制浆原理与工程第2章第1节
轻化—制浆造纸原理与工程
绪论简述造纸生产流程及任务打浆——添料——纸料前处理和流送——纸的抄造和整理a、打浆：对纸浆纤维进行必要的切短和细纤维化处理，以便取得生产纸或纸板所要求的物理性质和机械强度等性能。
b、添料：添加色料、填料、胶料、助剂等；为了减少墨水对纸的浸渍、改善纸的白度、不透明度和印刷性能、改变纸的颜色或色调以及赋予纸张特定的性质（例如提高干、湿强度等），需要在打浆的同时或在打浆后的贮浆池中加入胶料、填料、色料和其它助剂进行添料。
c、纸料前处理和流送：净化、精选、流浆箱中的布浆、整流、上网；打浆、添料后的纸料中难免混入金属或非金属杂质、纤维束或浆团和空气，需要对纸料进行净化、筛选、脱气等前处理，以免影响成品纸的质量和给造纸过程带来困难。
纸料的流体特性，使得纸料很容易输送到各个工段。
d、纸（纸板）的抄造和整理：净化、筛选、脱了气的纸料流送进入流浆箱，均匀分布在造纸机网部脱水，首先抄成湿纸，接着经过压榨→干燥→压光→卷取→切纸→选纸或复卷→打包→入库。
第一章打浆1．什么叫打浆？打浆——利用物理方法处理悬浮于水中的纸浆纤维，使其具有适应纸机生产上要求的特性，并使所生产纸张能达到预期的质量。
2．打浆的目的和任务是什么？打浆前后浆料性质有什么变化？打浆的主要任务：（一）改变纤维的形态，使纸浆获得某些特性（如机械强度、物理性能和胶体性质），以保证纸页的抄造质量。
（二）通过打浆调节和控制纸料在网上的滤水性能，以适应造纸机生产的需要，使纸页获得良好的成形，改善纸页的匀度和强度指标。
打浆作用的性质：打浆是物理变化，打浆作用对纸浆产生的纤维结构和胶体性质的变化，都属于物理变化，并不引起纤维的化学变化或产生新的物质。
注：打浆作用会使纤维表面暴露一些新的基团，但这是纤维本身原有的，与化学变化无关。
3．打浆对纤维的作用原理是什么？六种主要作用：（一）细胞壁的位移和变形（二）初生壁和次生壁外层的破除（三）吸水润胀（四）细纤维化（五）横向切断或变形（六）产生碎纤维片4．纤维结合力有哪几种？试用氢键理论解释纸页的强度是如何获得的？纸的强度取决于①成纸中纤维间的结合力②纤维本身的强度③纸中纤维的分布和排列方向，而最终决定纸页强度的，是成纸中纤维间的结合力。
制浆造纸工程原理课程第二章 化学法制浆
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
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
7.2% Na2S + H2O
Na2S
+ Sulfidity, 30% NaOH (AA, 24%) 16.8% 20.4% (16.8%+3.6%) NaOH-----------------NaOH (EA)
制浆造纸原理与工程
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，）
制浆造纸原理与工程
制浆原理与工程智慧树知到课后章节答案2023年下齐鲁工业大学
制浆原理与工程智慧树知到课后章节答案2023年下齐鲁工业大学齐鲁工业大学第一章测试1.世界上公认的第一个造纸术的发明者是（）A:鲁班 B:蔡伦 C:张衡 D:毕昇答案:蔡伦2.纸和纸板的作用主要包括（）。
A:提供生产生活资料 B:传播知识与文化的重要载体 C:商品流转的重要包装和宣传材料 D:建筑用纸答案:提供生产生活资料;传播知识与文化的重要载体;商品流转的重要包装和宣传材料3.制浆方法可分为（）。
A:硫酸盐法 B:化机浆法 C:化学法 D:高得率法答案:化学法;高得率法4.化学法制浆包括（）。
A:碱法 B:亚硫酸盐法 C:硫酸盐法 D:烧碱法答案:碱法;亚硫酸盐法;硫酸盐法;烧碱法5.制浆就是利用化学或机械的方法，或二者结合的方法，使植物纤维原理离解，本色纸浆或漂白纸浆的过程。
（）A:对 B:错答案:对第二章测试1.木材备料流程大致分为（）A:锯木→除节与劈木→剥皮→削片→筛选 B:锯木→剥皮→除节与劈木→筛选→削片 C:剥皮→锯木→除节与劈木→削片→筛选 D:锯木→剥皮→除节与劈木→削片→筛选答案:锯木→剥皮→除节与劈木→削片→筛选2.备料合格木片的尺寸为（）A:长（10-20）mm，厚（5-10）mm，宽约20 mm B:长（20-25）mm，厚（3-5）mm，宽约20 mm C:长（20-25）mm，厚（5-10）mm，宽约20mm D:长（20-25）mm，厚（3-5）mm，宽约10 mm答案:长（20-25）mm，厚（3-5）mm，宽约20 mm3.原料贮存目的（）A:保证连续生产需求 B:降低生产成本 C:改善工作环境 D:改进原料质量答案:保证连续生产需求;改进原料质量4.木材原料贮存一般分为（）A:仓库贮存 B:水上贮存 C:陆上贮存 D:原料厂贮存答案:水上贮存;陆上贮存5.备料是指造纸植物纤维原料的堆放贮存、去皮削片或切断除尘、筛选除杂以及木片输送贮存等基本过程，是纸浆造纸过程的重要组成部分。
课程教学大纲“制浆原理与工程”教学大纲
课程教学大纲“制浆原理与工程”教学大纲Principle and Engineering of Pulping课程编号：学时/学分：60/3.5一、大纲说明本大纲根据轻化工程专业本科2006版培养计划制订。
（一）教学对象轻化工程专业本科学生。
（二）教学目的与要求本课程是轻化工程专业的专业必修课程。
通过本课程的教学，使学生了解和掌握二十一世纪制浆工程的主要科学与技术；使学生在掌握了一定的基础理论的前提下，将所学的知识用于分析研究制浆过程中所出现的问题及现象，从理论和实际生产两个方面对制浆过程有一个系统全面的了解，同时培养分析问题和解决问题的能力。
在学习过程中，要求学生理论联系实际，灵活掌握所学内容，重点学习基本理论和主要方法及过程，同时注意学习该领域的最新成果及动态。
（三）主要先修课程和后续课程1．先修课程：化学类基础课，化工原理，植物纤维化学。
2．后续课程：造纸原理与工程、制浆造纸机械与设备。
（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲授、课堂讨论。
2．重点和难点。
重点：各种制浆方法的基本原理和新型的制浆技术，各种纸浆的基本漂白方法、漂白流程的组合与技术。
难点：蒸煮曲线的制订及H-因子的计算。
（五）考核方式考试。
二、教学内容绪论1．了解制浆造纸工业的特点与发展。
2．了解制浆的概念和现代制浆的基本过程。
3．了解制浆方法分类和国内外发展趋势。
第一章备料1．原料的贮存。
了解原料贮存的目的和对原料场的基本要求，掌握木材原料的贮存和非木材原料的贮存。
2．备料过程及质量控制。
掌握木材原料的备料和非木材原料的备料。
3．料片的运输和贮存。
了解料片的运输和贮存。
第二章化学制浆1．化学制浆的分类、蒸煮液的组成和计算。
了解化学制浆的分类，掌握常用术语及蒸煮计算，了解蒸煮液的组成和性质。
2．化学浆蒸煮原理。
掌握蒸煮液对木片或草片的浸透作用，掌握蒸煮过程中脱木素化学，掌握蒸煮过程中的碳水化合物降解化学。
3．蒸煮方法和蒸煮技术。
制浆原理与工程课件5[1]
![制浆原理与工程课件5[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/f65bc01cf524ccbff12184fb.png)
• 碱法纸浆洗涤目的： ① 尽量把浆洗干净 ② 尽可能为回收系统提供浓度大、温度高的
黑液
制浆原理与工程课件5[1]
2.洗涤术语
① 固形物（Solids）
② 洗净度 纸浆洗净后的干净程度
③
KP法 残碱 <0.05g/L（Na2O计）—木浆
结构：筛框、筛板、偏心轮、喷射管等 推动力——位差 破坏纤维层——振动 喷水——防止粗渣中带出合格纤维
高频振框式平筛
制浆原理与工程课件5[1]
工艺：进浆浓度 1~1.5%
出浆浓度 0.8~1.2%
筛孔
φ2~φ12mm
振次
（四）挤压洗涤设备
1.螺旋挤浆机（已淘汰）
制浆原理与工程课件5[1]
2.双辊挤浆机（已淘汰） 3.置换压榨洗浆机
瑞典 Sunds、VPC、VPD、MPC 加拿大 Vani-NIP 原理： 挤压、置换 构造：两个多空辊、压力浆槽、输料器、刮刀等组
组成，每个压区分为脱水区、置换区、压榨 区 工艺：进浆浓度 2-5％ 出浆浓度 30-40％ 黑液提取率可达99％
（Drum Displacement Washer——DD Washer）
DD洗浆机
制浆原理与工程课件5[1]
结构转鼓沿圆周被分隔成7个区：上浆成形区、4个 置换区、真空区（用真空泵将干度提高 到14－16％）、脱落区（用压缩空气将 浆片吹落） 可在一台洗浆机上实现四段逆流洗涤， 最后一段用热水洗
制浆原理与工程课件5[1]
4.双网挤浆机（压滤机，Double Wire Press Washer）
SD型压滤机
浆料 自动脱水区 楔形脱水区 脱水区 工艺：出浆浓度 25-30％
制浆原理与工程
制浆原理与工程一、制浆原理概述制浆是造纸工业中的关键过程之一，它是将纤维素原料转化为纸浆的过程。
纸浆是造纸的基础材料，其质量直接影响到纸张的品质。
制浆原理主要包括纤维素原料的分解和纤维分离两个步骤。
1. 纤维素原料的分解纤维素原料一般采用木材、废纸等植物纤维作为主要原料。
在制浆过程中，首先需要对原料进行分解，使纤维素与非纤维素物质分离。
这一步骤主要通过化学方法或机械方法来实现。
化学方法主要是采用化学药剂对纤维素原料进行处理，使其在特定条件下发生化学反应，使纤维素与非纤维素物质分离。
常用的化学药剂有氢氧化钠、硫酸等。
机械方法主要是通过物理力学的作用将纤维素原料进行分解。
常用的机械方法有磨浆、切割等。
2. 纤维分离纤维分离是将纤维素与非纤维素物质进行分离的过程。
在制浆工程中，常用的纤维分离方法有浆液分离、筛选和洗涤等。
浆液分离主要是通过物理力学的作用，将纤维素与非纤维素物质分离。
常用的浆液分离设备有离心机、压滤机等。
筛选是通过筛网将纤维素与非纤维素物质进行分离。
常用的筛选设备有振动筛、压力筛等。
洗涤是将纤维素原料中的杂质通过水洗的方式进行分离。
常用的洗涤设备有洗涤机、洗涤塔等。
二、制浆工程概述制浆工程是指将制浆原理应用于实际生产中的一系列工艺和设备。
它包括制浆设备的选择、制浆工艺的设计和操作流程的优化等。
1. 制浆设备的选择制浆设备的选择是制浆工程的关键环节之一。
根据纤维素原料的性质和生产要求，选择适合的制浆设备可以提高制浆效率和纸浆质量。
常用的制浆设备有磨浆机、切割机、洗涤机、筛选机等。
根据不同的原料和工艺要求，可以选择单一设备或者多种设备的组合。
2. 制浆工艺的设计制浆工艺的设计是制浆工程的核心任务之一。
根据纤维素原料的特性和生产要求，设计合理的制浆工艺可以提高纸浆的质量和产量。
制浆工艺的设计包括原料处理、分解、分离和洗涤等步骤的参数选择和操作条件的确定。
同时还需要考虑能耗、设备投资和生产成本等因素。
制浆原理与工程-纸浆的洗涤、筛选与净化(PPT96页)
物含量。
• （2） 测定步骤
• 用吸管吸取1～2ml稀黑液或精确称取1克浓
黑液于已恒重过的扁平的称量瓶中（瓶内在恒重
前先加5～10克通过40～60目筛石英砂和一个短
玻棒）和称重,将称量瓶置100－105℃恒温箱内
烘干4小时取出置于干燥器内。
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• 冷却30分钟称重后再烘1小时在称重至恒重为止。
• 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。
2022/3/23Leabharlann 8• （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
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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如果纸浆带有超过一定量的废液，给下一道 工序带来困难。
制浆基础知识
液的温度等。
当药液 PH 值<13 时，扩散速度纵向是横向的 10~40 倍，当 PH 值>13 时，由于药
液对纤维细胞壁的润胀作用，产生了许多“暂时毛孔”，因而使横向的毛细管的有效
截面积增大，从而使横向扩散速率接近于纵向（0.8：1）。
总的来说，毛细管浸透比扩散浸透快，这一点不管药液 PH 值的大小如何，都是
H2 SO3+ Mg(HSO3)2
H2 SO3+ NaHSO3 其中的H2 SO3部分以溶解的SO2状态存在。 二 常用术语的含义及有关计算
(一) 碱法蒸煮
1、 总碱
烧碱法：NaOH +Na2CO3 硫酸盐法：NaOH+Na2S+Na2CO3+Na2SO4+Na2SO3 2、 总可滴定碱
烧碱法：NaOH +Na2CO3 硫酸盐法：NaOH+Na2S+Na2CO3+Na2SO3 3、 活性碱
HSO3-+OHH2SO3+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，
能降低原木水分和树脂，但使用马尾松，由于夏天天气潮湿，温度高，地上储存的马尾 松容易腐烂及产生兰变。 1 堆垛方法 (ｌ) 层叠法
这种垛的通风良好，但实积系数小，仅 0.46~0.52，因此占地面积大，1~2 立方米木材/ 平方米面积。 (2）平列法
第二章化学制浆
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。
制浆原理与工程第2章第1节
例3：在例2中假设液比为1:5，木片干度为90%， NaOH 药 液 浓 度 为 200g/L ， Na2S 药 液 浓 度 为 50g/L，试计算每锅需加水量。 解：蒸煮总液量=1.5×5L=7.500L 木片中带的水量=1.5×10/90=0.167L Na2S药液体积=94.355g/50g/L=1.887L NaOH药液体积=290.323g/200g/L=1.452L 则，所需加水量=7.500-0.167-1.887-1.452 =3.994L
12 耗碱量Alkali consumption：蒸煮时实际消耗 的碱量。以活性碱对绝干原料质量百分数表示。 13 液比Liquor-to-wood ratio：蒸煮器内绝干原 料质量(kg或t)与蒸煮总液量体积(L或m3)之比。 例如：液比为1:3，即指1kg绝干原料需3L的蒸 煮总液量。 总液量包括：加入蒸煮锅的碱液（白液）量、 原料带来的水分、黑液或水(均以体积表示)。
2、亚硫酸盐法制浆的生产流程
（三）KP法和SP法制浆特点
KP法特点： （1）适用于各种植物纤维原料； （2）蒸煮时间较短，纸浆强度好，未漂针叶 木浆被称为牛皮浆 Kraft pulp，纸浆颜色深； （3）成熟、可靠的蒸煮废液回收技术，可从 一些木材中回收松节油和塔罗油等副产品。 SP法特点： （1）Klason木素含量相同时，纸浆得率比碱法 略高； （2）未漂浆白度高，不用漂白就能用于制造 多种纸张，且纸浆容易漂白； （3）蒸煮废液回收没有很好解决。
第二章 化学法制浆(CP: Chemical Pulping) 本章学习要求： 1、掌握制浆有关术语、蒸煮液的组成、性质和计算 2、掌握蒸煮过程的脱木素模型、传质机理、脱木素 反应、碳水化合物降解反应、脱木素动力学和计算 机控制方法 3、掌握蒸煮工艺流程、工艺条件、蒸煮助剂(特别 是AQ)的原理和应用工艺 4、掌握蒸煮新技术-RDH、DDS、Lo-solids cooking、 Compact cooking的过程、特点 5、掌握KP木、草浆的化学组成、物理特性、用途 6、熟悉蒸煮过程 7、了解蒸煮主要设备的结构
制浆造纸原理与工程大纲
《制浆造纸原理与工程》课程教学大纲Pulping and Papermaking Principles and Engineering1、开课学院资源科学与造纸工程学院2、学时：96学时；学分：6学分3、适用专业：轻化工程4、课程类别：专业领域课5、授课方式：理论6、课程的性质和任务：通过本课程的学习，使学生掌握制浆造纸过程的基本概念、基本理论及其主要工艺，纸浆的蒸煮、筛选、净化及漂白，纸与纸板的抄造等基本原理与现代工艺技术，通过本课程的学习，使学生对制浆造纸工艺技术有一个较全面、系统的认识。
7、课程内容与基本要求：本课程为轻化工程专业必修的专业课程，主要讲解整个制浆造纸过程的基本概念、基本原理与相关工艺技术，制浆造纸新技术、新工艺及其工程应用。
通过本课程的学习，使学生掌握制浆造纸相关的基本知识与理论，熟悉国内外制浆造纸科学与技术领域新理论、新工艺和新装备，为从事制浆造纸科学技术工作打下良好的基础。
课程的内容主要包括纤维特性与原料备料、化学法制浆、高得率制浆与废纸制浆、纸浆的筛选净化、纸浆的漂白、蒸煮液制备以及制浆废液的回收与利用；纸料的流体与湿部化学特性，磨（打）浆原理与技术，非纤维物质的添加与应用原理，造纸机的供浆与白水系统，纸与纸板抄造过程（纸料上网、纸页的成型与月兑水、纸页的压榨、干燥、纸页的压光、卷曲和完成、纸页的表面处理），纸与纸板的结构与特性等。
8、各章节主要内容及教学计划第一部分制浆原理与工程绪论1学时介绍制浆的基本概念和现代制浆的基本过程；制浆方法的分类和纸浆品种的名称；制浆技术的进展和发展趋势。
第一章备料4学时第一节原料的贮存、介绍原料贮存的目的：维持正常连续生产的需要；改进原料质量的需要二、介绍对原料场的基本要求：在防火与安全、排水、通风、照明、运输这五个方面应注意的问题三、介绍原木的贮存和木片的贮存：木材原料的特点；原木水上贮存与地面贮存两种方式的特点及要求；木片贮存在贮存场地和运输上的特点；外购木片贮存与原木贮存的比较四、介绍非木材原料的贮存：非木材原料的种类与特点；制浆造纸常用非木材原料的贮存方法；打包打捆与堆垛、蔗渣的湿法散堆第二节备料过程及其质量控制一、介绍原料的备料：原木备料的工序，各工序的作用及基本要求二、介绍非木材原料的备料：以稻麦草、芦苇芒杆、竹子、甘蔗渣原料为例，介绍其备料的基本工序，要求与特点；湿法备料与干法备料的比较第三节料片的输送和贮存介绍料片输送的不同方式与特点；料仓的作用、类型及要求。
制浆造纸原理与工程废纸制浆课件
• 纤维素的部分游离羟基形成氢键结合，非结晶结构转变为结晶结构， 产生不可逆的角质化，纤维变得挺硬，可塑性↓，吸水润胀↓，结合 强度↓
• 一旦角质化形成，纤维润胀程度降低的现象是不能恢复或不能完全 恢复。一般来说，打浆使纤维的润胀程度增加，保水值（WRV.— Water Retention Value ）↑，干燥使纤维的润胀程度↓
环氧丙烯酸脂 多元丙烯酸脂 氨基甲酸乙酯 聚酯丙烯酸酯
羟基聚酯
丁苯橡胶 聚醋酸乙烯 聚丙烯酸脂 聚乙烯醇缩丁醛 苯乙烯树脂
丁苯橡胶 聚醋酸乙烯
聚氯乙烯
脂肪酸 松香酸 脂肪酯
制浆造纸原理与工程废纸制浆
• 原生胶粘物（Primary Stickies）：指原来 就存在于废纸中的胶粘物。
• 再生胶粘物（二次胶粘物）（Secondary Stickies）：指在一定物理—化学条件下， 由熔融的颗粒重新凝聚而成的胶粘物
• 打浆工艺
一次纤维打浆越强烈，回用纤维抗张强度下降
越多；未经打浆化学浆，回用后抗张强度↑ • 压榨工艺
对化学浆，压榨影响回用纤维的润胀性 对机械浆，压榨对回用纤维润胀性影响甚微
• 干燥工艺
纤维一经干燥后，其胞腔塌陷，润胀程度↓，随着干 燥温度的提高和干燥程度的强烈，润胀↓↓
制浆造纸原理与工程废纸制浆
• 纸袋纸废纸和牛皮纸废纸
可回抄仿纸袋纸，再生条纹包装纸，也可掺入木浆作箱纸板挂面浆
• 混合废纸
①混合办公废纸 Mixed Office Waste——MOW ②一般混合废纸
制浆造纸原理与工程废纸制浆
三、废纸再生过程性质的变化
制浆原理与工程
制浆原理与工程制浆是指将原材料（如木材、废纸等）通过物理或化学处理，使其成为可用于造纸的纤维状物质的过程。
制浆的原理主要分为机械制浆和化学制浆两种。
机械制浆主要通过物理方法将原料进行细分和破碎，以达到分离纤维的目的。
机械制浆的工艺流程一般包括下面几个步骤：1. 初级制浆：将原料进行粗制，主要通过切割、破碎等机械力使原料分离成纤维束、纤维片或纤维束条。
2. 二次制浆：将初级制浆得到的纤维进一步进行加工，通过破碎和搅拌等操作，将纤维再次细分为更小的颗粒，以提高纤维分散度。
3. 高浓化：将二次制浆后的纤维与适量的水混合，形成较高浓度的纤维悬浮液。
这一步骤一般通过高浓化器（如盘式过滤器、压滤机等）实现。
4. 去杂质：在高浓化过程中，通过不同的筛选装置将悬浮液中的杂质去除，如石块、金属、玻璃片等。
5. 脱墨：对于废纸制浆过程中，常常需要进行脱墨处理，以去除墨污。
一般采用浮选、逆流洗涤、酸洗等方法实现。
化学制浆是通过化学反应改变纤维的结构和性质，以提高纤维利用率和纸张质量。
常见的化学制浆方法包括：1. 碱法制浆：采用氢氧化钠或氢氧化钾等碱性物质和木材进行反应，使木材中的木质素溶解，从而获得纤维素。
2. 硫酸法制浆：通过硫酸与木材中的木质素反应，将木质素转化为溶解于浆液中的化合物，从而获得纤维素。
3. 硫酸氢盐法制浆：类似于硫酸法，但使用的是硫酸氢盐。
4. 氯酸法制浆：通过氯酸与木材中的木质素反应，将木质素转化为溶解于浆液中的化合物，从而获得纤维素。
需要注意的是，制浆工艺中的每个步骤都需要严格控制操作参数，以确保纤维质量和产量的稳定。
此外，根据不同的原料和生产要求，制浆工艺也会有所差异。
制浆造纸原理与工程造纸第二章磨(打)浆华南理工大学
制浆造纸原理与工程
（八）伸长率和伸缩性
(Stretch Ratio)
伸长率是指纸页受到张力至断裂时， 伸长的百分率。而纸的伸缩性是指纸张浸 入水中或在不同湿度下尺寸的变化。 纸浆的上述指标均随打浆度的提高而上升。 曲线特征：
随打浆程度增加而上升。
制浆造纸原理与工程
纤维素极少，主要成分是木素。
初生壁（P, primary wall） 是细胞壁的外层，由微纤维组成，与胞
间层紧密相连，厚度为0.1—0.3 m，含有 较多的木素和半纤维素。
制浆造纸原理与工程
各层的组成
初生壁是一层多孔的薄膜，不吸 水、不容易润胀，微纤维在初生壁上 作不规则的网状排列，有碍次生壁与 外界接触及纤维的润胀和细纤维化， 故在打浆时需将此层打碎破除。
制浆造纸原理与工程
打浆作用的性质
打浆是物理变化，打浆作用对纸浆产 生的纤维结构和胶体性质的变化，都属于 物理变化，并不引起纤维的化学变化或产 生新的物质。
注意：打浆作用会使纤维表面暴露一 些新的基团，但这是纤维本身原有的，与 化学变化无关。
制浆造纸原理与工程
关于打浆——— “纸是在打浆机中打出来的”
后期下降。（与耐破度曲线相似）
制浆造纸原理与工程
(五)撕裂度 (Tearing Strength)
----纸页抗撕裂的能力。主要受纤维平均长 度的影响，其次是纤维结合力、纤维排列 方向、纤维强度和纤维交织情况等。
曲线特征： 初期上升很快，中期缓慢并达到最高点，
后期下降。（比耐折度下降要早）
制浆造纸原理与工程
制浆造纸原理与工程
各层的组成
次生壁中层（S2, secondary wall 2） 由许多细纤维的同心层组成，是纤维细
制浆工艺教材
第一章浆纸业工程说明1.1纸的重要性：在现代生活中纸与纸产品对每个人的重要性是显而易见的，还没有哪一种制品对人类活动的各个领域比她有更深远的地作用了。
纸和纸板，储存和传播信息的手段；实际上所有书写和印刷任务都是纸张承当的，它是应用最广泛的包装材料，而且是重要的建筑材料。
纸和纸产品的用途实际上是无限的，新的专用产品不断地开发。
与此同时，造纸工业也觉察到了来自其它方面（特别是塑料和电子媒体）对传统上由纸张占领的市场的入侵和挑战。
值得提出的是，由于新技术和新方法的不断扩大造纸工业会有更大的市场。
1.2纸、纸浆和纸板的定义：纸张传统上的定义是，纤维水悬浮液在一个细筛网上所形成的粘连状薄片。
除了大多数纸张含有非纤维性辅助（添加剂）外，目前纸产品一般与该定义是相符合的。
干成型方法只用于制造少数特种纸产品。
纸浆是抄纸的纤维原料。
纸浆纤维通常来源与植物，其它如动物，矿物或化学合成的纤维也可以用于特定场合。
用化学药品加工形成非纸张类产品的纸浆称为溶解浆。
纸和纸板之间的区别主要在于产品的厚度和定量，通常将所有超过0.3mm厚度的薄片归入纸板类；但也有不少例外使这样的区别有些模糊化。
1.3制浆造纸技术发展简史：古埃及人通过锤打和压合植物茎（芦苇状植物纸莎草）的薄片，制成世界上第一张书写用的材料，但它没有像真正抄纸那样完全的纤维解离作用。
早在公元100年，我们的祖先首先利用竹子和桑树纤维悬浮液进行了真正意义上的纸张抄造（公元105年，东汉蔡伦发明用破布，鱼网，废麻等原料造纸）。
随后我们的祖先将抄纸工艺发展成为一项高度熟练的技术。
在经历数个世纪后，造纸技术传入中东，稍后抵达欧洲，在欧洲，棉麻破布成了主要原料。
15世纪初，在西班牙，意大利，德国和法国有许多纸厂。
制浆造纸历史发展的若干重要里程碑见下表。
这些发明及其研制的模型机奠定了现代造纸工业的基础。
在20世纪这类早期的和相当原始的技术有了迅速的革新和改进，并开发出了诸如连续蒸煮，连续多段漂白，机内纸张涂布，双网成形等技术。
制浆原理与工程81885
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。
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第一节 概述
重点： 1、常用术语的含义 2、蒸煮过程的物料衡算 难点: 蒸煮过程的物料衡算
化学法制浆，是采用化学方法，尽可能多地脱 除植物纤维原料中木素（纤维间的粘合剂）， 使纤维分离，成为纸浆；同时要求纤维素溶出 最少；半纤维素根据需要而有相应的保留 ( 化 学浆尽可能保留，溶解浆尽可能溶出)。 一般化学浆脱木素 90% 以上，半纤维素溶出 约50%，纤维素溶出约 10%，少量组分大部 分溶出。纸浆得率40%-55%。 本章介绍蒸煮的术语、原理、工艺流程、工艺 参数、蒸煮过程和主要设备。
16 纸浆硬度：纸浆中残留木素和其他还原性物质 的相对量，或者说，间接地表示纸浆中木素含量。 测定方法较多，可用高锰酸钾、氯或次氯酸盐等作 为氧化剂来测定。用高锰酸钾作为氧化剂测定方法 最为普遍。根据测定条件不同，又可分为几种表示， 常用的有：卡伯值(Kappa number) 、高锰酸钾 值(P ermanganate number) 。 纸浆Kappa值(或高锰酸钾值 )与浆料中木素含量有 近似线性的关系，但不同种类浆料的关系不同，因 此不能用纸浆Kappa值(或高锰酸钾值 )来表示纸浆 中木素的绝对含量。
12 耗碱量Alkali consumption：蒸煮时实际消耗 的碱量。以活性碱对绝干原料质量百分数表示。 13 液比Liquor-to-wood ratio：蒸煮器内绝干原 料质量(kg或t)与蒸煮总液量体积(L或m3)之比。 例如：液比为1:3，即指1kg绝干原料需3L的蒸 煮总液量。 总液量包括：加入蒸煮锅的碱液（白液）量、 原料带来的水分、黑液或水(均以体积表示)。
2、KP法蒸煮液的组成和性质 1 ） 组 成 ： 主 要 成 分 NaOH+Na2S ， 还 有 少 量 Na2CO3 、 Na2SO4 、 Na2SO3 和 Na2S2O3 ，甚至还 可能有少量Na2Sn (多硫化钠)。 2）性质：除有NaOH的强碱性起作用外，Na2S 电离后的 S= 离子和水解后的产物 HS= 离子也起 着重要的作用。此外，Na2CO3和Na2SO4，甚至 Na2Sn ( 多硫化钠 ) 等成份也起一定的作用，所 以蒸煮液的性质比较复杂，而且受蒸煮液pH影 响很大。 不同 pH 时 Na2S 、 Na2CO3 、 Na2SO3 的电离与水 解后各组分的浓度关系见图2-3。
2、碱法蒸煮工艺流程
（二）亚硫酸盐法制浆(SP, sulfite pulping) 1、亚硫酸盐法制浆的分类 主要化学药剂是 SO2 及其相应盐基组成的酸 式盐或正盐水溶液，根据其 pH 值不同分为： ① 碱 性 亚 硫 酸 钠 法 (AS, alkaline sulfite pulping. Na2SO3、NaOH和Na2CO3)； ②中性亚硫酸钠法(NS, neutral sulfite pulping. Na2SO3和Na2CO3为主要蒸煮药品)； ③亚硫酸氢盐法(bisulfite pulping. 亚硫酸氢 盐和少量H2SO3)； ④酸性亚硫酸盐法(acid sulfite pulping. H2SO3和少量亚硫酸氢盐)。 前二种方法草类原料CP浆、木材原料SCP浆 和CMP浆；后二种方法CP浆。
pH=14时，硫化钠水 溶液以S2-离子为主； pH=13时，S2-离子和 HS-离子各半； pH=12时，以HS-离子 为主； pH＝10时几乎全部是 HS-离子； pH继续下降，HS-离 子浓度降低，而H2S浓 度增加。
3、SP法蒸煮液组成和性质 pH ＞ 10 ， SO32- 离子为主， ASP 法 (pH10-13.5) ，蒸煮液组成： Na2SO3、NaOH、Na2CO3； pH=7 左右， SO32- 离子和 HSO3离子各半， NSP 法，蒸煮液组 成：Na2SO3、Na2CO3； pH=4.5 左 右 ， HSO3- 离 子浓 度 到达最高点，亚硫酸氢盐法， 蒸煮液组成：亚硫酸氢盐为主， 少量亚硫酸； pH 值再下降， HSO3- 离子浓度 下降，而H2SO3浓度迅速增加， 酸性亚硫酸盐法，蒸煮液组成： 亚硫酸为主，少量亚硫酸氢盐。
第二章 化学法制浆(CP: Chemical Pulping) 本章学习要求： 1、掌握制浆有关术语、蒸煮液的组成、性质和计算 2、掌握蒸煮过程的脱木素模型、传质机理、脱木素 反应、碳水化合物降解反应、脱木素动力学和计算 机控制方法 3 、掌握蒸煮工艺流程、工艺条件、蒸煮助剂 ( 特别 是AQ)的原理和应用工艺 4、掌握蒸煮新技术-RDH、DDS、Lo-solids cooking、 Compact cooking的过程、特点 5、掌握KP木、草浆的化学组成、物理特性、用途 6、熟悉蒸煮过程 7、了解蒸煮主要设备的结构
7 蒸煮液Cooking liquor：蒸煮时所用的药液 8 黑液Black liquor：原料经碱法蒸煮以后，从纸 浆中分离出来的残液，其颜色为黑色，叫黑液。 酸法蒸煮得到的残液，其颜色为红色，称为红液。 9 绿液Green liquor：黑液在碱回收炉中燃烧后， 以熔融物状态流出，溶解于稀白液或水中的溶液。 因其中铁为Fe2+而呈绿色。 主 要 成 分 ： Na2CO3+Na2S ， 也 有 一 定 量 的 Na2SO4、Na2S03、Na2S2O3、NaOH、Na2Sn。 10 白液 White liquor：绿液用Ca(OH)2苛化所得 溶液，供蒸煮用的药液。 Na2CO3+Ca(OH)2=NaOH+CaCO3
2、亚硫酸盐法制浆的生产流程
（三）KP法和SP法制浆特点
KP法特点： （1）适用于各种植物纤维原料； （ 2 ）蒸煮时间较短，纸浆强度好，未漂针叶 木浆被称为牛皮浆 Kraft pulp，纸浆颜色深； （ 3 ）成熟、可靠的蒸煮废液回收技术，可从 一些木材中回收松节油和塔罗油等副产品。 SP法特点： （1）Klason木素含量相同时，纸浆得率比碱法 略高； （ 2 ）未漂浆白度高，不用漂白就能用于制造 多种纸张，且纸浆容易漂白； （3）蒸煮废液回收没有很好解决。
6 硫化度Sulfidity：在KP法蒸煮液中，Na2S的 量占活性碱含量的百分率： 硫化度(%)=Na2S×100/(NaOH+Na2S) 计算时，需先将 NaOH 和 Na2S 换算成 Na2O 或 NaOH相当的量。 例1：分析得到蒸煮液中NaOH、Na2S含量分别 为80g/L和20g/L，试计算该蒸煮液的硫化度。 解：硫化度 = (20×80/78)/[(20×80/78+80)] =20.4% 或者，硫化度 =(20×62/78)/[(20×62/78+80×62/80)] =20.4%
二、蒸煮液的组成和性质 1、Soda法蒸煮液的组成和性质 1 ）组成：主要成分 NaOH ，还有少量 Na2CO3 （绿液中未苛化的，以及由于 NaOH 吸收空气 中CO2而形成的）。 2 ）性质：主要是 NaOH 的强碱性质（ pH 接近 l4）。蒸煮时主要是NaOH起作用。
14 绝干原料和风干原料 绝干oven dry (bone dry) 原料：指不含 水分的原料。通常是指105℃烘干至恒重 时的重量。 风干air dry 原料：通常指在室内自然干 燥后的原料。没有注明时，一般是指原 料的水分为10%。
15 纸浆得率Pulp yield：分为粗浆得率和细浆得率。 原料蒸煮后所得绝干 ( 或风干 ) 粗浆质量对蒸煮用 绝干(或风干)原料质量百分比，称为粗浆得率 粗浆筛选后所得绝干 ( 或风干 ) 细浆质量对蒸煮用 绝于(或风干)原料质量百分比，称为细浆得率 例 4：在例3中假设蒸煮纸浆经洗净后，称得湿浆 重为3600g，再经筛浆后称湿浆重为3375g，又测 得粗、细湿浆的干度均为 20% ，试分别求粗浆得 率和细浆得率。 解：粗浆得率=3.600×20%/1.5=48% 细浆得率=3.375×20%/1.5=45%
11 用碱量Alkali charge：指蒸煮时活性碱用量(重 量)对绝干原料重量的百分比，要注明是以Na2O计， 或者以NaOH计。 例2：实验室蒸煮松木的用碱量20％(以Na2O计)， 硫化度 25 ％，装锅量 1.5kg( 绝干 ) ，试计算每锅的 NaOH和Na2S用量。 解：每锅活性碱量=1.5kg×20％=0.3kg 每 锅 Na2S 用 量 =0.3kg×25 ％ =75g( 以 Na2O 计 )= 75g×78/62=94.355gNa2S 每锅 NaOH 用量 =0.3kg×(1-25 ％ )=225g( 以 Na2O 计)=225g×80/62=290.323gNaOH
例3：在例2中假设液比为1:5，木片干度为90%， NaOH 药 液 浓 度 为 200g/L ， Na2S 药 液 浓 度 为 50g/L，试计算每锅需加水量。 解：蒸煮总液量=1.5×5L=7.500L 木片中带的水量=1.5×10/90=0.167L Na2S药液体积=94.355g/50g/L=1.887L NaOH药液体积=290.323g/200g/L=1.452L 则，所需加水量=7.500-0.167-1.887-1.452 =3.994L
蒸煮工艺计算示例 某厂以芦苇为原料，采用硫酸盐法蒸煮，设备为110m3立锅， 锅装锅量18t(绝干)，用碱量12%(Na2O计)，硫化度12%，液比 1:4.2 ，药液温度 80℃，求（ 1 ）装锅密度；（ 2 ）总碱量； (3)NaOH 、 Na2S 用量； (4) 总液量； (5) 如用 NaOH 浓度为 70g/l ， Na2S浓度为9g/L的白液应如何配碱?(设芦苇水份为20%) 解：装锅密度=装锅量/设备容积=18×1000/110=163.6（kg/m3） 总碱量=18×1000×l2%=2l60kg(Na2O计) Na2S=2160×12%=259.2kg(Na2O)=259.2×78/62=326kg(Na2S) NaOH=(2160-259.2)×80/62=2452.6kg(NaOH) 总液量=4.2×18=75.6 m3 白液体积=2452.6/70=35 m3 其中：Na2S=35×9=315kg 尚需补Na2S=326-315=11kg 已知芦苇水份为20%，则芦苇带来水量=18×20/80=4.5(m3) 需补液量=75.6-35-4.5=36.1(m3) 即在使用 35m3 的白液基础上，配碱时尚须补加 11kg Na2S 和 36.1 m3黑液。