制浆工艺第四章 高得率法制浆

制浆造纸原理与工程第四章机械法、化学机械法、半化学法制浆（高得率法制浆）Mechanical,Chemimachanical,Semi-chemicalpulping(high-yieldpulping)制浆造纸原理与工程制浆造纸原理与工程制浆造纸原理与工程制浆造纸原理与工程制浆方法：制浆方法：植物纤维原料化学方法机械方法化学＋机械方法纸浆制浆造纸原理与工程主要内容主要内容(Maincontent)(Maincontent)机械法制浆机械法制浆化学机械法制浆化学机械法制浆半化学法制浆半化学法制浆制浆造纸原理与工程新闻纸：新闻纸：1.1.白度白度(Brightness)(Brightness)2.2.油墨吸收性油墨吸收性3.3.油墨光泽度油墨光泽度4.4.光散射性能光散射性能5.5.不透明度不透明度(Opacity)(Opacity)6.6.强度强度(Strengthproperty)(Strengthproperty)机械浆、化学机械浆制浆造纸原理与工程第三章机械法、化学机械法、半化学法制浆（高得率法制浆）一、发展高得率法制浆的意义：1.充分合理地利用植物纤维原料资源2.减轻制浆废水中的污染物质3.满足产品性能的需要（成纸吸墨性好，不透明度高，“质地”松柔，适印性好）制浆得率：一般化学法制浆不超过50%，得率在50%以上，65%以下的化学浆称为“高得率化学浆”高得率法制浆可统指：制备高得率化学浆、机械浆、化学机械浆、半化学浆等方法制浆造纸原理与工程二、高得率浆分类及有关术语SGW(StoneGroundWood)磨石磨木浆PGW(PressurizedGroundWood)压力磨石磨木浆TGW(highTemperatureGroundWood)高温磨石磨木浆RMP(RefinerMechanicalPulp)盘磨机械浆TMP(Thermo-MechanicalPulp)预热盘磨机械浆CMP(Chemi-MechanicalPulp)化学盘磨机械浆CTMP(Chemi-Thermo-MechanicalPulp)化学预热机械浆APMP(AlkalinePeroxideMechanicalPulp)碱性过氧化氢化学机械浆制浆造纸原理与工程SCMP(SulfonatedChemi-MechanicalPulp)磺化化学机械浆BMP(Bio-MechanicalPulp)生物机械浆SEP(SteamExplosionPulping)蒸汽爆破法制浆EMP(ExtruderMechanicalPulp)挤压法机械浆SCP（Semi-ChemicalPulp）半化学法浆NSSC(NeutralSulphiteSemi-Chemicalpulp)中性亚硫酸盐法半化学浆ASSC(AlkalineSulphiteSemi-Chemicalpulp)碱性亚硫酸盐法半化学浆制浆造纸原理与工程制浆方法的发展化学浆高得率浆SGW(PGW)RMPCMPTMP1964CTMP(74)APMP(APP)制浆造纸原理与工程第一节第一节机械法制浆机械法制浆磨石磨木浆（磨石磨木浆（SGWSGW）－磨石）－磨石盘磨机械浆盘磨机械浆（（RMPRMP）－盘磨）－盘磨定义：利用机械力量，将原料撕磨成浆的过程定义：利用机械力量，将原料撕磨成浆的过程。。特点：多以木材为原料。特点：多以木材为原料。制浆造纸原理与工程机械浆的特点机械浆的特点优点：得率高、成本低、污染轻。成纸吸优点：得率高、成本低、污染轻。成纸吸墨性好，不透明度高，墨性好，不透明度高，““质地质地””松柔，适印性松柔，适印性好。好。缺点：动耗高，纤维分散性差，成纸强度缺点：动耗高，纤维分散性差，成纸强度低，易返黄。低，易返黄。制浆造纸原理与工程三、高得率制浆主要方法的基本流程与特点1．SGW(StoneGroundWood)磨石磨木浆得率：95%基本流程：备木磨浆筛选净化浓缩（漂白）送抄纸粗渣再磨磨石磨木浆的特点：（1）在各类制浆方法中得率昀高、生产成本昀低，污染昀小（2）浆料具有优良的不透明度和吸墨性；（3）强度和白度稳定性较低。主要用于生产新闻纸、印刷纸，配抄其它文化用纸及纸板。制浆造纸原理与工程2．RMP(RefinerMechanicalPulp)盘磨机械浆得率：90~95%基本流程：木片洗涤器脱水机盘磨机（二段盘磨机）筛选RMP的特点：（1）原料成本较SGW低，可利用磨木机不能用的木材边角料；（2）设备占地面积小，生产能力较大；（3）强度较SGW好，但能耗较SGW高（高50%~100%），不透明度及印刷性能稍低。四、磨石磨木浆SGW™生产流程–productionprocess™磨木原理–mechanismofstonegrounding™磨木设备——磨木机–machineofstonegrounding™磨石-groundingstone™磨木理论–theoryofgrounding™影响磨木的因素–effectofparameters™磨木浆的质量检查–measurementofpulpquality™磨石磨木浆的发展–developmentofSGW（一）生产流程返回漂白（二）磨木原理电能→机械能→热能返回（三）磨木设备——磨木机™加压方式:机械加压和水力加压。™生产操作:间歇与连续操作。™常用设备：链式磨木机、袋式磨木机、库式磨木机、环环式磨木机等。链式磨木机1—磨石2—料箱3—链条4—浆坑5—刻石装置6—链条传动装置机械加压连续式磨木设备环式磨木机大北式磨木机长卡米尔式磨木机1—加压板2—锥形料箱壁3—加料袋返回（四）磨石™磨石的结构™磨石的安装™刻石装置磨石分类天然磨石（已淘汰）磨石水泥磨石人造磨石陶瓷磨石磨石表面状态™磨料粒子大：生产能力大、浆粗劣™磨料粒子：锋利切断作用大、短纤维多™磨石的气孔率和硬度取决于粘合剂的性质及与磨料粒子的配比磨石的安装™两个法兰盘把磨石夹紧™保证法兰盘的端面能把压力均匀地分布在法兰盘与磨石的全部接触面积刻石装置刻石刀操作过程刻石注意事项™正确选用刻石刀。™每次刻石应使用新刻石刀。™使用固定深度刻石。™刻石进刀应使用测微计控制，并按操作规程准确地操作。™加强对刻石装置的维护，及时更换磨损的部件。返回（五）磨木理论—压力脉冲理论™由磨擦及压力脉冲产生的能量（摩擦能与振动能）被木材吸收后，转化为热能，使木材温度升高，胞间层木素软化；™经软化的纤维在摩擦力及剪切力的作用下由木材表面剥离下来；™剥离下来的纤维与纤维束聚集于磨石刻纹的沟槽中，在移出的过程中受到复磨与精磨。三个阶段密切相关，相互影响。纤维的剥离过程返回（六）影响磨木的因素™原木质量™磨石™磨石线速度™磨木比压™磨木温度™浓度™磨石浸渍深度原木质量™材种对磨木浆生产有直接的影响™树种对得率、白度、电耗、强度等影响较大™原木的水分对磨木过程有重要影响，原木水分以40％～50％较适合，水分小于20~30%时，产量与质量下降，动力消耗增加；水分大于50%时，产量下降。磨石™磨石纹锋锐利，以切割纤维为主，产量高，单位电耗较低，纸浆粗糙，细小纤维较多™磨石纹锋变钝后，产量降低，电耗升高，纹锋锐利时产量高，单位电耗低，但以切割作用为主，磨出纤维短硬，碎料多。所以刻石后要去锋™纹锋完全变钝后，产量下降，电耗上升，此时需要磨石™在一个磨石周期的中间一段时间内，纹锋钝圆，得到质量适宜的浆料磨石线速度™线速度增加，生产能力和动力消耗增加，单位动力消耗量相对减少。™一定压力下，线速增加，增加对浆料研磨作用；提高表面温度，纤维细长而富有弹性。™磨木电动机转数不变情况下，磨石线速取决于磨石直径。磨木过程中，由于磨石工作层的不断磨损，相应降低了磨石线速，导致产量质量下降。磨木比压™指单位磨碎面积上所受的压力（与装料操作有关）™增加比压提高生产能力，单位电耗略有降低，改善纸浆质量。但比压太大，产量虽增加，但粗大纤维增加，细浆量减小，强度降低。™磨木比压与装料操作关系密切。™比压应与磨石纹锋配合，钝的纹锋应相应提高比压。磨木温度™由于磨碎区温度不易测量，生产中往往测定浆坑温度™冷磨法纸浆纤维粗短，机械强度差，目前已经淘汰™热磨法中，升高温度可提高生产能力并降低动力消耗，促进软化的纤维分离，机械强度高而滤水性差™磨浆温度升高有一定的限制™调节喷入浆坑的白水温度和喷水量，可以调节温度和浆浓™提高温度：纤维分离较容易，浆强度高，滤水性好。生产中一般控制浆坑温度在75~85℃磨浆浓度™磨浆浓度一般用浆坑浓度代替。™高温低浓是较理想的磨浆条件。™一般认为：浆坑浓度大于2.0%～2.5%时称高浓，低于2.0%时为低浓。™提高浆浓：生产能力下降，大量浆料被复磨，浆料强度下降。生产中一般控制浆浓在2.0%。磨石浸渍深度™磨石浸入浆料中的目的在于清洗磨石表面并使磨石均匀冷却。浸渍深度可由浆坑挡板调节™增加磨石浸渍深度，降低磨木机的生产能力，单位动力消耗上升，但纸浆质量提高。国外发展的无浆坑磨木:将浆坑挡板放低，使磨石不浸入浆中，可减少磨石运行中的阻力;用高压喷水消除复磨，降低浆料打浆度和能耗，延长刻石周期，稳定浆料质量;但需严格控制喷水温度、压力、喷水量和在整个磨石面上喷水均匀，以保证浆的质量和磨石安全。（七）磨木浆的有关概念和质量指标™消潜：高浓磨浆时纤维会发生扭曲与缠卷，放料冷却后这种潜态（latency）被保持，不利于纸页的强度。因此需在一定温度和浆浓下搅拌一段时间，以消除这种潜态。一般采用温度60~70℃，浆浓不高于4%，搅拌40~60min。™游离度：衡量磨浆效果（或打浆效果）的指标，用特定的仪器测定浆料的滤水性能（受纤维形态及其分布、纤维分丝帚化程度等影响）。一般用加拿大标准游离度（CanadaStandardFreeness,CSF,mL）表示。其数值越大，滤水性越高。™打浆度：同样为衡量磨浆效果（或打浆效果）的指标。一般用肖伯尔打浆度（oSR）表示。其数值越大，滤水性越低（七）磨木浆的质量检查™质量指标：滤水性、机械强度、纤维长度和纤维形态等™磨木浆的滤水性不仅反映纸浆的脱水速度，说明纸浆的质量。™磨木浆的机械强度取决于磨木所用原木的性质和磨木方法与条件。检查时，先抄成纸张试样进行测定。™磨木浆的纤维性质和形态，在生产过程中多用蓝玻璃法进行观察或显微镜法。™筛分：利用不同网目的筛，将纸浆纤维筛分成若干级分，用各级分的质量百分率来判断浆料的纤维形态分布，预测浆料质量。返回（八）磨石磨木浆的发展™高温磨石磨木浆（TGW）70度提高至90度™压力磨石磨木浆（PGW）提高压力™化学磨石磨木浆（CGW）加化学药品或化学预处理™木片磨石磨木浆（FGW）™筛渣再磨－－－－－盘磨机械浆制浆造纸原理与工程木片磨木机示意图制浆造纸原理与工程2．RMP(RefinerMechanicalPulp)盘磨机械浆得率：90~95%基本流程：木片洗涤器脱水机盘磨机（二段盘磨机）筛选RMP的特点：（1）原料成本较SGW低，可利用磨木机不能用的木材边角料；（2）设备占地面积小，生产能力较大；（3）强度较SGW好，但能耗较SGW高（高50%~100%），不透明度及印刷性能稍低。制浆造纸原理与工程盘磨机械浆生产设备盘磨机械浆生产设备——盘磨机盘磨机refinerrefiner盘磨机类型及结构盘磨机类型及结构盘磨机磨浆原理盘磨机磨浆原理制浆造纸原理与工程盘磨机类型及结构盘磨机类型及结构盘磨机有单盘磨、双盘磨和三盘磨。盘磨机有单盘磨、双盘磨和三盘磨。单盘磨由一个动盘和一个定盘组成。双盘单盘磨由一个动盘和一个定盘组成。双盘磨由两个转向相反的动盘组成。三盘磨是磨由两个转向相反的动盘组成。三盘磨是在两个定盘之间有一动盘，动盘两面都有在两个定盘之间有一动盘，动盘两面都有磨齿。磨齿。齿盘是盘磨机的核心部件，直接对磨浆质齿盘是盘磨机的核心部件，直接对磨浆质量、产量和能耗产生影响。量、产量和能耗产生影响。制浆造纸原理与工程双盘磨双盘磨制浆造纸原理与工程制浆造纸原理与工程齿盘齿盘二段磨浆齿盘一段磨浆齿盘制浆造纸原理与工程制浆造纸原理与工程制浆造纸原理与工程制浆造纸原理与工程四、磨