制浆造纸工程原理课程第四章纸浆的洗涤、筛选和净化

⑥ 定义 洗涤每Kg风干浆引入黑液系统之洗涤 用
⑦
干浆
D .F 水.量 KV gW H2 O/V KgP(风1 干浆W 或M )t H2O/t风
VW VP
V V0
⑧ 洗涤因子的计算： ⑨ 设洗后吨风干浆带走固形物38Kg ⑩ 洗后浆浓15%
D .F .V W V P(1W M )
VW 8m3 / t风干浆
5
SP 60-70 20-30 5-8
通过过滤挤压 通过扩散
1.过滤
过滤速度： V P
RLa 32 R d2
V Pd2 32 La
由上式可知：
① ΔP上升，v上升，但ΔP上升，φ下降，d下降，而a上升 ② 温度上升，μ下降，v上升 ③ L上升，v下降 ④ 浆种与浆层均匀性有影响
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：
p 4r 纤维细胞腔直径 草浆 d1.5~5μm
木浆 10~30μm 胞壁微纤维（Microfibril）尺寸250Å =0.025μm
要挤出木浆胞腔内黑液需1Kg/cm2压差
第四章 纸浆的洗涤、筛选和净化
(Washing, Screening and Cleaning of Pulp)
第一节 纸浆的洗涤与废液的提取
一、概述
1.目的与要求
黑液 KP 蒸煮废液
红液 SP 1000Kg溶出有机物
碱法制浆，制1吨浆废液中有 400Kg NaOH及生成物 8-10m3 H2O
从洗涤角度 把浆尽量洗干净，减少纤维 流失
⑤
挤压压力过高，滤网易损，纤维流失增大。
④ 浆层厚度增加，过滤阻力增加，过滤速度下降。 ⑤ 上浆浓度增加，浆层厚度增加，生产能力增
加，黑液提取率下降。 ⑥ 出浆浓度增加，洗涤损失上升，黑液提取率
上升。 ⑤ 浆种与浆质 ⑥ 酸法浆比碱法浆滤水性好，易洗涤。 ⑦ 木浆比草浆滤水性好，但草浆扩散效果好。 ⑧ 硬浆比软浆滤水性好，但扩散效果差。
⑦ 4.置换：利用清水或稀废液把废液置换出来， 含
⑧
过滤、扩散作用
三、洗涤方式及影响洗涤的因素
洗涤方式 多段逆流洗涤
未洗涤 纸浆
第
第
第
第
洗涤的
一
一
一
wenku.baidu.com
一
纸浆
段
段
段
段
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
影响因素
① 洗涤用水量与洗涤次数
V P0.1 95 0(100 1 0)5 5.1 t5.1m 3
D .F.8.05.1(138 )2.93/t8 风 t 干 5100
稀释因子大，洗涤用水量多，黑液浓度就稀 稀释因子越大，浆洗得越干净，黑液提越取 率越高。
⑤ 洗涤损失（Washing Loss）Kg/t 风干浆 ⑥ 洗涤效率和黑液提取率（Washing Efficiency）
G
G0
⑦
G---洗涤后提取的废液固形物含量
⑧
G0---洗涤前浆中废液固形物含量
⑨
黑液提取率=吨风干浆提取的送蒸发黑液的
溶质
⑩
量对蒸煮后吨风干浆黑液总溶质量的百分
比
⑪
一般提取率<洗涤效率（两者有区别又有联
系）
二、洗涤原理
废液在纸浆中存在的形式
纤与纤间 % 胞腔 % 胞壁内 %
KP 70-80 15-20
实际上WM ≠ WW，D.R.<1 D.R.的大小受 洗涤液的数量、温度、分布
浆层的均匀性 浆料的特性等影响 一般来说，木浆多段洗 一段D.R.=0.8~0.92
中间段D.R.=0.5~0.7 （热水洗）末段D.R.=0.55~0.7
④ 稀释因子（Dilution Factor）
⑤ 表示提取的黑液的稀释程度，有时称稀释度
要挤出微纤维间黑液需800多Kg/cm2压差，难做到
3.扩散
除去胞壁和胞腔中的废液
扩散速度：
GDFCi CwKg/h X
① 纤维内外浓度差上升，扩散速度上升，洗涤用水
②
越多，浓度差越大，洗得越快，但黑液浓度下降
③
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。
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 ④ 扩散面积是指纤维与洗涤液的接触面积 ⑤ 扩散距离是指纤维与洗涤液主体的距离 ⑥ 增大F，减少X的有效措施是搅拌
⑤
洗涤后每吨风干浆带走残碱量
⑥
SP法 以洗后纸浆滤液消耗KMnO4的量表
示
⑦
（废液中含有木素）
<100mgKMnO4/L
③ 置换比（Displacement Ratio）
④ 在洗涤段里浆中可溶性固形物实际减少量与 最大可能减少量之比
D.R.W0WM W0WW
在理想状况下，洗后液体的溶质质量分数与洗涤 液一样，即WM=WW，则 D.R.=1
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。
草 2.0～2.5％ 出浆浓度 10～16％ 优点：生产能力大，黑液提取率高，洗浆质量好 生产易检查 缺点：设备较复杂，投资较大，安装标高高，易 产生泡沫 适用：草浆、木浆
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
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
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
④
浆
<0.25g/L（Na2O计） — 苇
四、洗涤设备
淘汰设备
① 洗浆池（Washing Cheat）
② 螺旋挤浆机
③ 双辊挤浆机
④ （一）转鼓式洗浆机
1. 鼓式真空洗浆机
2. 原理：兼有过滤、扩散
3.
置换的作用
4. 构造：转鼓、鼓槽、分
5.
配头等组成
分段式真空洗浆机
分配头的多小室轮流受到过滤、抽吸、排空作用 真空产生 强制真空
自然真空：水腿作用 过滤面积：5m2～50或100m2 工艺：进浆浓度 木 0.8～1.5％