制浆方法分类

烧碱法 ——非木材纤维原料

碱法（Alkaline Pulping）

硫酸盐法（KP） ——几乎所有适用

化学法

40-55% 酸性亚硫酸氢盐法

常用

亚硫酸氢盐法

亚硫酸盐法（Sulfite Pulping） 微酸性亚硫酸氢盐法

中性亚硫酸盐法

碱性亚硫酸盐法

制浆方法

磨石磨木法（SGW） ——Stone Groundwood

压力磨石磨木法（PGW）——Pressure Groundwood

机械法（MP）

95% 盘磨机械法（RMP） ——Refiner Mechanical Pulp

热磨机械法（TMP） ——Themomechanical Pulp

化学热磨机械法（CTMP） ——主导地位

高得率法 化学机械法（CMP*） 化学机械法（CMP）

85-95% 碱性过氧化氢机械法（APMP）

中性亚硫酸盐半化学法（NSSC）

半化学法（Semichemical Pulping）

碱性亚硫酸盐半化学法（ASSC）

规律：GW-磨石磨木机磨浆，MP-盘磨机磨浆。C：化学 T：热磨 MP：机械浆 A：碱性 P：过氧化氢

制浆得率范围

SWG -- 磨石磨木浆：95-97% RMP -- 盘磨机械浆：94-96%

TMP -- 热磨机械浆：91-94% CTMP -- 化学热磨机械浆：90-93%

BCTMP -- 漂白化学热磨机械浆：88-92% APMP -- 碱性过氧化氢机械浆：88-93%

CMP -- 化学机械浆：85-90% SC -- 半化学浆：65-85%

KP -- 硫酸盐化学浆：42-50%

备料定义：贮存的原料经过一定要求的处理以满足制浆生产（蒸煮和磨浆）要求的过程。

备料目的：贮存、净化、制备合格的料片。

木材原料贮存方式：1.水上贮存 2.地面贮存

木材去皮目的：树皮（韧皮类树种除外）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。

稻草麦草备料目的：切断和净化

稻草麦草备料方法：1.干法备料 2.全湿法备料 3.干湿结合法

全湿法备料是目前较为先进的草类原料备料方法，主要设备是具有球形壳体的水力碎解机。

优点：a.消除飞尘，改善环境；b.降低噪音和劳动强度；c.提高草片质量；d.减少药品用量；e.提高得率、强度。

缺点：设备投资大，维修费用高，用水多，动力消耗大，生产成本高。

干湿法结合备料与连续蒸煮配套使用的优点：蒸煮得率高，纸浆强度大，均整性好，原料损耗低，自动化程度高，节省药液，劳动强度低，工作环境得以改善，成浆质量稳定。

化学法制浆的定义：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。也必须使纤维细胞壁中的木素含量适当降低，同时要求纤维素溶出最少，半纤维素有相应的保留。

化学法制浆的要求：1.尽可能多地脱出植物纤维原料中使纤维黏合在一起的胞间层木素，使纤维细胞分离或易于分离；2.使纤维细胞壁中的木素含量适当降低，纤维素溶出最少，半纤维素有适当的保留（根据纸浆质量要求而定）。

烧碱法蒸煮液主要是NaOH，还有Na2CO3

硫酸盐法蒸煮液主要是NaOH+Na2S，还有Na2CO3，硫酸钠，亚硫酸钠，硫代硫酸钠。

亚硫酸盐蒸煮液含有SO2和相应的盐基。

碱法制浆专业术语

总碱量 指蒸煮液中全部有活力的碱性钠化合物。烧碱法：NaOH+Na2CO3的含量，硫酸盐法：

NaOH+Na2S+Na2SO4+Na2SO3+Na2CO3+Na2S2O3 的含量

活性碱 烧碱法：NaOH，硫酸盐法：NaOH+Na2S

有效碱 烧碱法：NaOH，硫酸盐法：NaOH+1/2Na2S

黑液 碱法蒸煮时产生的废液。黑液中通常含有一定量的碱。黑液中所含的碱称为残碱。

绿液 从燃烧炉内流出的熔融物溶解在稀白夜或水中所形成的溶液称为绿液。主要成分是Na2CO3+Na2S,有少量氢氧化亚铁而显绿色。

白液 绿液经氢氧化钙苛化后所得到的溶液。白液是准备用于蒸煮的。主要成分是NaOH +Na2S

用碱量 蒸煮时活性碱用量(重量)，对绝干原料重量的百分比。 用碱量=活性碱用量/绝干原料重量

蒸煮原理

蒸煮过程，主要是脱木素的过程，使纤维彼此分离。过程如下：

A.蒸煮药液中的离子（OH-、SH-等）渗透和扩散到料片中；

B.料片中的木素等化学组分吸附蒸煮液中的OH-、SH-等离子；

C.蒸煮液中的OH-、SH-等离子与木素等木材成分发生化学反应；

D.反应生成物溶解并扩散的木片外部；

E.反应生成物传递到周围药液中

药液浸透两种形式：1.压力浸透（压力差） 2.扩散浸透（浓度差）

影响药液浸透因素（填空）

药液的组成和PH、温度、压差、原料种类和料片规格。温度↑，有利于浸透；压差↑，有利于浸透。

强化药液浸透的措施（大题）

（1）蒸汽装锅和预汽蒸

（2）蒸煮器外药液预浸

（3）适当提高药液温度

（4）抽真空

（5）亚硫酸盐法蒸煮中进行“回水”操作

（6）液相变压法

使木素从植物原料中溶解出来的基本方法

（1）增加脂肪族和（或）芳香族羟基或羧基的数量，以提高木素的亲水性；

（2）降解其大分子为较小的能溶解在水中的碎片。例如木素与硫化钠反应；

（3）把亲水取代基与木素大分子相连接，使它的衍生物可溶于水中。例如木素与亚硫酸盐反应，生成木素磺酸盐。

木材碱法蒸煮脱木素反应历程

（1）初始脱木素阶段： 从升温到140℃，主要是药液浸入料片，木素溶出占原料总木素的20%～25%。

（2）大量脱木素阶段： 升温至140℃以上，蒸煮液的浓度下降不多，前阶段浸入原料的药液与木素大量反应，而木素的溶出量相当于原料木素70%～80%，因此，这一阶段主要是木素从料片中溶出。

（3）残余木素脱除阶段：蒸煮液的浓度继续下降，但木素的溶出量很小。可以说，这一阶段的脱木素作用已经不大了，继续进行蒸煮，势必造成碳水化合物的大量降解。

草类碱法蒸煮脱木素反应历程

第一阶段即大量脱木素阶段： 升温到100℃，木素脱除60％以上。

第二阶段为补充脱木素阶段： 从100℃升温至最高蒸煮温度，木素脱除越30％。

第三阶段即残余木素脱除阶段：木素的溶出量不足5%。由于这是在最高蒸煮温度下的保温，且木素已经大量溶出，继续进行蒸煮会对碳水化合物造成伤害，致使成浆的强度与得率下降，要特别慎重。

试述木材碱法蒸煮脱木素和草类碱法蒸煮脱木素的异同↑

碱法脱木素反应的活化能：针叶木 > 阔叶木 > 草类

虽然蒸煮温度不同，只要H—因子相同，所得纸浆木素含量及得率相同。因此，同一原料，在用碱量、硫化度、液比等蒸煮条件相同时，控制H—因子相同，其纸浆得率和浆中木素含量相同。

剥皮反应，在升温到100℃时就开始了，温度越高，反应越剧烈。

在碱法蒸煮过程中，纸浆黏度的降低与OH-浓度成正比，而与HS-浓度无关。碳水化合物的降解主要受温度和OH-浓度影响，温度越高，降解反应就越剧烈。

硫酸盐法制浆VS亚硫酸盐法制浆

硫酸盐法优点：

1适用范围广；

2脱木素速率快，蒸煮时间短；

3纸浆强度高；

4蒸煮废液回收技术和设备比较完善；

5较少发生树脂问题和草类浆的表皮细胞群问题；

6允许木片中有相当量的树皮。

缺点：

1纸浆得率较低；

2成浆颜色较深，比亚硫酸盐浆难漂；

3蒸煮时产生的恶臭气体污染环境.

亚硫酸盐法优点：

1本色浆较白，易漂；

2得率较高；

3废液可以生产饲料等。

缺点：

1原料要求比较严格；

2大都需要耐酸设备（除碱性亚硫酸盐法外）；

3蒸煮时间长；

4亚硫酸盐浆的强度比硫酸盐浆低。

蒸煮（碱法间歇蒸煮）操作过程或步骤程序

（1）装料、送液

（2）升温、小放气

（3）在最高压力或温度下保温 保温目的：使脱木素反应充分进行，但时间过长势必影响浆得率和质量

（4）大放气、放料，倒料方式多为喷放式，优点：1放料时间短2浆料在喷放时易分散，装渣少3喷放后温度高，浓度高，有利于碱回收4操作方便，劳动强度小。 缺点：纸浆的强度会有一定损失。

用碱量的大小会影响脱木素的速率和程度，同时也会影响碳水化合物的降解程度。其它蒸煮条件不变时，用碱量↑，则脱木素速率↑，脱木素程度↑，纸浆硬度↓，可漂性↑；同时，碳水化合物的降解速率和程度↑，纸浆得率↓，若用碱量过高，将会造成浆得率和机械强度的严重下降。

近年来，蒸煮温度有逐渐降低的趋势，特别是木材原料的连续蒸煮和间歇式置换蒸煮，采用了改良的硫酸盐法蒸煮技术，用黑液加白液预浸渍木片，增强预浸渍的作用。

提高碱法蒸煮脱木素选择性的四个原则 （重要）

深度脱木素并减少碳水化合物的降解的四个基本原则

1.蒸煮过程中，碱液浓度尽量保持均匀，即蒸煮初期碱液浓度低一些，终了时适当高一些。

2.蒸煮液中HS-浓度应尽可能高，特别是蒸煮初期和大量脱木素阶段开始时，应保持较高的HS-浓度。

3.蒸煮液中的溶解木素和Na+浓度应尽量低，特别是在残余木素脱出阶段。

4.保持较低的蒸煮温度，特别是在蒸煮初期和后期。

深度脱木素技术包括间歇式的置换蒸煮和连续式的改良硫酸盐法蒸煮。

RDH（Rapid Displacement Heating）快速置换加热

磨石磨木机磨浆原理：压力脉冲理论

磨木过程中纤维的理解分为三个阶段：

1.木材加热、木素软化阶段；

2. 离解纤维阶段；

3. 复磨和精磨阶段。

盘磨机磨浆过程可分为三个区段：

1．破碎区

2．粗磨区

3．精磨区

盘磨机磨浆影响因素之预热温度（压力）和预热时间

预热温度（压力）和预热时间对TMP浆的质量影响很大。预汽蒸的作用，主要在于软化纤维胞间层的木素，使磨浆时纤维的分离易于发生在纤维的胞间层与初生壁之间，从而获得完整的纤维。

机械浆的潜态性与消潜 （填空）

定义： 机械浆的潜态性是指在高浓磨浆时，纤维发生扭曲和缠卷，一旦放料冷却后即被固着并影响浆纸强度发展的现象。机械浆需要进行消潜处理，以去除这种潜态性。

消潜处理： 生产上的消潜，是在消潜池内进行，在浆浓不高于4％时，在60～70ºC搅拌40～60min，即可将扭曲和缠卷的纤维伸展开，从而稳定浆的质量，改善浆料的强度。

碱性过氧化氢机械浆（APMP） （大题）

APMP是在漂白CTMP(即BCTMP)基础上发展起来的。

优点：

1 APMP制浆采用了最新发展的木片预处理技术使制浆和漂白合二为一，不需单独的漂白车间，设备投 资减少25%以上；

2 BCTMP相比，木片预汽蒸和化学浸渍都是在常压下进行，操作简单且能耗低；

3 磨浆在常压下进行，无需建造热回收系统；

4 采用高压缩比螺旋撕裂机将木片挤成疏松的木丝团，扩大了比表面积，药液渗透作用增强；

5 浆的物理性能和光学性能有所改善，可实现较高强度和较高白度；

6 APMP制浆过程中不使用亚硫酸盐，只用碱和过氧化氢等化学药品，废水中不含硫的化合物，治理相对容易，减轻了废水的污染负荷。

APMP生产流程如图：

APMP制浆机理：APMP制浆的最大特点就是将制浆和漂白合二为一，制浆的同时完成漂白过程。

生产APMP的主要影响因素

（1）挤碾对APMP制浆的影响。 木片受到螺旋挤碾机强有力的挤压作用，结构变得疏松，木片被撕扯开，变成一种立体网状结构，干度达60%～65%，从而像海绵一样易于吸收药液，使反应能充分进行，而纤维并不会因挤压而受到损伤。

（2）化学药品用量的影响。 NaOH和H2O2的用量是影响浆质量的主要因素。NaOH的用量与纸浆的物理强度有较大的关系，尤其是第一段浸渍的NaOH用量，增加预处理时NaOH的用量，浆的物理强度提高，而浆的白度降低，得率也降低。H2O2的用量则与纸浆的最终白度有较大的关系，尤其是第二段预浸时H2O2的用量，H2O2用量增加时，纸浆的白度显著提高，而浆的得率影响甚小，强度有所降低，松厚度有所提高。

（3）预处理温度的影响。 由于预处理药液是H2O2的碱性溶液，温度过高，会加快H2O2的分解，从而使得漂白效率下降，浆的最终白度降低。

（4）预处理时间的影响。 过长的预处理时间，会使浆的得率下降，光学性能降低，同时若药液中有较多NaOH残留，会促进浆料的返黄，白度降低，但强度有所升高。

（5）磨浆条件的影响。 增加磨浆段数可以提高浆的质量，但会增加磨浆能耗和设备投资。

洗涤目的：尽可能完全地将纤维从废液中分离出来，而得到洁净的纸浆。

废液提取目的：为废液回收利用做准备，以取得经济和环境效益。

一般来说，置换比越大，洗涤效果越好，提取率越高。

筛选和净化的原理与目的

目的：满足纸浆的质量要求；保护后续设备不因浆中含有杂质而被损坏。

筛选是利用粗浆中杂质与纤维的几何尺寸大小和形状不同。

净化是利用杂质和纤维的密度不同来分离的。

筛选与净化的流程中的级与段

“级”是指良浆（包括第一级处理原浆）经过筛选或净化设备的次数。

“段”是指尾浆（包括第一段处理原浆）经过筛选或净化设备的次数。

非老师标划

泡沫的形成原因

内因：原料中溶出的有机物如树脂、脂肪、蜡及其皂化物等表面活性剂的存在。

外因：浆料输送、机械搅拌和稀释混合时混入空气，真空洗浆机真空度的作用以及温度、粘度、pH等外部条件的变化。

预防和减少泡沫形成的措施

1. 尽量使用贮存时间较长的原料，因为贮存可以降低易产生泡沫的有机物含量；

2. 尽量避免或减少空气混入浆和废液中；

3. 尽可能地使废液保持较高的温度。

制浆流程如图

齐鲁工业大学 制浆原理 复习题