第三节 蒸煮方法和蒸煮技术

工艺参数选择原则 原料的特性 生产的浆种要求 工厂的现有条件
设备能力、种类，锅炉供气、有无碱回收等
生产效益：社会效益、经济效益
蒸煮技术
1.原料的种类与质量
（1）原料的化学成分：
木质素：草＜阔叶材＜针叶材
（2）原料的形态结构- - 影响药液渗透
材种的比重L大于N，L紫丁香基含量高
易脱木素； （3）原料料片的规格、质量
第三节
蒸煮过程和蒸煮技术
一、碱法间歇蒸煮过程与工艺
（一）蒸煮程序或操作过程
装锅、送液 升温、小放气 保温 大放气、放料 从开始装料到蒸煮结束放料总 共用去的时间就是所谓的蒸煮周期 原料不同，蒸煮周期不同。 再升温、
蒸煮过程
1.装料、送液 蒸球装锅方法
采用蒸煮液压料法：原 料与蒸煮液同时加入；
采用装球器装料； 使用球外碱液预浸渍器； 1－装料斗 人工捅料。
蒸煮过程
4.大放汽、放锅
蒸煮保温终了，把锅内的浆料放出来的操 作称为放锅。
喷放方法
全压喷放；不进行大放汽即开始喷放。 降压喷放（冷喷放）；即在低于最高压力 又能保证浆料喷放干净的压力（0.45兆帕 －0.6兆帕）下，进行放锅。为我国大多数 浆厂所采用。 倒料喷放（常压放锅）。
蒸煮过程
常压放锅主要应用在：
针叶木 25％－30％ 草类原料 10％－20％ 阔叶木 一般处于两者之间(15％－25％)
蒸煮技术
5.蒸煮温度和蒸煮时间



木材最高温度：160℃－180℃； 芦苇、竹、蔗渣等原料：160℃－170℃； 稻、麦草、龙须草等原料：150℃－160℃
升温

保温
大于2小时 0－30分钟
蒸煮过程
（1）小放汽的作用
排 除 假 压 ， 使 蒸 煮锅内的温度和 压力一致； 产生自然沸腾(液 上现象),使蒸煮 均匀一致； 回 收 松 节 油 （ 松 木） 压破纹孔膜,有利 于药液进一步渗 透。
蒸球内压力温度滞后曲线
蒸煮过程
（2）不同原料小放气操作

木片、竹片，内部所含空气较多，要采用 不只一次的小放汽操作；
。
木材 草类
1.5－2.5小时 1－1.5小时
麦草： 低温、快速、取消高保（前提：螺旋预浸）
只要控制相同的H-因子，就可以获得相同质 量的纸浆。
蒸煮技术
• 尽管蒸煮最高 温度不同，但 H-因子相同；
• 成浆的得率和 木素含量大致 相同。
蒸煮技术
6.H-因子 = ∫KR(T)dt
KR－相对反应速率常数 也就是用蒸煮相对反应速率对 蒸煮时间作图时所得曲线下的 面积表示。
蒸煮技术
2.用碱量
用碱量确定的根据
(1)原料种类与质量：组织结构紧密；木素、 树脂、树皮含量多的原料；新鲜或霉烂的 原料用碱量多些。
(2)纸浆要求：本色浆，漂白浆 (3)残碱要求(蒸煮终点pH值不低于12,蒸煮时 碱应过量）。
蒸煮技术
若用碱量过低（pH小于9时）会出现：
（1）已溶出的木素重新返吸 到纤维上，浆料颜色加深，硬 度提高，难漂白。 （2）已溶出的灰分（主要是 SiO2）返吸到浆料上，对草类 原料更加突出，制浆滤水性能 下降，难成形。 （3）黑液粘度较高，流动性 下降，不利于碱回收。 （4）生产中用碱量通常大于 理论，用来加快脱木素。
生产纸板取下限，漂白浆取上限，未漂浆取中间值
3.液比（药液的浓度）
液比小则碱液浓度大,液比大则碱液浓度小。 蒸煮药液浓度的控制：
蒸煮技术
(1)蒸煮方式：快速蒸煮时，药液浓度可高些，在 短时间内完成脱木素的化学反应。
(2)蒸煮锅型式：一般采用的液比:蒸球 1:2－1:3 立锅 1:4－1:5
(3)原料品种：木材、竹材，药液浓度应高些，草 类原料结构疏松，药液浓度应低些。 (4)浆料品种：浆料强度要求高，低碱浓，大液比， 慢蒸煮（如过滤纸等）。
实际生产中H-因子的计算
（1）将时间分割成若干等份 （2）H－因子=平均相对反应速 率常数×时间间隔 （3）总H－因子
蒸煮技术
蒸煮的质量，主要 是控制蒸煮后纸浆的 硬度和粗浆得率。 因此，计算出获得 规定硬度的纸浆所必 须的总H-因子数，用 来控制蒸煮的升温、 保温的温度和时间。
蒸煮技术
（三）蒸煮曲线制定实例
保温10min
蒸煮技术
（四）蒸煮工艺评价 1、细浆得率 2、浆的硬度 3、浆的强度 4、残碱
Y
草 阔 针
K
二、碱法连续蒸煮过程与工艺
装料、送液、升温、保温、卸料及喷 放等过程是连续的。
三、酸性亚硫酸盐法蒸煮方法
蒸煮过程与碱法间歇蒸煮过程相类似， 在升温和保温阶段有时会分两段进行。
2－手轮 3－齿轮 4－升降装置平板牙 5－叶轮传动轴 6－伞形盘 7－叶片 8－电动机 9－滑轮 10－滑轨
蒸煮过程
立锅装料方法
采用蒸汽装 锅器，可增 加单位容积
装锅量15％
－18％.
边装锅，边 送液。
蒸煮过程
2.升温与小放汽
从装料后初温升至最高温度的过程称为升 温阶段。 一段升温主要是蒸煮液向纤 维原料内部的浸透作用，同时伴 有一定的化学反应过程，在蒸煮 温度达到130℃－135℃时，一段 升温结束开始小放汽，之后是二 段升温过程，在此阶段主要是化 学反应随温度的升高而加速进行， 即大量脱木素阶段。
麦草、稻草、蔗渣，芒 杆、小叶樟、竹子、荻、 国外木片的蒸煮曲线(a) 针叶木及阔叶木木片的 蒸煮曲线(b)； 少数工厂蒸煮蔗渣、龙 须草曲线采用(b)、(c) 少数工厂采用曲线(d)。
蒸煮技术
（二）蒸煮过程中工艺参数（工艺条件）
根据碱法制浆的原理及反应历程，制订工艺条
件时应考虑以下因素：
蒸煮禾草类原料时，如在装料时通入少量 蒸汽或用热碱液预浸渍，则草片中空气部 分被赶出，可以不进行小放汽。

蒸煮过程
3.最高温（Tmax）下的保温
保温是蒸煮的继续，除去残余木素。
温度越高脱木素速度越快。
视原料品种与浆料要求而定。
蒸煮过程
保温时间的长短决定于用碱量、最高温度 原料种类、料片规格及浆料的种类和最终 质量要求等条件。 －－木浆：0.5-2h －－草类浆：0－0.5h －－纸板：不保温 －－中低档纸浆：少保温 －－钞票纸浆：保温长 －－人造丝浆：保温时间更长，浆的得率 20%。
1.马尾松KP法
用碱量：18%（本色浆20%）（Na2O计）；硫化度≥18%（25% ～ 28%）；液比 1：3～3.5；最高温度：172℃；
1：20～1：30 0：20 1h 1：40
始温
125～130℃
小放汽
172℃
保温
0：15～0：20
喷放
卡伯价：28～30左右。
蒸煮技术
2.麦草AP-AQ法
少数小型浆厂；
连续蒸煮器中，在蒸煮终段，首先用温黑液置
换连蒸器内的高温热黑液，使锅内的温度逐渐 下降至80℃－90℃，然后常压冷喷放料。一般 用泵放料。
目前，立式间歇蒸煮器的常压冷喷放也在不断
发展和完善，其放锅原理与连续蒸煮的冷喷放 基本相同。
蒸煮过程
蒸煮曲线
用多少时间把温度升到最高，又保温多少时间。
蒸煮技术
4.硫化度
取决于原料种类(木素含量、组织结构等)和成
浆要求(卡伯值)
（1）加硫化钠作用
加快脱木素速度；降低蒸煮温度；提高浆料
强度；减少碳水化合物降解。 （2）硫化度并非越高越好（一般不超过40％） 会因NaOH的减少而导致作用结果下降；硫化 度高了污染、腐蚀严重、浆料颜色加深。
蒸煮技术
6NaOH十4S—2Na2S十Na2S2O3十3H2O
用碱量 14.5%（NaOH计），AQ 0.03%， 液比1：4 原料与热药液同步加入(螺旋预浸） 升温40min 空转15min 小放汽
2.5－3.0 kg/cm2(140℃)
5－10min降至0.5kg/cm2(110℃) 150－155℃（6kg/cm2） 高锰酸钾值：13－15
升温60min 全压喷放
衡量用碱量是否合理的依据：
（1）蒸煮时浆料硬度是否在合理范围 （2）残碱是否在要求范围（木材8－10g/l）
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蒸煮技术
木材 竹材 荻苇 稻麦草
AP KP KP KP AP KP
18－26%（Na2O计） 13－28%（Na2O计） 13－18%（Na2O计） 11－17%（Na2O计） 7－9%（Na2O计） 8－11%（Na2O计）