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。
第四章 洗涤、筛选1
2.过滤作用（压力差）
过滤就是通过滤布、滤网或多孔隔膜分离纸浆悬浮液， 使固体被截留，而液体滤出的过程。 过滤设备生产能力取决于过滤速度。
v＝Δp/RL․ R＝32μ /d2
毛细管直径 过滤面积有效系数
过滤速度为单位时间内通过单位过滤面积的液体量。
根据这个方程式我们可以定性地分析影响过滤速 度的因素 （1）过滤面积 生产能力 过滤阻力系数 （2）压差 过滤速度 （3）浆层厚度 过滤阻力 过滤速度 （4）废液粘度 过滤速度 （温度 粘度 ） （5）浆种（草浆与木浆）和浆层紧度 d R
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（一）转鼓式洗浆机
是由带滤网的转鼓装置放置在浆槽里构成的洗涤设备。
1.鼓式真空洗浆机 以真空负压产生的抽吸作用为推动力，通过过滤 作用将废液透过浆层滤出而得以分离。 （1）高真空度： 有分段式和真空管式洗浆机两 种。 分段式两区真空洗浆机：形成浆层段、预脱水段、 喷淋段、吸干段、卸料段 特点：适用于木浆洗涤，提取率可达95％，但用 于草浆提取率只能达到83～85％；
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（二）预防起泡方法：减少空气的进入。
控制浆料的搅拌方式、搅拌速度，减少对
浆料的冲击作用，保持洗涤系统的正常运 行，尽可能建立封闭系统。
进浆口应深入浆池液面内足够的深度，减
少“跑、冒、滴、漏”。
提高洗涤温度。
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（三）消泡方法
1.消泡剂消泡
加入表面活性大、表面强度低、粘度小的液 体。如煤油、松节油等，还有硅化物等新型 消泡剂。 一般用785～981kPa的高压蒸汽喷射消泡， 同时泡沫因受热液膜粘度下降，膜内空气鼓 胀导致泡沫破灭。
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2.置换比(D.R.)
指洗涤过程中可溶性固形物实际减少量 与最大可能减少量之比。
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。
制浆造纸
②
洗涤用水量愈多，浆洗得愈干净，提取率愈高
③
洗涤用水量一定，洗涤次数越多，洗涤效果越好，但
投资、动力消耗增加。
② 洗涤液温度
③
温度上升，粘度下降，分子扩散加速，浆料滤水性上
升，但温度过高，在真空洗浆机内易产生沸腾，而破坏真
空度。
③ 压差或真空度
④
压差或真空度上升，过滤推动力上升，过滤速度加快
，真空度过大，废液沸点下降，洗涤温度下降，影响洗涤
（Drum Displacement Washer——DD Washer）
DD洗浆机
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
洗木浆生产能力： 7.5t/d.m2 （二）带式洗浆机 （Belt Washer）
（一）筛选设备 1.振框式平筛 （Johnson Screen）
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
工艺：进浆浓度 1~1.5%
出浆浓度 0.8~1.2%
筛孔
φ2~φ12mm
振次
1410~1440次/min
振幅
1.5~2mm
（四）挤压洗涤设备
1.螺旋挤浆机（已淘汰）
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％
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。
制浆造纸筛选净化
细浆
良浆合流的一级三段
制浆化学与技术
纸浆筛选和净化流程
浆渣
进浆 良浆
良浆回流的一级三段
制浆化学与技术
纸浆筛选和净化流程
细浆 进浆
浆渣
二级三段净化流程
制浆化学与技术
纸浆的浓缩与贮存
一、纸浆的浓缩 纸浆浓缩的目的
满足漂白工序的浓度要求 满足纸浆贮存的要求 满足浆料输送的要求
制浆化学与技术
纸浆的贮存
作用：均衡生产，中间缓冲，稳定调节 要求：混合均匀，无死角，动力消耗低
贮浆设备：浆池 低浓和高浓浆池
立式和卧式浆池
制浆化学与技术
卧式浆池
钢筋混凝土结构，生产白纸时内衬瓷砖，贮
存浆浓3.5~4%以下，浆循环较好，
但占地面大，工艺清洗、抽空困难。
制浆化学与技术
立式浆池
立式方浆池的高度一般大于边长，其结构简
油脂、模压塑料等。
制浆化学与技术
纸浆筛选和净化流程
筛选、净化流程的级和段：
级——指原浆和良浆通过筛（净）设备的次数
段——指原浆和尾浆通过筛（净）设备的 次数
制浆化学与技术
纸浆筛选和净化流程
浆渣 进浆 浆渣 细浆
两级一段
制浆化学与技术
纸浆筛选和净化流程
进浆细浆浆渣ຫໍສະໝຸດ 二级三段制浆化学与技术
纸浆筛选和净化流程
制浆化学与技术
纸浆的筛选
基本原理：利用筛网内外的静压或动压
差根据杂质几何形状的不同进行分离。 前提和必要条件： •浆料要充分稀释，使其处于游离状态 •纤维层形成和破坏（振动或脉冲） 细浆和粗渣只能相对分离
制浆化学与技术
制浆化学与技术
筛选设备
纸浆的洗涤、筛选和净化
二、洗涤原理
废液在纸浆中存在的形式
KP SP
纤与纤间 %
胞腔 胞壁内 % %
70-80
15-20 5
60-70
20-30 5-8
通过过滤挤压 通过扩散
制浆造纸原理与工程
1.过滤
P 过滤速度： V RLa 32 R 2 d P d 2 V 32 La 由上式可知：
①
② ③
④
ΔP上升，v上升，但ΔP上升，φ下降，d下降，而a上升 温度上升，μ下降，v上升 L上升，v下降 浆种与浆层均匀性有影响
制浆造纸原理与工程
2.挤压
利用机械挤压把废液从浆中挤出 想用挤压的方法完全分离浆中废液是不可能： 外加压强 ＞毛细管压强 能把黑液挤出 外加压强 ≤毛细管压强 不能把黑液挤出 根据物理化学：
4.置换：利用清水或稀废液把废液置换出来，含 过滤、扩散作用
制浆造纸原理与工程
三、洗涤方式及影响洗涤的因素
洗涤方式
未洗涤 纸浆
多段逆流洗涤
第 一 段 第 一 段 第 一 段 第 一 段 洗涤的 纸浆
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，黑液浓度要高 段间配用稀释搅拌槽，提供混合扩散的空间、时间
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 D随扩散物质及介质的种类、温度和粘度而异。
①
制浆造纸原理与工程
温度上升，分子动能上升，D上升 粘度下降，分子动能阻力下降，D上升 ③ 扩散量与扩散面积成正比，与扩散距离成反比 扩散面积是指纤维与洗涤液的接触面积 扩散距离是指纤维与洗涤液主体的距离 增大F，减少X的有效措施是搅拌
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。
第四章 纸浆的洗涤、筛选、净化
第四章纸浆的洗涤、筛选、净化第一节概述一、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1、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。
2、要求:有效的除去各种杂质，纤维的流失又要最少.二、简介纸浆洗涤及筛选净化的流程一般洗涤置于筛选之前，也有写工厂把初选放在洗涤之前，以保护洗涤设备。
三、常用术语（自看）第二节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。
根据扩散方程式有：dG/dt=DFdc/dxdG/dt-----------扩散速度（kg/h）F----------------扩散面积（m2）dc/dx-----------扩散物资的浓度梯度（kg/m3·m）D----------------扩散系数（m2/h）由此可见，扩散速度与浓度梯度，扩散面积成正比，为提高浓度梯度，可加大稀释因子（但不能太大）。
第二节 纸浆的筛选
三、纸浆筛选的影响因素 1.筛板形式 2.筛孔大小、形状与间距 大小：根据浆料设定 形状：圆形 去除纤维束及薄细碎片 长缝 去除圆形和立体状杂质 间距：大于纤维长度 3.进浆浓度与进浆量 4.稀释水量与水压 稀释水量：根据进浆浓度进行调节 水压：50~150kPa
压力差：提高筛选能力 但降低了筛选效率 转速：过大 筛选效率降低、能耗大 过小 产量低、纤维损失大 排渣率：排渣率越高，筛选效率越高 一般控制在30％以内
离心净化器原理图
（2）影响因素 1.进浆浓度：压差一定，进浆浓度增加 净化效率下降；进浆浓度 太低，生产能力下降 合适浓度：0.5~0.8％ 2.压力差：F↑，净化效率和生产能力 提高，排渣率下降，纤维损 失率减小 3.排渣率：排渣口大小 4.通过量：过多 降低净化效率 过小 动力消耗大
Thanks
3.压力筛（pressure Screen) 浆料以一定的压力沿切线进入，筛板内外 压力差使纤维通过筛孔 压力脉冲代替机械振动进行分离 结构：筛鼓（框） 转子（旋翼） 外壳 筛板（筛孔、筛缝）
工艺：进浆浓度0.5~3.0％ 进浆压力 0.035~0.21MP 良浆浓度：0.35~2.8％ 特点：全封闭、无泡沫产生，生产能力大， 体积小、筛选效率高、结构紧凑 占地少、浆渣量大、渣中好纤维较多 阀门易堵、加工精度高 要求：筛框椭圆度较小（＜0.3~0.5mm） 旋翼与筛板的距离（0.75~1.0mm）
四、纸浆净化 1、净化 利用相对密度的不同进行分离 1）、重力沉降 沉沙盘，浆浓0.5％左右 流速 10m/min 2）、离心分离 离心净化器 原理 材质：玻璃、铸铁、陶瓷、 不锈钢等 工艺：进浆压力0.28~0.35MP 出浆压力0.02~0.05MP 2.净化设备及影响因素 （1）净化设备 正向式 ＞1的杂质 逆向式 通流式 ＜1的杂质
《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
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
第四章 纸浆的洗涤
3．鼓式置换洗浆机（DD洗浆机） （Drum displacement washer——DD Washer）
（2）工作原理
Ⅰ区（成形段）：浆料快速脱水增浓至10%-12%，过滤。
Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区（2-4段）：浆料与洗涤液接触，浆中废液通过扩 散作用被置换出来，并由真空过滤。扩散置换、过滤。 第4段用热水洗，其他各段进行逆流洗。
4.吸附作用
纤维表面吸附废液中的溶质。对纸浆洗涤不利。 纸浆会吸附带正电荷的金属离子。 不可能使纸浆与废液完全分开。
（二）洗涤方式
单段洗涤和多段洗涤。 多段洗涤又分为多段单向洗涤和多段逆流洗涤。 段间配用稀释搅拌槽，提供混合扩散的空间、时间 多段逆流洗涤优点：？ 确定洗涤段数应考虑那些因素？
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
0.900 VP (100 15) 5.1t 5.1m 3 15 38 D.F. 8.0 5.1(1 ) 2.938t / t风干浆 5100
（4）压力洗浆机的优缺点
优点： 黑液提取率高，车间环境较好，设备安装高度没要求， 对浆料及浆浓的适应性好，洗涤水温度高。 缺点：动力消耗大，滤鼓内外压差比真空洗浆机小。 用于洗涤木浆
（二）水平带式真空洗浆机 （Belt washer）
1．结构 滤网（滤带）、 真空吸滤箱、 流浆箱、机架、 传 动、 喷洗装置等组 成。
4r p 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
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。
第四章 洗涤、筛选2
进浆尘埃数－良浆尘埃数
进浆尘埃数 ×100％
2.排渣率
筛选或净化后排出的浆渣占进浆量的百分比。（＞10％称为尾浆、＜5 ％称为粗渣） 浆渣中能通过40目网的好纤维的百分率。
3.浆渣中好纤维
二、纸浆的筛选
（一）筛选原理与影响因素 1.原理
就是根据浆中杂质与纤维之间尺寸大小和形状的不 同，细浆（又称良浆）通过筛板，而浆渣被截留分 离的生产过程。 推动力:主要是筛板两侧浆流的静压差和机械运动产 生的动压差。
内流、外流、内外流结合式；
旋翼在鼓内或鼓外。 国内使用较多的是单鼓外流式旋翼筛。
推动力：进 出口压差 筛板上浆层 由流线型的 旋翼在旋转 过程中形成 脉冲来冲刷 （冲刷筛孔）
良浆
进浆
单鼓外流式旋翼筛工作原理图
（a）单鼓外流式旋翼筛 （旋翼在内）
（b）单鼓内流式旋翼筛 （旋翼在外）
（c）单鼓内流式旋翼筛 （旋翼在内）
（3）设备的特点与投资
原则：
满足质量要求的前提下，所选流程与 设备占地面积小，基建费用低，纤维 损失小，动力消耗少，操作管理方便 等。
（二）级与段的概念
级是指原浆和良浆经过筛选或净化设备的次数。 多级的目的是为了提高良浆的质量。 多级筛选与多级净化的目的是为了提高纸浆的 质量。随着级数的增加，设备投资与动力消耗 增加，良浆量减少，而尾浆量增加，所以多级 筛选或净化适用于良浆质量要求高的产品。
浓 缩 机 白 水 池
贮 浆 池
良 浆
回用或去水处理 粗渣回收或排掉
硫酸盐木浆筛选与净化流程
蒸 煮 工 段
四 段 真 空 洗 浆 机
振 框 式 平 筛
型 离 心 筛
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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。
• 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 。
•2020/6/2
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•提取率是提取出来送蒸发的黑液中溶 质量对蒸煮后黑液中总溶质量的百分比 。
•2020/6/2
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• 2. 洗涤效率、置换比例的测定
• 都用到黑液中固形物的含量。
• 黑液水分及固形物含量的测定
• （1）测定原理
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取一定量的黑液经干燥、称重求得全固形
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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
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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4 洗涤损失洗涤过程的化学损 Nhomakorabea，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。
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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。
制浆原理与工程-纸浆的 洗涤、筛选与净化
2020年6月2日星期二
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。
•2020/6/2
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是将纸浆和蒸煮废液尽量分开。
•2020/6/2
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•2020/6/2
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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。
•2020/6/2
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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
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 。
•
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
（3）结果计算
烘前重－烘后重
水分（克/升）=
×1000
样品（ml）
固形物（克/升）=1000－水分 克/升
（4）注意事项：
• a. 石英纱先需用6N HCl后用6N NaOH各煮沸1小 时，洗净干燥后备用
• b. 黑液浓度高于20%使用称取样品进行测定，计
算结果以（%）表示
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• 二、纸浆洗涤的原理、方式及影响因素 （一）洗涤原理
• 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。
•2020/6/2
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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）。
• 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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