化学机械浆
半化学浆分类
半化学浆和化学机械浆化学药品, 通用, 工业, 亚硫酸盐, 机械半化学浆和化学机械浆都是一种在制浆时既用化学方法，也用机械方法生产出来的纸浆。
其生产过程包含化学预处理和机械后处理两个阶段。
因为化学处理的条件比较温和，所以纸浆得率很高。
根据两个阶段处理程度上的不同，木材半化学浆的得率可以达到65 ~ 85%，木材化学机械浆得率更可高达85 ~ 95%。
这两类浆的特点是得率高和化学药品耗用量少。
我国工业上通用的化学制浆方法，原则上都能生产出半化学浆。
如硫酸盐半化学浆、中性亚硫酸盐半化学浆、亚硫酸盐或亚硫酸氢盐半化学浆等。
最近发展起来的还有硫酸盐绿液半化学浆和无硫的半化学浆。
应当指出:特别适于用阔叶材生产半化学浆的方法是中性亚硫酸钠法。
我国正在结合现实情况大力推广和发展碱法、硫酸盐法和亚铵法的草类半化学浆，并取得了较大的效果。
化学机械浆是研究采用阔叶材代替针叶材磨木浆发展起来的一种方法。
利用草类原料生产化学机械浆的还不广泛，我国科研、生产单位正在试验研究。
这种浆的制造方法按使用原料形抉分圆木法和木片法，按使用药液的不同，又分为冷碱法和中性亚硫酸盐法。
它和半化学浆的主要区别，在于保留原来的木素含量几乎不变，只是抽出物和部分短链半纤维素损失掉，因此，化学机械浆介于磨木浆和半化学浆之间，它的得率和性质都与磨木浆相近。
一、中性亚硫酸盐法半化学浆中性亚硫酸盐法按蒸煮条件的不同，可以生产化学浆和半化学浆。
在国内，最近几年正在大力发展以林区废材、枝桠材、煤矿坑木废材、蔗渣等草类原料的半化学浆的生产。
这种方法的特点是纸浆得率高，颜色浅，滤水性能与强度好，原料适应性强，但要求较高的蒸煮温度或蒸煮压力。
中性亚硫酸盐半化学法通常是用阔叶材或草类原料切成小片，在适当的高温下(170 ~ 190'C)，用含有少量碳酸钠、碳酸氢钠或烧碱液的亚硫酸钠溶液，在pH为7 ~ 9的条件下，经过一定时间的蒸煮，然后在圆盘磨中进一步分离成纤维来制得。
化学机械浆及半化学机械浆
整个APMP流程中，最关键的是两段螺旋压榨机的作用！
第三章 高得率制浆（High Yield Pulping）
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（一）工艺流程
1、木片洗涤：洗涤木片、软化木片、赶出木片中 的空气。
2、常压料仓：木片被轻微汽蒸，温度达70 0C左右 ，进一步软化木片，驱赶木片中空气。装有通气装 置，可以均匀地调控温度。
→筛选净化→浓缩机→成浆
第三章 高得率制浆（High Yield Pulping）
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APMP和P-RC APMP 工艺的区别：
二者在基本工艺流程上非常相似，关键流程是化学预浸渍 处理的程度，P-RC APMP更强调化学预处理的作用效率，特 别是强化后期的漂白效果。具体的区别如下：
APMP (Alkaline Peroxide Mechanical Pulp) 碱性过氧化氢化学机械浆
CMP的基本制浆过程： ➢ 化学预处理（预浸渍） ➢ 常压磨浆 ➢ 纸浆后处理（消潜，筛选和漂白等）
APMP是在CTMP（或BCTMP）基础上发展起来的。 BCTMP能耗较高，排放废水负荷较高，且含硫化合物。
工艺流程比较：APMP (Alkaline Peroxide Mechanical Pulp) 与
P-RC APMP (Preconditioning Refiner Chemical treatment APMP)
化学药液（加药点 I） ↓
木片→水洗→汽蒸→1#挤压疏解机→1#浸渍器→1#反应仓→２#挤压疏解机 化学药液（加药点 II）
化学机械浆工艺流程
化学机械浆工艺流程
化学机械浆工艺是制浆工业中常用的一种生产工艺,它将木材经过化学和机械方式处理,从而制得化学机械浆。
该工艺流程大致如下:
1.原料准备
首先对木材进行剥皮、切削等预处理,将其制成合适尺寸的木片或小料。
2.高温蒸煮
将准备好的木片在高温高压下蒸煮数小时,使木料中的部分木质素和半纤维素被化学药液溶解。
常用的化学药液为硫酸盐木质素等。
3.机械打浆
蒸煮后的木料在机械打浆机内被剧烈搅拌、碎解,使纤维束分离成单个纤维。
4.浆料筛浆
将打浆后的浆料通过压力筛或扁平筛等设备,去除其中的节皮、杂质等夹杂物,获得净化的浆浆料。
5.浆料洗涤
用大量清水冲洗浆浆料,除去残留的化学药液和溶解的木质素等。
6.浆浆储存
洗涤后的浆浆以一定浓度储存在浆池中,为后续制浆打造条件。
7.浆浆漂白(可选)
根据需求,浆浆可进行进一步的漂白处理,以提高浆浆的白度和洁净度。
8.浆浆干燥
浆浆被输送至浆纸机或浆板机,经过机器压榨、烘干等工序制成纸页或纤维板。
化学机械浆工艺生产的浆料既保留了部分木质素,具有一定强度,又去除了相当部分木质素和其它组分,因而具有良好的适中性能,广泛应用于纸张、纤维板等产品的制造。
我国化学机械浆生产现状、存在的问题和建议——浅析化机浆生产过
根据预浸药剂和磨浆方式，化机浆可以分为： CMP、CTMP 和 APMP 等类型。
表 1 不同化机浆方法的对比
制浆 方法 CMP CTMP温度/℃ 浓度/% 时间/min
NaOH
RT
20 50~120
Na2SO3 ≥135 30~35 5~8
NaOH H2O2 75~85 30~35 25~45
磨浆配置
常压高浓 压力高浓 压力高浓或 常压高浓
2 化机浆发展历程回顾
2.1 TMP TMP（Thermo-Mechanical Pulping，TMP）热磨
机械法制浆，常用于云杉、颤杨等密度适中、材色 较浅的成熟木材或木材加工剩余物制成的木片制 浆，制浆得率高（≥90%），经过漂白，可用于配抄 新闻纸、白纸板、广告插页等。20 世纪 80 年代， 吉林造纸厂引进了 Sunds-Defiberator 公司的 TMP 生
（2）混合木片的影响。大部分工厂以商品木片 为原料生产化学机械浆。采用进口木片还好，而对 于国产木片，尤其是由国内小木片商供应的木片，其 品质几乎无法控制，特别是木片的树种情况十分复 杂。为了改善预浸效果，目前多采用不同压缩比螺 旋对木片进行挤压预处理。旨在排出木片中空气、 疏松木片结构，提高比表面积，改善浸渍效果。但 对于密度差异大的混合木片，在挤压时密度低（软） 的木片首先受挤压产生形变，密度高（硬）的木片所 受挤压作用较小，预浸均一性和预浸效果可想而知。 3.2 预浸软化
化学机械法制浆
采用化学预处理和机械磨解后处理的制浆方法。
先用药剂进行轻度预处理（浸渍或蒸煮），除去木片中部分半纤维素，木素较少溶出或基本未溶出，但软化了胞间层。
再经盘磨机进行后处理，磨解软化后的木片（或草片）,使纤维分离成纸浆，简称化机浆(CMP)。
化学机械法制浆与机械法制浆不同之处为有化学软化预处理阶段,与化学法制浆不同之处为化学处理过程比较温和,如浸渍或蒸煮时间短，温度较低，药品用量少等，但需经磨解方能成浆。
化学机械法制浆可以较好地利用阔叶木等作原料，且其制浆得率比化学法制浆高。
为了节约与开拓原料资源，并适应纸板生产高速发展的需要，这种制浆方法在近30年来，发展较快。
以木材为原料的化机浆对原料的得率为65～94％。
其中得率在65～84％之间的，也常称为半化学浆。
沿革1874年，德国化学家A.密切利希建议先将木片用亚硫酸或亚硫酸氢盐处理后磨解成浆。
1921年美国林产实验室工作人员发现在制浆用的亚硫酸钠溶液中加入少量的烧碱或碳酸钠调节pH值有利于防止设备腐蚀，同时也发现，只要纸浆的得率在60～70％时，用机械法分离纤维，即可制成纸浆。
基于此，美国于1925年建立了第一个以中性亚硫酸钠药液(Na2SO3＋Na2CO3)进行蒸煮化学预处理，再磨解成浆的化学机械法纸浆厂。
高尔达造纸公司则于1955年用烧碱(NaOH)溶液在常压下预浸木片的化学预处理后，磨解成浆，称为冷碱法制浆。
其后又出现了许多不同类型的化学预处理和磨解方式组合而成的化学机械制浆方法。
制浆工艺化学预处理及机械磨浆是化学机械法制浆的两个最基本的工艺过程。
化学预处理有常压预浸、加压预浸、加温加压预蒸煮等多种方式，并可采用烧碱、亚硫酸钠、碳酸钠、亚硫酸铵和绿液等各种不同的化学药剂。
磨浆也可采用常压或加压磨，以及单段磨或双段磨等不同方式。
使用不同的化学预处理方法以及不同的磨浆方式，可以组成多种不同的工艺流程，其中比较重要的有:化学热磨机械法流程（图1）,所制得的纸浆称为化学热磨机械浆(CTMP);中性亚硫酸盐半化学法流程，所制得的纸浆称为中性亚硫酸盐半化学浆(NSSC)；冷碱法流程，所制纸浆称为冷碱法化机浆。
第四节 化机浆
三、磺化化学机械浆(SCMP)
SCMP是20世纪70年代开发的新浆种，可用于生产 新闻纸、印刷纸、薄型纸、纸板及绒毛浆。 磺化化机浆通过磺化作用，能使木片软化，因而 离解的纤维较完整，比其他机械法制浆产生的纤维损 伤少得多。因而其得率和光学性能与SGW、TMP等机械
浆相近，而纤维长度和脱水性能却很接近半漂硫酸盐
（2）预浸渍工艺 预汽蒸
预汽蒸是在常压下 进行。时间10min以内。
木片挤压程度
提高压缩比，促 进药液均匀浸透 木片。要求压缩 比4︰1以上。
预浸渍温度与时间
与原料材种及木片有无经过挤压有关。
• 针叶木：120oC－135oC， • 阔叶木：60oC－120oC。 • 预浸渍时间：2－5min。
APMP作为改进传统的漂白化学热磨机械浆的一种新技术 其主要的独特之处在于木片在磨浆之前，用传统的挤压 机将原料碾碎，而后用H202漂液进行浸渍而将木片漂白。
木片 水洗 预汽蒸仓 一段挤压机
一段浸渍器 一段反应仓 二段挤压机
二段浸渍器 二段反应仓 一段高浓盘磨
中间池 螺旋压榨 二段高浓盘磨 消
草类原料的化机浆生产也处于积极的研究之中。
一、概述
（一）化学处理
1、目的
①软化纤维、提高强度。 ②降低能耗、延长齿盘寿命；
阔叶木浆纤维破裂示意图
化学处理软化木片与热处理软化木片的根本区别： 热处理软化木片是可逆过程，软化遇冷又会复原。 化学处理对木素的软化是不可逆的,是发生的化学变化。
2、化学处理使用的药品
四、碱性过氧化氢化学机械浆(APMP)
APMP (alkaline peroxide mechanica pulp)是上
造纸 化学浆 机械浆-概述说明以及解释
造纸化学浆机械浆-概述说明以及解释1.引言1.1 概述造纸是一种古老而且广泛应用的技术，通过将纤维素材料水浆转化为纸张的过程。
纸张是我们日常生活中必不可少的物品之一，它在文字记录、书籍出版、包装材料等方面发挥着重要的作用。
为了制造纸张，我们需要使用不同类型的纸浆，其中包括化学浆和机械浆。
这两种纸浆具有不同的特点和制备方法，因此它们在纸张的质量和用途上也有所区别。
化学浆是通过化学方法将木质纤维分离成纤维素，并经过一系列的漂白和处理步骤制备而成的。
化学浆具有较高的纤维素含量，纸张质地较坚韧，适用于制作高质量的书籍、信件和包装材料。
另一方面，机械浆则通过机械方法将木材粉碎成纤维状，并经过筛选和漂白等工序制成。
机械浆的纤维素含量较低，纸张较粗糙，在一些次要应用领域例如报纸、卫生纸和包装纸盒中得到广泛使用。
本文将重点介绍造纸、化学浆和机械浆的制备过程、特点和应用领域。
通过对这些主题的深入研究，我们可以更好地了解纸张制造的原理和技术，进一步认识到纸张在现代社会中的重要性。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构：本文将分为三大部分进行阐述。
首先，引言部分将概述本文的主题以及文章的目的。
其次，正文部分将详细介绍造纸、化学浆和机械浆的相关内容。
最后，结论部分将对全文进行总结和归纳。
具体而言，正文部分将分为三个章节。
第一章节将介绍造纸的制造过程和应用领域，深入探讨纸张的制作过程以及在各个领域的广泛应用。
第二章节将涵盖化学浆的定义和制备方法，以及其特点和用途。
我们将阐述化学浆的制备过程和不同纤维素组成对其性质和应用的影响。
第三章节将重点介绍机械浆的制备过程，同时探讨其特点和应用。
我们将研究机械浆与其他纸浆类型的比较，以及机械浆在不同行业中的广泛应用。
最后，在结论部分，我们将对全文进行总结，简要回顾造纸、化学浆和机械浆的重要内容，并强调它们在纸张生产和应用领域的重要性。
同时，我们也可以提出一些对未来发展的展望，以促进纸浆制造技术的进一步改进和应用。
化学木浆与化学机械木浆
化学木浆与化学机械木浆
化学木浆和化学机械木浆是两种不同类型的木浆，它们在制造过程和性质上有所区别。
化学木浆是通过化学处理方法将木材分解成纤维素和木质素，并将其制成纸浆的过程。
在化学木浆的制造过程中，木材首先经过切片和蒸煮，然后用化学药品（如氢氧化钠和硫化钠）处理，以溶解木质素并分离出纤维素。
这种方法可以生产出高纯度的纤维素纸浆，用于制造高质量的纸张和纸板。
化学机械木浆则是结合了化学处理和机械磨浆的方法。
在这个过程中，木材先经过化学预处理，然后通过机械磨浆的方式将纤维素和木质素分离。
化学机械木浆的优点是生产成本相对较低，并且可以利用较低质量的木材原料。
它通常用于制造一些中低档次的印刷纸、包装纸和卫生纸等。
化学木浆的纤维素纯度较高，适合制造高质量的纸张；而化学机械木浆的生产成本较低，适用于一些中低档次的纸张产品。
选择使用哪种类型的木浆取决于最终产品的要求和市场需求。
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CMP的漂白
漂白方法：同磨木浆 漂白剂：亚氯酸钠、过氧化物、亚硫酸钠 漂白程度：可从40~50%ISO漂至60~70%ISO
废液的回收及排放
化学处理后的废液可以补充化学药品后再次使用。 洗浆后的废液可以回用做磨浆机、筛选和净化稀释水。
第三章 高得率制浆（High Yield Pulping）
第三章 高得率制浆（High Yield Pulping）
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第三章 高得率制浆（High Yield Pulping）
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2 化学处理的作用原理：
（1）预汽蒸：排除木片中的空气，增加木片中的水分含量， 提高木片温度，有利于浸渍时更快地吸收药液，增加木片的 水分含量。
第三章 高得率制浆（High Yield Pulping）
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（2）木片挤压程度：
进一步除去木片内的空气，促进木片对药液的吸收更快并更 均匀，需挤压木片，挤压由进料螺旋实现。 1:1 无挤压作用，仅起输送作用； 2:1 压缩的木片形成料塞，可起密封作用； 2.5:1 木片体积与原木材相似，木片表面的空气被除去 4:1以上 进一步除去木片内的空气，有利于木片吸收更多的药 液，均匀浸透。
CMP发展
• 在常温或在一定温度(压力)下，用化学药品预处 理（预浸渍）木片(草片)，然后常压下在磨浆机 里磨解成浆，并进行制浆后处理（消潜、筛选 、漂白等）。 • 此法已有较长的历史，最早于1947年出现第一 次研究的报道。最先使用的是冷碱法(Cold Soda CMP)，此法至今仍在CMP领域中占主要 地位。后来又出现在一定温度(压力)下进行化学 处理，并使用Na2SO3 。 • 按使用药液的不同，CMP可分为：冷碱法和亚 硫酸盐法。后者发展为SCMP。
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（三）CTMP生产的重要影响因素
1．原料状况 水分含量影响浆质量；树皮、腐朽材、木节 等影响纸浆的尘埃度、白度和强度；砂石等杂质影响磨盘寿 命。 2．预浸渍工艺
化学预浸渍，是CTMP的主要特征，也是生产CTMP的关 键工艺。
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CTMP (Chemithermomechanical Pulp) 化学热磨机 械浆（BCTMP：漂白化学热磨机械浆）
• CTMP的发展不是突然出现的，是长期进行基础 研究的结果。 • CTMP是强化处理的CMP，也是TMP的改进。 CTMP是TMP 的热软化作用与CMP的化学软化 作用的相加，使纸浆的强度提高。 • 采用加热和化学药品处理的改良法，能使采用的
(NH4)2SO3 + NaOH (或其它pH缓冲剂如MgO等)
NaOH + H2O2 等 CMP特点：强度优于RMP、TMP 可用于配抄新闻纸、印刷纸、书写纸等
第三章 高得率制浆（High Yield Pulping）
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设备包括:
（1）木片分选设备。 （2） 化学预处理设备:蒸球、蒸煮锅、斜式和横管式连续蒸 煮器、压力浸渍器等。 （3）螺旋压榨机：用于预离解及回收废液。 （4）盘磨机 （5）筛选及净化设备 （6）漂白设备
CMP的纤维离解原理（重点，主要指冷碱法）
化学处理的润胀差异使胞间层及纤维的体积增加不同，而胞 腔体积大大减少，这便产生了应力，而这种应力在磨浆时在 胞间层、初生壁及次生壁之间产生了破裂，并暴露出微纤维 。 显微镜观察CMP可发现大量的未被破坏的暴露出次生壁及 微纤维的纤维。
第三章 高得率制浆（High Yield Pulping）
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亚硫酸钠用量影响木片的磺化度。随磺化度的增加，纸浆的 白度有一定提高，光吸收系数与光散射系数急剧降低。
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小结：
1 木片预汽蒸作用：
用蒸汽置换纤维细胞腔中的空气，这样，有利 于后面化学药品对木片的浸透，当汽蒸后的木片进
入浸渍器时，与冷的浸渍液接触，木片内的蒸汽即
被冷凝，体积缩小，形成局部真空，浸渍液则被均
匀地吸入到木片内的空隙中，以增加吸液量。
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磨浆机
常压汽蒸
化学浸渍
预热
磨浆
未漂浆
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（二）CTMP 化学处理
1 化学处理的目的和任务
第三章 高得率制浆（High Yield Pulping）
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CMP的化学成分变化
一般地，CMP浆的损失随碱耗的增加而增加，溶出物主要 为半纤维素。当浆的得率为90~93%时，有5~10%的木素及 碳水化合物溶出，其中主要为半纤维素，溶出的木素很少。
第三章 高得率制浆（High Yield Pulping）
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磺酸基取代木素的羟基，在木素结构中引入强亲水基，使木素吸收更多 的水，纤维发生永久性软化。 第三章 高得率制浆（High Yield Pulping）
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关于高得率纸浆强度特性与影响因素，应该从纤维
长度与形态学参数来考虑，为了达到纸浆的高强度，
希望：
（1）长纤维组分多； （2）细纤维化的程度高； （3）细纤维的结合性能好。
CTMP就是为了满足这三个条件而进行的。
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2 化学浸渍前木片为什么要压缩？
木片的化学浸渍过程是用NaOH+ Na2SO3的药液浸渍木片， 为了更好地发挥化学浸渍的效果，应先对木片进行机械预处 理，使木片受到压缩变形、挤压、变薄和产生裂纹; 汽蒸后的木片经过塞式螺旋，在螺旋中木片被压缩成固体的 塞状，同时受到挤压挤出木片中的水分和汽蒸时的蒸汽冷凝 液，木片塞子通过螺旋的锥形部分后，进入垂直的浸渍器，
原料种类扩大、质量提高，并使纸浆用途增加。
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CTMP (Chemithermomechanical Pulp) 化学热磨机 械浆（BCTMP：漂白化学热磨机械浆）
化学处理对木片的基本作用主要有两个：
木材纤维的润胀
木素的改性
化学处理软化木片与热处理软化木片的根本区别
在于： 化学处理对木素的软化是不可逆的过程 热处理软化木素是可逆的过程
第三章 高得率制浆（High Yield Pulping）
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（4） 化学药品用量与pH值：
化学药品主要是亚硫酸钠；阔叶木CTMP时，还需加入一定的NaOH
一定量的氢氧化钠，可增强半纤维素与 木素水合作用，促进纤维润胀，有利于 磨浆时纤维分离及细纤维化，可降低磨 浆能耗，但会使纸浆的白度和光散射系 数下降。
（1）木材纤维的润胀
• 木材是粘弹性物质，表征木材物理特性的刚性率（G）
与内摩擦因数（u）与木材纤维的软化程度密切相关。经 化学处理的木材，G值变小（纤维变软），u值增大（细纤 维化程度高）。 • 半纤维素的软化温度与水分含量有关。
• 木素的软化温度（1）与木材中的水分含量有关，在一定
范围内随水分含量增加而降低（P137，图3-39）；（2） 与化学处理后木素的磺化度有关，随磺化度的增加木素的 软化温度呈直线下降。
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（2）木素的化学改性
在亚硫酸钠化学处理的温和条件下，主要是木素的磺化反 应，不会导致木素结构的广泛裂解。 碱的作用：促进纤维润胀，增强半纤维素和木素的水 合作用，降低软化温度，为磨浆时纤维的离解创造有利的 条件，降低能耗，但影响纸浆白度。 亚硫酸钠的作用：木素的磺化使其软化温度降低，亲 水性增加，热塑性增大，磨浆时纤维易于离解，浆的质量 提高（浆中的长纤维比例、纤维的比表面积和浆的结合强 度均增加，见P137-138，图3-40、3-41、3-42）。
第三章 高得率制浆（High Yield Pulping）