亚硫酸盐法制浆和碱法制浆的区别

亚硫酸盐法制浆

最早采用的亚硫酸制浆方法系传统的酸性亚硫酸盐法，是1867年由美国人B.C.蒂尔曼所发明。1874年在瑞典建成第一个亚硫酸盐制浆工厂。这种制浆方法由于所使用的主要化学原料为硫及石灰石,价格低廉,生产成本低。所制得的纸浆颜色较浅，可不经漂白而直接用于生产许多品种的纸。纸浆的纯度较高，易于进一步加工精制。这些重要优点使亚硫酸盐法制浆在1890年至1937年间，成为产量最大的一种化学制浆方法。但这种传统的酸性亚硫酸盐法对植物原料的适应范围不广。如松属和一些阔叶木材及草类原料均不宜采用这一方法。制浆过程所产生的蒸煮废液当时缺乏较好的回收处理方法，排放后造成严重的环境污染。1937年以后硫酸盐法制浆发展较快，并逐渐取代了传统的酸性亚硫酸盐法制浆的重要地位。1940年以后，亚硫酸盐法制浆也经过不断改进。逐步淘汰溶解度低的亚硫酸钙蒸煮液，改用溶解度较高的亚硫酸镁、亚硫酸钠和亚硫酸铵等蒸煮液，并在此基础上建立了从蒸煮废液中回收化学品和热能的方法,从而大大减轻了蒸煮废液对环境的污染；此外,发展了采用中性和碱性亚硫酸盐制浆的方法，从而极大地扩大了对植物原料的适应范围和纸浆的品种。但由于其蒸煮废液的回收利用技术还不及碱法制浆的蒸煮废液回收技术完善和成熟（见制浆黑液碱回收），且回收的经济效益较低，故在生产化学浆方面，通常尚不能与硫酸盐法相抗衡。分类

一般根据亚硫酸盐蒸煮液的组成和其pH值的不同,将亚硫酸盐法制浆分为4类。

蒸煮

蒸煮是亚硫酸盐法制浆的核心。在蒸煮过程中，整个物理化学反应大体分为两种作用。第一种作用为蒸煮液对原料的渗透与磺化，第二种作用为反应生成物的溶出和原料分离成纤维状纸浆。实际上这两种作用都能同时发生，并非截然分开。蒸煮液对原料的渗透既依靠蒸煮液本身的扩散作用和原料的毛细管作用，也借助于蒸煮过程压力升高而强制渗入。蒸煮液渗入原料之后，主要与原料中的木素发生磺化反应生成木素磺酸或木素磺酸盐，统称为磺化木素，它易溶于酸液中。除此之外，还有纤维中所含的纤维素和半纤维素也在蒸煮液这一酸或碱性介质中不同程度地受到降解，并且部分水解溶出，其他成分如脂、蜡、单宁等也会发生某些化学反应而大部分溶出。

从蒸煮的浆料中，通过洗涤分离出来的蒸煮废液，含有蒸煮液与纤维原料反应生成的溶出物及残余蒸煮液。这种废液的生化耗氧量很高，色泽很深，如直接排入水体将造成严重的环境污染。因此，对蒸煮废液的处理和利用，已成为亚硫酸盐法制浆的一个重要组成部分。废液基本区分为两大类：以碱性蒸煮液蒸煮产生的废液一般称为黑液；以酸性蒸煮液蒸煮产生的废液一般称为红液。红液溶质的组成随所采用的原料和蒸煮液的不同而有较大差异。其中无机物主要是残余的蒸煮液组分以及从原料中溶出的无机盐类。有机物则主要为从原料中溶出的木素磺酸盐的水解产物，及半纤维和纤维素降解后的水解溶出物。在木浆红液中以己糖类为主，在草浆红液中，则以戊糖类为主，并有少量的低碳醇与糖醛。在红液干固物的元素组成中,碳约占32％,氢占3.5～4.5％，硫占3～10％。因而在适当浓度下,红液可以燃烧而具有一定的热值，1g红液干固物的低位燃烧热值约为1200～1800J。红液的这些特点使之可以进行综合利用或通过浓缩燃烧进行无机化学品及热能的回收（钙盐基废液不能回收化学品）。

碱法制浆

硫酸盐法制浆

蒸煮液的有效成分是氢氧化钠（烧碱）和硫化钠，但因用硫酸钠补充硫化钠在生产过程中的损失，故被称为硫酸盐法。硫酸盐未漂浆曾称作牛皮浆，其漂白浆则称为硫酸盐浆，通常统称为硫酸盐浆。

硫酸盐法为德国的C.F.达尔在1884年所发明。美国在1928～1934年首先实现了对其蒸煮废液进行碱回收的工业化。此后由于散装货物改为分装需用大量的包装纸类，结果使硫酸盐法迅速发展起来。1946年二氧化氯漂白技术的出现，克服了硫酸盐浆不能漂白到高白度的困难，更加推动了本法的发展。

硫酸盐法制浆过程如图：原料首先经备料(剥皮、除杂并切成料片)，然后用蒸煮液蒸煮成为粗浆。木材原料蒸煮温度约160～180℃，时间约2～4小时。主要是依靠蒸煮液中的OH-、SH-将连接木素大分子间的一些键断开，使木素溶解而从纤维细胞壁和胞间层中脱除出来。料片经脱木素后即分散成为纤维状态。Na2S分解生成的HS-和S2-在碱液中能加速脱木素的作用和缓和强碱对纤维素的破坏作用。碱法制浆

在蒸煮中还有少量纤维素和一部分半纤维素与碱发生剥皮反应和碱水解作用而溶解损失掉。粗浆经洗涤去除蒸煮废液，并经筛选除杂以除去所含有的木节、纤维束片和尘沙成为细浆。废液则由碱回收系统制成蒸煮液，重复使用。木材中所含有的松香酸酯和脂肪酸酯，在蒸煮过程中形成钠皂，在碱回收系统的蒸发过程中可以分离出来一种树脂酸和脂肪酸的混合物称为粗硫酸盐皂的副产品，并可加工成塔罗油。针叶木材中的松节油在蒸煮时挥发成气体，可以分离收集作为一种副产品。

草类的组织较木材疏松，木素的含量较少并较易脱除。草类的蒸煮,在草片被蒸煮液均匀浸透的条件下,蒸煮的温度较低，时间较短。

硫酸盐法具有以下优点：①蒸煮废液中的化学药品和热能的回收系统即碱回收的技术完善，使工艺过程中产生的环境污染物得到有效处理并降低了物料及能源的消耗；②所得纸浆的机械强度优良；③适用于几乎各种植物纤维原料，因而在工业上得到了最为广泛的应用。

烧碱法制浆

工艺过程与硫酸盐法基本相同，但使用烧碱溶液进行蒸煮，并且在碱回收系统中以碳酸钠或烧碱来补充生产过程中碱的损失。本法常用以蒸煮阔叶木和非木材植物纤维原料，所得纸浆的质量接近硫酸盐浆。

在烧碱蒸煮液中加入相当于纤维原料重量0.05 ～0.1％的蒽醌,能阻碍有害的纤维素及半纤维素的剥皮反应和加速脱木素作用的进行，称为碱蒽醌法制浆。近来常采用本法来代替传统的烧碱法。

从碱法制浆蒸煮废液中回收化学品和热能是碱法制浆的一个重要组成部分，具有重要的经济意义和控制污染的作用（见制浆黑液碱回收）。