机械制浆化学
制浆造纸化学品
制浆造纸化学品过氧化氢H2O2：hydrogen peroxidea、性质：密度：1.132浓度:30%PH:3.0无色透明液体，有微弱的特殊气味。
b、原理：主反应：H2O2+NaOH → HOO-+Na++H2O副反应：金属+H2O2 → 1/2O2+H2O过氧化氢在碎浆机中并不是起漂白作用，主要是对在碱性条件下含机浆废纸所产生的发色团起脱色作用。
同时还可减轻在碱性条件下纸浆返黄的现象。
过氧化氢在漂白过程中起作用的主要是HOO-。
c、作用：纤维浆料的漂白防止机械浆出现碱性返黄减少回路的细菌COD负荷的增加甚微d、提高H2O2漂白作用的方法：增加PH、增加温度、增加过氧化氢用量、减少副反应的发生，均有利于HOO-的产生，从而提高过氧化氢的漂白作用。
e、注意事项：H2O2的加入量必须达到避免浆料因碱性化造成的不可逆返黄。
另外，加入量必须充足以避免出现过氧化氢酶的问题。
使用H2O2时必须注意在高浓条件下与有机物接触造成分解生热的危险。
从槽罐中取出的H2O2不能再送回槽罐中去。
防止PH及温度过高。
放在低温、阴暗处。
危险特性：过氧化氢为强氧化剂。
虽然本身不燃，但能与可燃物反应放出大量的热量和氧气而引起着火爆炸。
操作注意事项：操作时要防止高温，环境温度应<50℃，防止超压，防止混入杂物，操作场所严禁烟火；操作时，应穿戴防护服、手套、足靴及眼睛护镜。
氢氧化钠NaOH：sodium hydroxidea、性质：外观：固碱为白色不透明片状固体，易潮解、液碱为无色或略带暗红色的粘稠状液体。
密度：1.35粘度:30cps浓度:33%PH:14凝固点:12•溶解性：易溶于水，乙醇、甘油，不溶于丙酮；•禁忌物：强酸、易燃或可燃物、二氧化碳、过氧化物、水；•避免接触条件：潮湿空气（指固碱）；•燃烧（分解）产物：可能产生有害的毒性烟雾。
•b、作用：•调节PH，皂化或水解油墨树脂；•有利于印刷油墨从纤维上分离，防止油墨的重新吸附；•润胀纤维，加强油墨在纤维上的脱落；•改善纤维疏解过程中的浸润特性，防止油墨的破裂；•提供过氧化氢漂白作用所需的碱性。
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）
4
Tianjin University of Science & Technology
（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）
14
Tianjin University of Science & Technology
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）
化学机械法制浆废液中污染物质的白腐菌降解第_省略_P废液的污染负荷与白腐菌生化降
收稿日期:2000209218(修改稿)本项目为广东省自然科学基金、制浆造纸工程国家重点实验室基金和教育部留学回国人员科研启动基金的资助课题。
化学机械法制浆废液中污染物质的白腐菌降解第1部分 CTMP 废液的污染负荷与白腐菌生化降解的探索研究高 扬 闫 冰 张 曾 陈 港 谢国辉(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广州,510640)摘 要 研究了马尾松2尾叶桉热磨化学机械法制浆废液的污染特性及其生化可降解性,探索了利用白腐菌降解废液中污染物质的可行性,分析了污染物质生化降解的过程及其影响因素。
研究结果表明白腐菌能够适应热磨化学机械法制浆废液的水质条件,有效地降解导致耗氧量的污染物质,同时去除悬浮物并脱除色度。
关键词 化学机械法制浆废液 污染负荷 白腐菌降解中图分类号:TS79 文献标识码:A 文章编号:100026842(2001)022******* 由于得率高、能耗低、污染相对轻,高得率制浆技术的发展在世界范围受到了广泛的重视。
目前,国际上制浆造纸工业发达国家的纸浆生产已普遍采用了化学机械法和化学热磨机械法制浆技术,成为制浆造纸工业的重要发展趋势[1,2]。
我国制浆造纸工业十分重视高得率制浆技术的发展,若干化学机械法制浆生产线早已投入运行,还有一些正在进行建设或者纳入了发展计划。
为了适应化学机械法制浆技术的发展,关于废液污染性及其处理技术的研究也在不断深入[3,4]。
对于白腐菌(Phanerochaete chrysosporium )生物化学及其应用领域的研究正在拓展,利用其降解有机污染物质特别是毒性物质的探索也在不断深入。
白腐菌能够有效地作用于以木素降解产物为主要污染物的漂白废液,这已经为许多研究结果所证实。
化学机械法制浆废液的主要污染物质包括溶出的部分磺化木素及其降解产物、碳水化合物降解产物,还有低分子质量的有机酸类等。
某些成分在一定条件下可以作为白腐菌生长利用的基质。
从理论上分析,废液中既含有白腐菌生长繁衍所需的营养物质,又含有白腐菌生化降解的作用对象。
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
《化学法制浆》PPT课件_OK
6
• 烧碱法
• • 脱木素能力比石灰法强，但生产化学浆时仍要加入蒸煮助剂提高脱木素能力。 • • 它的优点是成浆颜色较浅，易漂白。国内草浆厂大部分采用烧碱法蒸煮。
7
• 硫酸盐法
• • 硫酸盐法蒸煮对原料适应性强。脱木素能力强，生产的浆强度高。 • • 蒸煮的针叶木浆又称为牛皮浆，适用于抄包装用牛皮纸及纸袋纸等高强度纸张。 • • 黑液污染重，成浆颜色深，难漂白。
• 化学机械法：与半化学法相似，原料先用化学 药液浸渍，然后撕磨成浆，但化学处理的程度比半 化学法缓和。
• 机械法制浆，是原料在磨木机或盘磨机内撕磨 成浆的过程。
•
3
• 二、化学法制浆分类
• • 化学法制浆的实质是通过化学药液与植物 • 纤维原料在高温下的反应，使胞间层和细胞 • 壁中的木素尽可能多的溶出，原料离解成浆。
壁中的木素溶出，纤维之间连结减弱，相互分离。 • 在高温的碱液中细胞壁润胀，由原料变成纸浆。
•
渗透
溶出
12
• 1、渗透的方法（两种方式） • 一种是毛细管渗透，它是由于料片中存在大量毛细
管，药液通过毛细管渗入原料内部，这种作用在干 料片中起主导作用。 • 另一种是扩散作用，在水分含量较高的料片中，药 液中的离子在离子浓度差的作用下扩散到料片内部。 • 蒸煮开始至升温前对料片进行的各种预处理，都是 为了加快这两种渗透。
24
• 随着剥皮反应的不断进行，纤维素聚合度变小，纸 浆的得率下降，碱耗增加。所以，剥皮反应是有害 的。
• 纤维素大分子剥皮反应中损失的部分，在碱液中其 最终降解产物主要是葡萄糖异变糖酸及2,5-二羟基戊 酸，还有相当量的乳酸、甲酸、乙酸及少量乙醇酸。
造纸制浆知识点总结
造纸制浆知识点总结一、制浆工艺1. 机械制浆机械制浆是指用机械设备将木材原料破碎、粉碎，形成纤维的过程。
常见的机械制浆设备包括磨浆机、粉碎机、制浆机等。
机械制浆工艺简单，成本较低，但由于机械破碎会破坏纤维结构，因此纸张的强度和光泽度较差。
2. 化学制浆化学制浆是指将木质纤维用化学方法分离出来的过程。
常见的化学制浆方法包括热碱法、热磺法、过氧化法等。
化学制浆用于生产高品质的纸张，具有纤维结构完整、强度高、光泽度好等优点，但成本较高。
3. 半化学制浆半化学制浆是介于机械和化学制浆之间的一种制浆方法，主要用于废纸等原料的制浆。
该方法将原料在一定温度下用化学溶液浸泡，然后用机械方法进行破碎，可以获得较高质量的纤维。
二、原料选择1. 木材木材是制浆的主要原料之一，包括松木、杨木、桦木、桉树等。
不同种类的木材含纤维量和纤维长度各有不同，因此选择合适的木材种类对纸张质量有较大影响。
2. 废纸废纸是制浆的另一种重要原料，可以分为废旧书报、废旧包装纸、废弃建筑纸板等。
废纸的来源广泛，制浆成本低，可以减少环境污染，因此受到越来越多的关注。
3. 其他原料除了木材和废纸，还可以利用稻草、甘蔗渣、竹子等植物纤维作为制浆原料。
这些原料具有丰富的资源，成本低廉，是未来制浆的发展方向之一。
三、制浆设备1. 刨芯机刨芯机是用于木材制浆的重要设备，主要用于将木材表皮去除，得到含纤维的木芯。
刨芯机的性能对于木材制浆的效率和质量有着重要影响。
2. 制浆机制浆机是用于将木芯或废纸破碎成纤维的关键设备，其工作原理是通过旋转刀片或者压榨方式完成。
制浆机的设计和选用对于纸浆纤维的长度和质量有着重要影响。
3. 漂白设备漂白设备是用于对纸浆进行漂白处理的设备，一般采用氧漂、过氧化物漂、二氯化漂等方法。
漂白处理可以提高纸张的光泽度和白度。
四、环保措施1. 循环利用水资源制浆过程中需要大量的水资源，因此合理利用并循环利用水资源对于环保至关重要。
采用闭路循环系统、污水处理设备等措施可以减少制浆过程对水资源的消耗。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3 机械制浆化学
Goran Gellerstdt
纤维和聚合物技术部，皇家工程协会，KTH 3.1 概述
3.2白度变化
3.3 木材颜色
3.3.1 木素中的发色体
3.4木素中的反应基团
3.1 概述
由木段的磨碎和木片磨浆引起的纤维的分离对应的结果分别是磨石磨木浆（SGW）和热磨机械浆（TMP）。
在北欧国家，制造机械浆的主导材种是云杉，少量的山杨也会被用来制造机械浆。
像新闻纸和低定量涂布纸（LWC）这样的纸种，机械浆是主要或者全部成分。
对于特定的终端产品如液体包装板和吸水纸，少量的亚硫酸钠会在打浆之前加入到木材中，最终的产品就是化学热磨机械浆（CTMP)。
在所有的情况中，纸浆得率在95%-98%之间，几乎木材的所有成分被保留在纸浆中，仅有少部分的各种水溶性物质乙酰化的半乳糖甘露糖葡萄糖聚合物流失。
白度和不透明度是机械浆主要的性能参数。
在用新鲜的云杉木材时，未漂白的纸浆白度在60%-63%ISO之间。
较差的木材质量和低的去皮率会导致白度降低。
因而，无论是为了保持均匀的白度水平还是提高用于质量高的产品的纸浆的白度，漂白是有必要的一步。
对于云杉机械浆大概能达到的极限白度是80%ISO.像这样高的白度水平，碱性过氧化氢是优选的漂白剂，然而对于较低的白度增加值，也可以使用连二亚硫酸钠。
这些漂白剂是通过尽可能少地释放木材中的物质的方式来发挥作用，即保留木素式漂白。
所有种类的机械浆都会经历由热或者日光照射引起的快速的纸浆泛黄现象。
所以，在对白度有要求的纸产品中，漂白机械浆不能代替漂白化学浆。
3.2 白度变化
不同种类的机械浆，光散射系数是不同的。
因而根据Kubelka-Munk 公式[1]，浆的白度依赖于浆的光散射和光吸收，浆中发色物质(吸收光的物质）的数量不能单独决定纸浆的白度水平。
图3.1展示的是一个理论模型。
该图由55-80之间的光反射值与光散射系数（s）、光吸收系数（k)绘制而成，光反射值是在波长457nm处测得的，这时的光反射值等于白度。
光散射系数（s）、光吸收系数（k)根据Kubelka-Munk 公式[1]计算出。
很明显的给定数量的发色物质（在波长457nm出的吸收值）可以使白度提升几个单位，也可以说，给定白度的纸浆会含有不同数量的发色物质，在不同的光散射系数下，。
图3.1 根据[1]公式不同光散射系数对白度影响的模型
云杉是一种鲜亮的树种，光吸收系数(k在波长457nm处测得）大约是5m2/Kg。
在分离纤维的过程中，新的发色物质产生引起吸收光增加。
并且在工
厂进一步纸浆生产的过程中，形成新的发色物质，最终未漂白的纸浆k
大
-457nm
约是7-8m2/Kg.在过氧化氢漂白阶段，大部分的发色物质可以被消除，但随后纸浆或纸张暴露于热、光照环境中，快速的泛黄现象就会发生。
在木头变成
表示。
纸浆的过程中伴随的白度变化在图3.2中显示。
这种变化用k
-457nm
图3.2 从木材到未漂白和漂白浆白度（用k-457nm表示）变化
3.3 木材颜色
大部分的树种木材呈微黄到褐色，这主要是特定木素结构的贡献。
另外，树皮中含有多种反应性的成分，它们在氧化之后直接或间接地使颜色加深。
在机械浆中，原木材的颜色是至关重要的，因为已经被证实白亮的木材能生产出白度高的纸浆，反之也是。
更加值得注意的是，带颜色的树皮成分会导致纸浆白度降低，所以高效率的去皮是必要的。
树皮和木材中存在的酚类组分会使纸浆对过渡金属离子和酚金属化合物敏感，催化氧气氧化酚成醌的反应也会发生。
3.3.1 木素中的发色体
在针叶木中主要的发色体是松柏醛，松柏醛含量大约是5个单位每100个苯基丙烷结构单元。
它的溶液在350nm处有最大紫外吸收光谱，但是固体状态会有强烈红移现象-400nm.因此这种结构的物质是黄色的，可以被假定是木材颜色的罪魁祸首。
其他很少的或痕迹量的羰基类物质包括，a-酮结构，邻或间醌结构，二烯酮结构等。
尤其醌类是颜色的主要影响物，因为它们在可见光范围内有光吸收，其他类型的结构对白度有细微的影响。
后面的这几个结构反应性能比较活跃，它们间接地对机械浆白度敏感性有影响（3.8部分讲解）。
木材天然铁含量是10-50ppm,强烈的证据说明至少一部分的铁以铁-苯邻
二酚化合物的形式存在，它对颜色影响是由于它在大约500nm处有光吸收。
图3.3显示的是几种结合木素结构形式。
松柏醇α-羰基结构松柏醛
对醌和邻醌结构邻醌与铁离子化合物图3.3 针叶木中含有的木素结构，固体状态下的最大紫外吸收光谱
3.4 木素中的反应基团
除了3.3中讨论的发色基团之外，天然木素中含有许多游离酚羟基。
云杉木材中这类基团总含量是大约13个单位每100个苯基丙烷结构单元。
在图3.4有表示。
除了这些常规的酚类基团，木素含有痕迹量的对苯二酚和邻苯二酚结构。
这些基团有经济利益的因为它们很容易转变成相应的醌类结构温和条件下暴露于氧气中。
这类自然氧化反应由过渡金属离子催化，有可能在磨浆和木材储存过程中已经发生了（3.8.2中讲解）。
中性在或者碱性条件下，水存在时，原始的醌类结构会与氧气进一步反应，强的发色体就会形成。
如果其他的酚类存在，如水溶性的树皮酚，酚的自然氧化和冷凝都会发生，这形成附着于木素骨干上的强的有色结构。
这个反应在3.5中展示。
图 3.5 在水、氧气和游离酚羟基条件下对苯二酚自然氧化成对苯二醌或者缩合木素的反应。
这些反应由过渡金属离子催化，在碱性条件下速度更快。
木材到热磨机械浆的转化过程中是有蒸汽存在，大约140。
C-170 。
C高温条件下完成的，通常是两段磨浆。
在这种条件下，更多的发色基团形成，大部分是在波长400nm 区域如图3.6所示。
磨浆以后木素中羰基和二聚体数量增加，这些基团通常吸收光波长在300-400nm.
另外，游离酚羟基数在一定程度上量增加（从13增加到大约14 个单位每100个苯基丙烷结构单元）。
由于β-0-4结构的断裂引起游离酚羟基数目增加，图3.7 所示。
在这个反应中α-OH也形成。
图3.6 云杉木材(1),一段磨浆之后TMP(2),两段磨浆之后TMP(3),销潜之后TMP（4），纸料（5），光散射系数分布图
图3.7木素中β-0-4结构在磨浆过程中裂断（M.E.=机械浆的能量），继续反应生成酚羟基和α-羰基结构
在更强烈的磨解条件例如磨木木素的准备过程中，β-0-4结构（有可能是木素中的其他联接）的断裂是大量的，云杉磨木木素中酚的含量是20个单位每100个苯基丙烷结构单元。