第四章 纸浆的洗涤
纸浆洗涤筛选知识
纸浆的洗涤与筛选在蒸煮或磨浆后，所得的纸浆称为粗浆，为了满足漂白或抄纸的需要，必须对粗浆进行一系列的处理。
在化学法制浆中，近50%的原料溶解在蒸煮废液中，碱法蒸煮废液称为黑液，亚硫酸盐蒸煮废液称为红液。
浆中的废液，既影响浆的后序处理，也影响废液治理。
因此，需要把纸浆和废液分开，即提取废液或洗浆。
另外，不论是哪种制浆方法，粗浆中都混有未蒸解的生料片，粗大纤维束，砂石，污垢，金属片等，要进行筛选。
为了减少纸页的尘埃，要除去尺寸小、比重大的砂粒，故要进行除砂，即净化。
主要介绍浆的洗涤、筛选、净化及浓缩的流程及设备等。
一、纸浆洗涤的目的和要求通常有碱回收的工厂称纸浆的洗涤工段为黑液提取工段。
定义：将蒸煮后浆料的黑液与纤维分离的过程。
目的：用尽量少的水将浆料洗干净黑液提取浓度越高，则碱回收时碱和有机物的回收越多。
浆料未洗干净对后段工序的影响：（1）筛选、净化系统过渡浆池中泡沫多，影响筛选和净化。
（2）筛选、净化后漂白工段难漂，漂剂用量大。
（3）打浆、配浆后施胶时，明矾和松香胶用量高。
（4）成型部易断头（因泡沫多，滤水性差）（5）对后序所有设备均有腐蚀作用，且在管路里会结垢、挂浆。
二、纸浆筛选、净化的目的和要求任何一种制浆方法都会有杂质带入，杂质的去除尽量在总流程的前部分，防止其对设备的损坏作用。
杂质的种类：粗节：形状大，比重小，质量大，可进行回蒸。
纤维束：可再磨或疏解1．筛选：根据杂质外形几何尺寸及形状大小与浆料不同，用机械法来分离杂质与良浆的过程。
2．净化：根据杂质的比重与浆料的不同，采用重力沉降、离心分离来分离杂质的过程。
重力沉降：沉砂沟，喷放锅和浆池等也有沉砂能力。
离心分离：606除渣器、锥形除渣器。
三、常用术语1．洗净度：浆料洗干净的程度，其表示方法有两种（1）以洗后浆料所带残碱的量。
（/T风干浆）（2）以洗后黑液中所带残碱的浓度。
（g/l）2．稀释因子：每吨风干浆洗涤用水量与洗后纸浆含水量之差。
纸浆洗涤过程的机器理念
书山有路勤为径；学海无涯苦作舟纸浆洗涤过程的机器理念烧碱法或硫酸盐法蒸煮后，黑液中一小部分（约占总体积的5％）保留在细胞壁内部毛细管中，部分黑液（约占总体积的15％～20％）包含在纤维的胞间层和胞腔中。
其余占总量75％～80％的黑液是围绕在单根纤维或纤维束周围的游离黑液。
浆料洗涤过程中发生的最重要的物理力学过程和物理化学现象包括：黑液从浆料中挤出；黑液穿过浆料的过滤；黑液溶解物质从浆料纤维向外扩散；由于吸附和解吸的再平衡，而呈吸附状态的黑液溶解物质的部分解吸溶出；黑液的起泡[1]。
下面我们简单地分析一下这些过程和现象。
挤压：通常挤浆机都是利用机械挤压把黑液从浆料中排出来，这种方法的优点是可以将未被稀释的黑液分离出来。
但是单段挤压不能保证黑液分离得那样完全，因为挤压过程所产生的压力，不足以使浆料纤维内部毛细管中的黑液排出。
众所周知，液体在毛细管中上升的高度由下式确定：式中：δ－液体的表面张力；r－液体的密度；d－毛细管直径；h－毛细管液柱高度相应的毛细管中压力为:挤压时浆料排出黑液，直到毛细管内的压力由于浆料压实和毛细管直径变小而升高，并与外部施加压力达到平衡为止。
为此有人对硫酸盐和亚硫酸盐浆进行了相关的实验[2]：在一个不大的实验室装置中进行静态挤压实验。
当压力达到15MPa时，浆中残留的黑液量为0.7kg/kg风干纤维，相应的相对干度约59％。
纤维壁的超显微孔隙中水分含量约0.3g/g风干纤维。
因此在15MPa压力下，不仅纤维细胞壁中残留有黑液，而且纤维腔中也有。
当然在挤浆机的实际操作中，15MPa的压力是不可能达到的，另外即使达到，浆料在这样的干度专注下一代成长，为了孩子。
第四章 洗涤、筛选1
2.过滤作用（压力差）
过滤就是通过滤布、滤网或多孔隔膜分离纸浆悬浮液， 使固体被截留，而液体滤出的过程。 过滤设备生产能力取决于过滤速度。
v＝Δp/RL․ R＝32μ /d2
毛细管直径 过滤面积有效系数
过滤速度为单位时间内通过单位过滤面积的液体量。
根据这个方程式我们可以定性地分析影响过滤速 度的因素 （1）过滤面积 生产能力 过滤阻力系数 （2）压差 过滤速度 （3）浆层厚度 过滤阻力 过滤速度 （4）废液粘度 过滤速度 （温度 粘度 ） （5）浆种（草浆与木浆）和浆层紧度 d R
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（一）转鼓式洗浆机
是由带滤网的转鼓装置放置在浆槽里构成的洗涤设备。
1.鼓式真空洗浆机 以真空负压产生的抽吸作用为推动力，通过过滤 作用将废液透过浆层滤出而得以分离。 （1）高真空度： 有分段式和真空管式洗浆机两 种。 分段式两区真空洗浆机：形成浆层段、预脱水段、 喷淋段、吸干段、卸料段 特点：适用于木浆洗涤，提取率可达95％，但用 于草浆提取率只能达到83～85％；
35
（二）预防起泡方法：减少空气的进入。
控制浆料的搅拌方式、搅拌速度，减少对
浆料的冲击作用，保持洗涤系统的正常运 行，尽可能建立封闭系统。
进浆口应深入浆池液面内足够的深度，减
少“跑、冒、滴、漏”。
提高洗涤温度。
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（三）消泡方法
1.消泡剂消泡
加入表面活性大、表面强度低、粘度小的液 体。如煤油、松节油等，还有硅化物等新型 消泡剂。 一般用785～981kPa的高压蒸汽喷射消泡， 同时泡沫因受热液膜粘度下降，膜内空气鼓 胀导致泡沫破灭。
5
2.置换比(D.R.)
指洗涤过程中可溶性固形物实际减少量 与最大可能减少量之比。
制浆原理与工程智慧树知到课后章节答案2023年下齐鲁工业大学
制浆原理与工程智慧树知到课后章节答案2023年下齐鲁工业大学齐鲁工业大学第一章测试1.世界上公认的第一个造纸术的发明者是（）A:鲁班 B:蔡伦 C:张衡 D:毕昇答案:蔡伦2.纸和纸板的作用主要包括（）。
A:提供生产生活资料 B:传播知识与文化的重要载体 C:商品流转的重要包装和宣传材料 D:建筑用纸答案:提供生产生活资料;传播知识与文化的重要载体;商品流转的重要包装和宣传材料3.制浆方法可分为（）。
A:硫酸盐法 B:化机浆法 C:化学法 D:高得率法答案:化学法;高得率法4.化学法制浆包括（）。
A:碱法 B:亚硫酸盐法 C:硫酸盐法 D:烧碱法答案:碱法;亚硫酸盐法;硫酸盐法;烧碱法5.制浆就是利用化学或机械的方法，或二者结合的方法，使植物纤维原理离解，本色纸浆或漂白纸浆的过程。
（）A:对 B:错答案:对第二章测试1.木材备料流程大致分为（）A:锯木→除节与劈木→剥皮→削片→筛选 B:锯木→剥皮→除节与劈木→筛选→削片 C:剥皮→锯木→除节与劈木→削片→筛选 D:锯木→剥皮→除节与劈木→削片→筛选答案:锯木→剥皮→除节与劈木→削片→筛选2.备料合格木片的尺寸为（）A:长（10-20）mm，厚（5-10）mm，宽约20 mm B:长（20-25）mm，厚（3-5）mm，宽约20 mm C:长（20-25）mm，厚（5-10）mm，宽约20mm D:长（20-25）mm，厚（3-5）mm，宽约10 mm答案:长（20-25）mm，厚（3-5）mm，宽约20 mm3.原料贮存目的（）A:保证连续生产需求 B:降低生产成本 C:改善工作环境 D:改进原料质量答案:保证连续生产需求;改进原料质量4.木材原料贮存一般分为（）A:仓库贮存 B:水上贮存 C:陆上贮存 D:原料厂贮存答案:水上贮存;陆上贮存5.备料是指造纸植物纤维原料的堆放贮存、去皮削片或切断除尘、筛选除杂以及木片输送贮存等基本过程，是纸浆造纸过程的重要组成部分。
第四章 漂白——【造纸 二次纤维】
概述
• 废纸漂白与原浆漂白的不同 • 机械木浆漂白选用的漂白剂要求是在提高纸浆白度的同时不要发生
或较少发生脱木素作用； • 废纸浆构成的不均匀性和不稳定性：含有填料、涂料、颜料、染料、
印刷油墨等废杂质。 • 废纸浆漂白的目的 • 增白 • 脱木素 • 色料脱色
2
氯及含氯漂剂
氯： 因氯与木浆中的木素反应生成有机氯化物，特 别是二垩烷，有致癌做一个，被禁用。
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脱墨效果的评价
残 余 油 墨 浓 度
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脱墨效果的评价
• 残余油墨粒子的存在会影响再生纸的白度和颜色。 • • ERIC 950（Effective Residual Ink Concentration）法是在近红外波长
（950-1000nm）处测定脱墨浆的吸收系数。
残
• 在波长1000 nm左右时，只有油墨会影响红外区的吸收，而染料、木
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MOW脱墨系统的漂白
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脱墨效果的评价
得率可以通过脱墨过程中移除去的固体物质(填料、颜料、细 小纤维、纤维、油墨、胶粘物等)的质量和用的废纸的总质 量计算出来(均以绝干量计)：
脱
得率=(1-除去的固体物质的质量/加入的废纸的质量)╳100%
墨
浆 得
采用浮选法脱墨时,移除的固体物质存在于浮选泡沫中。而对 于洗涤法脱墨，移除的固体物质则存在于洗涤水(滤液)中。
图
• 由办公用扫描仪和数据处理系统组成，分辨率稍低，但价格较低， 容易操作。
像
分
析
17
脱墨效果的评价
• 油墨粒子尺寸分布直方图：横坐标为油墨粒子尺寸，单位为μm，纵 坐标为油墨粒子个数，单位为个/cm2。
• 残余油墨面积直方图：以油墨粒子尺寸为横坐标，单位为μm；以残
纸浆的洗涤、筛选和净化56页PPT
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13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
制浆造纸
②
洗涤用水量愈多，浆洗得愈干净，提取率愈高
③
洗涤用水量一定，洗涤次数越多，洗涤效果越好，但
投资、动力消耗增加。
② 洗涤液温度
③
温度上升，粘度下降，分子扩散加速，浆料滤水性上
升，但温度过高，在真空洗浆机内易产生沸腾，而破坏真
空度。
③ 压差或真空度
④
压差或真空度上升，过滤推动力上升，过滤速度加快
，真空度过大，废液沸点下降，洗涤温度下降，影响洗涤
（Drum Displacement Washer——DD Washer）
DD洗浆机
结构转鼓沿圆周被分隔成7个区：上浆成形区、4个 置换区、真空区（用真空泵将干度提高 到14－16％）、脱落区（用压缩空气将 浆片吹落） 可在一台洗浆机上实现四段逆流洗涤， 最后一段用热水洗
洗木浆生产能力： 7.5t/d.m2 （二）带式洗浆机 （Belt Washer）
（一）筛选设备 1.振框式平筛 （Johnson Screen）
结构：筛框、筛板、偏心轮、喷射管等 推动力——位差 破坏纤维层——振动 喷水——防止粗渣中带出合格纤维
高频振框式平筛
工艺：进浆浓度 1~1.5%
出浆浓度 0.8~1.2%
筛孔
φ2~φ12mm
振次
1410~1440次/min
振幅
1.5~2mm
（四）挤压洗涤设备
1.螺旋挤浆机（已淘汰）
2.双辊挤浆机（已淘汰） 3.置换压榨洗浆机
瑞典 Sunds、VPC、VPD、MPC 加拿大 Vani-NIP
原理： 挤压、置换 构造：两个多空辊、压力浆槽、输料器、刮刀等组
组成，每个压区分为脱水区、置换区、压榨 区 工艺：进浆浓度 2-5％ 出浆浓度 30-40％ 黑液提取率可达99％
包装印刷纸浆的洗涤筛选与净化
包装印刷纸浆的洗涤筛选与净化引言包装印刷纸浆是一种重要的纸浆品种，广泛应用于包装印刷行业。
为了确保纸浆的质量和纸张的印刷效果，洗涤筛选与净化是必不可少的过程。
本文将介绍包装印刷纸浆的洗涤筛选与净化方法及步骤，并讨论其在纸浆生产中的重要性。
包装印刷纸浆的洗涤筛选与净化方法1. 洗涤方法包装印刷纸浆的洗涤旨在去除纸浆中的杂质和有机物，提高纸浆的洁净度。
常用的洗涤方法包括：•物理洗涤：通过水力冲洗和机械筛选等方法，将纸浆中的杂质和有机物物理上分离出来。
这种方法适用于纸浆中的大颗粒杂质，如木屑和纸屑等。
•化学洗涤：使用化学药剂和溶液来处理纸浆，溶解或分解其中的有机物。
常用的化学洗涤方法包括漂白和去污等。
•生物洗涤：利用微生物的活性代谢作用来分解纸浆中的有机物。
这种方法对于有机物含量较高的纸浆尤为有效。
2. 筛选方法包装印刷纸浆的筛选是为了去除纸浆中的纤维束和颗粒状杂质，提高纸浆的纤维质量。
常用的筛选方法包括：•压力筛选：将纸浆通过压力筛篮，利用水流和压力的作用将纤维束和颗粒状杂质分离出来。
这种方法适用于纤维束和颗粒状杂质的尺寸较大的情况。
•离心筛选：利用离心力原理，使纸浆中的纤维束和颗粒状杂质在离心力的作用下沉淀到离心筛篮中。
这种方法适用于纤维束和颗粒状杂质的尺寸较小的情况。
•气浮筛选：通过喷射气流将纸浆中的纤维束和颗粒状杂质从底部排出。
这种方法适用于纸浆中的轻质颗粒状杂质。
3. 净化方法包装印刷纸浆的净化是为了去除纸浆中的杂质和有机物，提高纸浆的净度和可用性。
常用的净化方法包括：•过滤净化：使用滤网或滤纸等材料将纸浆中的杂质和有机物过滤掉。
这种方法适用于杂质和有机物颗粒较大的情况。
•离心净化：利用离心力将纸浆中的杂质和有机物分离出来。
这种方法适用于杂质和有机物颗粒较小的情况。
•化学净化：使用化学药剂和溶液来处理纸浆，溶解或分解其中的杂质和有机物。
常用的化学净化方法包括漂白和去污等。
包装印刷纸浆的洗涤筛选与净化步骤1.预处理：将原始纸浆进行预处理，去除其中的大颗粒杂质和有机物。
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SP 60-70 通过过滤、挤压 20-30 通过扩散
5-8
1.过滤 浓度＜10% 过滤速度：P164
① 过滤面积 ② 压差 ③ 滤层厚度。 ④ 废液黏度。温度上升，μ下降，v上升 ⑤ 纸浆种类。毛细管半径大小 ⑥ 浆层的紧密度、厚度
2.挤压 浓度＞10%
利用机械挤压把废液从纸浆中挤出。废液不被稀释。
不可能用挤压方法完全分离纸浆中废液。 外加压强 ＞毛细管压强 能把废液挤出 外加压强 ≤毛细管压强 不能把废液挤出
p 4r d
p—毛细管压力 γ—液体的表面张力
d—毛细管直径
纤维细胞腔直径： 草浆 1.5~5μm
木浆 10~30μm
胞壁微纤维（Microfibril）尺寸 =0.025μm
3.扩散 浓度差
例题：稀释因子的计算
假设：洗后每吨风干浆带走固形物38Kg，洗后浆浓15%，洗 涤用水量 8m3/t风干浆。
D.F=Vw—Vp（1—WM) Vw= 8m3/t风干浆
VP
0.900 15
(100 15)
5.1t
5.1m3
D.F. 8.0 5.1(1 38 ) 2.938t / t风干浆 5100
洗涤每Kg风干浆引入黑液系统之洗涤用水量。 （Kg H2O/Kg 风干浆或 t H2O/t风干浆）
VW VP V V0
Vw—洗涤用水量， m3/t风干浆 Vp—洗涤后纸浆带走的液体量， m3/t风干浆 WM —洗涤后浆内废液所含溶质质量，%。 V—所提取的废液量，m3/t风干浆 Vo—蒸煮后纸浆中的废液量， m3/t风干 碱法纸浆的稀释因子见P163
度。 2.作用 （1） 避免筛选时产生大量泡沫， （2） 减少漂白剂的消耗； （3） 提高化学药品的回收率。 3．要求 （1） 尽量少用洗涤水，把纸浆洗干净； （2） 减少纤维流失，提高纸浆得率。
（二）洗涤术语
1．洗净度(Cleanliness)
纸浆洗涤后的干净程度。
碱法纸浆： a .洗后纸浆所带滤液中残碱含量（Na2O g/L） b.洗后每吨风干浆所带走的残碱量（Na2O Kg/t风干浆） 酸法纸浆： a .洗后纸浆滤液消耗KMnO4的量（KMnO4 mg/L）
除去细胞壁和细胞腔中的废液。
扩散速度：P165
G DF Ci Cw Kg/h X
D—扩散系数，F—扩散面积，X—扩散距离 ① 浓度差上升，扩散速度上升，洗涤用水 越多，浓度差越
大，洗得越快，但黑液浓度下降。 为保证一定的浓度差，应采用逆流洗涤。 ② D随扩散物质及介质的种类、温度和粘度、压力而异。温 度上升， 粘度下降，D上升。 ③ 增大F，减少X的有效措施是搅拌。
（3）真空洗浆机的洗浆工艺条件
工艺条件：
进浆浓度：木浆0.8%~1.5%,草浆1.0%~3.5%。 出浆浓度：10%~15%。 水腿内黑液流速：1～3m/s。 真空度：26.7～40.0kPa。 真空产生 强制真空
自然真空：水腿作用 过滤面积：5m2～50或100m2
（4）真空洗浆机的优缺点
第四章 纸浆的洗涤、筛选与净化
第一节 纸浆的洗涤与废液的提取 第二节 纸浆的筛选与净化 第三节 纸浆的浓缩与贮存
第一节 纸浆的洗涤与废液的提取
本节重点： 所有常用术语。 纸浆洗涤的原理。 影响纸浆洗涤的因素。 多段逆流洗涤的流程。
第一节 纸浆的洗涤与废液的提取
一．概 述
（一）目的、作用和要求 1.目的 （1）尽量洗干净，减少纤维流失； （2）尽量提高黑液提取率，减少用洗涤水，保持高的黑液浓度与温
（一）中浓洗涤设备 1．鼓式真空洗浆机 （出浆浓度10%-20%）
（1）结构：
转鼓：
分配阀（分配头）：有平面型和锥型两种。 平面型分配阀结构：
浆槽：有头槽、鼓槽、中间槽和尾槽。 头槽（进浆槽）：
中间槽：位于两台洗浆机之间。 结构：
（2）真空洗浆机的工作原理
原理： 兼有过滤、扩散、 置换的作用。 分配头的多小室轮 流受到过滤、抽吸、 排空作用。
4．洗涤损失（Washing Loss） 洗涤过程的化学损失。以残留在洗后每吨绝干浆 中的废液溶质表示。KgNa2SO4/t 风干浆
5．洗涤效率（Washing Efficiency）
η=（ G/ Go）×100% G—提取出来可利用的废液中溶质（固形物）的数量 Go—蒸煮后废液中所有溶质（总固形物）的数量 用以评附作用
纤维表面吸附废液中的溶质。对纸浆洗涤不利。 纸浆会吸附带正电荷的金属离子。 不可能使纸浆与废液完全分开。
（二）洗涤方式
单段洗涤和多段洗涤。 多段洗涤又分为多段单向洗涤和多段逆流洗涤。 段间配用稀释搅拌槽，提供混合扩散的空间、时间 多段逆流洗涤优点：？ 确定洗涤段数应考虑那些因素？
（三）影响洗涤效果的主要因素
1．洗涤液的温度：70-80℃ 2．压差（200kPa）或真空度（50kPa） 3．浆层厚度、上浆浓度、出浆浓度 4．洗涤用水量与洗涤次数 5．蒸煮方法、浆种、浆的硬度
三 洗涤设备及设备选型
按浆浓分类： 高浓洗涤设备、 中浓洗涤设备、 低浓洗涤设备。 按洗涤原理分类： 挤压洗涤设备、过滤洗涤设备和扩散洗涤设备。 按操作方式分类：间歇洗涤设备和连续洗涤设备。 按结构分类：鼓式、带式和多盘式洗涤设备等。
6．黑液提取率（Extraction efficiency of black liquor)
送碱回收系统蒸发的黑液溶质数量与蒸煮后黑液中总溶 质数量之比。 是评价洗涤过程设备运行和管理水平的指标。
二 洗涤原理
废液在纸浆中的分布情况：
KP
纤维与纤维之间 % 70-80
细胞腔
% 15-20
细胞壁内
%5
2．置换比（ Displacement Ratio D.R.）
D.R. = (Wo－WM) / (Wo－Ww) Wo—洗涤前（洗浆机网槽中）浆内废液所含溶质质量，%； WM —洗涤后浆内废液所含溶质质量，%。 Ww — 洗涤液所含溶质质量，%；用清水洗涤时，Ww = 0 。
3 稀释因子 （ Dilution Factor D. F）