高得率浆方法

1、第三章第三章 机械法、化学机械法、机械法、化学机械法、半化学法制浆半化学法制浆 1.名词术语 SGW 磨石磨木浆、常压磨木浆 PGW 压力磨石磨木浆 TGW 高温磨石磨木浆 RMP 盘磨机械浆 TMP 预热盘磨机械浆 PRMP 压力盘磨机械浆 CMP 化学盘磨机械浆 （B）CTMP 化学预热木片磨木浆化学预热木片磨木浆 APMP 碱性过氧化氢机械浆碱性过氧化氢机械浆 SCMP 磺化化学机械浆 Bio-MP 生物机械浆(BMP) SCP 半化学法制浆 NSSC 中性亚硫酸盐半化学浆中性亚硫酸盐半化学浆 ASSC 碱性亚硫酸盐化学浆 2.机械法制浆的发展 年代年代机械浆机械浆原料原料产品产品得率得

2、率（%）1852SGW白松、杨白松、杨新闻纸新闻纸951962RMP、TMP枝桠材、木片枝桠材、木片纸板、瓦楞原纸纸板、瓦楞原纸90951975CMP、SCMP松松,杉杉,杨杨,桉桉,桦桦,非木非木纸板纸板,书写书写,印刷印刷,文化文化用纸用纸85951978CTMP、BCTMP松松,杉杉,杨杨,桉桉,桦桦,非木非木纸板纸板,书写书写,印刷印刷,文化文化用纸用纸90921990APMP松松,杉杉,杨杨,桉桉,桦桦,非木非木纸板纸板,书写书写,印刷印刷,文化文化用纸用纸909270年代年代PGW、TGW提高强度提高强度80年代年代NSSC、ASSC、Bio-MP 、SCP、第一节第一节 磨石磨木

3、浆磨石磨木浆自学第二节第二节 化学机械浆化学机械浆 一盘磨机械浆机理及影响因素盘磨机的类型与结构1盘磨机的类型单盘磨：1个定盘1个动盘双盘磨：由两个转向相反的动盘组成三盘磨：两个定盘中间动盘2盘磨机的结构 （三盘磨） 机壳：下机壳刚性支架，有2个轴承座，底部开孔 排料。上机壳封闭盘磨，缷开上机壳可更换齿盘。 磨盘（齿盘） 转盘：双工作面，安装在主轴上 定盘：带齿片，可轴向移动，调整间隙 螺旋进料器（给料螺旋） 75150RPM 盘磨间隙调节系统：液压伺服系统，精度0.01mm 密封系统：冷却填料、防止纤维渗入填料函，冷却水3盘磨机齿盘结构 分类：从结构上分：整体齿盘、组合齿盘 从形状上分：圆形

4、、扇形 从用途上分：一段齿盘、二段齿盘、精 磨齿盘、精渣齿盘齿盘分区：破碎区、中间区、精磨区 齿盘上齿的数量、粗细、齿沟槽的深浅，齿的排列形状，齿的梯度，齿盘上各磨浆区的分配，对磨浆性能及能耗有重要作用。 盘磨机磨浆机理 1.破碎区：磨盘的中心部分，称为磨腔。这部分齿盘间隙最大，刀片厚、刀数少。在此区段木片在高温下首先破碎成火柴秆状小木棍。2.粗磨区：盘磨间隙由内向外逐渐变窄，原料停留时间较长，逐渐被磨成针状木丝，在相互摩擦及齿盘作用下，被离解为纤维束或部分分离成单根纤维。 3精磨区：在齿盘外围的区域，齿数增多，齿沟变窄，由粗磨区流过来的纤维束及单根纤维，在此区域受到一定程度的细纤化和进一步离

5、解后，离开盘磨机。 盘磨机磨浆的主要影响因素1材种针叶木磨浆质量阔叶木木材密度大撕裂因子，打浆度密度小，生长快，秋材含量高，抽出物含量低的木材，浆质量好。 2磨浆浓度： 第一段25 第二段20 磨浆浓度对成浆的物理强度(耐破、撕裂)影响较大。3预热温度（压力）和预热时间 （TMP、CTMP影响较大） 预汽蒸的作用：软化纤维胞间层木素，使磨浆时，纤维的分离发生在胞间层与初生壁之间，从而获得完整的纤维。 适宜的温度和时间：120135、98294KPa、12min，木素的玻璃化转移温度以下。 温度过高，超过玻璃化转移温度，软化的木素附着于纤维表面，冷却后形成玻璃状木素覆盖层，使纤维难于细纤化，形成

6、二段磨浆障碍。能耗增大，白度下降，强度下降。温度过低，木素没软化，纤维发生不规则分离，产生大量碎片，使纤维长度降低，强度下降。 4磨浆能耗与能量分配 磨浆能耗（kwh/t） SGW 11001300, RMP 16002200, TMP 18002300能量分配纤维的离解2030， 精磨70805磨盘间隙 第一段离解纤维，间隙大些；第二段精磨发展强度，间隙小些。 浓度一定，间隙小，能耗大。 盘磨的振动范围在200m 内，提高浓度有利于吸收盘磨振动。 6磨盘特征 齿形：齿的长短、粗细、数量；齿槽的深浅、宽窄和分布；浆档的设置；齿纹的排列与分布；齿盘各区的划分与面积。 齿盘锥度：单位径向齿长上的坡

7、度大小。锥度的目的：原料易于进入，避免机械能量骤增。 磨浆浓度锥度 齿角（2545）：增大齿角，有利于发展纤维强 度。减小齿角切断作用增大，细纤化作用减小。 齿盘材料：影响盘磨寿命的最重要因素。 冷硬铸铁齿盘，铬、镍、钼合金齿盘，陶瓷、 塑料齿盘。 二、APMP 洗涤常压预蒸一段螺旋压榨一段浸渍管二段常压预蒸（反应器）二段螺旋压榨二段浸渍三段常压预蒸第一段磨浆洗涤脱水第二段磨浆消潜池木片1.APMP的生产流程核心设备：螺旋压榨机（挤碾机） ，压缩比1：4，高浓盘磨机。H2O2 4%, NaOH 6%，浆白度80，裂断长4.0Km，能耗1000 kwh/t2APMP制浆机理 第一段预浸，NaOH

8、含量较高，木素和苯醇抽出物溶出多，白度下降； 第二段预浸，H2O2含量较高，H2O2氧化木素共轭羰基，白度大幅度上升； 带药磨浆，聚戊糖大幅溶出，白度仍增长较快； NaOH使木素小分子，愈创木基型及苯醇抽出物溶出；碱性H2O2改变木素的结构使共轭羰基下降，白度上升，但邻醌结构增多，所以白度提高有限。 3生产APMP的主要影响因素 螯合剂的添加：掩蔽过镀金属，保护H2O2。 DTPA,EDTA,磷酸盐类。预浸处理第一段以木片润胀及皂化树脂为主，NaOH含量高；第二段以提高白度为主，H2O2含量高；预浸温度以不使H2O2分解，85为宜，时间1h；磨浆控制： 尽量高浓，以减少纤维切断，控制叩解65S

9、R后处理：消潜以利抄造，补充草酸可提高白度。4APMP的性质和应用 杨木APMP比BCTMP的药品消耗、能耗低，物理强度高，白度高，光学性能相当。 APMP将制浆和漂白合为一体，节省投资、占地。 针叶木APMP与BCTMP的消耗及成浆相差不大。APMP用于配抄新闻纸、文化用纸及生活用纸。三、化学预热机械浆（CTMP） CTMP的生产流程及工艺条件 洗涤常压汽蒸化学浸渍 预热磨浆消潜池常压气蒸10min，预热 25min，120135, Na2SO3 15，NaOH 03 核心设备：预浸器或双螺杆挤浆机 木片 CTMP的化学处理 1化学处理的目的 在提高纸浆得率的基础上，满足产品性能需求（物理强

10、度、光学性能）； 降低生产成本，少用或不用高价的长纤维化学浆； 开辟制浆原料来源，利用中等密度阔叶木； 软化纤维，提高强度，减少碎片，为改善质量创造条件； 节约磨浆能耗，延长磨浆设备齿盘的寿命。 2化学处理所需的药品 ：NaOH, Na2CO3 ，Na2SO3 3化学处理的任务：实现纤维的软化 软化作用：软化能降低磨浆能耗，节约生产成本； 软化后能较多分离出完整纤维，增加长 纤维组分，提高浆强度。化学软化不可逆，热处理软化是暂时的，冷却后复原。吸收水分：半纤维素和木素的无定形结构，能或多或少 的吸收水分，起塑化剂作用，使纤维软化。 化学处理就是要在不伤害做为骨架纤维素的同时，尽可能使更多的水进

11、入，增加水合作用，促进润胀。4化学处理的作用原理木材纤维的润胀（木材的软化） 木材组分的软化温度：绝干 木素134235 半纤维素167217 纤维素231253含水3040 100 85 231253 木素、半纤维素为无定形高分子物质，吸水 促进润张，起塑性作用，开始软化。 半纤维素在碱作用下脱乙酰基形成羟基，易 吸水。 乙酰基 乙酸钠 溶出，形成羟基 半纤维素的伴生物（分子量较小、含糖醛酸 较多者）在碱液中极易溶出，在细胞壁和胞 间层形成小孔隙，水可进入，促进润涨。OH木素的化学改性 温和的化学处理，木素的磺化引入磺酸基，强亲水基，水合作用比羟基阴离子大，润张能力大大提高。 木素的酚羟基在

12、碱性条件下有更大的吸水能力。 CTMP生产的重要影响因素 1原料： 原料的种类及产地，原料的水分达到饱和点，原料中的杂质：树皮、朽材、木节、砂石。 2.预浸渍工艺： 预汽蒸：排除空气，提高温度，常压2min ；木片挤压：保证木片均匀吸收药液，压缩比1:4；预浸的温度与时间：25min 针叶材120135 阔叶材60120 ； 预浸时化学药品用量及pH值：Na2SO3用量磺化度浆强度白度能耗光学性能NaOH促进润胀浆浓度、白度能耗得率pH磺化度白度（pH=7.5）最高 CTMP的主要特性与应用 1CTMP的主要特性CTMP平均纤维长度高，碎片含量少，得率90；CTMP化学处理温和，产生的污染较轻

13、；CTMP比化学浆挺硬，具有较好的不透明性；CTMP比TMP柔软，易漂，白度高；CTMP易于脱除树脂； 3.CTMP的工业应用 生产新闻纸，减少化浆配比； 生产印刷书写纸，替代化浆（部分）提高松厚度，挺度，不透明度； 生产薄页纸，（卫生纸、面巾纸）：高松厚度、柔软性、吸收性、强度； 生产纸板，优于TMP、SGW； 生产绒毛浆，树脂含量低，游离度高，吸水性好，初始渗透快。 第三节 机械法制浆的质量评价等级 打浆度 松厚度 碎片含量 抗张力 用途 （SR） （cm3/g） （N/cm）粗(C) 4059 2.83.5 0.250.6 2.02.1 板纸中层 标准(S) 6067 2.4 0.150

14、.20 2.6 新闻纸、胶版纸 杂质纸、 型纸纸板衬层细(F) 6569 2.2 0.060.10 2.8 书写纸、印刷纸、 板纸特细(EF) 6973 2.1 0.06 2.8 涂布或 不涂布高级纸1.机械浆的质量等级2机械浆的质量检查1.游离度：加拿大标准游离度(CSFmL)；肖伯氏滤水度（SR）换算 CSF 100 200 300 400 500 600 700 800 SR 68.0 51.5 40.3 32.0 25.3 20.0 15.5 11.52.筛分析和碎片测定筛分析:使用筛分仪分成若干级分,各级分的质量百分率；碎片：指磨浆过程形成的粗短纤维束，用碎片分析测定。 3纤维形态： 显微镜（显微投影仪）：纤维的长度、宽度。细纤化程度、纤维束；纤维分析仪（Kajaani）：测纤维长度、粗度； 液体渗透法：浆料的比表面积、比容积、可压缩性。4机械强度和光学性能 抄成手抄片后测定 松厚度、各项强度（包括表面