制浆原理与工程复习重点

制浆原理与工程复习重点内容摘要：

特点：浆中保留较多的木素，抄出的纸页挺度大、耐折度低。 什么。 化学处理的目的，一是在保证高纸浆得率的基础上，制造出能满足某些产品性能（包括物理强度和光学性能） 7 的高得率纸浆； 二是为了降低生产成本，少用或不用高价的唱纤维化学浆； 三是开辟制浆原料来源，充分利用其他制浆方法不太适宜或较少使用的阔 叶木，特别是蓄量较大的中等密度的阔叶木； 四是软化纤维，为提高强度，减少碎片，改善质量创造条件。 此外，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。 NSSC有哪些特点。 从化学浆含有木素 10%20%，适于漂白的半化学浆也含木素 8%12%,由于浆中保留较多的木素，抄出的纸页挺度大、耐折度低。 得率高低对浆的性质有显著影响，当NSSC 浆得率超过 80%时，物理强度较低，随着得率下降，强度也逐渐稳定的提高。 在得率 70%80%范围内， NSSC浆的强度可满足生产瓦楞原纸 、粗包装纸和挂面纸板等的要求。 由于高的半纤维素含量，纸页变得挺硬、较脆并发出响声。 由于易于打浆，适于制造防油纸与证券纸，但不适合生产卫生纸、餐巾纸和海报纸。 漂白 NSSC 浆可生产强度高、成形好的优良的印刷纸，也可替代部分化学木浆抄造书写纸、杂志纸和透明纸。 . 木片在磨浆时的变化过程为：木片在破碎区前收到轴头上转动的星形螺帽的撞击 ,而破裂成粗大纤维束与少量碎片；在盘磨机磨浆区圈，有相当数量的粗大纤维束产生再循环作用，即沿定盘的齿沟回流到破碎区，在沿动盘齿沟流向磨碎区外圈； 在粗磨区，纤维受到盘齿剪切里面、压力、纤维间摩擦力及离心力等应力的复合作用而分级；在精磨区，纤维沿齿和齿沟向前流动，对纤维所作的大部分功在此区完成，且不会显著降低纤维的长度，浆强度在这区得到迅速发展。 ①磨石磨木浆 磨石磨木浆的浆料均一性较差，含有较多的纤维碎片及细小纤维，因此其强度性能较 TMP 等其他机械浆差。 磨石磨木浆强度虽较低。 但具有优良的不透明度，而且其单位动力消耗最低，使其生产成本低。 因此，在新闻纸等印刷用纸中，仍作为主要的应用浆种。 ②盘磨机械浆 与 SGW 和 RMP 相比， TMP 含有相当多的长纤维和少量的细小组分，这是由于 TMP在磨浆前木片经汽蒸后，能使大部分纤维保持完整。 TMP在强度性能上较 RMP有了较大改善，但由于解离了的单根纤维有可能被软化木素所覆盖，妨碍了分离纤维进一步帚化，因而其纤维较挺硬，柔韧性较低。 另一方面，也导致 TMP 纤维表面强度不高与 SGW 相比其松厚度较大，因此抄出的纸页纸面较粗糙，容易起毛、掉粉，影响了应用范围的进一步扩大。 ③化学机械浆工艺大大提高了浆料强度，使阔叶木 纤维的应用范围扩大。 CTMP(或 BCTMP)已成为 TMP工艺的一种改进 方法，它通过适度的化学预浸 ,以略微降低散射系数（即降低不透明度）为代价，改进了纸浆的结合性能，并降低了碎片含量。 结合已有的过氧化物漂白技术， CTMP 工艺已以合理的成本制造出了高白度纸浆，广泛用于高级文化用纸、多层纸板和生活用纸等。 ④半化学浆（以 NSSC为代表，上已述及） 第四章 纸浆的洗涤、筛选与进化 什么叫做稀释因子，稀释因子的大小对洗涤效率和提取的废液浓度有何影响。 稀释因子（ Dilution factor）（又称稀释度）表示洗涤每吨风干浆时进入所提取的废液中的水量（ m3）。 可由下式计算： DF≈ VVO(m3/t风干浆 )或 DF≈ VWVP (m3/t风干浆 ) 式中 V提取的废液量， m3/t 风干浆； V0 – 蒸煮后纸浆中的废液量， m3/t 风干浆； VW洗涤用水量， m3/t 风干浆； VP洗后浆带走的液体量， m3/t风干浆。 稀释因子大，说明洗浆用水量多，提取废液的浓度低，但废液的提取率高，纸浆洗得干净。 什么叫做逆流洗涤。 试说明多段逆流洗涤的特点及影响因素。 逆流洗涤：浆料由第一段依次通过各段，从最后一段排出；洗涤水（一般为热水）则从最后一段加入，稀释并洗涤浆料，该段分离出来的稀温废液再用于前一段 的浆料，此段分离出来的浓一些的废液再送往更前一段，供浆料洗涤之用，„„如此类推，在第一段能够获得浓度最高的废液，送往碱回收或进行综合利用。 多段逆流洗涤的特点：在各段中始终保持着洗涤液（较低浓度）与浆中废液（较高浓度）之间的浓度差，从而充分发挥洗涤液的洗涤作用，并达到废液增浓的目的。 影响因素：①浆料与洗涤液之间的接触面积②段数；为提高洗涤效果，增大浆料与洗涤液的接触面积，段与段之间设置了带有搅拌设备的中间槽，使浓度较高、较紧密的浆料在槽中被打散和稀释；在洗浆机浓缩程度和洗涤用水量一定时，段数越多，最后一段送出 的浆料越干净。 但考虑到设备费用和操作费用等因素，多数不宜过多，一般在3～ 5 段为宜。 反映洗涤用水量、洗涤程度及洗涤效率的参数有哪 8 些。 试说明它们的意义 参数有：①洗净度，表示纸浆洗涤后的干净度。 ②置换比，表示洗涤过程中可溶性固形物实际减少量与理论最大减少量之比。 DR=(wowM)/(w0ww) w0洗涤前浆内废液所含溶质质量分数， %； wM洗涤后浆内废液所含溶质质量分数， % ； wW洗涤液所含溶质质量分数， %；③稀释因子④洗涤损失，指洗涤过程的化学损失，一般用残留在每吨绝干浆中的溶质表示。 ⑤洗涤效 率，指浆料通过洗涤系统后提取出的固形物占总共固形物的百分比。 ⑥黑夜提取率，碱法制浆的黑夜提取率是指每吨浆提取出来送蒸发的黑夜溶质量对蒸煮后每吨浆黑夜总溶质量的百分比。 试论述过滤、挤压、置换洗涤方式的原理和特点。 ⑪过滤，指用具有许多微细孔道的物质（如滤网、滤布、多孔的薄膜或浆层）作介质，在压差的作用下，固体被截留，而液体滤出的过程。 浓度低于 10%时（造纸工业称为低浓），经常采用过滤的方式来洗涤纸浆并提取废液。 ⑫挤压，指用机械设备（如压辊、螺旋等）对高浓浆料（浓度高于 10%）进行过滤的操作。 特点：可将 未被稀释的废液分离出来，因而对废液回收和综合利用有利。 ⑬扩散（置换），指传质的过程，其推动力是浓度差。 纸浆的扩散洗涤是利用浆中残留的废液溶质浓度大于洗涤液溶质浓度这一浓度差，使细胞腔和细胞壁中的废液溶质想洗涤液转移（即发生置换），直达到平衡。 试论述影响洗涤的因素对洗涤效果的影响。 ①温度的影响。 太高的温度会使滤液沸腾，从而破坏真空度，使洗浆效率下降②压差的影响。 压力过高，浆层被压紧，会使毛细孔阻力增加，而过滤速度增加并不明显，同时容易损坏滤网，使纤维流失增加，洗涤效率下降③将层厚度、上浆浓度及出浆浓 度的影响。 浆层厚度的增加会使过滤阻力增大，过滤速度减慢，洗涤液与浆料的接触面积减少，不利于扩散；但是会增加生产能力。 若其他条件不变，提高上浆浓度会使过滤网上的浆层厚度增加，生产能力提高；但同时会使洗涤质量和废液的提取率下降，洗涤效果下降。 出浆浓度越大，洗涤损失越小，提取率越高。 ④蒸煮方法、浆的种类及纸浆硬度的影响。 酸法浆由于对镁、钠等离子吸附率低，在得率相同时溶出的木素多，细胞的孔隙大，所以比碱法浆滤水性好，易于洗涤；木浆中由于杂细胞少，比草浆滤水性好，易于洗涤；硬浆比软浆滤水性好，但由于细胞壁孔隙少，扩散 效果差。 ⑤洗涤用水量与洗涤次数的影响。 在相同的情况下，洗涤用水量越多，浆会洗得越干净，提取率也会越高。 但同时也会导致所提取的废液浓度低，从而增加蒸发废液时的耗气量。 当洗涤水量一定时，洗涤次数越多，洗涤效果越好。 中浓洗浆机和高浓洗浆机各举一例，并简述其工作原理及优缺点。 中浓洗浆设备 — 鼓式真空洗浆机；工作原理：当小室 1向下逐渐浸入稀释的浆中时，经过的是与大气相同的自然过滤区Ⅳ，此时靠浆液的静压使滤液进入小室，排除小室的空气，同时网面上形成了浆层；当小室 1继续转动到真空过滤区Ⅰ时，在高压差下强制吸滤，浆层 的厚度进一步增加，并在转出液面后被逐步吸干；当它继续向上转入真空洗涤区Ⅱ时，鼓面上的浆层被喷淋、洗涤，洗液被吸入鼓内，完成置换洗涤操作；小室继续转动，再经过剥浆区Ⅲ时，小室与大气相通或导入压缩空气，浆料就很容易地从网上卸下来。 这样周而复始，连续进行洗涤和浓缩的操作。 （图见 168 页） 优缺点：操作方便，成熟可靠，洗浆质量好，废液提取率较高，还可以直接观察浆料上网、洗涤、卸料等情况，新的机型自动化程度高，并设有自动保护系统，整机性能稳定。 但是它存在结构相对复杂，多台串联时占地面积大，易产生泡沫，安装楼层的标高要 求高，稀释洗涤所用废液泵扬程高，洗涤温度不能过高，投资较大等缺点。 高浓洗涤设备 — 双网挤浆机。 工作原理：浆料以一定的浓度和速度从网前箱喷射上网，现在网上利用自身重力进行脱水，然后进入由双网逐渐合拢的楔形区，在上网和下网的挤压和真空箱抽吸力的作用下双面脱水，并利用网在导辊的包绕段上的张力，在 S 形的回转区逐渐增大挤压力脱水，最后通过数对压辊或由强力挠性带动压辊形成宽压区压榨脱水。 优缺点：该设备结构简单，占地面积小、造价低不需要高位安装，建筑费用较低。 但浆中如有硬杂物容易损坏滤网和压辊，所以未洗的浆料需要预先进行 高浓除渣和筛选等处理。 泡沫的形成原因是什么。 如何预防和减少泡沫形成。 消泡的方法有哪些。 泡沫形成的原因很多。 一方面是原料本身含有很多分子量大的有机物，如表面活性较大的树脂、脂肪及皂化物等，它们溶出易产生稳定的泡沫。 另外，浆料输送、机械搅拌和稀释混合等操作以及强烈的冲击喷射使空气混入，以及温度、粘度、 PH 等条件变化也是形成泡沫的外因。 碱法制浆由于会形成许多皂化物而非常容易产生泡沫。 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。 真空（或压力） 9 洗浆机中间槽的搅拌器应淹没在浆液内部，并控制搅拌速度，避免浆料翻腾剧烈；尽可能建立封闭系统，浆管出口也要深入浆层以下足够的深度。 ③尽可能地使废液保持较高的温度，这样不仅对碱回收有利而且难以形成稳定的泡沫。 消泡方法：①静止消泡②机械消泡③抽吸消泡④高压蒸汽消泡⑤消泡剂消泡 筛选和进化的基本原理及目的是什么。 基本原理：筛选是利用粗筛中杂质与纤维的几何尺寸大小和形状不同，利用带有孔或缝的筛板，在一定的压力下使细浆通过筛板。 杂质被阻留在进浆侧，从而和纤维分离的过程。 去除的杂质主要是化学浆中未蒸解的纤维束以及磨木浆中的粗木条、粗纤维束等。 净化是利用杂质和纤维的密度不同来分离的。 去除的杂志主要是砂石、金属杂质、橡胶、塑料等。 目的：一是满足纸浆的质量要求；二是保护后续设备不因浆中含有杂质而被损坏。 什么是筛选（进化）效率。 什么是排渣率。 什么是浆渣中的好纤维率。 筛选（进化）效率（ Screening efficiency, cleaning efficiency） :指浆料中含有的杂质被去除的百分率，通常用尘埃度来代表杂质的含量。 筛选 (进化 )效率 =(进浆尘埃数 良浆尘埃数 )/进浆尘埃数 100% 排渣率（ Reject rate） :指筛选（进化）后排出的浆渣占进浆的百分比。 浆渣中的好纤维率（ Fiber rate in reject） :浆渣中能通过 40目网的好纤维量占总渣浆量的百分率。 试述高频振框式平筛及 ZSL1～ 4 型离心筛的工作原理及优缺点。 高频振框式平筛的工作原理：未选浆料从进浆箱流入筛框内，在压力差和筛板振 动作用下，纤维通过筛孔，进入混凝土槽。 槽内设有浆位调节板，控制良浆位略淹没筛板，使其既作为阻力使筛框振幅保持稳定，又起到淘洗筛板上附粘于粗渣上的好纤维的作用。 未通过筛板的浆渣，逐步向前移动，直到筛板的未端，落入粗节槽内。 在浆渣出口上方装有高压喷水管，冲洗筛板上的粗渣，以防浆渣带走合格纤维。 优缺点：除节能力强，动力消耗低，占地面积小，对浆料适应能力强，生产能力大，操作简单，维护容易。 但是喷水压力要求较大；而且由于不封闭，操作环境较差。 ZSL1～ 4 的工作原理：纸浆从离心筛的一端进入，在具有3 个区德转子叶片 作用下，在筛板内做旋转运动，离心力大于重力时，在筛鼓内形成略带偏心的环流，上部浆环较薄，下部浆环较厚。 好纤维由于比重较大，迅速靠近浆环的外圈随水穿过筛孔。 粗渣因比重较轻、尺寸较大，悬浮于浆环的内层。 从空心轴的两头向Ⅱ区和Ⅲ区送入稀释水，通过叶片夹层喷到筛板上，对筛板进行冲洗，并使鼓内的浆层保持适当的浓度和厚度，避免浓度过大而糊筛板和排渣量过大。 良浆穿过筛板后从筛浆机底部侧管流出；粗渣从另一端的下部流出。 优缺点：生产能力好，筛选效果好，电耗低，占地小，设备重量轻，筛选浓度高，尾渣量少，浆渣中好纤维率低，结构简 单、维修方便，运行平稳等优点。 1简述压力筛的工作原理及影响因素。 压力式筛浆机简称压力筛。 工作原理：压力筛是全封闭的，未筛选的浆料在一定压力下切向进浆，良浆在压力作用下通过筛板，粗渣被阻留在筛板表面，并向下移动排出。 筛板的清洗是靠压力脉冲来实现的，当旋翼旋转时，其前端与筛板的间隙很小（一般为 ～ ），将浆料压向筛板外；随着旋翼的后部分与筛板的间隙逐渐增大，在高速下出现局部的负。