制浆造纸工程原理课程第二章 化学法制浆
课程教学大纲“制浆原理与工程”教学大纲
课程教学大纲“制浆原理与工程”教学大纲Principle and Engineering of Pulping课程编号：学时/学分：60/3.5一、大纲说明本大纲根据轻化工程专业本科2006版培养计划制订。
（一）教学对象轻化工程专业本科学生。
（二）教学目的与要求本课程是轻化工程专业的专业必修课程。
通过本课程的教学，使学生了解和掌握二十一世纪制浆工程的主要科学与技术；使学生在掌握了一定的基础理论的前提下，将所学的知识用于分析研究制浆过程中所出现的问题及现象，从理论和实际生产两个方面对制浆过程有一个系统全面的了解，同时培养分析问题和解决问题的能力。
在学习过程中，要求学生理论联系实际，灵活掌握所学内容，重点学习基本理论和主要方法及过程，同时注意学习该领域的最新成果及动态。
（三）主要先修课程和后续课程1．先修课程：化学类基础课，化工原理，植物纤维化学。
2．后续课程：造纸原理与工程、制浆造纸机械与设备。
（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲授、课堂讨论。
2．重点和难点。
重点：各种制浆方法的基本原理和新型的制浆技术，各种纸浆的基本漂白方法、漂白流程的组合与技术。
难点：蒸煮曲线的制订及H-因子的计算。
（五）考核方式考试。
二、教学内容绪论1．了解制浆造纸工业的特点与发展。
2．了解制浆的概念和现代制浆的基本过程。
3．了解制浆方法分类和国内外发展趋势。
第一章备料1．原料的贮存。
了解原料贮存的目的和对原料场的基本要求，掌握木材原料的贮存和非木材原料的贮存。
2．备料过程及质量控制。
掌握木材原料的备料和非木材原料的备料。
3．料片的运输和贮存。
了解料片的运输和贮存。
第二章化学制浆1．化学制浆的分类、蒸煮液的组成和计算。
了解化学制浆的分类，掌握常用术语及蒸煮计算，了解蒸煮液的组成和性质。
2．化学浆蒸煮原理。
掌握蒸煮液对木片或草片的浸透作用，掌握蒸煮过程中脱木素化学，掌握蒸煮过程中的碳水化合物降解化学。
3．蒸煮方法和蒸煮技术。
化学法制浆课第二章
• 4、纸浆硬度 • 5、得率
蒸解度：指原料在蒸煮过程中除 去木素的程度。
与纸浆硬度的关系：硬度高，则 原料中木素除去少，蒸解度低。 粗浆（细浆）质量
• 粗浆（细浆）得率= -------------------- ×100%
蒸煮前原料质量
• 6、黑液：碱法蒸煮后的残液。里面主要含碱木素、 硫化木素、游离的碱及降解的碳水化合物等，其 颜色深。
第二章 化学法制浆
• 概念 • 化学法制浆的要求
要求：必须使细胞壁中木素 大量溶出，纤维素尽可能保
留，半纤维素适当保留。
• 第一节 化学制浆的分类，蒸煮液的组成 和计算
• 一、化学制浆的分类
• （一）化学制浆方法
• 目前用于化学制浆的化学药品种类繁多，
但主要的化学制浆方法有：碱法和亚硫酸 盐法（酸法）两类，其分类及特点见下表。
• 碱比=NaSO3/NaOH
• 蒸煮强度（蒸煮器利用系数）：每小时每 米3锅容的产浆量（绝干或风干），其单位， kg /m3·h。
• 装锅密度（装锅量）：每米3锅容装绝干 （或风干）纤维原料量，其单位，kg /m3。
练习题：某厂用硫酸盐法制浆，蒸煮
用碱量为18%，硫化度20%,每锅装 6.5吨风干麦草，麦草水分11%，问每 锅需纯的固体NaOH及Na2S各多少公 斤（分别以NaOH及Na2S 计）？
• （一）关于原料的术语及计算 • 1、 绝干原料 • 2、 风干原料 • 3、 计算：
例题1：某厂用体积25m3的蒸球蒸煮麦草，装锅 量4000kg/锅，麦草水分12%，求每锅装绝干麦 草多少kg？带入水分是多少？
• （二）有关碱法蒸煮液术语 • 1、总碱量： • 2、活性碱：与木素起反应的碱。 • 例如:硫酸盐法蒸煮中 • 活性碱量=NaOH量+Na2S量 • 3、有效碱
第二章化学法制浆
化学法制浆
制 浆 原 理 与 工 程
主要的化学法制浆方法分为两类：碱法和亚硫酸盐法。 烧碱法：
烧碱法又称苛性钠法，主要是以NaOH为化学药剂进行蒸煮的 过程。大量用于草浆制浆。
硫酸盐法（KP)
硫酸盐法主要是以NaOH和Na2S为化学药剂进行蒸煮，使木素 分子碎解成较小的组分，木素钠盐溶解于蒸煮液中的过程。
(3)补充清水量
制 浆 原 理 与 工 程
每球的用药液量 m3 3.33×2.6＝8.64m3 每球竹片带入的水分 3.33×30/70＝1.43m3 应补加的水量 8.64－4.65－1.43＝2.58m3 答：加入4.65m3白液 补充50％的硫化碱135.8Kg 补充2.58m3清水。
噢…
二、亚硫酸盐法制浆
一、碱法制浆
（一）碱法制浆术语 ♦总碱（用碱量） ♦活性碱 ♦有效碱 ♦硫化度 ♦纸浆得率 ♦液比 ♦纸浆硬度 ♦黑液 ♦白液 ♦绿液 ♦苛化率 ♦苛化度 ♦还原率 ♦碱回收率 ♦绝干 ♦风干 ♦湿料 ♦装锅量
（二）碱法制浆计算
制 浆 原 理 与 工 程
例1：以荻苇为原料硫酸盐法蒸煮，蒸煮设备为110m3 以荻苇为原料硫酸盐法蒸煮，蒸煮设备为110m 蒸煮锅，装锅量为18t 绝干） 荻苇水分20％，用 18t（ 20％， 蒸煮锅，装锅量为18t（绝干）,荻苇水分20％，用 碱量12％（以 12％（ 硫化度12％，液比1:4.2， 12％，液比1:4.2 碱量12％（以Na2O计）,硫化度12％，液比1:4.2， 药液温度80℃ 80℃。 药液温度80℃。问： (1)装锅密度 装锅密度； (2)总碱量 总碱量； (1)装锅密度； (2)总碱量； (3)NaOH、 用量； 总液量； (3)NaOH、Na2S用量；(4) 总液量； ？ (5)如回收的白液NaOH浓度为 如回收的白液NaOH (5)如回收的白液NaOH浓度为 70g/L(以NaOH计 浓度为9g/L 70g/L(以NaOH计)，Na2S浓度为9g/L 白液应如何配碱？ (以Na2S计) ，白液应如何配碱？
制浆原理与工程第2章第1节
例3：在例2中假设液比为1:5，木片干度为90%， NaOH 药 液 浓 度 为 200g/L ， Na2S 药 液 浓 度 为 50g/L，试计算每锅需加水量。 解：蒸煮总液量=1.5×5L=7.500L 木片中带的水量=1.5×10/90=0.167L Na2S药液体积=94.355g/50g/L=1.887L NaOH药液体积=290.323g/200g/L=1.452L 则，所需加水量=7.500-0.167-1.887-1.452 =3.994L
12 耗碱量Alkali consumption：蒸煮时实际消耗 的碱量。以活性碱对绝干原料质量百分数表示。 13 液比Liquor-to-wood ratio：蒸煮器内绝干原 料质量(kg或t)与蒸煮总液量体积(L或m3)之比。 例如：液比为1:3，即指1kg绝干原料需3L的蒸 煮总液量。 总液量包括：加入蒸煮锅的碱液（白液）量、 原料带来的水分、黑液或水(均以体积表示)。
2、亚硫酸盐法制浆的生产流程
（三）KP法和SP法制浆特点
KP法特点： （1）适用于各种植物纤维原料； （2）蒸煮时间较短，纸浆强度好，未漂针叶 木浆被称为牛皮浆 Kraft pulp，纸浆颜色深； （3）成熟、可靠的蒸煮废液回收技术，可从 一些木材中回收松节油和塔罗油等副产品。 SP法特点： （1）Klason木素含量相同时，纸浆得率比碱法 略高； （2）未漂浆白度高，不用漂白就能用于制造 多种纸张，且纸浆容易漂白； （3）蒸煮废液回收没有很好解决。
第二章 化学法制浆(CP: Chemical Pulping) 本章学习要求： 1、掌握制浆有关术语、蒸煮液的组成、性质和计算 2、掌握蒸煮过程的脱木素模型、传质机理、脱木素 反应、碳水化合物降解反应、脱木素动力学和计算 机控制方法 3、掌握蒸煮工艺流程、工艺条件、蒸煮助剂(特别 是AQ)的原理和应用工艺 4、掌握蒸煮新技术-RDH、DDS、Lo-solids cooking、 Compact cooking的过程、特点 5、掌握KP木、草浆的化学组成、物理特性、用途 6、熟悉蒸煮过程 7、了解蒸煮主要设备的结构
《制浆原理与工程》习题与思考题.
《制浆原理与工程》习题与思考题第一章备料1.原料为什么要贮存？不同原料的贮存方法有何不同？2.陆上贮存原料对原料场有哪些要求？为什么？3.木材原料备料流程有何特点？生产磨木浆和生产化学浆的木材备料流程有何不同？4.草类原料备料的一般流程是什么？以芦苇和稻麦草为例，分别说明之。
5.根据蔗渣原料的特点，说明其备料流程的特点。
6.普通削片机主要由哪些部分组成？削片刀、底刀、旁刀各安装在什么位置？大、小三角板起什么作用？7.影响木片长度与厚度的因素有哪些？生产中是怎样控制的？8.试述影响削片质量的因素。
9.某厂使用四刀削片机，喂料槽与水平面的交角为56°，喂料槽在水平面的垂直面与刀盘垂直面间的夹角为23°，问当刀距为8.5~9.5mm, 刀高为15m m时，切削出来的木片的长度、厚度和木片斜角为多少？10.某厂使用平口喂料10刀削片机，喂料槽与刀盘的夹角为37°，若要求切削出来的木片长度为18~20mm,试计算该削片机的刀距和削出的木片的斜角。
第二章化学法制浆1.为什么硫酸盐法比烧碱法蒸煮有较快的脱木素速率？2.木材、竹子、草类原料碱法蒸煮的反应历程有何不同？这种差别反映到蒸煮工艺条件有何不同？3.以碱法蒸煮为例，说明为何草类原料比针叶木容易蒸煮成浆？草类原料碱法蒸煮脱木素的特点是什么？4.试述碱法蒸煮脱木素化学反应。
5.在碱法蒸煮中，碳水化合物在什么情况下发生剥皮反应和碱性水解？碳水化合物的碱性降解对纸浆质量有何影响？如何防止碳水化合物的碱性降解？6.碱法蒸煮过程中碱的作用是什么？用碱量对纸浆质量有何影响？怎样选择用碱量？7.蒸煮液浓度与用碱量、液比的关系如何？怎样根据蒸煮的条件和要求来选用液比？8.硫化度对蒸煮速度和纸浆质量有何影响？如何选用硫化度？9.什么叫H-因子？在蒸煮过程中如何利用H-因子？H-因子在实用中有什么局限性？10.纸浆硬度表示什么?它与纸浆中木素含量有何关系？目前常用的表示纸浆硬度的方法有哪几种？11.蒸球和立式蒸煮锅各有什么优缺点？如何选用间歇蒸煮器？12.连续蒸煮有何优点？连续蒸煮器主要有哪些型式？试述各种连续蒸煮器的结构特点。
第二讲制浆造纸
白度：白色或接近白色的纸和纸板表面对蓝光的反射率相 对于蓝光照射氧化镁标准白板表面时反射率之比，称为白 度，以%表示。
未漂浆
漂白浆
化学法制浆工艺
漂白方法：
a.氧化性漂白：利用氧化剂除去浆中残留木素及发色物质
特点：漂白白度高，稳定性好，保持持久，纸和纸板 长期存放不褪色
料箱
⑵ 木片磨木浆（RMP）
指木片在两个相对旋转 的磨盘间，利用磨盘与 木片及木片与木片之间 的摩擦力，使木片先被 破坏成火柴状，这些火 柴状的小木条经过相互 间的摩擦而离解成单根 纤维制成的纸浆。 料口
磨盘
化学机械法制浆(Semi-chemical Pulping) 先用温和的化学法处理原料，然后磨解成浆。 特点：两段制浆，包括化学预处理和机械后处理 两个阶段。
脱木素强
芦苇、阔叶木 文化用纸
NaOH+Na2S 脱木素强， 对纤 针叶木、竹、 高 档 文 化 用 维破坏小 芦苇 纸和包装纸 文化用纸
酸法
亚硫酸盐法 MSO3
脱木素强， 对纤 所有原料 维破坏小
化学法制浆工艺
化学药液 ↓ 原料→备料→装锅→蒸煮(升温、放汽、保温)→ 黑液 ↑ 放锅→洗涤→筛选→漂白→纸浆(漂白浆) ↓ ↑ 本色浆 漂白剂
运输：原料特点、运输设备
照明：照明灯塔、埋设电缆
注意：堆垛方法、堆垛规格、堆垛间距
备料
三、原木的贮存 1. 水上贮存：均匀水分，防止腐烂，简化搬运 操作；沉底与污泥问题等 2. 地面贮存：降低水分与树脂含量，腐烂变质 问题； 注意：堆垛方法、堆垛规格、堆垛间距
备料
削片机
（一）制浆
制浆造纸
（一）制浆
化学法制浆方法比较
种类 碱法 化学法 石灰法 药品成分 Ca(OH) 2 特征 适用原料 纸浆用途
脱胶、脂强，脱 禾草、棉、麻 纸板 木素差
烧碱法 硫酸盐法
NaOH
脱木素强
芦苇、阔叶木 文化用纸
NaOH+Na2S 脱木素强， 对纤 针叶木、竹、 高 档 文 化 用 维破坏小 芦苇 纸和包装纸 文化用纸
框式摇摆筛
离心式筛浆机
化学法制浆工艺
碱回收
利用加热、蒸发和燃烧有机物的方 法将废液中的无机物如Na2S和 Na2CO3进行苛化（即加入 Ca(OH)2），最终废液中生成 NaOH，重新送入蒸煮工段使用。
减少了造纸废液对环境的污染
循环利用化学药剂 回收利用废液中的木素
化学法制浆工艺
通风：通风道、垛间距离、垛的长度方向
运输：原料特点、运输设备
照明：照明灯塔、埋设电缆
注意：堆垛方法、堆垛规格、堆垛间距
备料
三、原木的贮存 1. 水上贮存：均匀水分，防止腐烂，简化搬运 操作；沉底与污泥问题等 2. 地面贮存：降低水分与树脂含量，腐烂变质 问题； 注意：堆垛方法、堆垛规格、堆垛间距
备料
浆和木片磨木浆。
原理：通过机械摩擦、剪切、撕裂、切割等作用将原料分 散成纤维 特点：得率高，无污染。因保留了所有成分(杂细胞、木素) 及对纤维的切断，使得用这种浆生产的纸强度低、发脆， 漂后发黄等。
⑴ 磨石磨木浆(SGW)
将一定长度的原木送入磨 木机内，利用原木与高速 旋转的磨石之间的摩擦力， 在磨石的挤压、剪切和摩 擦作用下，使原木离解成 单根纤维，再用水把纤维 从磨石表面冲刷下来，即 成磨木浆。 磨石
削片机
制浆造纸原理与工程大纲
《制浆造纸原理与工程》课程教学大纲Pulping and Papermaking Principles and Engineering1、开课学院资源科学与造纸工程学院2、学时：96学时；学分：6学分3、适用专业：轻化工程4、课程类别：专业领域课5、授课方式：理论6、课程的性质和任务：通过本课程的学习，使学生掌握制浆造纸过程的基本概念、基本理论及其主要工艺，纸浆的蒸煮、筛选、净化及漂白，纸与纸板的抄造等基本原理与现代工艺技术，通过本课程的学习，使学生对制浆造纸工艺技术有一个较全面、系统的认识。
7、课程内容与基本要求：本课程为轻化工程专业必修的专业课程，主要讲解整个制浆造纸过程的基本概念、基本原理与相关工艺技术，制浆造纸新技术、新工艺及其工程应用。
通过本课程的学习，使学生掌握制浆造纸相关的基本知识与理论，熟悉国内外制浆造纸科学与技术领域新理论、新工艺和新装备，为从事制浆造纸科学技术工作打下良好的基础。
课程的内容主要包括纤维特性与原料备料、化学法制浆、高得率制浆与废纸制浆、纸浆的筛选净化、纸浆的漂白、蒸煮液制备以及制浆废液的回收与利用；纸料的流体与湿部化学特性，磨（打）浆原理与技术，非纤维物质的添加与应用原理，造纸机的供浆与白水系统，纸与纸板抄造过程（纸料上网、纸页的成型与月兑水、纸页的压榨、干燥、纸页的压光、卷曲和完成、纸页的表面处理），纸与纸板的结构与特性等。
8、各章节主要内容及教学计划第一部分制浆原理与工程绪论1学时介绍制浆的基本概念和现代制浆的基本过程；制浆方法的分类和纸浆品种的名称；制浆技术的进展和发展趋势。
第一章备料4学时第一节原料的贮存、介绍原料贮存的目的：维持正常连续生产的需要；改进原料质量的需要二、介绍对原料场的基本要求：在防火与安全、排水、通风、照明、运输这五个方面应注意的问题三、介绍原木的贮存和木片的贮存：木材原料的特点；原木水上贮存与地面贮存两种方式的特点及要求；木片贮存在贮存场地和运输上的特点；外购木片贮存与原木贮存的比较四、介绍非木材原料的贮存：非木材原料的种类与特点；制浆造纸常用非木材原料的贮存方法；打包打捆与堆垛、蔗渣的湿法散堆第二节备料过程及其质量控制一、介绍原料的备料：原木备料的工序，各工序的作用及基本要求二、介绍非木材原料的备料：以稻麦草、芦苇芒杆、竹子、甘蔗渣原料为例，介绍其备料的基本工序，要求与特点；湿法备料与干法备料的比较第三节料片的输送和贮存介绍料片输送的不同方式与特点；料仓的作用、类型及要求。
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与残余木素含量之间的关系随原料种类和制浆方法的不同而
有差别，可通过实验确定。
制浆造纸原理与工程
The Kraft Process
Benefits
All wood species can be used as raw material
The process is relatively insensitive to bark
植物纤维的组织结构： ML， P， （ML＋P＝CML）， S1 S2 S3
木素的分布： 密度 ML（胞间层）最大
含量 S2层最大 据有关研究，目前认为脱木素顺序： 硫酸盐法和酸性亚硫酸盐法：S层先于ML层 中性亚硫酸盐法：ML层先于S层
制浆造纸原理与工程
四、蒸煮过程脱木素反应历程
1. 针叶木硫酸盐法脱木素反应历程
7.2% Na2S + H2O
Na2S
+ Sulfidity, 30% NaOH (AA, 24%) 16.8% 20.4% (16.8%+3.6%) NaOH-----------------NaOH (EA)
制浆造纸原理与工程
第二节 蒸煮原理
一、蒸煮液对原料片的浸透作用
主要表现在两个方面：毛细管作用和扩散作用 1. 毛细管作用：主要靠外加的压力和表面张力产生的压力作用浸 透，通过导管-、管胞、纤维的胞腔进行。 影响因素：纹孔的多少及其大小、原料品种、边材与心材（毛 细管浸透速率与毛细管半径的四次方成正比） 水分含量（适宜于较干的原料片，但需排除原料毛细管内的空 气） 压力差（毛细管浸透速率与压力差成正比） 无论碱性或酸性蒸煮液，纤维轴向的毛细管作用总是大于横向的 毛细管作用（约50~200倍，）
制浆造纸原理与工程
Kraft Cooking Liquors
white liquor: strongly alkaline sulution (pH~14) main active compounds: NaOH and Na2S small amounts: Na2CO3, Na2SO4, Na2S2O3, NaCl, CaCO3 ,etc. main equilibria prevail in white liquor:
与碱法蒸煮操作基本相同
2．酸性亚硫酸盐（钙）法 （1）装锅、送液
控制木片水分40～45％，有利于药液渗透和增加装锅量；采用蒸汽装锅器， 提高木片温度，使木片在锅内分布均匀，初步排除空气和挥发性树脂，有 利于药液渗透和增加装锅量。
pH值
<2
3~5 HSO3-
5~6.5 HSO3SO32镁、钠
8~9(>9) SO32CO32钠、铵
10~13.5 SO32OH钠
蒸煮液 HSO 3 组成
SO2 H+
盐基
钙、 （镁、钠）
镁、钠
制浆造纸原理与工程
五. 碱法制浆常用专业术语：
活性碱（A.A., Active Alkali）：烧碱法中指NaOH，硫酸盐法
大得多。
使浸透作用顺利的重要前提：药液与原料片的均匀混合
制浆造纸原理与工程
二、 蒸煮过程中的脱木素（Delignification)和碳水化合物降解 (Carbohydrate Decomposition) （自己复习植物纤维化学课程有关化学内容） 脱木素作用导致：
1. 木素结构单元之间联结键断裂
制浆造纸原理与工程
第三节
一、碱法蒸煮
蒸煮方法与蒸煮技术
（一）蒸煮操作（间歇式蒸煮）
1． 装料、送液：
（1） 提高单位容积装料量；（木片蒸汽装锅器，草片机 械装料器） （2）药液与料片混合均匀；（预浸） （3）装料送液时间不宜太长；
（4）送液液温要恰当；
（5）料片、药液必须计量准确。
制浆造纸原理与工程
中性亚硫酸盐法 碱性亚硫酸盐法
制浆造纸原理与工程
二. 碱法制浆流程示意图：
松节油回收系统（松木） 热回收系统
热水
纸浆筛选系统
合格原料片
蒸煮器
喷放装置
洗浆与黑液提取系统
预浸装置
蒸煮药液
碱回收系统
制浆造纸原理与工程
三. 亚硫酸盐法制浆流程示意图： 合格原料片 SO2 蒸煮液制备系统 蒸煮器
药剂制备系统
制浆造纸原理与工程
2. 扩散作用：主要靠药液浓度差造成的离子浓度梯度的推动力
使蒸煮液中的离子扩散浸透入原料切片内部，通过导管、管 胞、纤维的胞腔和细胞壁进行。
影响因素：原料密度、水分含量（适宜于水分饱和的原料片）
蒸煮液组成（影响大，扩散作用主要取决于有效毛细管截积） 当蒸煮液pH>13时，纤维轴向的扩散作用与横向的扩散作用 比较接近，约为1 ：0.8(润胀作用的效果） 当蒸煮液pH<13时，纤维轴向的扩散作用比横向的扩散作用
（2）纸浆要求
（3） 残碱要求（蒸煮终点pH值不低于12）
2． 液比的确定 用碱量一定时，液比的大小影响：
（1）药液的浓度
（2）药液与原料的混合
（3）蒸煮锅内药液的循环
一般采用的液比: 蒸球 1：2～1：3
立锅 1：4～1：5
制浆造纸原理与工程
3．硫化度的确定 取决于原料种类（木素含量、组织结构等）和成浆要求（卡伯
第二章 化学法制浆 第一节 化学法制浆的分类与基本概念
一. 化学法制浆（Chemical Pulping）的分类
1. 碱法（Alkaline Pulping）：
烧碱法、 硫酸盐法、 （其它药剂为碱性的制浆方法） 2. 亚硫酸盐法（Sulphite Pulping）： 酸性亚硫酸氢盐法 亚硫酸氢盐法
微酸性亚硫 酸盐法
喷放装置
洗浆和废液提取系统
废液回收和综合利用系统 纸浆筛选系统
硫铁矿
(主要FeS2)
粉碎
焙烧
矿渣利用
炉气除尘冷却
炉气吸收
盐基乳液
原酸贮存
蒸煮液制备
制浆造纸原理与工程
四. 蒸煮液的组成：
碱法：烧碱法：NaOH, 硫酸盐法：NaOH + Na2S
亚硫酸盐法：
蒸煮 方法 酸性 亚硫酸盐法 亚硫酸 氢盐法 微酸性 亚硫酸盐法 中性 亚硫酸盐法 碱性 亚硫酸盐法
值）。 一般：针叶木 25～30％
草类原料 15％左右 阔叶木一般处于两者之间
深度脱木素蒸煮的硫化度要提高一些
4．升温时间
取决于原料种类（木素含量、组织结构等）和成浆要求（卡 伯值）。
5．最高温度与保温时间
取决于原料种类（木素含量、组织结构等）和成浆要求（卡伯
值）。
制浆造纸原理与工程
二、亚硫酸盐法蒸煮 （一）蒸煮操作 1．碱性亚硫酸盐法与中性亚硫酸盐法：
2. 木素分子内引进亲液基团
木素大分子降解
提高溶解性
总的结果：木素脱除，纤维分离成浆 纤维素与半纤维素降解作用导致： 糖基之间的苷键断裂
大分子聚合度降低
纸浆得率与强度降低
制浆造纸原理与工程
三、蒸煮过程脱木素局部化学的研究
研究蒸煮过程纤维细胞中木素的脱除顺序，有助于进行 蒸煮过程的脱木素反应历程和动力学研究，对制定正确的蒸 煮工艺条件有指导意义。
制浆造纸原理与工程
五、 蒸煮过程脱木素化学反应动力学研究结果
影响碱法蒸煮的主要参数：蒸煮时间与蒸煮温度
在一定范围内，提高温度可以缩短时间，温度降低则必须延长时间。 即：一定范围内温度和时间可以互为补偿。
1957年加拿大制浆造纸研究所K.E.Vroom 提出了H-factor的概念，把 蒸煮温度与时间作为单一变数考虑，用以控制蒸煮终点，从而稳定蒸煮后
Cooking times are relatively short Problems with pitch in the pulp are relatively small The pulp is much stronger Regeneration of chemicals and energy is efficient Side-products such as turpentine and tall-oil are valuable
美国辐射松： 脱木素阶段
1
2
3
（初始脱木 （大量脱木 （残余木素 素阶段） 素阶段） 脱除阶段） E.A.变化 （NaOH， g/L)
51
28
ห้องสมุดไป่ตู้
28
15
15
7
木素含量变 27 化（对o.d. 木片）
22
22
3
3
1
制浆造纸原理与工程
马尾松： 脱木素阶段
1
（初始脱木 素阶段）
2
（大量脱木 素阶段）
3
（残余木素 脱除阶段）
（ 从150 oC升温至最高温度Tmax ）
碱浓下降变慢，木素溶出多（60%~70%） 第三阶段：残余木素脱除阶段（Tmax下保温 ） 碱浓下降率有所增加，木素溶出10%以下 其它针叶木与阔叶木硫酸盐法蒸煮的脱木素反应历程同上 规律可分为上述三个阶段，但具体温度等随原料不同而有所差 别。
制浆造纸原理与工程
2．升温、小放气
升温时间宜稍长，均匀升温；
升温到一定温度或压力时需进行小放汽，以排除空气，避 免假压。
松木原料在小放汽时可以回收松节油。
3．最高温（Tmax）下的保温 视原料品种与浆料要求而定 4． 喷放 配合碱回收（浆料温度与黑液浓度都要高）
制浆造纸原理与工程
（二）蒸煮工艺条件的确定（间歇式蒸煮） 1． 用碱量的确定 根据：（1）原料种类与质量
即： 硫化度（%） =〔 Na2S /（NaOH + Na2S） ×100% 用碱量：指蒸煮时活性碱用量（重量）对绝干原料重量的百比。
制浆造纸原理与工程
液比：指蒸煮时绝干原料重量（kg 或 t）与蒸煮液总液量体积 （L 或 m3）之比。 纸浆得率（Yield）： （1）粗浆得率：蒸煮后所得绝干粗浆重量对蒸煮前绝干原料 重量的百分比。