原料分解成纤维素，形成纤维素的悬浮液，即浆料。
制浆工段可以分为化学法制浆和机械法制浆两种方法。
-化学法制浆：通过将木材加入化学品（如碱、氧化剂等）进行处理，使木材纤维分离，并形成浆料。
这种制浆方法能够获得高质量的纤维，适用于高要求的纸张生产，如印刷纸、复印纸等。
-机械法制浆：通过将木材在高速旋转刀片下加工，从而将木材纤维机械地分隔开来。
相较于化学法制浆，机械法制浆不需要使用化学品，处理过程更加环保，但是获得的纤维质量相对较低，适用于制造废纸板等较简单的纸张。
2.筛分工段：筛分工段主要将制浆工段产生的浆料进行筛分，去除其中的杂质和纤维的残留，并将合格的纤维保留下来。
筛分工段通常使用细孔筛板或者网洞进行筛分过程。
筛选完毕后，获得的纤维就可以被用于接下来的纸张生产过程。
3.清洁工段：清洁工段是为了消除浆料中存在的杂质和纤维的残留。
这一工段通过将浆料经过多道洗涤和清洁的过程，去除其中的沙渣、泥土等杂质。
清洁后的浆料更适合用于纸张生产，产出的纸张质量更高。
4.制浆工艺：制浆工艺是将纤维原料转化为浆料的过程，包括高浓蒸煮、漂白、脱墨等过程。
高浓蒸煮是将清洁纤维与化学液混合后，进行高温高压处理的过程，以消除纤维中的非纤维物质。
漂白工艺通过使用氧化剂和还原剂等化学品，达到去除浆料中的色素和脱色的目的。
脱墨工艺是去除浆料中沉积的油墨，从而提高纸张的质量。
5.造纸工段：造纸工段是将制浆工艺获得的浆料加工成纸张的过程。
该工段主要包括浆料的输送、纤维的沉淀和纸张成型等步骤。
在纤维的沉淀过程中，浆料被运送到纸机上，纤维在纸机网上沉积形成纸张。
纸张成型过程中，通过压力、加热等方式加工纸浆，使纤维之间更加紧密，形成成型好的纸张。
6.后处理工段：后处理工段是在纸张成型后，对纸张进行干燥、压光等处理的工艺。
干燥过程主要通过传热的方式将纸张中多余的水份蒸发除去。
化学制浆介绍
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------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。
化学法制浆化学法制浆的分
2020/5/12
Kraft Cooking Liquors
white liquor: strongly alkaline sulution (pH~14)
main active compounds: NaOH and Na2S small amounts: Na2CO3, Na2SO4, Na2S2O3, NaCl, CaCO3 ,etc. main equilibria prevail in white liquor:
in Kraft white liquor:
7.2% Na2S + H2O
3.6 % NaSH
3.6% NaOH
Na2S
+
Sulfidity, 30%
NaOH
(AA, 24%)
16.8%
20.4% (16.8%+3.6%)
NaOH-----------------NaOH
(EA)
2020/5/12
第二节 蒸煮原理
中性亚硫酸盐法
碱性亚硫酸盐法
2020/5/12
二. 碱法制浆流程示意图：
松节油回收系统（松木） 热回收系统 热水
纸浆筛选系统
合格原料片 蒸煮器 喷放装置 洗浆与黑液提取系统
预浸装置
蒸煮药液
碱回收系统
2020/5/12
三. 亚硫酸盐法制浆流程示意图： 合格原料片
SO2 蒸煮液制备系统 蒸煮器
药剂制备系统 喷放装置 洗浆和废液提取系统
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）
中指NaOH + 1/2Na2S, 通常以Na2O(或NaOH)表示。 硫化度(Sulfidity )：
包装材料学名词解释
名词解释：1.绿色包装-----减少污染，保护环境而采取的减少包装废弃物数量并使之利于能源和资源回收的一系列措施，技术和法规。
3. 复合包装材料----是由层合，挤出贴面，共挤塑等技术将几种不同性能的基材结合在一起形成的一个多层结构，以满足运输，贮存，销售等对包装功能的要求及某些产品的特殊要求。
4. 湿法粘结层合-----指将任何液体状粘合剂加到基材上，然后立即与第2层材料复合在一起，从而制得层合材料的工艺。
5. 化学法制浆-----利用化学溶液在一定温度和压力下，溶解掉木片中的木素和其它杂质，尽量保留纤维素并使纤维素尽可能免遭破坏，同时适当保留半纤维素。
6. 耐破度-----一定面积的纸或纸板在匀速加压直至破裂时所能承受的最大压力。
以液压力或气压力表示。
7. 撕裂度-----指预先将纸或纸板试样切出一定长度的裂口，然后再从裂口处撕至一定长度时所需的功。
8. 环压强度-----在一定速度下，使环形试样平行受压，压力逐渐增加至试样压溃时的压力。
9. 边压强度-----把瓦楞纸板立起来对纸板两边加压之后所呈现的抗压强度。
10. 平压强度-----指对垂直于瓦楞纸板平面负荷的抵抗功力。
11.聚合度-----大分子链中重复的结构单元数。
12. 热塑性塑料-----线性和支链型聚合物。
13.热固性塑料-----在一定温度下能变成粘流状态，但是经过一定时间加热塑制成型后不因再度加热而软化熔解。
14. 工程塑料-----机械强度高，刚性大，常用于取代钢铁或有色金属材料制造机械零件或工程结构的塑料。
15. 加聚反应-----由一种或多种单体通过加成反应相互结合为高分子化合物的反应。
16. 缩聚反应-----通过一种或几种单体，它们含有两个或两个以上相同或不相同的官能团进行相互缩合，成为缩合物，同时有其他低分子物质生成的反应。
17. 均聚反应-----含有两种或两种以上官能团的一种单体进行的缩聚反应。
18. 共聚反应-----含有不同官能团的两种（及两种以上）单体进行的缩聚反应。
制浆的三种方法
制浆的三种方法嘿，朋友们！今天咱就来聊聊制浆的三种方法，这可都是很有意思的事儿呢！先来说说机械法制浆吧。
这就好比是一场激烈的战斗，原木被丢进巨大的机器里，经过各种“拳打脚踢”，纤维就被硬生生地分离出来啦！就像我们揉面团一样，使劲儿揉啊揉，把那些精华都给揉出来。
机械法制浆速度快呀，就像一阵风似的，“呼”地一下就搞定了不少浆。
然后呢，是化学法制浆。
这可神奇了，就像是一场魔法表演！各种化学药剂就像是神奇的魔法药水，倒进去之后，原木就发生了奇妙的变化，纤维乖乖地就被分离出来了。
这感觉就像是变戏法，你眼睁睁看着原木一点点变成我们需要的浆，是不是很奇妙呀？还有啊，半化学法制浆也不能小瞧。
它呀，就像是一个聪明的小精灵，结合了机械法和化学法的优点。
既有着机械法的那种干脆利落，又有着化学法的神奇效果。
就好像是一个人既有力量又有智慧，那可不得了！你想想看，要是没有这些制浆方法，我们的生活得少了多少乐趣呀！没有纸，我们怎么写字画画呀？没有纸，那些好看的书从哪里来呀？所以说呀，这制浆的三种方法可真是太重要啦！机械法制浆虽然快，但是它对纤维的损伤可能会大一些哦，就像跑步跑太快可能会摔倒一样。
化学法制浆呢，效果好，但是那些化学药剂可得小心处理，不然可就麻烦啦，就像玩火不小心会烧到自己一样。
半化学法制浆呢，就平衡得很好，既发挥了优势，又避免了一些问题，真的很棒呢！咱在生活中不也是这样嘛，做事情要找到合适的方法，不能一味地蛮干。
就像制浆一样，要根据不同的需求选择不同的方法。
这制浆的学问可大着呢，咱可得好好琢磨琢磨。
总之呢，制浆的这三种方法各有各的特点和用处，它们就像是我们生活中的好帮手，为我们带来了很多便利和美好。
我们要好好珍惜它们，让它们更好地为我们服务呀！你们说是不是呢？原创不易，请尊重原创，谢谢!。
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。
化学方法制浆
3 2 3 3
二 常用术语的含义及有关计算
►
(一) 碱法蒸煮
►
总碱
烧碱法：NaOH +Na2CO3 硫酸盐法：NaOH+Na2S+Na2CO3+Na2SO4+Na2SO3
►
总可滴定碱
烧碱法：NaOH +Na2CO3 硫酸盐法：NaOH+Na2S+Na2CO3+Na2SO3
►
活性碱
烧碱法：NaOH 硫酸盐法：NaOH+Na2S 碱液中活性碱含量占总可滴定碱含量的 百分比叫活性度： 活性度=(活性碱/总可滴定碱) 100%
► 液比
蒸煮总液量的体积（L或m3）与绝干原料重量（kg或吨）之比 蒸煮总液量=碱液量+补加水量或黑液量+原料水分 其余自己看，需熟记
第二节
► ► ►
蒸煮原理
►
► ►
主要内容： 蒸煮液对木片或草片的浸透作用 蒸煮过程中碳水化合物的降解化学 蒸煮过程中脱木素化学 碱法和亚硫酸盐法蒸煮过程中脱木素的反 应历程和蒸煮曲线的制订 蒸煮脱木素动力学和蒸煮质量的计算机控 制
► （2）
酚型单元先形成亚甲基醌，然后在Cα上先进 行磺化，然后是β-芳基醚键的断裂并在Cβ上磺化。
► （3）酚型或非酚型单元甲基-芳基醚键的亚硫酸解
断裂 ► 中性亚硫酸盐法蒸煮时基本无缩合反应。
3、酸性亚硫酸盐蒸煮时的脱木素化 学反应和缩合反应。
►
►
►
在酸性亚硫酸盐蒸煮时，脱木素的反应主要由氢离子和水 化的二氧化硫进行，磺化的部位主要在Cα，偶而也能在Cγ， 从而增加了木素的可溶性。 总的看来，β-芳基醚键和甲基-芳基醚键在酸性亚硫酸盐 法蒸煮时是很稳定的，一般不会断裂。但开始的裂解反应产 生在酚型或非酚型的Cα原子上，然后受水化二氧化硫的作用， 加成磺酸基。这在酸性亚硫酸盐制漿中是很值得注意的木素 碎片化作用。虽然在针叶木木素中α–芳基醚键只占6~8%， 但它的裂开引起可观的碎片化作用。 但在酸性亚硫酸盐蒸煮时，往往有磺化反应和缩合反应竞 争的问题，因为这两个反应都在同一个Cα位置上进行，因此 需要加速磺化，才能避免缩合，否则就有黑煮的可能。
化学法制浆技术的分类及特点
化学法制浆技术的分类及特点
化学法制浆技术是一种利用化学药剂对木材或其他纤维素材料进行处理，以分离纤维和非纤维成分的技术。
根据使用的化学药剂和处理过程的不同，化学法制浆技术可以分为以下几类：
硫酸法（Kraft法）：硫酸法是最常用的化学法制浆技术。
它使用硫酸和碱性条件来溶解木材中的非纤维素成分，使纤维素得以分离。
硫酸法制浆可以生产高强度和高质量的纸浆，同时产生一些化学回收产物（如硫酸盐）可用于能源回收。
硫酸盐法（Sulfite法）：硫酸盐法使用硫酸盐或其它硫酸盐化合物作为溶解剂，在酸性或中性条件下处理木材。
与硫酸法相比，硫酸盐法对木材有更好的脱脂性能，可以制得较高质量的纸浆。
过氧化法（Peroxide法）：过氧化法使用过氧化氢作为氧化剂，通过氧化木材中的非纤维素物质来分离纤维。
过氧化法制浆相对较温和，对环境友好，但成本较高，适用于高质量纸浆的生产。
亚硫酸盐法（Sulfitation法）：亚硫酸盐法使用亚硫酸盐或其它亚硫酸盐化合物作为溶解剂。
与硫酸法相比，亚硫酸盐法具有较低的碱性条件，适用于制备特殊品种的纸浆。
这些化学法制浆技术的共同特点是使用化学药剂来分离纤维和非纤维成分，产生可用于纸浆生产的纤维素材料。
它们在制浆过程中能够有效去除木材中的杂质和非纤维素成分，使得所得到的纸浆质量较高，并具有良好的适应性和可控性。
同时，这些技术也面临一些挑战，如化学药剂的成本、环境影响和废水处理等问题。
化学制浆-PPT
蒸煮时间
蒸煮温度和蒸煮时间两个因 素结合成为一个变数。
H-因子
H-因子：以各蒸煮温度的相对反应速率常数 与蒸煮时间的定积分。
H-因子的意义：
• 稳定蒸煮纸浆质量。（计算出获得规定 硬度的纸浆所必须的H-因子。）
• 应用于蒸煮的自动化控制系统，作为蒸 煮终点控制的数学模型。
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第二章 化学法制浆思考题
2.锅内热扩散逆流洗涤和冷喷放，使污 染轻、浆强度高。
3.占地面积小。
只有在原料被液体 所饱和时，才能有效
的扩散
3.浸透的推动力和影响因素
• 毛细管作用：
推动力：压力差
影响因素：原料种类、 心材与边材、水分含量、 压力差
• 扩散作用：
推动力：浓度差
影响因素：原料比重、 水分含量、蒸煮液组 成
pH<13：纤维轴向的扩散作用
比横向大10~40倍
pH>13：纤维轴向的扩散作用
什么？其反应历程如何？ 6.烧碱法和硫酸盐法脱木素的主要反应及反
应特点是什么？ 7.比较不同原料在烧碱法和硫酸盐法。
第三节 蒸煮方法和蒸煮技术
内容：蒸煮的工艺规程 • 蒸煮操作过程 • 蒸煮技术
工艺条件 — 数据
一、苛性钠法和硫酸盐法
（一）蒸煮过程：蒸煮的操作程序 装锅、送液
升温 保温 放料
1.装料、送液
1.化学制浆是如何分类的？
2.解释下列名词及术语的含义
（1）总碱；
（8）液比；
（2）活性碱； （9）得率；
（3）有效碱； （10）纸浆硬度；
（4）硫化度；
（5）白液；
（6）黑液；
（7）用碱量；
（11）纤维分离点； （12）H－因子；
常用的制浆方法
常用的制浆方法
1. 机械法制浆呀，就好比把木材放到一个大机器里搅啊搅，把纤维给弄出来。
比如说做纸浆板的时候，不就得用机械法来狠狠捣鼓一下嘛！
2. 化学法制浆呢，就像给木材来一场特别的化学反应，把那些不要的东西去掉，留下有用的纤维。
你看那些漂亮的纸张，很多不就是靠化学法制浆弄出来的呀！
3. 半化学法制浆啊，这有点像在机械和化学之间找个平衡。
哎呀，就像做菜似的，既要有力度又要有调料，这样纸浆才够好呀！比如造那种厚一点的纸不就常用半化学法制浆嘛！
4. 硫酸盐法制浆，哇塞，这可是个厉害的家伙！就好像给木材施了魔法一样，让纤维乖乖听话。
像一些高档的书写纸，硫酸盐法制浆可是立了大功呢！
5. 亚硫酸盐法制浆呀，它和硫酸盐法制浆有点像兄弟，但又有自己的特点。
这不就是像一对兄弟，一个调皮点，一个稳重些，都有自己的用处呢。
做包装纸的时候就可能会用到亚硫酸盐法制浆哟！
6. 纯碱法制浆啊，就像是给纤维来一场温和的洗礼。
你想想，那种比较柔软的纸，是不是就有可能是纯碱法制浆的成果呀！
7. 废纸制浆嘞，哈哈，这就是变废为宝呀！把那些用过的纸重新加工，变成新的纸浆。
就像给旧东西赋予新生命一样，多神奇呀！我们平常的再生纸不就是这么来的嘛！
8. 生物法制浆呢，这可是未来的希望呀！利用微生物之类的来处理木材，多环保呀！说不定以后会越来越流行呢，就像现在的环保理念越来越深入人心一样！
我觉得呀，这些制浆方法都各有各的好，就看我们怎么根据需要来选择啦！为了造出各种各样好用的纸，可都少不了它们呢！。
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指碱液中Na2S含量占活性碱NaOH + Na2S含量的百分比，
植物纤维的组织结构： ML， P， （ML＋P＝CML）， S1 S2 S3
木素的分布： 密度 ML（胞间层）最大
含量 S2层最大 据有关研究，目前认为脱木素顺序： 硫酸盐法和酸性亚硫酸盐法：S层先于ML层 中性亚硫酸盐法：ML层先于S层
制浆造纸原理与工程
四、蒸煮过程脱木素反应历程
1. 针叶木硫酸盐法脱木素反应历程
制浆造纸原理与工程
五、 蒸煮过程脱木素化学反应动力学研究结果
影响碱法蒸煮的主要参数：蒸煮时间与蒸煮温度
在一定范围内，提高温度可以缩短时间，温度降低则必须延长时间。 即：一定范围内温度和时间可以互为补偿。
1957年加拿大制浆造纸研究所K.E.Vroom 提出了H-factor的概念，把 蒸煮温度与时间作为单一变数考虑，用以控制蒸煮终点，从而稳定蒸煮后
温度 （oC）
100~150
58
150 175 ~175(Tmax) (Tmax下保温)
下降速率有 所增加
E.A.变化 （Na2O， g/L)
42 下降变慢
（下降快）
溶出木素%
（对原木素）
26.6
89.8
97.8
制浆造纸原理与工程
针叶木硫酸盐法脱木素反应历程（以马尾松为例）： 第一阶段：初始脱木素阶段（升温至150 oC以前） 碱浓下降快，木素溶出少（﹤30%） 第二阶段：大量脱木素阶段
纸浆的质量，促进蒸煮过程的自动化控制（建立数学模型）。
H-因子（H- factor）= ∫KR(T)dt
KR —— 相对反应速率常数
对一定的原料，蒸煮后浆料中的残余木素含量（与纸浆卡 伯值成线性关系）可由蒸煮时的H-因子控制（H-因子增大， 卡伯值降低），因此可以利用H-因子确定蒸煮终点，灵活调 节生产（根据蒸煮温度的波动调节蒸煮时间），减少卡伯值波 动范围，稳定纸浆质量（卡伯值、得率、强度）。
Cooking times are relatively short Problems with pitch in the pulp are relatively small The pulp is much stronger Regeneration of chemicals and energy is efficient Side-products such as turpentine and tall-oil are valuable
2. 草类原料碱法蒸煮脱木素反应历程： (1) 大量脱木素阶段： 开始升温到100 OC（竹160 OC）左右，木素脱除60％ 以上 (2) 补充脱木素阶段： 100OC左右继续升温至最高温度（150－160OC），木 素总的脱除率达90％以上，原料分散成浆 (3) 残余木素脱除阶段： 保温阶段，木素脱除5％以下 正确的工艺操作： 药液与料片混合均匀（预浸，升温前空运转） 慢升温（1－2小时） 短保温或不保温
（2）纸浆要求
（3） 残碱要求（蒸煮终点pH值不低于12）
2． 液比的确定 用碱量一定时，液比的大小影响：
（1）药液的浓度
（2）药液与原料的混合
（3）蒸煮锅内药液的循环
一般采用的液比: 蒸球 1：2～1：3
立锅 1：4～1：5
制浆造纸原理与工程
3．硫化度的确定 取决于原料种类（木素含量、组织结构等）和成浆要求（卡伯
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
制浆造纸原理与工程
二、 蒸煮过程中的脱木素（Delignification)和碳水化合物降解 (Carbohydrate Decomposition)木素作用导致：
1. 木素结构单元之间联结键断裂
制浆造纸原理与工程
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
（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。
制浆造纸原理与工程
卡伯值 （Kappa number）：
表示蒸煮或漂白后残留在纸浆中的木素及其它还原性物质
相对含量的一种指标（其它还原性物质包括己烯糖醛酸基 — 聚木糖中的4-O-甲基葡萄糖醛酸基在碱性高温下的产物等）。 采用高锰酸钾作氧化剂进行测定(另一种指标为高锰酸钾值， 卡伯值和高锰酸钾值过去均称为纸浆硬度。）。纸浆卡伯值
2．升温、小放气
升温时间宜稍长，均匀升温；
升温到一定温度或压力时需进行小放汽，以排除空气，避 免假压。
松木原料在小放汽时可以回收松节油。
3．最高温（Tmax）下的保温 视原料品种与浆料要求而定 4． 喷放 配合碱回收（浆料温度与黑液浓度都要高）
制浆造纸原理与工程
（二）蒸煮工艺条件的确定（间歇式蒸煮） 1． 用碱量的确定 根据：（1）原料种类与质量
2. 木素分子内引进亲液基团
木素大分子降解
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
制浆造纸原理与工程
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。
NaOH + H2O
Na2S + H2O S2- + H2O
Na+ + OH- + H2O
2Na+ + S2- + H2O HS- + OH-
制浆造纸原理与工程
Total alkali: All Na+ compounds NaOH, Na2CO3, Na2SO4, Na2S, Na2SO3 , Na2S2O3, etc NaOH + Na2S NaOH + ½ Na2S
与残余木素含量之间的关系随原料种类和制浆方法的不同而
有差别，可通过实验确定。
制浆造纸原理与工程
The Kraft Process
Benefits
All wood species can be used as raw material
The process is relatively insensitive to bark
喷放装置
洗浆和废液提取系统
废液回收和综合利用系统 纸浆筛选系统
硫铁矿
(主要FeS2)
粉碎
焙烧
矿渣利用
炉气除尘冷却
炉气吸收
盐基乳液
原酸贮存
蒸煮液制备
制浆造纸原理与工程
四. 蒸煮液的组成：
碱法：烧碱法：NaOH, 硫酸盐法：NaOH + Na2S
亚硫酸盐法：
蒸煮 方法 酸性 亚硫酸盐法 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
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。
制浆造纸原理与工程
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（Yield）： （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。
制浆造纸原理与工程
Kraft Cooking Liquors
white liquor: strongly alkaline sulution (pH~14) main active compounds: NaOH and Na2S small amounts: Na2CO3, Na2SO4, Na2S2O3, NaCl, CaCO3 ,etc. main equilibria prevail in white liquor:
中性亚硫酸盐法 碱性亚硫酸盐法
制浆造纸原理与工程
二. 碱法制浆流程示意图：
松节油回收系统（松木） 热回收系统
热水
纸浆筛选系统
合格原料片
蒸煮器
喷放装置
洗浆与黑液提取系统
预浸装置
蒸煮药液
碱回收系统
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三. 亚硫酸盐法制浆流程示意图： 合格原料片 SO2 蒸煮液制备系统 蒸煮器
药剂制备系统
pH值
蒸煮 液组 成
<2 HSO3SO2 H+
钙、 （镁、钠）
3~5
5~6.5
8~9(>9) SO32CO32钠、铵
10~13.5 SO32OH钠
HSO3- HSO3SO32镁、钠 镁、钠
盐基
制浆造纸原理与工程
五. 碱法制浆常用专业术语：
活性碱（A.A., Active Alkali）：烧碱法中指NaOH，硫酸盐法
制浆造纸原理与工程
第三节
一、碱法蒸煮
蒸煮方法与蒸煮技术
（一）蒸煮操作（间歇式蒸煮）
1． 装料、送液：
（1） 提高单位容积装料量；（木片蒸汽装锅器，草片机 械装料器） （2）药液与料片混合均匀；（预浸） （3）装料送液时间不宜太长；