制浆原理与工程纸浆的洗涤筛选与净化

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5．浆层厚度和干度、上浆浓度
浆层厚时过滤阻力大，过滤速度小，又由于与 喷淋洗涤液的接触面小，不利于扩散，浆层中的 残碱比较高，但浆层厚时干度比较小。
浆层薄时过滤速度快，有利于扩散，干度可提 高，残碱少。但有时由于上浆不均匀，造成洗鼓 上局部地方无浆而漏气，使真空度下降，进而又 会降低干度，因此浆层不能过薄，在操作上必须 精心调节上浆浓度以保证正常操作。
洗后浆的干度越大，含残碱少，洗涤损失少， 提取率高。
2提020/5高/2 浆浓，可增加过滤网上的浆层厚度。49
6．真空度对洗涤的影响
真空度是洗涤的重要影响因素之一，真空度大 过滤速度快，浆层干度大，含碱量小。
但真空度过大会影响温度，且使浆料糊网，进而 影响过滤，因此一般速度都不超过300～350mmHg 柱（40～46kPa）。
取的废液中的水量，以米3/吨风干浆或公斤水/ 公斤风干浆表示。
代表了提取废液的稀释程度。 近似计算时：以每公斤风干浆为基准 F＝洗涤用水量－洗后纸浆含水量 ＝提取的废液量－蒸煮后纸浆中的废液量
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稀释因子与纸浆的洗净度及送去药品回收 的废液浓度有密切关系，稀释因子大纸浆 洗净度高，废液浓度则降低。
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（三） 测定方法 1、洗净度（即洗涤残碱）的测定
（1） 原理 ：基于纸浆中色素变化终点的 判断采用中和法的原理。用BaCl2沉淀其碳 酸盐后用酚酞作指示及测定其有效碱的含 量。反应式如下： Na2CO3 + BaCl2 ＝2NaCl + BaCO3 NaOH +HCl ==NaCl + H2O Na2S +HCl ==NaCl + NaHS
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1.洗涤过程中的扩散作用 浓度差是物质进行扩散的推动力。
任何溶解物质都有自行扩散最后达到均匀溶 液的趋势。
纸浆的扩散洗涤即蒸煮后的纸浆要加水就是 要依靠蒸煮废液扩散到清水的作用以降低纤维 中蒸煮废液的含量，存在于纤维与纤维之间的 蒸煮废液是容易扩散的，存在于纤维壁与纤维 细胞腔内的废液就不大容易扩散。
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NHClVHCl×0.04
残碱（克/升）=
×1000(以NaOH计)
100×50/500
式中: 0.04 — 与1ml1N标准盐酸新相当的NaOH的量 （克）。
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2 置换比
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3．稀释因子（F）——稀释度 洗涤每吨风干浆时用的洗涤水中，进入所提
水性极差；由于草浆含硅量高，部分硅量沉积在
滤网管道及设备上，在洗浆机的结垢中含71.2%总
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的灰分和28.8%有机物，因此影响洗涤。
⒉纸浆硬度
同一种原料蒸煮后硬度不同，其滤水性能也不 同。浆的硬度高、粘度小，其开始滤水性能好，但 最后洗净度比较差。
这是由于一部分废液存在于纤维内部，硬度高 的浆料纤维破坏少，存在于纤维内部的废液主要是 通过纹孔由细胞腔内逐渐向外扩散，近于在静态下 进行，洗涤速度是很慢的。
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如果纸浆带有超过一定量的废液，给下一道 工序带来困难。
①在筛选时有泡沫影响筛选质量易糊网。 ②在漂白时，增加漂液量或降低白度。 ③在打浆施胶中多费松香胶，抄成的纸发脆。 ④在纸机上难以上网，断头多，易形成纸病。 ⑤腐蚀设备和管道。 浆料的洗涤和蒸煮废液的提取是原料成为 纸浆后的第一道工序，这一个工序的主要任务 是将纸浆和蒸煮废液尽量分开。
• 未经洗涤的纸浆中黑液存在的部位及形式： • 大部分是游离存在于纤维与纤维的流动空间，
一部分存在于纤维细胞腔内 少部分存在于纤维细胞壁的孔隙之中。
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• 纸浆的洗涤必须采用多种原理，主要是扩散、 过滤、挤压等。这如同：洗衣服一样要经过过滤、 扩散、挤压等几个过程才能洗干净。某一种洗涤 设备往往是以一种作用过程为主，其他作用为辅。
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（2） 测定步骤： 在洗料池或真空洗涤机出口取浆样一
杯，用铜丝布挤压过滤，(弃去最初的滤 液,)然后吸取100ml滤液于500ml容量瓶中. 加入10%BaCl220ml然后用蒸馏水稀释至刻 度，摇匀。 用移液管吸取上述50ml试液于锥形瓶中， 加入150ml蒸馏水和0.5%酚酞指示剂，用 0.01mol/l标准HCl滴定至溶液的红色消失 即为终点。
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•扩散速度与扩散面积和纤维内外黑液浓度差成 正比，与浆层厚度成反比。
• 为了加快速度则提高温度，以提高对流速度，
因此在黑液扩散过程必须保持必要的温度，使包
含在纤维内部的黑液扩散到黑夜主体中，已达到
比20较20/5/好2 的洗涤效果。
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• 2.洗涤过程中的过滤作用
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• 3.洗涤过程中的挤压作用
• 浆料的洗涤和提取很多设备如螺旋挤浆 机沟纹挤浆机和洗浆机上的压辊利用机械的 方法加大压力可以将纤维间的蒸煮液挤压出 来。
• 但当增加压力把浆料压倒一定程度后由
于纤维被压缩则纤维间毛吸管变小，纤维间
毛吸管压力增加，当外力大于毛吸管压力之
前可以分离出黑液，外压与毛吸管压力一旦
③回收热能。化学制浆只利用了植物原料中大约一 半的成份，被化合或溶解的成分中尚有供综合利 用制造其它副产品的价值，其中有些成分还有较 大的发热量，可供作为回收时的燃料。
④减少对设备管道的腐蚀。
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• 总之纸浆洗涤的目的：尽可能完全地分离 出废液，得到比较干净的纸浆 。
• 废液提取的目的是提取废液，经济地回收 蒸煮废液。
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• （一）、洗涤的目的与要求
目的：得到干净的纸浆的同时，
①降低消耗。蒸煮中消耗的化学药品是制浆主要 成本开支之一，若能提取废液，回收大部分药品， 则可减少物料消耗和供应；
②减少污染。碱性或酸性药品与植物中非纤维素反 应，产生的化合物残碱或残酸若作为废液不加处 理直接排入江河任其流失则将对环境造成污染。
对草浆来讲，中性盐法较碱法浆容易洗 涤。
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4．洗涤水温度
洗涤水温对洗涤影响很大，水温高粘度低， 过滤阻力小，扩散快，促进洗涤置换作用。
在较高的温度下洗涤有利于黑液的提取。这 主要是因为降低浆料的粘度，相应的提高蒸煮 废液的流动性。
①有利于减小纤维粘附的蒸煮废液②其次是加 快扩散速度有利于分离包含在纤维内部的废液 ③是提高浆料的过滤速度，可以施加较大的挤 压和过滤压力，因此应当尽量利用高温洗涤的 有利因素。
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4 洗涤损失
洗涤过程的化学损失，一般用残 留在每吨绝干浆中的溶质质量表示， 即 kg溶质/t绝干浆。
F越大，洗涤完全，提取率高，洗 涤损失小。
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•5．洗涤效率、提取率
即提取出来可以利用的废液中溶质的数 量和蒸煮后废液中所有溶质的数量之比。
7．洗涤水量与洗涤次数
一般来说，每次洗涤水量愈多，浆洗的愈干净， 提取率愈高。
8.其它方面
原料长得较成熟的比较好洗，原料贮存时间长 的比2020新/5/2 贮存的好洗，新蒸煮的比贮存过的浆5容0 易
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（二）影响洗涤的因素
⒈ 浆种
一般长纤维浆滤水性能好、易于洗涤，
草浆滤水性能差、比较难于洗涤。
根据原料的洗涤难易排列次序如下：
稻草浆→麦草浆→蔗渣浆→荻苇浆→竹浆→ 木浆→棉浆
原因：草类纸浆纤维中含杂细胞较多，杂细胞碎
片致使草浆的孔隙度和疏松度极差，影响滤水；
另外草浆中含半纤维素较多，容易水化，因而滤
• 这两个目的必须兼顾。
• 要求：
• 在洗涤及提取过程中要求在尽量满足洗净度 下，少用洗涤水量，得到较高浓度和较高温度 的蒸煮废液，以便于药品的回收或综合利用。
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• （二）常用术语
• 1．洗净度：表示纸浆洗净的程度。
• 碱法浆有以下两种表示方法：
• ①以洗后浆中所带的残碱含量表示（Na2Og/l or Na2O公斤/吨风干浆）。
制浆原理与工程
主讲人：刘书钗 张素风
纸浆的洗涤、筛选与净化
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第一节 纸浆的洗涤与废液的提取
一、概述 植物纤维原料经过化学蒸煮以后,得到50%～
85%的纸浆,有近15%～50%左右的物质溶解于蒸煮 液中,蒸煮终了排出的蒸煮液统称废液。
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• 如木浆带走残碱含量<1kgNa2O/t风干浆 • ②以洗后浆所带废液中的残碱量表示
（Na2Og/l or Na2O公斤/吨风干浆）。 • 如木浆所带废液中要求残碱量小于0.05g/l,
草浆废液中残碱含量为0.25～0.5g/l。
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这两种方法可以相互换算。
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如果要求洗干净则要很长的浸泡时间，因此纸 浆硬度越高纤维表面损伤比较小，挺硬不柔软纤维 内碱的扩散阻力大，不易洗涤，浆中含碱就高些。
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3. 蒸煮方法
酸法与碱法比较，酸法浆滤水性能好， 易于洗涤。因为：
酸法浆比碱法浆对镁钠的吸附率低，
酸法比碱法溶出的木素多，细胞壁的孔 隙大，自酸法浆中出来的溶解成分的传递率 比KP法要快。