硫酸盐法制浆

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硫酸盐法制浆臭气环境影响的环保措施

硫酸盐法制浆臭气环境影响的环保措施1 引言硫酸盐制浆主要包括备料工段、蒸煮工段、洗选工段及配套的碱回收。

硫酸盐制浆厂生产过程中产生臭气的主要工序是蒸煮工段和碱回收。

公司采用的DDS 置换蒸煮工艺，DDS工艺过程包括装料、温充、热充、升温/保温、置换、泵放等步骤。

公司采用先进的数字控制技术，对偏流、槽区液位的预测、放锅过程堵塞预测等技术问题起到很好的预防作用，降低臭气的产生浓度。

为减少蒸煮喷放臭气的溢出，减少废气污染，项目设置臭气回收系统，将小放气和槽罐废气收集洗涤后与蒸发工段臭气一起送碱回收炉燃烧。

项目碱回收采用技术先进、成熟可靠的蒸发、燃烧、苛化工序处理制浆黑液，并在回收过程中加入芒硝(Na2SO4),以补充生产过程中化学药品的损失。

为满足生产、环保和节能的要求，车间采用成熟的国产板式降膜蒸发器、单汽包低臭型碱回收炉、白液压力过滤器、预挂式白(绿)泥真空过滤机等，并在设计中考虑了高、低浓度臭气的收集、输送和处理，在碱炉烟囱安装臭气自动燃烧器，当臭气在碱炉燃烧不完全或发生碱炉故障时，臭气自动燃烧会自动起动，避免臭气未经燃烧处理，直接外排对环境空气的影响。

2 臭气污染源分析硫酸盐制浆臭气污染物质的排放点主要是蒸煮锅、喷放锅、洗浆设备、黑液蒸发系统、碱回收炉等。

各排放点产生臭气浓度不同，臭气分为高浓度臭气与低浓度臭气，高浓度臭气来源于碱回收炉与石灰窑，属有组织排放源。

低浓度臭气主要来源于蒸煮小放气、喷放放气、黑液提取及洗筛、蒸发站污冷凝水气提、各黑液槽等，属无组织排放。

硫酸盐法制浆过程产生的气体排入大气形成独特的硫酸盐浆厂的臭味。

臭气主要的成分为硫化氢(H2S)、甲硫醇(CH3SH)甲硫醚(CH3SCH3、二甲二硫醚(CH3SSCH3等，统称为总还原硫(TRS)。

项目采用间隙蒸煮工艺，每吨风干浆还原硫化物的产生情况见表1表1 硫酸盐浆厂排放的还原硫化物的数量单位：kg/Adt排放点H2SCH3SHCH3SCH3CH3SSCH3喷放气0 〜1.00〜2.50〜1.0减压气0〜0.050〜0.30.05〜0.8 0.05〜1.0洗浆机罩排气0〜0.10.05〜1.0 0.050 〜0.5 0.05 〜0.4洗浆机封槽0〜0.010〜0.010〜0.050〜0.03蒸发热水井0.05〜1.5 0.05〜0.80〜250〜20〜10〜0.3石灰炉排气0〜0.50〜0.20〜0.10〜0.053 臭气环境影响及环保措施分析3.1 臭气中各污染物的理化性质及毒性硫酸盐制浆臭气中主要污染气体的物理化学性质见表 2 表 2 臭气污染物标准状态下的物理化学性质污染气体沸点「C)燃烧值(kg/mol)臭味特征嗅觉极限在空气中的爆炸极限(%) 硫化氢(H2S)强窒息性0.000454.3 〜45甲硫醇(CH3SH)7.61252腐蛋味0.000433.9〜21.8甲硫醚(CH3SCH3)37.51913烂白菜味0.0011二甲二硫醚(CH3SSCH3)1172219烂蔬菜臭味0.00222.2〜19.7硫酸盐制浆臭气中，硫化氢毒性相当高，具有臭鸡蛋气味，除了会引起局部刺激外，还危害呼吸器官，会引起血液中毒现象; 甲硫醇具有极大的恶臭味，一般有催眠作用，高浓度会麻痹中枢神经，人体反复吸入甲硫醇后，由于它与身体组织中的重金属有极强的亲和性，能使生命所必需的微量元素失去活性而排泄; 甲硫醇能被皮肤吸收，长期接触有致癌作用，还能使人体蛋白质发生变质二甲二硫醚有恶臭气味，易使中枢神经受损，但毒性较小，一般不会使人体中毒。

硫酸盐法制浆白液中硫酸钠的测定探讨

・ｌ・５
１２３测定步骤．．
模拟配制已知ＮＯ含量的标准白液，ａｓ分别取５，用以上重量法、份采络合滴定法进行测定，测得相关数据见表２。
滴定。
１２２实验试剂．．
甲基橙指示剂、盐酸（度１１ｇｃ、氢浓密．９／ｍ）浓氧化钠（度０９／ｍ）氯化钡（０ｇＬ、密．ｇｃ、２０／）硝酸银
ＥＴＤＡ标准溶液（．２００ｌＬ；盐酸（００００ｍｏ）浓／密
度１１ｇｅ；一．９／ｍ）氨氯化铵缓冲溶液：称取１ｇ０氯化铵溶于２０Ｌ蒸馏水中，５ｍ加入５ｍ０Ｌ分析纯浓氨水，蒸馏水稀释至５０Ｌ三乙醇胺；０ｍ；铬黑Ｔ指示剂：铬黑Ｔ＋氯化钠＝＋０１２０的固体研细混合备用；钡镁混合标准溶液（．５０ｍｌ００００ｏ／
量。
ｌ试验部分
１１重量法．
（）３结果计算：
硫钠的量ｇ）堕垦酸含（Ｌ＝量／
２ｘＭ￣０
ｏ４
ｘｌ０Ｏ０
１１１测定原理．．
１２络合滴定法．
１２１测定原理．．
硫酸盐法制浆所需白液主要成分是Ｎ、ａｓ
贵州化・工来自５・ＯＧｕｚｏＣｈｍｉａｌｄｓｙｉｈｕｅｃｌｎｕｔｒ
２１０２年４月第３７卷第２期
硫酸盐法制浆白液中硫酸钠的测定探讨
宋文江

酸碱法制浆简介

制浆方法介绍硫酸盐法（碱法）和亚硫酸盐法（酸法）是两个基本的化学制浆方法。

硫酸盐法由于在化学品回收和纸浆强度方面的优点而居于统治地位。

在20世纪40年代后期以前很普遍的亚硫酸盐法已是日落西山。

尽管如此，亚硫酸盐法仍有其支持者，已提出对其工艺改进使其更具竞争力的建议。

1 硫酸盐法硫酸盐法是指木片在NaOH和Na2S的溶液中进行蒸煮。

碱液的侵袭使木素分子碎解成较小的组分，木素钠盐溶解于蒸煮液中。

硫酸盐法制浆可制造强韧的纸产品；但其未漂浆呈深棕色。

硫酸盐法有独特的臭味气体，主要是有机硫化物，它对环境有污染。

自从Carls.Dahl将硫酸钠引入蒸煮系统，硫酸盐法作为烧碱法（它只利用氢氧化钠作为活性化学品）的改进工艺，已历经百年以上。

以后将蒸煮液中的硫酸钠改为硫化钠，使得蒸煮软木时的反应动力学和纸浆性能均大为改善。

因为硫酸钠曾经时传统的补充化学品，所以称之为“硫酸盐法”。

蒸煮碱液中硫化钠的存在对硬木制浆影响不大，有些硬木浆至今仍沿用烧碱法生产。

硫酸盐法制浆的化学原理蒸煮液中的木素被氢氧离子和硫氢离子（SH－）化学裂解成碎片。

然后木素碎片溶解成苯酚盐或碳氧化物离子。

碳水化合物（主要是半纤维素和若干纤维素）也收到侵袭，并一定程度被溶解。

在一个典型的可漂浆蒸煮中，约有80％的木素、50％的半纤维素和10％的纤维素被降解。

2 亚硫酸盐法在亚硫酸盐法中，使用亚硫酸（H2SO3）和亚硫酸氢根（HSO3－）的混合物与木素起反应，并使其溶解。

亚硫酸盐与木素形成木素磺酸盐而溶解于蒸煮液中，残留的木素化学结构基本上是完整的。

亚硫酸盐的化学盐基可以是钙、镁、钠或铵离子。

亚硫酸盐制浆可在很宽的pH范围内进行。

“酸性亚硫酸盐”意味着以过量游离亚硫酸（pH 1－2）进行制浆，而“亚硫酸氢盐”蒸煮是在低酸度条件（pH3－5）下进行。

亚硫酸盐浆色泽比硫酸盐浆浅，漂白容易，但其纸页要比相应的硫酸盐法纸浆脆弱。

亚硫酸盐法适用于云杉、冷杉和铁杉之类的软木和杨木、安木之类的硬木；但多树脂软木和含丹宁的硬木则很难处理。

制浆造纸工艺毕业论文芦苇硫酸盐法浆

摘要本文对芦苇浆经过处理后再漂白，与常规CEH三段漂进行比较，探讨少氯漂白的研究的可能性。

实验结果表明：常规三段漂的适宜条件是：C段浆浓3%、时间60min，温度25℃、pH<2,E段浆浓10%、时间90min、温度60℃、pH值>10,H段浆浓6%、时间120min、温度40℃、pH值7.5-8.0（终了），8g绝干浆，用氯量在8.0%，C：H=6.5：3.5时白度最高。

先进行NaNO3预处理后CEH三段漂，能达到更好的漂白效果，NaNO3预处理的最佳工艺条件为：浆浓9.0%、0.16mol/kg水NaNO3处理量26ml，0.2M的H2SO4用量0.9%，温度90℃，时间120min，卡伯值由原来的17.506下降到7.128，经处理后白度在用氯量4%升至最高为85.3%ISO，增加了10%ISO。

NaNO3预处理后EH二段漂的白度达到81.3%ISO，粘度为700.8。

氧碱漂前预处理最佳条件：酸性H2O2的用量0.2%，浆浓5%，温度60℃，时间30min，pH值3。

氧碱漂的最佳条件：用碱量3%，最高温度115℃，保温60min,氧压1.0Mpa，MgSO4用量0.5%,H2O2用量0.8%，浆样20g，浓度1%，漂后的粘度下降为682.8，卡伯值5.113，经氧碱漂后再CEH三段漂的白度在用氯量4.0%时增加了10.6%ISO，粘度浆至474.6ml/g。

CEpH漂白的最佳条件为：C段，E段和H段的条件与前面的常规三段漂的条件是一样的，E段中p段H2O2的用量0.8%，Na2SiO2的用量2%，MgSO4的用量0.05%，用氯量在8%时的白度比常规漂多2%ISO，粘度降低到618ml/g。

结果表明，经处理后在漂白的白度都有所增加，其中氧碱后处理的白度增加最多，但粘度下降的也最多，而过氧化氢的白度虽然增加的不是最多，但粘度下降的最少。

关键词：芦苇硫酸盐法浆，NaNO3,氧碱漂白，过氧化氢，少氯漂白ABSTRACTBleaching after reed plup has been deal with,and compare with conventionality CEH three sequence bleaching,the possibility of bleaching for low chlorine has been discusscd.The results show that: the conventionality CEH three sequence bleaching with the optimum conditions of C sequence consistency of pulp 3%,time60min,temperature 25℃,pH less then 2.E sequence consistency of pulp 10%,time90min,temperature 60℃,pH more then 10. H sequence consistency of pulp 6%,time120min,temperature 40℃,pH about 7.5to8.0(ending). absolutely dry of pulp 8g, use chlorine 8%,C:H=6.5:3.5 the brightness was the best of all.If use NaNO3 deal with the CEH three sequence bleaching in advance ,the result will be obtain higher brightness. with the optimum conditions of NaNO3 deal with in advance: consistency of pulp 9%,the 0.16 mol/l NaNO3 of dosage 26ml ,the 0.2M H2SO4of dosage 0.9%, temperature 90℃,time 120min, kappa value fall to 7.128 compare with formerly 17.506,the brightness of use chlorine 4% has been deal with attin top of 85.3%ISO,add to 10%ISO.EH two sequence bleaching after NaNO3 deal with., the brightness reach 81.2%ISO,viscosity 700.8ml/g.with the optimum conditions of oxygen bleaching deal with in advance:acidity of H2O2 0.2%,consistency of pulp 5%,time30min,temperature 60℃,Ph value 3.with the optimum conditions of oxygen bleaching.alkali3%,top temperature 115℃,heat preservation 60min, oxygen press 1.0Mpa, MgSO40.5%, H2O2 0.8%, absolutely dry of pulp 20g, consistency of pulp 10%, the viscosity fall to 682.8 after bleaching ,kappa value 5.113. CEH three sequence bleaching after oxygen bleaching has been deal with,the brightness increase 10.6%ISO, the viscosity fall to 474.6ml/l.The conventionality CEpH three sequence bleaching with the optimum conditions of :C 、E and H sequence conditions the same as conventionality CEH three sequence bleaching.E sequencecontain p sequence of H2O2 0.8%,Na2SiO3 2%,MgSO40.05%, the brightness of use chlorine 8%than conventionality CEH three sequence bleaching2%ISO,the viscosity fall to 618ml/g.The results show that, the brightness of bleaching after reed has been deal with are all increase. the brightness of oxygen bleaching most increase,but the viscosity fall a great many.moreover,thought the brightness of H2O2 bleaching increase does not many, the viscosity fall a litter.Key words: KP reed plup, NaNO3,oxygen bleaching, hydrogen peroxide, low chlorine bleaching目录第一章前言 (I)1.1 制浆原料-芦苇 (1)1.1.1 芦苇的纤维特性及形态特征 (1)1.1.2 苇浆应用范围 (2)1.2制浆方法-硫酸盐法制浆 (3)1.3 少氯漂白 (3)1.3.1 常规CEH三段漂 (3)1.4 氧系漂剂的应用及发展 (5)1.4.1 氧碱漂白 (5)1.5 过氧化氢漂白 (10)1.5.1 过氧化氢与木素的化学反应 (10)1.5.2 过氧化氢与碳水化合物的反应 (10)1.5.3 过氧化氢漂白的改进与发展 (11)1.6 硝酸钠预处理 (11)第二章实验 (12)2.1 ＫＰ法芦苇浆的制备 (12)2.1.1原料来源 (12)2.1.2蒸煮工艺条件 (12)2.1.3 蒸煮药品 (12)2.1.4蒸煮过程 (12)2.1.5 浆料分析 (13)2.2 漂白方法 (13)2.2.1 漂白药品 (13)2.2.2 氧碱漂白前的预处理 (14)2.2.3 氧碱漂白 (15)2.2.4 硝酸钠活化预处理设备---恒温加热水浴锅 (16)2.3 浆片分析 (17)第三章结果与讨论 (18)3.1 常规CEH三段漂白适宜条件的探讨 (18)3.1.1 用氯量对白度的影响 (18)3.1.2 H段用碱量探讨 (19)3.1.3 H段时间对漂白的影响 (21)3.2 酸性硝酸钠前处理效果探讨 (22)3.2.1 酸性硝酸钠处理适宜条件的探索 (22)3.2.2 活化剂用量的影响 (24)3.2.3 时间对处理的影响 (25)3.2.4 温度对处理的影响 (25)3.2.5 硝酸钠处理后CEH常规漂 (27)3．3氧碱漂白处理后的CEH三段漂 (29)3．3．1氧碱漂处理 (29)3.3.2 氧碱漂白后的CEH漂 (30)3.3.3 减氯的CEH三段漂 (31)H漂白的研究 (32)3.4 CEP第四章结论 (34)参考文献 (35)致谢 (36)第一章前言20世纪以来，随着工业的发展，污染问题逐渐成为迫切解决的问题。

硫酸盐法木材制浆系统减少未蒸解物的途径

部分变成良浆，约资源，少污染，省后续处节减节
理成本。
２未蒸解物规格（度）厚的调查对佳纸的未蒸解物的规格进行了调查，果结
见表１。
次数
１５９７年建厂，真空洗浆机前经跳筛除节排在
是浆碱流失大、备庞杂、设维修量较大。
１３用两段磨处理．
１６年扩建，节机排出的节子经第一段直９９除径为９５１ｍｍ的双盘磨，后送入洗浆机洗涤。磨筛选尾浆经过第二段磨，环消化。虽解决了浆循碱流失的问题，纸张外观不佳，面上有少量的但纸
木片经蒸煮后，纸浆中仍含有２～８的未％蒸解物，俗称节子。处理和利用这部分资源佳木斯造纸厂（以下简称佳纸）过了漫长的路。现就走未蒸解物处理的经验教训及减少途径简述如下。
１历史的回顾和经验教训
１１建厂设计．
佳纸在处理未蒸解物上用了２５年的时间，投入了巨大的财力和人力，在系统中减少未蒸解但
物产生上所做的工作甚少。应当把重点工作放在后者，即将未蒸解物消除在工艺系统之中，它大使
出的未蒸解物，经螺旋输送机放入４个５ｍ。的小
节池之中。经人工洗涤后，经过梳状磨节机破先碎后，再经过比法尔磨选机细磨和筛选，出良浆选进入主线良浆之中，渣在磨选机中循环消化。尾此系统缺点是池子体积太小，有充分的洗涤时没间，常造成节子堵塞，时浆碱流失很大。

芦苇预水解硫酸盐制备溶解浆工艺条件的PPT大纲

01
详细记录了各个实验条件下的芦苇预水解硫酸盐制备溶解浆的
过程数据，包括温度、压力、时间、原料配比等。
实验结果曲线图
02
通过图表展示了不同实验条件下，溶解浆的物理性能（如粘度
、白度等）的变化趋势。
工艺流程图
03
以流程图的形式展示了芦苇预水解硫酸盐制备溶解浆的整个工
艺过程，清晰易懂。
结果分析与讨论
数据分析
制浆时间
制浆时间控制在30-60分钟，确保硫酸盐与纤维素充分反应，提高溶解浆的纯度和产量。
溶解浆的提取与处理
过滤与分离
将制浆后的溶液进行过滤和分离，去除残渣和不必要的杂质，得到纯净的溶解浆。
浓缩与干燥
将得到的溶解浆进行浓缩和干燥处理，得到最终的溶解浆产品。
04
工艺条件对芦苇预水解硫酸盐制备溶解浆的影响
预水解时间
预水解时间控制在30-60分钟，确保芦苇中的纤维素和半纤维素充分水解。
酸液浓度
使用硫酸作为催化剂，控制酸液浓度在0.5%1.5%之间，以调节预水解反应的速度和程度。
硫酸盐制浆过程
硫酸盐添加量
根据芦苇原料的特性和预水解程度，添加适量的硫酸盐，以促进纤维素的分离和溶解。
制浆温度
控制制浆温度在80-100℃，以促进硫酸盐与纤维素的反应，提高溶解浆的质量。
芦苇预水解硫酸盐制备溶解浆工艺条件的PPT大纲
汇报人： 2024-01-11
目录
• 引言 • 芦苇预水解硫酸盐制备溶解浆
的原理 • 芦苇预水解硫酸盐制备溶解浆
的工艺流程
目录
• 工艺条件对芦苇预水解硫酸盐制备溶解浆的影响
• 实验结果与讨论 • 结论与展望 • 参考文献

硫酸盐法制浆计算

硫酸盐法制浆计算硫酸盐法是一种制浆方法，它是通过硫酸盐的作用来分解和溶解木质纤维，从而得到纸浆的过程。

在这个过程中，我们需要根据一些指标来计算和评估硫酸盐法制浆的效果和成本。

下面是一些与硫酸盐法制浆相关的参考内容。

1. 纸浆产率计算：纸浆产率是指从原料中得到纸浆的百分比。

它可以通过计算纸浆中的固体含量和原始木材中的固体含量来确定。

计算公式如下：纸浆产率 = （纸浆中的固体含量 / 原始木材中的固体含量）* 100%2. 有效碱（EA）计算：有效碱是指在硫酸盐法中用于溶解木质纤维的化学品的浓度。

它可以通过计算原始化学品中的有效碱的质量和纸浆中的有效碱的质量比来确定。

计算公式如下：有效碱（EA）= （纸浆中的有效碱的质量 / 原始化学品中的有效碱的质量）* 100%3. 硫酸盐利用率计算：硫酸盐利用率是指在硫酸盐法中硫酸盐的利用效率。

它可以通过计算硫酸盐在纸浆中的含量和原始硫酸盐中的含量比来确定。

计算公式如下：硫酸盐利用率 = （纸浆中的硫酸盐含量 / 原始硫酸盐中的含量）* 100%4. 费用计算：在硫酸盐法制浆过程中，需要考虑到各种原材料和化学品的成本，以及能源消耗等因素。

通过计算这些成本，可以评估硫酸盐法所需的生产成本。

具体的计算方法需要根据实际的生产情况进行。

5. 环保评估：硫酸盐法制浆过程中，会产生大量的废水和废气。

对于这些废物的处理和排放，需要进行环保评估。

评估包括废水和废气的化学成分分析、排放标准的符合与否等方面。

除了以上所提到的计算内容，还可以进一步探讨硫酸盐法制浆过程中的其他参数和指标，如纤维长度分布、纤维细度分布、纤维损失率等。

这些参数和指标对于准确评估硫酸盐法制浆的效果和性能非常重要。

总的来说，硫酸盐法制浆是一种常用的制浆方法，通过对硫酸盐法制浆过程中的各个参数和指标进行计算和评估，可以帮助生产厂家更好地控制制浆过程，提高纸浆的产率和质量，同时也有助于节约资源和保护环境。

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蒸煮过程中木材主要组分的变化
温度对反应速度的影响
• 制浆过程中各组分的反应对温度是敏感的。了解温度和速度的关系，可以预测时间和温度对蒸煮结果的影响，从而简化操作者的任务；还可以允许将温度和成分的影响分开，来解释实验的结果。 • 在温度低于100℃，脱木素是非常慢的，但温度超过160℃时，脱木素速率大大加快。 • 为了取得一定的脱木素程度，就需要一个升温时间、蒸煮温度和保温时间的组合。这样就引用了H-因子的概念。
4 3 2 1 0 0 Impregnation
zone
50
100
150
Time (minutes)
10
硫酸盐制浆过程中木素的脱除
刚开始，木素的脱除速率慢，这个阶段化学反应不是主要的，因为扩散受到限制，随着温度的增加，脱木素加剧，碱的浓度影响也变得明显，达到最高蒸煮温度时，40%的木素被除去.在蒸煮的中间段，碱的浓度可以看作是速度决定因素.
6.蒸煮工艺的确定
• 以前的工艺总是希望高的脱木素率，蒸煮后浆料的卡伯值低，纸浆好漂白，但蒸煮的得率也低；国外研究表明，在蒸煮的过程中，卡伯值在２０-３０，卡伯值每下降６，则蒸煮得率减少１％；如果卡伯值低于２０，卡伯值每下降４，则得率损失１％。 • 新的制浆线都采用两段氧脱木素，蒸煮后浆料的卡伯值可以高到４０，氧脱木素率达到６０—７５％，氧脱木素时，卡伯值每下降１０，得率才损失１％。 • 根据目标卡伯值和残碱，大致可以确定蒸煮时间、温度和用碱量，蒸煮温度低，有利于保护纤维素，但不利于产量。
4.蒸煮液的浓度
• 白液的浓度(ＡＡ)，(NaOH计), 140—170 g/L • 蒸煮液的浓度(ＡＡ)，(NaOH计), 50—60 g/L • 硫化度(ＡＡ)，28—32% • 活化度(AA/TA)，84-88%左右 • 残碱(NaOH计)，6—9 g/L
5.蒸煮质量的检测
• 卡伯值（２５℃，消耗约５０％的高锰酸钾，反应时间１０分钟，浆料的水分要准) • 残碱（ｐＨ计要准确） • 粗浆得率 • 细浆得率 • 粗渣率 • 纸浆粘度

残碱的测定
Procedure Assuming that the pH-meter has been calibrated (with 7 and 10 pH buffer solutions): • Add 90 mL of DI water to a 250-mL beaker or flask • Pipet exactly 10 mL of black liquor into the beaker.
硫酸盐制浆过程中纤维素的脱除
• 纤维素的脱除从120-130℃开始，达到最高蒸煮温度时趋于平缓。在较高的温度时，由于剥皮反应和糖苷键的碱性水解，大约10%的纤维素会损失(得率减少4%)。 • 纤维素的水解断裂会导致其聚合度和分子量下降，其表现是纸浆的铜乙二胺溶液的粘度下降。假如这种水解断裂程度剧烈，纸浆的强度会下降，特别是漂白后纸浆的强度。
第五章
硫酸盐法制浆技术
１.概述
• 1879年，德国人C.F. Dahl of Danzig 用硫酸钠代替碳酸钠用于弥补碱法制浆过程中碱的损失，从而发明了硫酸盐盐法制浆；1884年获得美国专利。1885年首条硫酸盐法制浆生产线在瑞典诞生。 • 到2001年，世界纸浆的产量1.8亿吨，美国 5300万吨，其中有85%是化学浆，美国化学浆中98%是硫酸盐浆，全世界硫酸盐纸浆占化学浆的比例是92%。 • 硫酸盐法制浆处于绝对统治地位。
8.某厂的蒸煮工艺
• 设计1333admt/d时，98度--130度--164度-140度--93度，保温时间150 mins，H因子 1431。 • 目前1050admt/d时，98度--134度--159度— 161度--93度，保温时间200 mins，Ｈ因子 1483。 • 有效碱用碱量：21.0%左右（NaOH计）， 16.3%(Na2O)，硫化度30%, 卡伯值23-31，细浆得率41%(88%白度)
几种制浆方法浆料的颜色对比
2.蒸煮的一些定义及测量方法
• Total alkali: NaOH + Na2S + Na2CO3 + Na2SO4+ Na2S2O3 etc. • Active alkali: NaOH + Na2S • Effective alkali: NaOH + ½ Na2S • Sulfidity: [Na2S / (NaOH + Na2S)] x 100% • Causticity: [NaOH / (NaOH + Na2CO3)] x 100% • Reduction: [Na2S / (Na2S + Na2SO4)] x 100% • EA charge: (NaOH + ½ Na2S)/ O.D. wood x 100% • Residual alkali:（NaOH计）6—9 g/L • H Factor
木片厚度的影响
• 在上述反应动力学的假设中，木片是一个小的反应器，所有的反应是在这个反应器中进行的，所以规定木片中药液的浓度和蒸煮液的浓度一样。 • 当木片厚度在3mm以下时，以上假设基本成立，但实际蒸煮木片的尺寸是变化的，所以基于假设的模型会有局限性。 • 蒸煮过程中控制木片的均匀性很重要，特别是粗大木片和细小木片的控制。
• dL/dt：脱木素的速率，和木材中木素的含量，碱液中HO－和HS－的浓度和温度有关． • 对于一个给定的蒸煮，化学组成和反应程度被假定有独特的关系． f(L)=∫kdt k=Ae-Ea/RT lnk=lnA-(Ea/RT) lnk100=lnA-(Ea/373R) ln(k/k100)=-(Ea/RT)+Ea/373R kr=k/k100 相对速度常数． kr=exp(43.2-16113/T) lnkr=43.2-16113/T Ea:活化能，134 kJ/mol; R:气体常数，8.3145 J/g mol K A:常数； T:绝对温度Ｋ. k=【 A/exp(43.2) 】kr
• 在硫酸盐蒸煮过程中，无机硫所衍生的物质的浓度变化不大，于是可以建议，在给定的硫化度下，脱木素的速率可以表示为： -dL/dt=k(C)(L) L: 木材中残留的木素浓度； C: 相当于碱的浓度，指EA, 而不是AA。 • 国际上用碱量通常用有效碱对木材的绝干重量比，主要是脱木素速率和有效碱浓度有关。 • 基于上面的方程建立了很多数学模型，每种模型都有一定的局限性，可以作为生产的参考。
硫酸盐法制浆的优缺点
• 优点：纸浆的强度比其它任何制浆方法的纸浆强度都高；对树皮和树脂含量高的木材不敏感，既适合针叶木又适合阔叶木；和其它制浆方法相比，蒸煮时间短；制浆化学药品和热能可以进行有效回收，副产品可以回收有价值的原料，如从松树中回收塔罗油和松节油。 • 缺点：投资大；反应温度高，得率低；蒸煮臭气污染环境；纸浆颜色深。
120 200 150 80 60 40 20 0 0 50 100 150 200 250 Time (minutes)
11
Lignin Yield (%)
100
Lignin Temperature
50 0 300
Temperature (C)
100
硫酸盐制浆过程中半纤维素的脱除
• 聚葡萄糖甘露糖在蒸煮很早的时候，就开始快速脱除，当温度超过100℃时,脱除的速度就很快，当70%的聚葡萄糖甘露糖被除去后，脱除速度急速下降。 • 添加硼氢化钠到蒸煮液中，可以减少聚葡萄糖甘露糖的脱除，主要原因是阻止了剥皮反应，但蒸煮初期有20%的聚葡萄糖甘露糖是溶解在蒸煮液中。 • 木聚糖的脱除和木素有点类似，但添加硼氢化钠并没有减少木聚糖的脱除，反而增加了脱除，说明木聚糖的脱除是溶解而不是剥皮反应。
H因子的计算和意义
H= ∫ kr dt kr =exp(43.2-16113/T） F(L)=∫kdt=f(H) kr：相对速度常数；Ｔ：反应温度，绝对温度； t，在对应温度下的反应时间hr。
当Ｈ因子相同时，意味着脱木素的程度相同，即浆料的卡伯值和得率基本相同，但浆料的性质并不一样，如纸浆的粘度；工厂就是依靠Ｈ因子来控制反应时间和温度的。
7.添加助剂的硫酸盐蒸煮
• ＡＱ是广泛应用的蒸煮助剂，它既可以提高得率，又可以增加脱木素的效率，添加ＡＱ还可减少有效碱用量、 H因子和硫化度，从而减少高硫化度造成的空气污染。 • ＡＱ反应机理，ＡＱ与碳水化合物的还原性基团反应从而使碳水化合物在碱性剥皮反应中更稳定，ＡＱ变成碱性可溶的AHQ， AHQ与木质素聚合物的甲基醌片段反应从而增加脱木素效率。同时， AHQ转换回AQ，然后再次参加氧化还原循环。
硫酸盐蒸煮硫化度的影响
• 在活性碱用量不变的情况下，增加硫化度，有效碱的浓度下降，如果系统中有足够的有效碱浓度，则脱木素程度加快；一旦有效碱浓度下降到某个临界值，则可能无法成浆． • 在有效碱用量不变的情况下，增加硫化度，则脱木素的速率和程度都会增加，但无限制的增加硫化度并没有优势． • NaHS不适合单独作为蒸煮试剂． • 一般阔叶木采用硫化度20-25%,针叶木30%左右．
• Start stirring gently and place the pH probe in the beaker (be careful to prevent contact between the probe and the magnetic bar). After the pH meter reading is stabilized, if the initial pH is at or below 11.3, then record the REA = 0.
• Titrate with 0.5 N HCl to pH 11.3 (± 0.1) as the end point (allow some time for pH stabilization, in particular approaching the end point). Record volume (V) of acid used to reach the end point. Calculations • REA (gpl as Na2O) = 31 x (0.95 x V / 10 – 0.012)*0.5 ≈1.47 x V – 0.19