现代制浆技术

1.原料贮存的目的：a改进原料质量。b保证生产需求。2.原料厂的要求：a有防火安全措施；b运输方便；c排水畅通；d通风良好；e照明符合要求。3.木片的筛选和质量控制：a圆筛：利用不同的筛孔的筛板在回转时使木屑、合格木片、长条等分开。优：结构简单、设备维修容易。缺：占地面积大、筛选有效面积小、筛孔易堵塞。b平筛：通过振动或摇摆利用不同筛孔的筛板，将长条、木片和木屑分开。高频式平筛，缺：筛框和弹簧垫等易损坏，木片在筛网上易堆积。摇摆式平筛，每个筛体有三层具有3~4°倾角、不同孔隙的筛网，木片随机器的摆动逐渐分层，并向低的一端移动、流出。上层大木片送回再碎系统，中下层合格木片送往制浆系统，下层网碎末集中处理。缺：不能很好的分离过厚木片。c盘式筛：相邻转轴之间靠的很近，而且圆盘之间相互错开，圆盘间的间距是控制木片厚度的唯一因素，而圆盘轴间距则决定了生产能力。4.深度脱木素是在保持纸浆质量不变，通过改变工艺或改良蒸煮设备的方法，使成浆硬度降低。硫酸盐法深度脱木素三个阶段：初始脱木素阶段、大量脱木素阶段、残余脱木素阶段（脱木素作用大大降低，而碳水化合物损失严重）。5.深度脱木素而较少引起碳水化合物降解的原则：a蒸煮过程中的碱液浓度尽量保持均匀，在初始脱木素阶段碱液浓度要低，接近蒸煮终了是碱液浓度要高；b保持蒸煮液中有较高HS-浓度；c保持蒸煮液中较低的溶出木素和Na+浓度，特别是在残余木素脱除阶段是木素降解产物浓度要低；d保持较低的最高蒸煮温度。6.连续蒸煮器深度脱木素技术：A.MCC（改良连续蒸煮技术）：通过分段加入白液和在蒸煮后期采用逆流蒸煮完成的。将蒸煮区分为顺流和逆流蒸煮区，然后进行逆流扩散洗涤和冷喷放。白液的加入分为三部分，浸渍段加入约总量的65%的白液，顺流蒸煮区加入约15%的白液，逆流蒸煮区加入约20%的白液。时间分配则一般是在浸渍段浸渍30min，顺流蒸煮区60min，逆流区约60min。B.EMCC（延伸改良连续蒸煮技术）：它在MCC技术的基础上将逆流蒸煮部分扩大到了MCC德逆高热洗涤区，使MCC的洗涤区变成了第二段逆流洗涤蒸煮区，同时整个系统在较低的温度下进行蒸煮。同MCC相比，EMCC使蒸煮的有效碱浓度分布更为均匀，蒸煮液中溶出木素更低，并降低蒸煮的最高温度，更进一步提高制浆的选择性。C.ITC（等温蒸煮技术）：即连续蒸煮器的所有蒸煮区都在同一温度下蒸煮。与EMCC相比，ITC也是用逆流蒸煮区代替MCC的高温逆流洗涤区，等温蒸煮扩大逆流蒸煮区的范围，延长蒸煮时间，降低蒸煮温度，纸浆强度增加，得率调高。EMCC是液相蒸煮系统，而ITC则全是气相蒸煮系统，在蒸煮器底部洗涤循环区上方增加了一处循环滤网。7.间歇蒸煮器深度脱木素技术：RDH（快速置换加热蒸煮）步骤：a、置换热黑液b、置换温黑液c、冷喷放d、预热白液e、木片装锅f、注入温黑液g、注入热蒸煮液h、升温i、保温；优点：a、节约能源b、浆的质量提高c、纸浆强度提高d、蒸煮锅内洗涤可使洗后浆中残碱减少，或降低稀释因子，保持相同的洗浆碱损失e、送至蒸发站的稀黑液含量较高，可减轻蒸发器的负荷f、有利于减少环境污染。RDH开始有效碱浓度低而硫化度高，高水平硫化物的循环使得氢氧化钠蒸煮反应的频率非常低，因此脱木素的选择性很高。*DDS置换蒸煮系统：操作流程与RDH基本相同，但DDS采用了先进的数码控制技术，能更好的解决偏流、槽区液位的预测、放锅过程堵塞预测等技术问题，它扩展了温充的作用，提高了纸浆的得率，得到了低卡伯值、高强度的纸浆；工艺的优越性：a、成浆卡伯值低、强度高b、减少含硫气体的产生c、无需添加蒸煮助剂d、原料配比切换灵活e、提高纸浆的得率f、置换洗涤效果更好，节约成本g、减少漂白药品的消耗h、节省蒸汽的耗用量i、生产过程全自动化。Super-Batch（超间歇蒸煮）特征：a、蒸煮成浆的均匀性b、蒸煮成浆的强度特性c、浆的漂白特性d、系统的灵活性e、产量的灵活性。8.有机溶剂制浆的优缺点：优点：a、投资小，成本低b、污染小c、副产品的回收与利用d、纸浆得率高、成浆性能好；缺点：a、原料适应性差b、洗涤过程复杂c、制浆化学品德挥发性高d、木素等副产品的进一步研究和开发利用有所欠缺。9.添加助剂的化学法制浆：蒽醌的作用：在碱法蒸煮中添加蒽醌可大幅度降低用碱量，缩短蒸煮时间，提高浆料得率，降低浆料硬度，可漂性也得到改善；在硫酸盐法制浆蒸煮中加入蒽醌，可降低硫化度，是煮出的浆料打浆时间缩短，浆料结合强度提高，裂断长增加，但撕裂度略有下降。机理：蒽醌首先与纤维素和半纤维素上的还原性末端基反应，使之转化为糖醛酸，抑制了碳水化合物的剥皮反应，同时蒽醌还原为蒽氢醌，蒽氢醌又使木素分子降解，加速了木素的溶出，同时它本身有氧化为蒽醌，通过这一还原和氧化的循环，起到了保护纤维素和半纤维素以及加速脱木素的双重作用。绿氧的作用机理：由于它具有和蒽醌相同的烯丙基结构，保留了蒽醌的全部优点，同时由于其分子基团中引入硫酸基，使其具有一定的表面活性，可大幅度降低药液的表面张力，加速药液向纤维原料内部的润湿和渗透，随着木素的脱去，纤维的剥皮反应开始，由于绿氧是一种大分子聚合物，形成了一种保护膜，阻止剥皮反应，保护纤维，另外，绿氧与发色金属离子发生络合作用，将发色离子屏蔽，使浆颜色较浅，易于漂洗，洗后浆的白度较高。特点：a、高效、无毒、自动降解b、缩短蒸煮时间，提高制浆能力，减少设备腐蚀，节约成本c、浆颜色浅、白度高、易漂洗，污染小d、得率高、强度大、匀度好多硫化物作用机理：由于多硫化物具有氧化性，能将碳水化合物还原性末端基氧化为羧基，阻止了剥皮反应的发生。与蒽醌具有协同作用，使得率提高，卡伯值降低，达到深度脱木素的作用。表面活性剂的作用：洗涤、润湿、渗透、分散、乳化、柔软、消泡。10.发展高得率制浆的意义：a充分合理地利用植物纤维原料资源b减轻制浆废水中的污染物质c满足产品性能的需要。11.磨木机磨浆原理：压力脉冲理论，根据这个理论，磨木过程中的纤维的离解分为三个阶段a.由于磨石对原木周期性的压力脉冲作用使木材加热，木素软化b.在剪切力的作用下离解纤维c.分离下来的纤维与纤维束进行复磨和精磨。影响因素：a.原木的质量和材种；b.磨石的表面状态；c.磨木比压；d.磨石线速；e.磨木温度与浓度；f.磨木浸渍深度。12.盘磨机械浆原理：1.木片在磨区入口处被解离成较粗糙的碎块；2.在磨区中部，碎块被离解成纤维；3.在磨区外围，齿盘间对纤维进行精磨。影响因素：a.材种与料片规格；b.磨浆浓度；c.预热温度和时间；d.磨浆时能耗与能量分配；e.磨盘间隙（发展浆强度--间隙小；离解纤维--纤细大）；f.磨盘特性。13、TMP（热磨机械浆）生产流程：木片→木片洗涤器→木片预热器→螺旋给料器→第一段压力盘磨机→喷放→第二段压力或常压盘磨机→筛选→浓缩贮存14、机械浆的潜态性：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。消潜：指去除纤维的潜态性。消遣的目的：即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。消潜池内浆浓不高于4%，60~70℃，生产上搅拌40~60min。*15.化学机械浆CMP：采用化学预处理和机械磨解处理的制浆得率85%—90%（85%以上）：CTMP化学预热机械浆，木片与化学药品在100度预汽蒸，第一段盘磨磨浆温度100度，第二度盘磨常压磨浆；TCMP热磨化学机械浆，在100度下预汽蒸与化学品处理，常压磨浆；TMCP热磨机械化学浆（或OPCO浆），第一段盘磨磨浆温度100度，然后进行化学处理，再经第二段常压磨浆；APMP碱性过氧化氢化学机械浆；P-RCAPMP预处理、盘磨机化学处理的碱性过氧化氢化学机械浆；SCMP磺化化学机械浆。16.CTMP(化学热磨机械浆）化学处理的目的：（得率90%~93%）a.在保证高纸浆得率的基础上，制造出能满足某些产品性能的高得率纸浆;b.为了降低成本，少用或不用高价的长纤维化学浆;c.开辟制浆原料来源，充分利用其它制浆方法不太适宜或较少使用的阔叶木;d.软化纤维，为提高强度，减少碎片，改善质量创造条件;e.通过化学处理还可节约磨浆能耗，延长磨浆设备的齿盘或盘石的寿命等。主要任务：实现纤维的软化。对木片的基本作用：木材纤维的润胀(NaOH）与木素的改性（Na2SO3).*17.CTMP影响因素：a原料状况，原料种类、产地和含水量；b木片水洗，循环高压清除外部杂物，洗涤温度60-80℃左右；c汽蒸木片，排除空气，水和化学药剂充分渗入木片内，温度60℃左右，停留时间5-10min；d木片挤压程度，压缩比4:1以上；e预浸渍温度与时间，针叶木120-135℃，阔叶木60-120℃，时间2-5min；f木片化学处理，Na2SO3用量2%-5%，NaOH用量2%-5%，浸渍温度80-120℃，时间2-5min，用碱量增加到3%，光散射系数增加1/3，PH值7.5；g磨浆，一段磨浆：浓度40%，压力0-0.4MPa，磨盘间隙0.25-0.50mm，打浆度20-25°SR，二段：浓度20-25%，常压或低压，间隙0.1-0.4mm，打浆度65-70°SR；h漂白，用过氧化氢二段漂。i废水处理，生化法处理。CTMP的平均纤维长度较高，碎片含量低，得率为90%-93%。成浆性能：新闻纸，纸板，绒毛浆，薄页卫生用纸，书写印刷纸。18.对比TMP，CTMP的优点：a.长纤维组分多，纤维束少；b.具有较好的柔韧性，主要表现在具有较大的紧密性，改善了抗张强度与撕裂度；c.可漂性得到改善；d.易于脱除树脂。19.SCMP(磺化化学机械浆)制浆原理：SCMP制浆是利用Na2SO3与木片进行磺化反应，使木片的亲水性增大，产生永久性软化，从而提高木片的塑性，在磨浆过程中，可以更完整地分离纤维和细纤维化，使纤维的柔软性与结合强度有较大的提高。（磺化度在1.2%-2.0%，磺化在纤维细胞壁中进行，在磨浆中才能有助于微细纤维的解离，产生细纤维化）。20.SCMP制浆的主要影响因素：a.Na2SO3用量(磺化度随Na2SO3用量或浸渍液中Na2SO3浓度的增大而增大b.浸渍液pH（PH↑磺化度↑白度↓弱碱性，Na2SO3浓度0.1~0.2）;c.预浸渍温度（T↑磺化反应↑得率↓）;d.预浸渍时间（30~40min）21.APMP制浆机理：碱与木片中的半纤维素发生反应，纤维从S1层与S2层之间分离，而亚硫酸盐与木片中的木素发生反应，纤维从细胞层分离。NaOH的作用：a保证预处理药液有一定的碱度，充分发挥H2O2的漂白效果;b润胀和软化纤维.H2O2的作用：a过氧化氢离子与木素反应，改变木素发色基团结构，氧化为无色木素分子;b漂白木素分子的同时，使木素大分子侧链断裂，变成小分子木素溶出;c向木素分子中引入羧基，增加木素亲水性，使木素软化。*22.APMP的主要影响因素：a.挤碾的影响（压缩比4:1）b.化学药品用量（第一段，NaOH↑浆物理强度↑白度，得率↓；第二段，双氧水↑白度，松厚度↑强度↓）c.预处理温度（50~80因预处理药液是双氧水的碱性溶液，T↑加快水分解白度得率↓裂断长和耐破↑）d.预处理时间（30~60;t↑得率，光學性能，白度↓强度↑；t↓浸渍不完全）e.磨浆条件（喂料速度，磨浆浓度，磨片间隙；第一段间隙大，起破碎作用，减少木片焦糊现象，浆浓30~35；第二段间隙小，起离解纤维和细纤维化作用，浆浓15~20）增加磨浆段数可提高浆质量，但会增加磨浆能耗和设备投资。（消遣）23.APMP（碱性过氧化氢机械浆）的优点：a制浆漂白合二为一，不需要专门的漂白车间，可以节省投资25%以上；b采用的高压缩比预浸螺旋挤压机可挤出木片中大部分树脂和水溶出物；c常压磨浆可省去压力汽蒸系统；d磨浆前用碱预浸木片，在达到所需强度的前提下，可降低能耗，在某些情况下，能耗降低40%；e制浆过程没有使用Na2SO3，废水中不含硫，废水的处理比较容易。24.NSSC（中性亚硫酸盐法半化学浆）制浆原理：高温下的低脱木素速率，以木素的酚型结构单元的磺化为