高得率浆方法
高得率制浆复习
1.高得率浆：得率比普通化学浆高的各种纸浆的总称。
特点：得率高，不用或少用化学药品，原料利用率高，污染少，成本相应较低；由于木素损失少，成纸松厚度好，挺度好，不透明度高，快速吸墨性和压缩性好，这些都有利于提高其印刷性能。
2.高得率浆的种类：A.机械浆：单纯利用机械磨解作用将纤维原料制成纸浆的方法得率90%—98%（95%以上）B.化学机械浆：采用化学预处理和机械磨解处理的制浆得率85%—90%（85%以上）C.半化学浆：和化学机械浆法一样，均属两段制浆，但其化学处理比较温和，得率65%—84%3.发展半化学浆的目的：a.开辟制浆原料来源，充分利用其他制浆方法不宜使用或较少使用的某些阔叶木；b.降低生产成本，以制造得率相当高并能满足某些产品性能的制浆4.半化学浆的应用：用来生产新闻纸、包装纸和各种包装纸板；漂白后可制造书写纸、杂志纸、涂布原纸、防油纸等（浆强度差，纤维束多，纸外观和印刷适应性不好，漂白后易返黄，不宜抄造高级纸，产品用途受限）6.高得率制浆的发展方向和历程：SGW-RMP/TMP-CMP-CTMP-APMP;发展高得率制浆可完全合理的利用纤维原料，纸浆能满足某些产品（如新闻纸、多层纸板、生活用纸等）的性能要求，可降低生产成本，减少制浆废液的污染，对造纸工业的持续发展有重要意义，是未来制浆技术发展的方向之一。
7.磨木机磨浆原理：压力脉冲理论，根据这个理论，磨木过程中的纤维的离解分为三个阶段a.由于磨石对原木周期性的压力脉冲作用使木材加热，木素软化b.在剪切力的作用下离解纤维c.分离下来的纤维与纤维束进行复磨和精磨。
影响因素：a.原木的质量和材种；b.磨石的表面状态；c.磨木比压；d.磨石线速；e.磨木温度与浓度；f.磨木浸渍深度。
8.比磨碎时间ts：磨盘转动一个磨纹间距的时间比磨层厚度ds：在比磨碎时间内的进料速度9.盘磨机械浆原理：1.木片在磨区入口处被解离成较粗糙的碎块；2.在磨区中部，碎块被离解成纤维；3.在磨区外围，齿盘间对纤维进行精磨影响因素：a.材种与料片规格；b.磨浆浓度；c.预热温度和时间；d.磨浆时能耗与能量分配；e.磨盘间隙（发展浆强度--间隙小；离解纤维--纤细大）；f.磨盘特性。
第 三 章 机械法、化学机械法、半化学法制浆
制浆造纸原理与工程
（二）影响盘磨机磨浆的有关因素 1.材种与料片规格：木材种类、纤维形态、化学组成 材种与料片规格：木材种类、纤维形态、 材种与料片规格 有关研究结果表明（ 有关研究结果表明（见 P117-118 表3-8），用密度小、生 ） 用密度小、 长快、秋材含量高、抽出物含量低的木材， 长快、秋材含量高、抽出物含量低的木材，可生产出强度较高 的盘磨机械浆。 的盘磨机械浆。 2.磨浆浓度： 磨浆浓度： 磨浆浓度 是重要的影响因素，一般控制在20％ 是重要的影响因素，一般控制在 ％～30％范围。 ％范围。 段磨浆 25％左右，第二段磨浆 20％左右 ％左右， ％左右. 第一
制浆造纸原理与工程
CTMP生产系统 制浆造纸原理与工程
6. APMP (Alkaline Peroxide Mechanical Pulp) 碱性过氧化氢化学机械浆 流程： 流程： 洗后木片 常压预汽蒸 一段螺旋压榨、 一段螺旋压榨、预浸 常压预蒸仓 消潜 常压预蒸仓
二段螺旋压榨、 二段螺旋压榨、预浸 洗涤脱水
盘磨机械浆
TMP (Thermo-Mechanical Pulp) 预热盘磨机械浆 CMP (Chemi-Mechanical Pulp) 化学盘磨机械浆 化学预热机械浆
CTMP (Chemi-Thermo-Mechanical Pulp) APMP (Alkaline Peroxide Mechanical Pulp) 碱性过氧化氢化学机械浆
制浆造纸原理与工程
脱水机
盘磨机
（二段盘磨机） 二段盘磨机）
筛选
木片磨木机示意图 制浆造纸原理与工程
3．TMP (Thermo-Mechanical Pulp) 预热盘磨机械浆 得率：90~ 95% 得率： 基本流程： 基本流程： 洗后木片 TMP特点： TMP特点： 特点
国外杨木高得率浆生产简介
中图分类号：ＴＳ７４３
文献标识码：Ｃ
文章编号：１００１－ ６３０９（２００５）０６－ ００７９－ ０５
杨树品种繁多，在我国大部分省区都可找到适 于种植而又速生的品种。以杨树为原料，采用化学 品预浸，然后用盘磨来磨浆的一整套化学机械浆的 设备和工艺，因为造价低，浆的得率高，成浆性能适 于配抄很多纸种和纸板，因而受到纸业重视，都认 为适合我国造纸工业发展快，浆和林木资源不足， 资金又很有限的实际国情。本文主要介绍最近国外 商品化机浆的生产和工艺技术、市场发展和产品销 售及配用情况，供林纸一体化工程建设参考。
这些厂采用的工艺以传统的ＣＴＭＰ法为主，有３ 家采用ＡＰＰ／ＡＰＭＰ法。它们不同之处，一般在预浸用 的化学品和流程，前者用碱性亚硫酸盐，仅含少量 氢氧化钠，一般只用一段预浸器。进磨前设预热器 帮助软化木片。而ＡＰＰ即ＡＰＭＰ（由二家公司分别同 时开发）用过氧化氢加氢氧化钠，即预浸与漂白结 合一起，常设２￣３段预浸器，每段都含强有力的挤压 撕裂设备，不仅软化木片，还将木片撕裂成很多连
光泽或轻度超压的纸。用略为松厚的纸浆可以生产 定量略低而质量相似的纸，对印刷者和消费者都有 利。特别在使用新压光设备如Ｏｐｔｉｌｏａｄ，Ｊａｎｕｓ等多辊 软压光机时，配合新的涂布配方，可以在保持原来 松厚度、挺度和不透明度的同时，仍旧得到高的光 泽和印刷特性，有利于开发新产品。
（２）复印和胶版印刷纸。它已经使用多年，标准 的加入率为５％～２０％，公司每年有２０万ｔ高松厚度的 漂白杨木高得率浆用于复印／胶印／未涂布的喷墨印 刷纸。过去使用杨木高得率浆，主要是为了降低成 本，那时的游离度和打浆后的漂白硫酸盐木浆接 近，它的松厚度为 １．７￣１．９ｍＬ／ ｇ，而在近３年，更多复 印纸生产厂改用了松厚度为２．０￣２．５ｍＬ／ ｇ的浆料。这 种变化的主要原因，是复印纸增加了填料和回用 浆，降低了它的松厚度和挺度，而复印速度的加快， 却要求它有更高的挺度。事实上在新式纸机上配用 高 松 厚 度 浆 料 ，不 会 影 响 运 行 性 能 ，在 含 １５％ 杨 木 高得率浆的小裁复印纸中，强度远不如挺度、松厚 度和印刷性能重要。当然这种浆对带表面施胶老式 纸机，并不合适。在喷墨印刷中，也要注意墨迹羽化 和吸油作用。
酸碱法制浆简介
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。
高得率制浆化学原理与发展
万方数据
２０１０年第３期 备。
《黑龙江造纸》 下降较多。其原因是因为这一段预浸渍液Ｎａ（）Ｈ
无论国外或者国内的ＣＴＭＰ都可以部分或全 部代替化学浆。现在，除了用来生产新闻纸外，还用 来生产绒毛浆、胶印纸、低定量涂布纸和涂布原纸、 纸板等。总之，ＣＴＭＰ应用范围正在不断地扩大 着。
２．４ ２．４．１
１．３
生产过程清洁、纸品卫生无毒、废水易于处理 化学机械浆生产过程中无大气污染，废水量少，
化机浆的特点［１］ 传统机械法制浆（如ＳＧＷＰ、ＰＧＷ等）尽管制
污染负荷低，易于生化处理，漂白过程以双氧水为漂 剂。不产生毒性物质，纸浆清洁无残毒，适合于食品 包装。解决当前的白色污染问题，化学机械浆将成 为最佳替代材料。 １．４投资少 同样规模工厂，化学机械浆制浆生产线投资仅 为化学浆厂的一半，而且生产线结构紧凑，工序简 洁，易于实现连续化生产。近年来发展起来的 ＡＰＭＰ制浆技术大大降低了化机浆电能消耗，可比 常规节能３０％～５０％，综合能耗（热能、电能）下降 显著，因此生产成本低，被誉为“２１世纪主流制浆技 术”，在国内外得到了迅猛发展。我国先后有岳阳、 鸭绿江、宜宾等厂已建成或正在上马该种生产线。 １．５规模灵活 化学机械浆工艺不存在化学制浆的黑液问题， 而且原料适应性广，生产效率高，成本低，因此经济 规模十分灵活，没有化学法制浆必须要考虑的规模 经济问题。
面，Ｐ—ＲＣ ＡＰＭＰ工艺中的一段磨浆后有一个高浓
ＡＰＭＰ制浆最大的优点就是将制浆和漂白合 二为一，制浆的同时完成漂白过程。制浆和漂白是 通过碱性过氧化氢溶液来完成。碱性过氧化氢浸渍 在一定程度上与过氧化氢漂白相似，但是并不完全 等同，在ＡＰＭＰ制浆过程中，碱性过氧化氢浸渍实 际上包括两个作用，其一是用碱润胀纤维，提高成浆 强度；其二是用过氧化氢漂白木片，提高成浆白度。 为了达到一定的成浆强度，浸渍时的氢氧化钠量一 般比较高。单段碱性过氧化氢浸渍用碱量高达 ５．５％，而在纸浆过氧化氢漂白时用碱量一般为１％ ～２％［６。。 华南理工大学对桉木在ＡＰＭＰ制浆过程中进 行了各阶段得率、白度、木素、聚戊糖和苯醇抽出物 溶出规律及木素结构变化的研究，结果表明［２］： ＡＰＭＰ制浆过程中，第一段预浸渍结束时得率
高得率制浆
第三节 化学机械浆和半化学浆
制 浆 原 理 与 工 程
1.2 CTMP化学处理的影响因素 化学处理的影响因素 ♦ 原料状况 ♦ 化学的温度与时间
概述
制 浆 原 理 与 工 程
CTMP 化学预热机械浆 APMP 碱性过氧化氢化学机械浆
♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦
TMCP：热磨机械化学浆 SCMP：磺化化学机械浆 BMP：生物机械浆 SCP：半化学浆 NSSC：中性亚硫酸盐法半化学浆 ASSC：碱性亚硫酸钠法半化学浆
第一节 磨石磨木浆（SGW)
制 浆 原 理 与 工 程
概述
制 浆 原 理 与 工 程
高得率制浆常用术语
♦ SGW (Stone Ground Wood) ： 磨石磨木浆 ♦ PGW (Pressurized Ground Wood) ：压力磨石磨木浆 ♦ TGW (high Temperature Ground Wood) ：高温磨石磨木 浆 ♦ RMP (Refiner Mechanical Pulp) ：盘磨机械浆 ♦ TMP (Thermo-Mechanical Pulp) ：预热盘磨机械浆 ♦ CMP (Chemi-Mechanical Pulp) ：化学盘磨机械浆
第三节 化学机械浆和半化学浆
制 浆 原 理 与 工 程
1.化学预热机械浆(CTMP) 1.化学预热机械浆(CTMP) 化学预热机械浆 CTMP是在TMP的基础上发展起来的 是在TMP的基础上发展起来的， TMP生产系统 CTMP是在TMP的基础上发展起来的，在TMP生产系统 中增加化学预处理。 中增加化学预处理。 CTMP基本工艺流程 1.1 CTMP基本工艺流程 常压汽蒸→化学浸渍→预热→压力磨浆→未漂CTMP 常压汽蒸→化学浸渍→预热→压力磨浆→未漂CTMP 化学处理的目的：1.提高得率 满足某种产品性能。 提高得率， 化学处理的目的：1.提高得率，满足某种产品性能。 2.开辟新原料 降低生产成本。 开辟新原料， 2.开辟新原料，降低生产成本。 3.软化纤维 提高强度。 软化纤维， 3.软化纤维，提高强度。 化学处理得主要任务就是实现纤维的软化 实现纤维的软化。 化学处理得主要任务就是实现纤维的软化。
《高得率制浆》课件
02 高得率制浆的技术发展
技术发展历程
01
02
03
传统机械制浆
利用机械方法将植物纤维 原料破碎成浆，但得率较 低。
化学制浆
通过化学方法分离植物纤 维原料，得率较高，但环 境污染较大。
高得率制浆
结合机械和化学方法，提 高得率，减少环境污染， 是当前主流技术。
当前主流技术
酶制浆
利用酶分解植物纤维原料 ，具有较高的得率和较少 的污染。
详细描述
高得率制浆是一种先进的制浆技术，它通过特殊的工艺和设备，最大限度地提取纤维材料中的有用成分，以获得 较高得率的浆料。相比传统的制浆技术，高得率制浆能够提高纤维的利用率，减少废液和废渣的产生，具有更高 的经济效益和环保价值。
高得率制浆的原理
总结词
高得率制浆的原理是通过选择性的化学和机械处理，使纤维材料中的有用成分得以最大 限度地提取和保留。
破碎与磨浆
破碎
将切割好的原料放入破碎机中进 行破碎，使原料变成细小的颗粒 。
磨浆
将破碎后的原料放入磨浆机中进 行研磨，使原料进一步细化，达 到所需的细度和纤维长度。
筛选与净化
筛选
通过筛选设备去除破碎和磨浆过程中 产生的杂质和粗大颗粒，保证浆液的 纯净度。
净化
采用净化设备去除浆液中的细小杂质 、纤维束和气泡等，提高浆液的质量 和稳定性。
制浆过程自动控制技术
03
利用自动化技术实现制浆过程的自动控制，提高制浆质量和降
低人工成本。
03 高得率制浆的工艺流程
原料准备
原料选择
选择新鲜、无病虫害、无腐烂的 原料，以保证制浆的质量和产量
。
原料清洗
将原料进行清洗，去除泥沙、杂质 和农药残留等，以保证后续工艺的 顺利进行。
《高得率制浆概述》课件
结论
1 未来的发展趋势
高得率制浆是未来纸浆制备的发展方向，将继续得到广泛应用。
2 关注高得率制浆
我们应该关注高得率制浆的技术进展和应用，为环保纸张生产做出贡献。
参考文献
李华.高得率制浆概论[J].纸业科技,2019,40(06):3438.
陈小青.高得率制浆工艺流程介绍[J].造 纸,2020(10):106-107.
合理控制工艺参数，如温度、浓度等，可以优 化制浆效果。
设备的选择
选择高效、稳定的制浆设备可以提高纸浆产量 和质量。
人员的技能水平
操作人员的技术和经验对高得率制浆的影响非 常重要。
高得率制浆的应用
造纸工业中的应用
高得率制浆被广泛应用于造纸工业，提高生产效率 和产品质量。
市场前景
随着对环境友好产品需求的增加，高得率制浆在市 场上有很大的前景。
高得率制浆的优势
1 增加产量
通过优化工艺，高得率制浆可以显著提高纸浆的产量，降低生产成本。
2 节约资源
相比传统制浆方法，高得率制浆可以节约大量的水、木材和能源资源。
3 减少环境影响
高得率制浆能够减少废水排放和二氧化碳排放，对环境影响更小。
高得率制浆工艺
1
浆料预处理
通过煮炼和预处理，提高纸浆的可加工
粗纤维筛选
2
性和品质。
去除杂质和低质量浆
利用高效碎浆技术，将纸浆纤维细化，
洁净筛选
4
提高纸浆的可加工性。
进一步去除杂质和残留纤维，提纯纸浆。
5
纤维收集
收集、清洗和储存纸浆，为后续生产流 程做准备。
制约高得率制浆的因素
原料的选择
原料的质量和成分对高得率制浆的影响很大。
一种高得率本色木浆生产方法[发明专利]
![一种高得率本色木浆生产方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/b715c9967fd5360cbb1adb99.png)
专利名称：一种高得率本色木浆生产方法专利类型：发明专利
发明人：靳福明,夏春雨,沙克菊
申请号：CN201410225350.8
申请日：20140526
公开号：CN104032607A
公开日：
20140910
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种高得率本色木浆生产方法，包括：以木材为原料，采用硫酸盐法蒸煮工艺蒸煮后获得未漂浆；用碱量15～18％，硫化度26～30％，蒸煮温度为140～155℃，该未漂浆卡伯值40～80；将该未漂浆浆进行氧脱木素处理，脱除40～60％木素，得到氧脱浆；用碱量1～4％，初始氧压0.2～0.8MPa，温度为100℃以下，该氧脱浆卡伯值为20～35。
本发明在温和的反应条件下，降低了蒸煮化学药品用量，原料成浆后，白度较低，卡伯值较高，但碳水化合物的损伤小；再通过氧脱木素处理，除去40～60％的木素，获得了优于传统制浆工艺生产的本色浆，提高了制浆得率，增大了车间水封闭循环的可能性，大大降低了生产成本。
申请人：中国中轻国际工程有限公司
地址：100026 北京市朝阳区白家庄东里42号
国籍：CN
代理机构：北京北新智诚知识产权代理有限公司
代理人：郭佩兰
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03制浆原理课件-第3章高得率浆
Smit提出的“纤维层”理论： 磨浆时不是刀齿表面参与磨浆，主要是工 作齿刃起到磨浆作用。齿刃在经过浆料时，在 齿刃挂有纤维浆层（3%浓缩到12%左右），两相 对运动的纤维网络相互作用起到磨解作用。
定盘 A挂层
定盘
定盘
定盘
B挤压
C拉开
D分离
精磨区
粗磨区
破碎区
高得率浆存在的问题及发展趋势
由于高得率浆具有得率高、成本低、污染负荷总量小等 特点，符合现代制浆的要求，必将成为现代制浆的主流浆种之 一而得到长足的发展。 至于高得率浆所固有的 强度低、白度低、废液难于回收 等 问题，必将并且正在随着现代工业技术的发展得到根本性的解 决。就像当年具有良好强度的 KP法浆难于漂白进而发展出多段 漂技术、废液难于回收进而发展出碱回收技术一样。
化学软化
⑴化学软化的方式： 溶出木素——使纤维间结合强度下降——化学浆的思路 纤维润胀——通过在木素、半纤维素等高分子化合物的无定型区引入水分 子，使纤维原料体积膨大，靠内部应力的作用，使纤维间结构松弛，弹性 增加，剪切模量下降。 ⑵化学软化的途径： A、碱性条件下，半纤维素脱乙酰基生成乙酸盐溶出，在结构上形成羟 基，增加亲水性。（针叶材1~2% 阔叶材3~4%） B、半纤维素伴生物易被碱溶出形成孔隙 C、木素酚羟基呈弱酸性，碱性条件下呈阴离子性，有利于吸水 D、引入磺酸基，有更大的亲水性 注意：a、碱处理应以纤维形成小孔隙为止，不应过多溶出 b、磺化应停留在固态磺酸化阶段（磺化度小于2.2%），不应溶出 (3)化学软化的特点：永久软化
R
BC
D
按此理论，齿刃越多， 磨浆效果越好。齿刃数量决 定磨浆效果。
X
磨石磨木浆
2、压力磨石磨木浆(PGW)
浆流分离器 压力脱水机 压力磨木机碎解机
采用封闭磨木机料箱而加上压缩空气的方法进行磨浆； 纸浆强度增加，成纸表面性能好。
3、高温磨石磨木浆(TGW)
PGW需要压力设备，投资高，不适于现有磨木机
的改造。
提高磨浆温度，制造出质量介于SGW和PGW之间的
2、磨木机的磨石 (grounding stone)
（1）对磨石的要求：承受高速、高负荷、温度变化；
（2）磨石组成和分类
组成：磨粒、粘结剂；
分类：天然磨石和人造磨石。
天然磨石：石英砂80-85%和粘土15-20%，软，已淘汰。
水泥磨石：石英砂粒和水泥配料而成，较少使用。
陶瓷磨石：磨料粒子金刚沙SiC或刚玉（Al2O3),粘结剂是 粘土、长石和石英粉等混合料。18000元/个。
2、磨木浆磨浆原理
（1）受热软化阶段
磨木机的动能→摩擦能、振动能→使木材塑化的 热能→使木材温度升高，胞间层木素软化；
绝干/℃
含水（30～40％）/ ℃
木素 纤维素 半纤维素
134~235 231~258 167~217
90~100 对软化温度影响不大 85
（2）纤维解离阶段
（3）纤维的精磨、 复磨阶段
2、纸浆种类与得率的对照
纸浆种类
化学浆 KP
CP
SP
高得率化学浆 HYCP
得率
40% ~50% 50% ~65%
半化学浆（ SCP ）
NSSC SP KP MP 化学机械浆
CMP ：SCMP APMP
CTMP BCMP BMP EMP 机械浆 SGW RMP TMP
65% ~85% 高
造纸概论3 高得率制浆,.洗涤,筛选净化漂白2(lesson
——HYSP—(High Yield Sulfite Pulp)高得率 亚硫酸盐浆 ——HYKP—(High Yield Kraft Pulp)高得率硫 酸盐浆 ——CTMP—(Chemical Thermo Mechanical Pulp)化学预热机械浆， ——APMP—(Alkaline Peroxide Mechanical Pulp)碱性过氧化耗低，药液浓度高，一般
在保证均匀渗透的前提下，使用较低的液比， 一般为1.5:1~4:1. 4.药品用量 直接影响蒸煮的程度和得率,增加药品用量, 会降低得率,但能增加强度,因此考虑到原料情 况及浆的质量要求.
5.温度
增加温度能增加反应速度,升高10º C的温度系
——NSSC(Neutral Sulfite Semichemical Pulp)中性亚硫酸盐半化学浆。指木片经 过中性亚硫酸盐药液在70℃~90 ℃下经 过一定时间的蒸煮后，用盘磨机磨解成 浆，得率65~80%。
——KSC(Kraft Semichemical Pulp)硫酸盐
半化学浆。指木片经过NaOH+Na2S药液蒸 煮后，用盘磨机磨解成浆，蒸煮用碱量较KP 法低，得率较KP法高
TMP有如下特点： (1)长纤维组分含量高。纤维束含量少； (2)各项强度比普通木片磨木浆高，特别是
撕裂度更高； (3)虽然经过预热，但白度降低少。
TMP具有其他磨木浆的优点，而且
有其本身的特点, 当它成为各种纸张 的一个组分时, 可以大大减少或不需 用化学木浆,并为扩大使用阔叶木创 造条件,因而具有广阔的前景。
制半化浆有困难,因此,针叶木不宜.阔叶木较 好.阔叶木中比重小的易于渗透,最适于NSSC 浆如桦木、白杨等，而山毛榉稍差，栎木最 差。 2.药液的组成：大多使用Na2SO3 , 使用（NH4）2SO3蒸煮，蒸煮速度变快，但 浆的颜色暗、强度差。
高得率制浆过程如何实现碳减排及工程化运行案例
高得率制浆过程如何实现碳减排及工程化运行案例⊙ 房桂干2020年9月22日，在第七十五届联合国大会上，习近平主席正式提出中国“碳达峰、碳中和”目标愿景，将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。
这体现了我国构建人类命运共同体的责任担当，不仅影响我国绿色经济复苏和高质量发展、引领全球经济技术变革的方向，而且对保护地球生态和应对气候变化的国际合作具有重要意义。
制浆造纸工业的属性和特征：重要的基础原材料产业、传承人类文化和文明的重要载体、社会经济发展的重要标志、技术密集型企业、上下游产业链较长、服务于经济社会发展多领域、绿色循环发展潜力巨大。
1 中国化学机械法制浆现状1.1产能和发展趋势（表1）1.2化学机械法制浆主要能量消耗情况和CO 2e当量以漂白化机浆为例，如表2所示。
2 存在的主要问题分析（1）“积极拓展新纤维资源，缓解原料供需矛盾”战略。
表1 中国化机浆产能（不完全统计）29+1443+2467～20182019～2022小计2023～2025总计477.3529.651006.956001606.95房桂干先生，博士，二级研究员，博士生导师；国家重点研发计划首席专家、国家科技奖励评审专家、国际木材科学院院士（F ello w,I A W S）、国际杰出机械浆科学家协会会士（Fello w，E RG S ）、法国波尔多第一大学外聘教授、南京林业大学与陕西科技大学外聘教授；联合国教科文组织B i o－D e v研究生培养网络指导教授、中国造纸学会常务理事、江苏省造纸学会副理事长。
国家林业局百千万人才工程省部级人选，江苏省333人才工程学科带头人。
现任中国林科院首席专家，林产化学工业研究所副所长等职。
在高得率清洁制浆生产技术、废水高效处理工程技术研发领域取得了多项具有自主知识产权的关键技术成果，并实现了产业化。
先后主持建成全国产业化装备和技术的化机浆生产线多条，实现了我国化机浆清洁生产成套技术和装备的首次出口，相关成果成功应用到了几十家企业进口生产线的建设和技术改造项目，为我国清洁制浆和装备的技术进步做出了突出贡献。
机械法化学机械法半化学法制浆高得率法制浆
盘磨机械浆
TMP (Thermo-Mechanical Pulp) 预热盘磨机械浆
CMP (Chemi-Mechanical Pulp) 化学盘磨机械浆 化学预热机械浆
CTMP (Chemi-Thermo-Mechanical Pulp) APMP (Alkaline Peroxide Mechanical Pulp) 碱性过氧化氢化学机械浆
制浆造纸原理与工程
(三) 磨木机磨浆原理 1．磨石：分为天然磨石与人造磨石两类，人造磨石又分为水泥磨 石与陶瓷磨石两种。人造磨石由磨料粒子与粘胶剂组成，磨石粒 子的形状与粒度、磨石的气孔率和硬度决定磨石的性能，影响生 产能力和纸浆质量（P104：图3-6、表3-2） 2．磨木过程的三个阶段： （1） 由磨擦及压力脉冲产生的能量（摩擦能与振动能）被木 材吸收后，转化为热能，使木材温度升高，胞间层木素软化； （2） 经软化的纤维在摩擦力及剪切力的作用下由木材表面剥 离下来；
制浆造纸原理与工程
4. 磨石线速：线速增加，产量和动力消耗增加，但一定范围内 单位动力消耗有所降低。一定压力下提高线速可提高磨碎区温度， 磨出纤维细长而较柔韧。由于线速受磨石机械强度限制，现代磨 木机多采用大直径磨石来提高线速。
5. 磨木温度与浆浓：由于磨碎区温度不易测量，生产中往往测 定浆坑温度。
第 三 章 机械法、化学机械法、半化学法制浆 （高得率法制浆）
一、发展高得率法制浆的意义：
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 制浆得率：一般化学法制浆不超过50%，得率在50%以上， 65%以下的化学浆称为“高得率化学浆” 高得率法制浆可统指：制备高得率化学浆、机械浆、 化学机械浆、半化学浆等方法
《高得率制浆概述》课件
环保解决方案与技术
废水处理技术
固体废弃物处理技术
采用生物处理、物理化学处理等方法 对废水进行处理，降低废水中的有机 物含量，使其达到排放标准。
采用填埋、焚烧、堆肥等方法对固体 废弃物进行处理，减少其对环境的影 响。
废气处理技术
采用活性炭吸附、催化燃烧等方法对 废气进行处理，降低废气中的有害气 体含量，使其达到排放标准。
包装
将干燥后的纸张或纸板进行包装，便 于储存和运输。
04
高得率制浆的环保问题与解 决方案
制浆过程中的环境污染问题
废水排放
高得率制浆过程中会产生大量废 水，其中含有木质素、纤维素等 有机物，若未经处理直接排放，
会对水体造成严重污染。
废气排放
制浆过程中产生的废气中含有甲醇 、乙酸等有害气体，若未经处理直 接排放，会对大气环境造成污染。
05
高得率制浆的市场前景与发 展趋势
高得率制浆的市场前景与发展趋势
01
02
03
• 高得率制浆，又称为高浓制浆或者高得浆，是一种先进的制浆技术。它通过高效地利用植物纤维 原料，降低制浆过程中的能耗和废弃物排放，从而实现了制浆的高得率和低成本。
06
高得率制浆的案例分析与实 践
高得率制浆的案例分析与实践
与传统机械制浆相比，高得率制浆能 够减少对原材料的破坏，提高纤维的 利用率，降低能耗和减少废水的排放 。
高得率制浆的重要性
1 2
3
环境保护
高得率制浆能够减少对原材料的破坏，降低能耗和减少废水 排放，有利于环境保护。
资源节约
高得率制浆能够提高纤维的利用率，节约原材料资源，降低 生产成本。
产品质量
高得率制浆能够保留原材料中更多的纤维，所得浆料质量更 加稳定，有利于提高产品质量。
影响高得率纸浆返黄的几种因素
影响高得率纸浆返黄的几种因素高得率纸浆(high-yield pulps）是指得率比普通化学浆为高的各种纸浆的总称，是和低得率的化学浆相比较而言的。
它包括从得率在50％~65％的高得率化学浆到泛指得率在65％以上的半化学浆SCP、磨石磨木浆SGW、木片磨木浆IMP、化学机械浆CMP、热磨机械浆TMP，以及近年来发展起来的化学热磨机械浆CTMP、碱性过氧化氢机械浆APMP和生物机械浆Bio-MP 等所有造纸用浆。
由于造纸工业面临世界性原料短缺和环境污染等问题，因此高得率浆受到越来越高的重视并得到了快速的发展。
随着机械法制浆技术和漂白技术的进步，已经有了生产超高得率浆的方法，并且能使其TAPPI白度超过80%。
在这样的白度水平上，把机械浆用于生产高价值纸张是非常有潜力的，比如生产商业表格用纸、复印用纸以及书写纸。
然而，这种高得率纸浆的漂白属于保留木质素式漂白，即在不脱除木质素的条件下，改变或破坏纸浆中属于醌式结构、酚类、金属螯合物、羰基或碳碳双键等结构的发色基团，减少其吸光性，增加纸浆反射能力的一种漂白，漂后浆仍然属于高木质素含量纸浆，浆中大量木素和部分抽提物的潜在发色基团和助色基团在外界因素，比如光照、高温、潮湿、酸碱环境以及金属离子等作用下重新生成发色基团，使纸浆白度迅速下降，造成返黄或返色现象。
这种快速返黄的缺点把其应用限制在了生产短寿命、低价值如新闻纸、广告插页等纸产品上。
不同的原料、制浆方法和漂白工艺所制得的纸浆白度稳定性差异较大，不同的外界影响因素对高得率纸浆的返黄影响程度亦不同。
本文综述了纸浆返黄过程中的各种影响因素以及目前的相关研究进展。
1 纸浆原料和制浆方法的影响研究指出，由于物种、原料的化学成分不同，相同制浆方法下制备的浆料白度稳定性存在较大差异，即使同一种物种不同部位制得的浆料，测得其返色值也不同。
Lee.j, Balatinez.J等人对加拿大东部的雪松、冷杉、云杉、白桦、白杨等八种树材的磨石磨木浆和盘磨机械浆进行白度稳定性研究，结论指出：在加速热返黄的情况下，纸浆的原料成分对白度有重要影响。
桉木化机浆介绍
1－3 常用制浆方法的典型工艺（ 1） 木木片
蒸汽 蒸煮锅 蒸煮液 碱回收车间 热水 洗浆机 黑液
筛选除杂
漂白化学药品
三段漂白
成浆
3－4 国内桉木化机浆在建项目
广西南宁金浪纸业是目前国内唯一一家在建的桉 木化机浆生产线，该项目由南宁市国资委、振宁 公司等单位共同投资建设 该项目生产工艺为PRC，一期生产能力5万吨，最 终目标达到10万吨规模，一期工程投资额约1.76 亿元，与之配套的是6万吨/年轻型纸及南宁美时 公司5.1万吨/年白卡纸项目 项目建设期约15个月，2006年9月开始，计划2007 年12月投入运行，由于部分设备没能及时到货耽 误工期，目前项目处于最后的安装期间，预计2－ 3月内可以正式开机
谢谢大家！
3－2 我国化机浆发展状况（1）
国内化机浆项目的基本情况
公司名称 岳阳纸业 广纸股份 金城股份 宜宾纸业 鸭绿江造纸厂 保山造纸厂 齐齐哈尔造纸厂 吉林造纸厂 高塘造纸厂 晨鸣纸业 湖南岳阳纸业 博汇纸业 始建时 产能（万 间 吨/年） 1995 2.7 1995 5 1997 4.8 1997 7.2 1997 4.5 1998 2.7 1999 7.2 2001 9 2003 5.5 2003 6.5 2003 12 2004 24 生产工 艺 杨木 APMP 马尾松 BCTMP 杨木 APMP 松木/杨木 APMP 杨木 APMP 桉木 APMP 杨木 APMP 杨木 APMP 杨木 PRC 杨木 PRC 意大利杨 PRC 杨木 BCTMP 原料 化机浆用途 新闻纸 新闻纸 双胶纸 书写纸 新闻纸 新闻纸 新闻纸 新闻纸
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2.机械法制浆的发展
年代 1852 机械浆 SGW 原 白松、杨 料 产 新闻纸 品 得率 （%） 95
1962
1975 1978 1990
RMP、TMP
CMP、SCMP CTMP、 BCTMP APMP
枝桠材、木片
松,杉,杨,桉,桦,非木 松,杉,杨,桉,桦,非木 松,杉,杨,桉,桦,非木
纸板、瓦楞原纸
2．APMP制浆机理
⑴ 第一段预浸， NaOH 含量较高，木素和苯醇抽 出物溶出多，白度下降； ⑵ 第二段预浸， H2O2含量较高，H2O2氧化木素共 轭羰基，白度大幅度上升； ⑶ 带药磨浆，聚戊糖大幅溶出，白度仍增长较 快； ⑷ NaOH使木素小分子，愈创木基型及苯醇抽出 物溶出；碱性H2O2改变木素的结构使共轭羰基 下降，白度上升，但邻醌结构增多，所以白度 提高有限。
⑴预汽蒸的作用：软化纤维胞间层木素， 使磨浆时，纤维的分离发生在胞间层与 初生壁之间，从而获得完整的纤维。 ⑵适宜的温度和时间： 1 2 0 ～ 1 3 5 ℃ 、 9 8 ～ 294KPa、1～2min，木素的玻璃化转移温度以 下。
⑶温度过高，超过玻璃化转移温度，软化 的木素附着于纤维表面，冷却后形成玻 璃状木素覆盖层，使纤维难于细纤化， 形成二段磨浆障碍。能耗增大，白度下 降，强度下降。 ⑷温度过低，木素没软化，纤维发生不规 则分离，产生大量碎片，使纤维长度降 低，强度下降。
4．APMP的性质和应用
⑴杨木 APMP 比 BCTMP 的药品消耗、能耗 低，物理强度高，白度高，光学性能相 当。 ⑵ APMP 将制浆和漂白合为一体，节省投 资、占地。 ⑶针叶木 APMP 与 BCTMP 的消耗及成浆相 差不大。APMP用于配抄新闻纸、文化用 纸及生活用纸。
三、化学预热机械浆（CTMP）
3．盘磨机齿盘结构
⑴分类：从结构上分：整体齿盘、组合齿盘 从形状上分：圆形、扇形 从用途上分：一段齿盘、二段齿盘、精 磨齿盘、精渣齿盘
⑵齿盘分区：破碎区、中间区、精磨区 齿盘上齿的数量、粗细、齿沟槽的深浅， 齿的排列形状，齿的梯度，齿盘上各磨 浆区的分配，对磨浆性能及能耗有重要 作用。
㈡盘磨机磨浆机理
6．磨盘特征
⑴齿形：①齿的长短、粗细、数量；②齿槽的深浅、 宽窄和分布；③浆档的设置；④齿纹的排列与分布； ⑤齿盘各区的划分与面积。 ⑵齿盘锥度：单位径向齿长上的坡度大小。 锥度的目的：原料易于进入，避免机械能量骤增。 磨浆浓度↑→锥度↑ ⑶齿角（25～45°）：增大齿角，有利于发展纤维强 度。减小齿角切断作用增大，细纤化作用减小。 ⑷齿盘材料：影响盘磨寿命的最重要因素。 冷硬铸铁齿盘，铬、镍、钼合金齿盘，陶瓷、 塑料齿盘。
第三章 机械法、化学机械法、 半化学法制浆
1.名词术语
⑴ ⑵ ⑶ ⑷ ⑸ ⑹ SGW 磨石磨木浆、常压磨木浆 PGW 压力磨石磨木浆 TGW 高温磨石磨木浆 RMP 盘磨机械浆 TMP 预热盘磨机械浆 PRMP 压力盘磨机械浆
⑺ CMP 化学盘磨机械浆 ⑻ （B）CTMP 化学预热木片磨木浆 ⑼ APMP 碱性过氧化氢机械浆 ⑽ SCMP 磺化化学机械浆 ⑾ Bio-MP 生物机械浆(BMP) ⑿ SCP 半化学法制浆 ⒀ NSSC 中性亚硫酸盐半化学浆 ⒁ ASSC 碱性亚硫酸盐化学浆
第三节 机械法制浆的质量评价
1.机械浆的质量等级
等级 粗(C) 打浆度
（°SR）
松厚度
（cm3/g）
碎片含量％ 0.25～0.6 0.15～0.20
抗张力
（N/cm）
用途 板纸中层
新闻纸、胶版纸 杂质纸、 型纸 纸板衬层
40～59
2.8～3.5 2.4
2.0～2.1 2.6
标准(S) 60～67
3．生产APMP的主要影响因素
⑴螯合剂的添加：掩蔽过镀金属，保护H2O2。 DTPA,EDTA,磷酸盐类。 ⑵预浸处理 第一段以木片润胀及皂化树脂为主，NaOH含量高； 第二段以提高白度为主，H2O2含量高； 预浸温度以不使H2O2分解，85℃为宜，时间＜1h； ⑶磨浆控制： 尽量高浓，以减少纤维切断，控制叩解65°SR ⑷后处理：消潜以利抄造，补充草酸可提高白度。
二、APMP 1.APMP的生产流程
木片 洗涤→常压预蒸→一段螺旋压榨→一
段浸渍管→二段常压预蒸（反应器）→二段螺 旋压榨→二段浸渍→三段常压预蒸→第一段磨
浆→洗涤脱水→第二段磨浆→消潜池
核心设备：螺旋压榨机（挤碾机） ，压缩 比1：4，高浓盘磨机。 H2O2 4%, NaOH 6%，浆白度 80 ％，裂断长 4.0Km，能耗1000 kwh/t
1. 破碎区：磨盘的中心部分，称为磨腔。 这部分齿盘间隙最大，刀片厚、刀数少。 在此区段木片在高温下首先破碎成火柴 秆状小木棍。 2.粗磨区：盘磨间隙由内向外逐渐变窄， 原料停留时间较长，逐渐被磨成针状木 丝，在相互摩擦及齿盘作用下，被离解 为纤维束或部分分离成单根纤维。
3．精磨区：在齿盘外围的区域，齿数增多， 齿沟变窄，由粗磨区流过来的纤维束及 单根纤维，在此区域受到一定程度的细 纤化和进一步离解后，离开盘磨机。
㈢盘磨机磨浆的主要影响因素
1．材种 ⑴针叶木磨浆质量＞阔叶木 ⑵木材密度大撕裂因子↓，打浆度↑ ⑶密度小，生长快，秋材含量高，抽出物 含量低的木材，浆质量好。
2．磨浆浓度： 第一段25％ 第二段20％ 磨浆浓度对成浆的物理强度 ( 耐破、撕裂) 影响较大。
3．预热温度（压力）和预热时间 （TMP、CTMP影响较大）
△ 潜态：高浓磨浆时，纤维发生扭曲和缠 卷，一旦放料冷却后，即被固着，影响 纸浆强度的发展。 消潜：在浆浓≤4％ ， 温度60～70℃，搅 拌40～60min，使扭曲和缠卷的浆舒展开， 稳定浆质量，称消潜。
复习参考题
1.下列缩写分别代表哪种高得率浆：SGW、RMP、TMP、CMP、 CTMP、APMP、SCMP、BMP、NSSC。 2..简述APMP的流程、制浆原理及主要影响因素。 3.CTMP制浆的原理及主要影响因素是什么？
2．化学处理所需的药品 ：NaOH, Na2CO3 ，Na2SO3 3．化学处理的任务：实现纤维的软化 ⑴软化作用：软化能降低磨浆能耗，节约生产成本； 软化后能较多分离出完整纤维，增加长 纤维组分，提高浆强度。 ⑵化学软化不可逆，热处理软化是暂时的，冷却后复原。 ⑶吸收水分：半纤维素和木素的无定形结构，能或多或少 的吸收水分，起塑化剂作用，使纤维软化。
㈣ CTMP的主要特性与应用
1．CTMP的主要特性 ⑴CTMP平均纤维长度高，碎片含量少，得率 90％； ⑵CTMP化学处理温和，产生的污染较轻； ⑶CTMP比化学浆挺硬，具有较好的不透明性； ⑷CTMP比TMP柔软，易漂，白度高； ⑸CTMP易于脱除树脂；
3.CTMP的工业应用
⑴ 生产新闻纸，减少化浆配比； ⑵ 生产印刷书写纸，替代化浆（部分）提 高松厚度，挺度，不透明度； ⑶ 生产薄页纸，（卫生纸、面巾纸）：高 松厚度、柔软性、吸收性、强度； ⑷ 生产纸板，优于TMP、SGW； ⑸ 生产绒毛浆，树脂含量低，游离度高， 吸水性好，初始渗透快。
2．盘磨机的结构 （三盘磨）
⑴ 机壳：下机壳～刚性支架，有2个轴承座，底部开孔 排料。 上机壳～封闭盘磨，缷开上机壳可更换齿盘。 ⑵ 磨盘（齿盘） 转盘：双工作面，安装在主轴上 定盘：带齿片，可轴向移动，调整间隙 ⑶ 螺旋进料器（给料螺旋） 75～150RPM ⑷ 盘磨间隙调节系统：液压伺服系统，精度0.01mm ⑸ 密封系统：冷却填料、防止纤维渗入填料函，冷却水
化学处理就是要在不伤害做为骨架纤维素的同时， 尽可能使更多的水进入，增加水合作用，促进润胀。
4．化学处理的作用原理
⑴木材纤维的润胀（木材的软化） ①木材组分的软化温度：
绝干 木素134～235℃ 半纤维素167～217℃ 纤维素231～253℃
含水30～40％
100℃
85℃
231～253
②木素、半纤维素为无定形高分子物质，吸水 促进润张，起塑性作用，开始软化。 ③半纤维素在碱作用下脱乙酰基形成羟基，易 吸水。 乙酸钠 溶出，形成羟基 乙酰基 ④半纤维素的伴生物（分子量较小、含糖醛酸 较多者）在碱液中极易溶出，在细胞壁和胞 间层形成小孔隙，水可进入，促进润涨。
⑵碎片：指磨浆过程形成的粗短纤维束，用度、宽度。 细纤化程度、纤维束； ⑵纤维分析仪（ Kajaani）：测纤维长度、粗度； ⑶液体渗透法：浆料的比表面积、比容积、可压 缩性。
4．机械强度和光学性能 抄成手抄片后测定 松厚度、各项强度 （包括表面强度、Z向强度）白度、色度、不透 明度、光散射系数等。
4．磨浆能耗与能量分配
⑴磨浆能耗（kwh/t）
SGW 1100~1300, TMP 1800~2300 RMP 1600~2200,
⑵能量分配 纤维的离解20～30％， 精磨70～80％
5．磨盘间隙
⑴ 第一段离解纤维，间隙大些；第二段精 磨发展强度，间隙小些。 ⑵ 浓度一定，间隙小，能耗大。 ⑶ 盘磨的振动范围在200μ m 内，提高浓度 有利于吸收盘磨振动。
OH
⑵木素的化学改性 ① 温和的化学处理，木素的磺化引入磺酸 基，强亲水基，水合作用比羟基阴离子 大，润张能力大大提高。 ② 木素的酚羟基在碱性条件下有更大的吸 水能力。
㈢ CTMP生产的重要影响因素
1．原料： ①原料的种类及产地， ②原料的水分达到饱和点， ③原料中的杂质：树皮、朽材、木节、砂 石。
2.预浸渍工艺：
⑴预汽蒸：排除空气，提高温度，常压2min ； ⑵木片挤压：保证木片均匀吸收药液，压缩比1:4； ⑶预浸的温度与时间：2～5min 针叶材120～135℃ 阔叶材60～120℃ ； ⑷预浸时化学药品用量及pH值：
Na2SO3用量↑→磺化度↑→浆强度↑白度↑→能耗↓→光学性能↓ NaOH↑→促进润胀→浆浓度↑、白度↓→能耗↓→得率↓ pH↑→磺化度↑→白度（pH=7.5）最高