制浆原理与工程

第二章 化学法制浆

1.解释化学法制浆常用名词术语。

活性碱：烧碱法蒸液中的活性碱指NaOH，硫酸盐法蒸煮液中的活性碱指

NaOH+Na2S，常以Na2O或⑷有效碱：烧碱法指NaOH，硫酸盐法指NaOH+1/2Na2S，常以Na2O 或NaOH 表示。⑸活化度：碱液中活性碱对总可滴定碱的百分比。计算时，NaOH 和Na2S 等均以Na2O 或NaOH 表示。⑹硫化度：白液的硫化度是指Na2S 对活性碱的百分比。绿液的硫化度是指Na2S 对总可滴定碱的百分比。计算时，NaOH 和Na2S 等均以Na2O 或NaOH 表示。⑺蒸煮液：蒸煮液系指原料蒸煮时所用的碱液⒃纸浆硬度：纸浆硬度表示残留在纸浆中的木素和其他还原性物质的相对量。可用高锰酸钾、氯或次氯酸盐等氧化剂测定，以用高锰酸钾最为普遍。 2.化学法制浆主要分哪几类？碱法和亚硫酸盐法制浆主要分为哪几种？各自的特点是什么？

化学法制浆：碱法制浆、亚硫酸盐法和溶剂法制浆。

碱法：烧碱法、；硫酸盐法、多硫化钠法、预水解硫酸盐法、氧碱法、石灰法、纯碱法等。最常用的是硫酸盐法和烧碱法。

亚硫酸盐法：酸性亚硫酸氢盐法、亚硫酸氢盐法、微酸性亚硫酸氢盐法、中性盐硫酸盐法和碱性亚硫酸盐法。碱法特点：碱法蒸煮对原料的适应范围比较广，硫酸盐法几乎适用于各种植物纤维原料，还可用于质量较差的废材、枝桠材、木材加工下脚料、锯末以及树脂含量很高的木材。烧碱法适用于棉、麻、草类等非木材纤维原料，也有用于蒸煮阔叶木的，很少用于蒸煮针叶木。 3.硫酸盐法制浆和亚硫酸盐法制浆的优缺点是什么？ 硫酸盐法蒸煮的优缺点

优点：①对原料适用范围广。②脱木素速率快，蒸煮时间较短。③纸浆强度高④蒸煮废液回收

技术和设备比较完善。⑤硫酸盐浆的用途广，针叶木本色硫酸盐浆可用于抄造纸袋纸、电缆纸、电容器纸、包装纸。漂白浆用于生产文化用纸及其他用途。阔叶材和草类原料的硫酸盐浆常用于生产文化用纸或生产纸板等。⑥较少发生树脂问题和草类浆的表皮细胞群问题。⑦允许木片 中有相当量的树皮。⑧可从一些材种的蒸煮放气时回收松节油和从蒸煮废液中提取塔罗油等副产品。

缺点：①纸浆得率低。②成浆颜色较深，比亚硫酸盐浆难漂。③蒸煮时产生的恶臭气体污染大气。亚硫酸盐法蒸煮的有缺点

优点：①本色浆较白，易漂。②得率较高。③生产精制浆不需要预水解。④各种原料的废液可用于生产饲料、酵母、粘合剂、香兰素等，针叶木的制浆废液可生产酒精。缺点： ①原料要求比较严格。②大都需要耐酸设备。③蒸煮时间较长。④亚硫酸盐浆的强度较硫酸盐浆低。⑤亚硫酸盐法蒸煮废液的回收仍存在经济问 4.蒸煮药液浸透的原理、影响因素和强化药液浸透的措施是什么？

蒸煮药液浸透的原理：根据药液浸透推动力的不同，浸透形式可分为两类：一类是压力浸透，它的推动力是压力差，即毛细管作用和外加压力的作用。另一类是扩散浸透，即扩散作用，它的传质推动力是药液的浓度差。外加压力的高低和药液的黏度的大小都会影响压力浸透。纤维轴向的毛细管作用总是大于横向毛细管作用的50~100 倍。扩散浸透效果主要取决于毛细管的有效截面积和药液的浓度差，同时还与药剂分子或离子的活性和大小有关，且受温度和原料水分影响。 影响因素：药液的组成温度、压力纤维原料的种类和料片的格。

强化药液浸透的措施：①蒸汽装锅和预气蒸。②蒸煮器外药液的预浸。③装锅送液时，适当提高药液温度，一般将药液预热至70~85℃后送入蒸煮器内。④抽真空。⑤盐硫酸盐法蒸煮初期加入过量药液，浸透完全时“回水”（即将多余的药液抽出并加以回收）。⑥液相变压法：

5.碱法和亚硫酸盐法蒸煮过程中木素和碳水化合物的反应类型有哪些？

碱法木素的化学反应类型：酚型α-芳基醚或α-烷基醚键的碱化断裂、酚型β-芳基醚键的碱化断裂和硫化断裂、非酚型β-芳基醚键的碱化断裂和硫化断裂、芳基-烷基和烷基-烷基间C-C 键的断裂、甲基-芳基醚键的断裂、碱法蒸煮时木素发色基团的形成。碱法蒸煮的碳水化合物的化学反应类型：①纤维的反应：纤维素的剥皮反应、纤维素的终止反应、纤维素的碱性水解。②半纤维素的反应：脱乙酰基、半纤维素总的反应情况、聚木糖的反应和保留、己烯糖醛酸。亚硫酸盐法木素的化学反应：①酸性亚硫酸盐蒸煮时木素的化学反应：α-碳原子脱除酚型和非酚型的木素结构单元中的α-碳原子磺化。②碱性和中性亚硫酸盐法蒸煮木素的反应：酚型Cα和Cγ的磺化反应、酚型β-芳基醚键的断裂和磺化、酚型或非酚型甲基-芳基醚键的亚硫酸盐解。亚硫酸盐法碳水化合物的化学反应：酸性水解、酸性氧化反应、单糖的氧化和分解反应

6.碱法蒸煮过程中，纤维素在什么情况下发生剥皮反应和碱性水解？如何减少纤维素的降解？

高温强碱的条件下发生剥皮反应和碱性水解。将末端羰基氧化为羧基、将末端羰基还原为伯醇羟基、蒸煮时加入能与羰基起反应的化合物将还原性末端封锁。 7、试述木材与草类原料减法蒸煮脱木素反应历程的异同?

答：木材碱法蒸煮脱木素反应过程可分为三个阶段：初始脱木素阶段，大量脱木素阶段，和残余木素脱除阶段。草类原料硫酸盐法或烧碱法蒸煮脱木素反应历程近视可分为大量脱木素阶段，补充脱木素阶段，残余木素脱除阶段。 8、试述碱法蒸煮得影响因素

答：㈠用碱量（effect of alkali charge） a.用碱量的大小会影响脱木素速率和脱木素程度，同时也会影响碳水化合物的降解程度

b.当纸浆得率和质量要求和其它工艺参数不变时，提高用碱量是加快蒸煮速率、缩短蒸煮时间、提高产量的有效措施。

c. 蒸煮用碱量的大小，主要决定于原料的种类、质量和成浆的质量要求。 d. 蒸煮终了时蒸煮液中还必须有一定的残碱，一般4 - 10g/L，以利于后期木素的溶出。

（2）液比(Effect of Liquor-to-Wood Ratio)

液比与用碱量共同决定药液的浓度（C）。C 会影响反应速率。 ①用碱量一定时，液比↓ ，则C ↑，结果： a.加快脱木素，缩短蒸煮时间；

b. 增加碳水化合物的降解，得率↓； c. 汽耗↓；

d.若液比过小，液与料混合不匀，蒸煮不匀，粗渣率↑ 。

②直接通汽加热，液比可小些；间接加热，液比要大点。③ 回转式蒸煮器蒸煮，液比可小些。

④快速蒸煮，可适当缩小液比，但要保证药液良好循环。⑤若生产物理强度大，α – 纤维素含量高的浆，宜用较低的药液浓度，较大的液比。⑥结构紧密的原

料，可用较小的液比。

(3)硫化度① 硫化度的大小影响蒸煮速率在一定范围内，硫化度↑，可加快蒸煮，但若超过一定范围，效果不明显，甚至降低蒸煮速率。 ②硫化度对浆得率和质量的影响

用碱量一定，适当提高硫化度，可提高得率，若过高，硫化木素不能充分溶出，浆质量下降。

(4) 蒸煮最高温度（Effect of Maximum Pulping Temperature – Tmax ） Tmax ↑，脱木素速率↑。

9、添加助剂的碱法蒸煮过程仲，蒽醌、多硫化钠和亚硫酸钠的作用各是什么？ 答：AQ(蒽醌)的作用:提高脱木素速率，缩短蒸煮时间，保护碳水化合物，提高纸浆得率。缺点：蒽醌在碱法中溶解度小，蒽醌与浆料难以混合均匀，漂白浆泡沫多，打浆掃化慢，漂白困难多硫化钠得作用：增加[OHˉ],保护碳水化-合物，S2ˉ在碱性条件下把纤维素或半纤维素的还原性-CHO 氧化为-COOH,以减少剥皮反应。缺点对设备腐蚀性强，温度大雨100°C 时，Na2Sn 分

解。亚硫酸钠的作用：（Na2SO3+NaOH）保护碳水化合物，减少剥皮反应。 10、什么叫H-因子？H-因子的意义是什么？如何如利用计算机控制蒸煮？ 答：H—因子是个蒸煮温度得相对反应速率常数与蒸煮时间的定积分。H-因子的意义：同一原料，在用碱量，硫化度，液比等蒸煮条件相同时，控制H—因子相同，则其纸浆得率及浆中木素含量相同。利用计算机控制蒸煮：用计算机来控制间接蒸煮，连续蒸煮器的蒸煮质量，受到良好的效果。由于蒸煮质量有很多影响因素，如有效碱，H-因子和硫化度等因此用微型计算机综合进行蒸煮质量的控制需要一个公式或数学模型。

其中T-因子是H-因子的改进形式，它考虑了化学药品浓度的影响，T-因子的定义如下：T=[S/(2-S)]([EA/（L:W）]2 )式中S—硫化度；EA-有效碱用量；L:W-液比；H-H-因子

11、碱法蒸煮操作过程包括哪几个部分？

答：①装料，送液②升温，小放气③在最高压力或温度下的保温和蒸煮终点的确定（④大放气和放料

12、小放气的作用是什么？

答:①排除蒸煮器内的空气和其他气体，消除假压，以利于温度的上升②小放气时，锅内产生自然沸腾，减少锅内不同的温度差和浓度差，利于药品得浸透和均匀蒸煮③松木原料蒸煮小放气时除了能排除空气以外，还能排除松节油和其他挥发性物质，通过小放气可对松节油进行收集。此外草类原料装液送料时由于草片吸收药液较快，因此草片中存在的空气没有木片多，升温时，进行或不进行小放气都可以。

13、提高碱法蒸煮脱木素选择性的四个基本原则是什么？ 答：①蒸煮过程仲得碱液浓度尽量保持均匀，即在蒸煮初期碱液浓度适当低一些，接近蒸煮终了时碱液浓度适当高一些：②蒸煮液中HSˉ浓度应尽量高，特别是蒸煮初期和大量脱木素阶段开始时，应保持较高的HSˉ浓度；③蒸煮液中的溶解木素和Na+浓度应尽量低，特别是在残余木素脱除阶段；④保持较低的蒸煮温度，尤其是在蒸煮初期和后期。

15、与传统的卡米尔连续蒸煮相比较，EMCC(ITC)和低固形物蒸煮技术的特点是什么？ 答：传统的卡米尔连续蒸煮器在木片预浸渍后，采用木片和全部蒸煮液一开始就

接触，然后向同一方向移动并进行蒸煮，在171℃，蒸煮至终点，在扩散洗涤区加冷黑液降温至130℃进行喷放，在这种情况下，蒸煮液中的碱浓度愈来愈低，溶在蒸煮液中的木素浓度越来越大，这就限制了木片中的木素进行深度的脱除。EMCC 将蒸煮区分为顺流和逆流蒸煮区两部分，而又将逆流蒸煮部分扩大到了逆流扩散洗涤区，而且整个系统都以同样的温度160℃进行蒸煮；EMCC 技术采用了分段加入白液的方法，浸渍阶段加入了白液的总量的65%，顺流蒸煮区继续加入5%，原逆流区再加入10%，最后在原逆流洗涤区加入20%的白液以维持较高的碱浓。；卡米尔连续蒸煮器采用传统ITC 技术时，在用碱量和得率相近的情况下，纸浆粘度对卡伯值的比较，ITC>MCC>CK.说明，ITC 和MMC 技术的纸浆不但脱除木素较多，而且纤维收到损伤也比较少。 低固形物蒸煮的工艺特点：在蒸煮器的前段和后段同时抽取黑液；在黑液抽取处下方得蒸煮循环回路中加进白液和洗涤液，以保持恒定的液比和利用稀释作用以降低各蒸煮区内固形物得浓度；蒸煮白液在三处加入。与EMCC 法相比，低固形物蒸煮有效碱浓度分布曲线更加均匀，制浆选择性进一步提高。深度脱木素的四个基本原则在低固形物的蒸煮过程中都得到了充分的应用。低固形物蒸煮技术得几个工艺参数的变化：白液浓度低而均匀，浸渍开始后，整个蒸煮器碱浓度均低于15g/L（以NaOH 计，下同）；浸渍后至大量脱木素，残碱只有4g/L,而硫化度较高，HSˉ/OHˉ摩尔比〉3；由于洗涤区也改为逆流蒸煮区，蒸煮将结束时，浆中木素含量很低；整个过程，蒸煮液中溶解的木素等固形物含量低；蒸煮温度均匀。

16、为什么置换蒸煮可获得较低的硬度和较高黏度（聚合度）的纸浆？

答：用温黑液加压预浸渍，再用热黑液置换，可充分利用黑液中的热能，蒸煮加热到最高温度，（如170℃）仅需要少量的蒸汽。同时还利用了黑液中硫化物，因此，置换蒸煮比传统KP 蒸煮更有选择性。传统的KP 蒸煮开始的有效碱浓度高，而硫化度较低。相反，在RDH 蒸煮里，开始有效碱浓度低而硫化度非常高，例如，温黑液硫化度73%，热黑液71%，因为蒸煮开始时大量温黑液和热黑液流过木片，所以木片受到大量的硫化物作用，置换蒸煮以高硫化度的液体进行循环，脱木素选择性很高。这就是为什么置换蒸煮有可能蒸煮出低卡伯值得浆料，而又能维持较好强度的原因。

19、为什么硫酸盐法蒸煮的脱木素速率比烧碱法快？

答：硫酸盐法蒸煮过程中，除去氢氧化钠和木素的反应外，硫化钠和木素的反应是脱木素的主要的反应，在Na2S 的水溶液中，由于Na2S 的离解，溶液中同时存在HSˉ硫氢根离子和S2ˉ，OHˉ的反应与烧碱法与木素的反应情形一样，除了OHˉ作用外，由于还有HSˉ和S2ˉ的存在，这些离子比OHˉ具有更强的亲核作用。因此，木素结构单元聚合体与亲核性较强的HSˉ和S2ˉ起的反应优于氢氧根离子的反应，所以木素与硫化钠的反应比氢氧化钠强，所以硫化钠引起的木素降解作用比氢氧化钠强，而且硫酸盐法蒸煮时，还能使在氢氧化钠作用下很难起反应的酚形β-芳基醚键也断开，而β-芳基醚键在木素结构中占相当大的比例，从而加速了木素的反应，加速了木素的降解。,所以说硫酸盐法蒸煮的脱木素比烧碱法的快。

量462.58kg(5)补加水量为36922L

第三章 高得率制浆

1.什么是高得率浆？有哪些种类？

高得率浆在制浆过程中涉及机械处理过程的一类制浆方法。该类制浆方法就制浆

得率来讲要高于相应的化学浆，故称为高得率制浆。 2.磨木机的磨浆机理和影响因素是什么？ (一) 磨浆原理

现代的磨浆理论,是压力脉冲理论, 磨木过程中纤维的离分为3个阶段：： (1) 由于磨石对原木的摩擦和压力脉冲作用,使木材加热,木素软化。 (2) 在摩擦力和剪切力的作用下离解纤维。 (3) 分离下来的纤维与纤维束进行复磨和精磨。

磨浆过程是一个能量传递和转换的过程，能量以摩擦能与动能两种形式表现出来。

质量的工艺因素 ①原木的质量

木材水分、密度、材种及木材状况等。水分40%～45%为宜. ②磨石表面状态

在一个刻石周期内,磨石经历三个变化阶段:

(1)自动磨钝阶段;(2)主要磨浆阶段;(3)缓慢下降阶段 ③磨木比压

比压表示每单位磨碎面积上所受的压力。

磨木压力以平均压力表示。当其他条件不变时， 增加比压可以提高磨木机的生产能力,单位电耗略有降低,适当增加磨木比压,可改纸浆质量,但比压太大,产量虽增加,但粗大纤维增多,强度降低。 ④磨石线速度

磨石线速增加,磨木机生产能力和动力消耗随之增加,但在一定范围内单位动力消耗有所降低。 ⑤磨木温度和浓度

磨木温度应指磨碎区温度,生产中将浆坑温度作为磨浆温度,浆坑温度由喷入的白水温度和喷水量来调节,喷水量可调节浆坑浓度.磨浆温度高,纤维充分软化,易于完整分离,可获得强度高﹑滤水性好的磨木浆.通常浆坑温度为75～95℃。 ⑥.磨石浸渍深度

高温低浓是较理想的磨浆条件，浆浓低于2.0%为低浓。（磨石在浆中的浸渍深度由浆坑档板调节,磨石浸入浆坑可清洗磨石表面,均匀冷却磨石。无浆坑磨木, 使磨石不浸入浆中,减少了磨石运行中的阻力,使磨石可在较大负荷与线速下磨浆,采用高压喷水,消除了复磨,降低了浆料打浆度及能耗,延长了刻石周期,使浆料质量更稳定。）

4.为什么应分段磨浆？ 合理的磨浆过程分为两步:

首先将木片离解成单根纤维，而尽量减少碎片生成及保持纤维长度,这个阶段，磨浆浓度应高些,磨浆间隙大些,使木片在相互磨擦作用下离解,减少纤维的切断；其后使离解的纤维束及单根纤维，进一步纤维化与细纤维化,纤维应受到较多的机械作用,增加单位时间内纤维与齿盘刀缘接触的次数,此时磨浆浓度应低些,盘磨间隙小些。根据这个原则,盘磨机械浆的生产通常采用分段磨浆。 5.CTMP 是如何发展起来的？其特点及应用范围如何？

CTMP 是化学热磨机械浆，具有得率高、污染负荷低，生产费用低和容易上马等优点，因此发展速度较快。

特点：CTMP 的平均纤维长度较高，碎片含量低，起得率在90%-93%范围。由于化学处理程度很轻，CTMP 所产生的污染很小。与化学浆相比，CTMP 纤维粗度较大，纤维较挺硬，具有优良的光学性能。

对比TMP，CTMP 具有的优点为：①.长纤维组分多，纤维束少；②.具有较好的柔韧性，主要表现在具有较大的紧密性，改善了抗张强度与撕裂强度；③.可漂性得到改善，白度较高；④.CTMP中易于脱除树脂，这是因为在碱性条件下，磨浆时树脂组分得以很好分离，在随后的洗涤中极易除去。

应用范围：①新闻纸②印刷书写纸③.薄型纸④纸板⑤绒毛浆 6.CTMP 的发展前景怎样？

由于CTMP 的特性在较大的范围内可以调整，其在工业上的应用范围不断扩大，课制造各种文化用纸、薄型纸、生活用纸及纸板。 ①新闻纸的生产

②印刷书写纸③.薄型纸④纸板⑤绒毛浆P141

7.何为APMP?其生产流程、主要设备、特点及应用范围如何？

碱性过氧化氢机械浆（APMP）是在CTMP(即BCTMP)基础上发展起来的。APMP 具有其他制浆方法所不能替代的优点：

①.APMP 制浆采用了最新发展的木片预处理技术使制浆和漂白合二为一，不需单独的漂白车间，设备投资减少25%以上。 ②与BCTMP 相比，木片预汽蒸和化学浸渍都是在常压下进行，操作简单且能耗低。 ③磨浆在常压下进行，无需建造热回收系统。

④.采用高压缩比螺旋撕裂机将木片挤成疏松的木丝团，扩大了比表面积，药液渗透作用增强。

⑤浆的物理性能和化学性能有所改善，可实现较高强度和较高白度。

⑥APMP 制浆过程中不使用亚硫酸盐，只用碱和过氧化氢等化学药品，废水中不含硫的化合物，治理相对容易，减轻了废水的污染负荷。

设备：常压预蒸仓、螺旋压榨浸渍器、滤液槽、浸渍管、磨浆机 特点：将制浆和漂白合二为一，制浆的同时完成漂白过程。 生产流程：木片洗涤→预汽蒸→一段挤压疏解→一段化学预浸渍→常压汽蒸→化学反应→二段挤压疏解→一段磨浆→段间洗涤→二段磨浆→消潜→成浆 应用范围：印刷纸

8.P-RC APMP 与APMP 有何区别？制浆性能有何不同？

P-RC APMP 制浆工艺流程与传统APMP 制浆工艺大体相似，但仍有不同之处： ①P-RC APMP 工艺在浸渍后取消了汽蒸处理;

②P-RC APMP 工艺在第一段磨浆后不进行段间洗涤，二十设置了一个高浓贮浆（漂白反应）塔。P-RC APMP 浆与传统APMP 浆相比，传统APMP 浆具有较高的紧密和物理强度，而P-RC APMP 浆具有较高的松厚度和光学性能。 9.化学机械浆有哪些？常见的有哪些？ 化学机械浆有化学热磨机械浆CTMP、化学机械浆CMP、碱性过氧化氢机械浆APMP、磺化化学机械浆SCMP、化学磨石磨木浆CGW、爆破法制浆SEP、热磨机械化学浆OPCO、无硫化学机械浆NSCMP、

生物化学机械浆Bio-CMP常见的有：化学热磨机械浆CTMP、化学机械浆CMP、碱性过氧化氢机械浆APMP

10.什么是半化学浆？常见的半化学浆有哪些？其生产流程和特点如何？

半化学浆SCP，其化学处理程度较化学机械浆激烈，但较化学浆温和，原料受化

学处理后，尚未达到纤维分离点，仍需靠机械方法进一步离解，但其粗浆较软，离解成纤维所需动力较少。木材原料得率65%-85%称半化学浆。 常见的半化学浆有：中性亚硫酸盐法半化学浆NSSC、碱性亚硫酸盐半化学浆ASSC 生产流程：蒸汽预热→药液浸渍→汽相蒸煮及液相蒸煮综合→第一段磨浆→段间洗涤→第二段磨浆→贮存特点：浆中保留较多的木素，抄出的纸页挺度大、耐折度低。

11.生产半化学浆和化学机械浆进行化学处理的目的是什么？ 化学处理的目的，一是在保证高纸浆得率的基础上，制造出能满足某些产品性能（包括物理强度和光学性能）的高得率纸浆；

二是为了降低生产成本，少用或不用高价的唱纤维化学浆；

三是开辟制浆原料来源，充分利用其他制浆方法不太适宜或较少使用的阔叶木，特别是蓄量较大的中等密度的阔叶木；四是软化纤维，为提高强度，减少碎片，改善质量创造条件。此外，通过化学处理还可节约磨浆能耗，延长磨浆设备的齿盘或盘石的寿命等。

12.中性亚硫酸盐半化学浆NSSC 有哪些特点？ 从化学浆含有木素10%-20%，适于漂白的半化学浆也含木素8%-12%,由于浆中保留较多的木素，抄出的纸页挺度大、耐折度低。得率高低对浆的性质有显著影响，当NSSC 浆得率超过80%时，物理强度较低，随着得率下降，强度也逐渐稳定的提高。在得率70%-80%范围内，NSSC 浆的强度可满足生产瓦楞原纸、粗包装纸和挂面纸板等的要求。由于高的半纤维素含量，纸页变得挺硬、较脆并发出响声。由于易于打浆，适于制造防油纸与证券纸，但不适合生产卫生纸、餐巾纸和海报纸。漂白NSSC 浆可生产强度高、成形好的优良的印刷纸，也可替代部分化学木浆抄造书写纸、杂志纸和透明纸。

13.试述木片在盘磨机内的磨浆过程. 木片在磨浆时的变化过程为：木片在破碎区前收到轴头上转动的星形螺帽的撞击,而破裂成粗大纤维束与少量碎片；在盘磨机磨浆区圈，有相当数量的粗大纤维束产生再循环作用，即沿定盘的齿沟回流到破碎区，在沿动盘齿沟流向磨碎区外圈；在粗磨区，纤维受到盘齿剪切里面、压力、纤维间摩擦力及离心力等应力的复合作用而分级；在精磨区，纤维沿齿和齿沟向前流动，对纤维所作的大部分功在此区完成，且不会显著降低纤维的长度，浆强度在这区得到迅速发展。 14.比较常见高得率浆的性能特点及用途。 ①磨石磨木浆

磨石磨木浆的浆料均一性较差，含有较多的纤维碎片及细小纤维，因此其强度性能较TMP 等其他机械浆差。磨石磨木浆强度虽较低。但具有优良的不透明度，而且其单位动力消耗最低，使其生产成本低。因此，在新闻纸等印刷用纸中，仍作为主要的应用浆种。 ②盘磨机械浆

与SGW 和RMP 相比，TMP 含有相当多的长纤维和少量的细小组分，这是由于TMP 在磨浆前木片经汽蒸后，能使大部分纤维保持完整。TMP 在强度性能上较RMP 有了较大改善，但由于解离了的单根纤维有可能被软化木素所覆盖，妨碍了分离纤维进一步帚化，因而其纤维较挺硬，柔韧性较低。另一方面，也导致TMP 纤维表面强度不高与SGW 相比其松厚度较大，因此抄出的纸页纸面较粗糙，容易起毛、掉粉，影响了应用范围的进一步扩大。

③化学机械浆工艺大大提高了浆料强度，使阔叶木纤维的应用范围扩大。

CTMP(或BCTMP)已成为TMP 工艺的一种改进方法，它通过适度的化学预浸,以略微降低散射系数（即降低不透明度）为代价，改进了纸浆的结合性能，并降低了碎片含量。结合已有的过氧化物漂白技术，CTMP 工艺已以合理的成本制造出了高白度纸浆，广泛用于高级文化用纸、多层纸板和生活用纸等。 ④半化学浆（以NSSC 为代表，上已述及）

第四章纸浆的洗涤、筛选与进化

1、什么叫做稀释因子，稀释因子的大小对洗涤效率和提取的废液浓度有何影响？

稀释因子（Dilution factor）（又称稀释度）表示洗涤每吨风干浆时进入所提取的废液中的水量（m3）。可由下式计算：

DF≈V-VO(m3/t 风干浆)或DF≈VW-VP (m3/t 风干浆)

式中V-提取的废液量，m3/t 风干浆；V0 –蒸煮后纸浆中的废液量，m3/t 风干浆；VW-洗涤用水量，

m3/t 风干浆；VP-洗后浆带走的液体量，m3/t 风干浆。

稀释因子大，说明洗浆用水量多，提取废液的浓度低，但废液的提取率高，纸浆洗得干净。

2、什么叫做逆流洗涤？试说明多段逆流洗涤的特点及影响因素。 逆流洗涤：浆料由第一段依次通过各段，从最后一段排出；洗涤水（一般为热水）则从最后一段加入，稀释并洗涤浆料，该段分离出来的稀温废液再用于前一段的浆料，此段分离出来的浓一些的废液再送往更前一段，供浆料洗涤之用，??如此类推，在第一段能够获得浓度最高的废液，送往碱回收或进行综合利用。多段逆流洗涤的特点：在各段中始终保持着洗涤液（较低浓度）与浆中废液（较高浓度）之间的浓度差，从而充分发挥洗涤液的洗涤作用，并达到废液增浓的目的。影响因素：①浆料与洗涤液之间的接触面积②段数；为提高洗涤效果，增大浆料与洗涤液的接触面积，段与段之间设置了带有搅拌设备的中间槽，使浓度较高、较紧密的浆料在槽中被打散和稀释；在洗浆机浓缩程度和洗涤用水量一定时，段数越多，最后一段送出的浆料越干净。但考虑到设备费用和操作费用等因素，多数不宜过多，一般在3～5 段为宜。

3、反映洗涤用水量、洗涤程度及洗涤效率的参数有哪些？试说明它们的意义 参数有：①洗净度，表示纸浆洗涤后的干净度。②置换比，表示洗涤过程中可溶性固形物实际减少量与理论最大减少量之比。DR=(wo-wM)/(w0-ww) w0-洗涤前浆内废液所含溶质质量分数，%；wM-洗涤后浆内废液所含溶质质量分数，% ；wW-洗涤液所含溶质质量分数，%；③稀释因子④洗涤损失，指洗涤过程的化学损失，一般用残留在每吨绝干浆中的溶质表示。⑤洗涤效率，指浆料通过洗涤系统后提取出的固形物占总共固形物的百分比。⑥黑夜提取率，碱法制浆的黑夜提取率 是指每吨浆提取出来送蒸发的黑夜溶质量对蒸煮后每吨浆黑夜总溶质量的百分比。

4、试论述过滤、挤压、置换洗涤方式的原理和特点。

⑴过滤，指用具有许多微细孔道的物质（如滤网、滤布、多孔的薄膜或浆层）作介质，在压差的作用下，固体被截留，而液体滤出的过程。浓度低于10%时（造纸工业称为低浓），经常采用过滤的方式来洗涤纸浆并提取废液。

⑵挤压，指用机械设备（如压辊、螺旋等）对高浓浆料（浓度高于10%）进行过滤的操作。特点：可将未被稀释的废液分离出来，因而对废液回收和综合利用有

利。

⑶扩散（置换），指传质的过程，其推动力是浓度差。纸浆的扩散洗涤是利用浆中残留的废液溶质浓度大于洗涤液溶质浓度这一浓度差，使细胞腔和细胞壁中的废液溶质想洗涤液转移（即发生置换），直达到平衡。 5、试论述影响洗涤的因素对洗涤效果的影响。

①温度的影响。太高的温度会使滤液沸腾，从而破坏真空度，使洗浆效率下降②压差的影响。压力过高，浆层被压紧，会使毛细孔阻力增加，而过滤速度增加并不明显，同时容易损坏滤网，使纤维流失增加，洗涤效率下降③将层厚度、上浆浓度及出浆浓度的影响。浆层厚度的增加会使过滤阻力增大，过滤速度减慢，洗涤液与浆料的接触面积减少，不利于扩散；但是会增加生产能力。若其他条件不变，提高上浆浓度会使过滤网上的浆层厚度增加，生产能力提高；但同时会使洗涤质量和废液的提取率下降，洗涤效果下降。出浆浓度越大，洗涤损失越小，提取率越高。 ④蒸煮方法、浆的种类及纸浆硬度的影响。酸法浆由于对镁、钠等离子吸附率低，在得率相同时溶出的木素多，细胞的孔隙大，所以比碱法浆滤水性好，易于洗涤；木浆中由于杂细胞少，比草浆滤水性好，易于洗涤；硬浆比软浆滤水性好，但由于细胞壁孔隙少，扩散效果差。

⑤洗涤用水量与洗涤次数的影响。在相同的情况下，洗涤用水量越多，浆会洗得越干净，提取率也会越高。但同时也会导致所提取的废液浓度低，从而增加蒸发废液时的耗气量。当洗涤水量一定时，洗涤次数越多，洗涤效果越好。 6、中浓洗浆机和高浓洗浆机各举一例，并简述其工作原理及优缺点。

中浓洗浆设备—鼓式真空洗浆机；工作原理：当小室1 向下逐渐浸入稀释的浆中时，经过的是与大气相同的自然过滤区Ⅳ，此时靠浆液的静压使滤液进入小室，排除小室的空气，同时网面上形成了浆层；当小室1 继续转动到真空过滤区Ⅰ时，在高压差下强制吸滤，浆层的厚度进一步增加，并在转出液面后被逐步吸干；当它继续向上转入真空洗涤区Ⅱ时，鼓面上的浆层被喷淋、洗涤，洗液被吸入鼓内，完成置换洗涤操作；小室继续转动，再经过剥浆区Ⅲ时，小室与大气相通或导入压缩空气，浆料就很容易地从网上卸下来。这样周而复始，连续进行洗涤和浓缩的操作。（图见168 页）

优缺点：操作方便，成熟可靠，洗浆质量好，废液提取率较高，还可以直接观察浆料上网、洗涤、卸料等情况，新的机型自动化程度高，并设有自动保护系统，整机性能稳定。但是它存在结构相对复杂，多台串联时占地面积大，易产生泡沫，安装楼层的标高要求高，稀释洗涤所用废液泵扬程高，洗涤温度不能过高，投资较大等缺点。高浓洗涤设备—双网挤浆机。工作原理：浆料以一定的浓度和速度从网前箱喷射上网，现在网上利用自身重力进行脱水，然后进入由双网逐渐合拢的楔形区，在上网和下网的挤压和真空箱抽吸力的作用下双面脱水，并利用网在导辊的包绕段上的张力，在S 形的回转区逐渐增大挤压力脱水，最后通过数对压辊或由强力挠性带动压辊形成宽压区压榨脱水。优缺点：该设备结构简单，占地面积小、造价低不需要高位安装，建筑费用较低。但浆中如有硬杂物容易损坏滤网和压辊，所以未洗的浆料需要预先进行高浓除渣和筛选等处理。

7、泡沫的形成原因是什么？如何预防和减少泡沫形成？消泡的方法有哪些？ 泡沫形成的原因很多。一方面是原料本身含有很多分子量大的有机物，如表面活性较大的树脂、脂肪及皂化物等，它们溶出易产生稳定的泡沫。另外，浆料输送、机械搅拌和稀释混合等操作以及强烈的冲击喷射使空气混入，以及温度、粘度、

PH 等条件变化也是形成泡沫的外因。碱法制浆由于会形成许多皂化物而非常容易产生泡沫。

预防和减少泡沫形成的措施：①尽量使用贮存时间较长的原料，因为贮存可以降低易产生泡沫的有机物含量。②尽量避免或减少空气混入浆和废液中。真空（或压力）洗浆机中间槽的搅拌器应淹没在浆液内部，并控制搅拌速度，避免浆料翻腾剧烈；尽可能建立封闭系统，浆管出口也要深入浆层以下足够的深度。③尽可能地使废液保持较高的温度，这样不仅对碱回收有利而且难以形成稳定的泡沫。 消泡方法：①静止消泡②机械消泡③抽吸消泡④高压蒸汽消泡⑤消泡剂消泡 8、筛选和进化的基本原理及目的是什么？ 基本原理：筛选是利用粗筛中杂质与纤维的几何尺寸大小和形状不同，利用带有孔或缝的筛板，在一定的压力下使细浆通过筛板。杂质被阻留在进浆侧，从而和纤维分离的过程。去除的杂质主要是化学浆中未蒸解的纤维束以及磨木浆中的粗木条、粗纤维束等。净化是利用杂质和纤维的密度不同来分离的。去除的杂志主要是砂石、金属杂质、橡胶、塑料等。目的：一是满足纸浆的质量要求；二是保护后续设备不因浆中含有杂质而被损坏。

9、什么是筛选（进化）效率？什么是排渣率？什么是浆渣中的好纤维率？ 筛选（进化）效率（Screening efficiency, cleaning efficiency）:指浆料中含有的杂质被去除的百分率，通常用尘埃度来代表杂质的含量。筛选(进化)效率=(进浆尘埃数-良浆尘埃数)/进浆尘埃数×100%

排渣率（Reject rate）:指筛选（进化）后排出的浆渣占进浆的百分比。

浆渣中的好纤维率（Fiber rate in reject）:浆渣中能通过40 目网的好纤维量占总渣浆量的百分率。

10、试述高频振框式平筛及ZSL1～4 型离心筛的工作原理及优缺点。 高频振框式平筛的工作原理：未选浆料从进浆箱流入筛框内，在压力差和筛板振动作用下，纤维通过筛孔，进入混凝土槽。槽内设有浆位调节板，控制良浆位略淹没筛板，使其既作为阻力使筛框振幅保持稳定，又起到淘洗筛板上附粘于粗渣上的好纤维的作用。未通过筛板的浆渣，逐步向前移动，直到筛板的未端，落入粗节槽内。在浆渣出口上方装有高压喷水管，冲洗筛板上的粗渣，以防浆渣带走合格纤维。优缺点：除节能力强，动力消耗低，占地面积小，对浆料适应能力强，生产能力大，操作简单，维护容易。但是喷水压力要求较大；而且由于不封闭，操作环境较差。ZSL1～4 的工作原理：纸浆从离心筛的一端进入，在具有3 个区德转子叶片作用下，在筛板内做旋转运动，离心力大于重力时，在筛鼓内形成略带偏心的环流，上部浆环较薄，下部浆环较厚。好纤维由于比重较大，迅速靠近浆环的外圈随水穿过筛孔。粗渣因比重较轻、尺寸较大，悬浮于浆环的内层。从空心轴的两头向Ⅱ区和Ⅲ区送入稀释水，通过叶片夹层喷到筛板上，对筛板进行冲洗，并使鼓内的浆层保持适当的浓度和厚度，避免浓度过大而糊筛板和排渣量过大。良浆穿过筛板后从筛浆机底部侧管流出；粗渣从另一端的下部流出。优缺点：生产能力好，筛选效果好，电耗低，占地小，设备重量轻，筛选浓度高，尾渣量少，浆渣中好纤维率低，结构简单、维修方便，运行平稳等优点。 11、简述压力筛的工作原理及影响因素。

压力式筛浆机简称压力筛。工作原理：压力筛是全封闭的，未筛选的浆料在一定压力下切向进浆，良浆在压力作用下通过筛板，粗渣被阻留在筛板表面，并向下移动排出。筛板的清洗是靠压力脉冲来实现的，当旋翼旋转时，其前端与筛板的间隙很小（一般为0.751.0mm），将浆料压向筛板外；随着旋翼的后部分与筛板

的间隙逐渐增大，在高速下出现局部的负压，使筛板外侧的浆液反冲回来，粘附在筛孔上的浆团和粗大的纤维就被定时冲离筛板。旋翼经过后恢复正压，良浆又依靠压力差及另一个旋翼的推动，再次向外流，开始下一个循环。影响因素： ①筛板的形式②筛孔大小、形状与间距③进浆浓度与进浆量④稀释水量与水压⑤压力差⑥转速⑦排渣率

12、试述锥形除渣器的工作原理。影响其操作的因素有哪些？

高压差涡旋除渣器也称锥形除渣器。影响因素：⑴进浆浓度；当压差一定时，进浆浓度增加，会使净化效率下降⑵压力差；指进浆口压力与量将出浆口压力之差。在其他条件不变时，增大压力差能提高净化效率和生产能力，同时使排渣率减小，从而使纤维损失率减少。⑶排渣率提高排渣率，会使杂质顺利地由排渣口排出，所以净化效率将提高。但另一方面，好纤维的损失率也必然会增加。⑷通过量；通过量小，表明设备个数过多，动力消耗大，通过量过大会降低除渣效率，增加纤维损失率。

13、洗涤、筛选与进化工艺流程的组合原则是什么？

洗涤、筛选与净化工艺流程组合的原则是：在满足产品质量的前提下，选择效率高、占地小、纤维损失小、动力消耗小、操作管理方便、建筑费用低、水耗低的设备。流程的设计应该兼顾产品质量、生产规模和经济状况、碱回收等废液处理要求以及对渣浆处理的要求等诸方面综合考虑。

14、什么叫做筛选净化的“级”和“段”，为什么要采用多级？为什么要采用多段？ “级“是指良浆（包括第一级处理原浆）经过筛选或净化设备的次数。级数越多，良浆经过的筛选或净化的设备次数越多，处理后的纸浆质量就越好。所以，多级筛选或净化的目的是提高良浆的质量。

“段“则是指尾浆（包括第一段处理原浆）经过筛选或净化设备的次数。当通过一次筛选或净化后的尾浆中含有较多的好纤维时，将这些尾浆再进行一次筛选或净化时，叫二段筛选或净化。所以，多段筛选或净化的目的是为了减少好纤维随浆渣流失。

15、常用的浓缩设备有哪些？简述其结构和工作原理。

常用的浓缩设备有：圆网浓缩机、侧压浓缩机和鼓式真空浓缩机等。 1 圆网浓缩机结构简单，主要由圆网槽和转动的圆网笼组成，并分为有刮刀和无刮刀两种。

工作原理：当低浓的浆料进入网槽后，由于网内外的液位差，而使浆料中的水滤入网笼内，从一端或两端排出。浓缩后的纸浆附在网上，随网笼转出浆面，并转移到压辊上，然后由刮刀刮下或由喷水管的水冲下，并排出。

2 侧压浓缩机又称加式脱水机，它有一个在进浆侧形成高浆位的浆槽浆位的浆槽，而在出浆侧的下方低液位处，借一个压辊来封闭浆槽与网鼓之间的缝隙。网鼓和压辊具有相同的速度。工作原理：被浓缩的浆料沿网鼓的转动方向由上而下，经脱水和压辊压干后用刮浆刀从压辊上刮下来。包胶压辊的两侧装有杠杆加压装置，可以调节压辊的压力，以控制出浆浓度。 3 鼓式真空浓缩机，该机与洗涤和提取废液用的鼓式真空洗浆机的工作原理和结构基本相同。

16.纸浆贮存的目的是什么？常用的贮浆池有哪几种？简述其结构特点。 纸浆贮存的目的：

①满足连续性生产的需要

②保证前后工段的生产正常进行

③稳定酱料浓度、质量，减少波动的作用 常用的贮浆池有贮浆池和贮浆塔

按贮浆的浓度课分为低浓贮浆设备和中浓贮浆设备两类。低浓是指纸浆浓度一般在5%以下；中浓是指纸浆浓度一般在8%-15%之间。低浓贮浆设备分为卧式和立式两类。常用设备有卧式贮浆池和立式方浆池两种。中浓贮浆设备是立式贮浆塔，可分为带稀释装置的低浓泵送浆和不带稀释低浓泵送浆两种。贮浆池体一般为钢筋混凝土结构，贮存质量要求高的纸浆时，浆池内壁要加铺一层水磨石或上釉瓷砖，以减少纸浆附粘于池壁；贮浆塔一般由碳钢制造，内壁可以砌上釉瓷砖，也可以由不锈钢制造。纸浆贮存设备的底部一般设有推进器，以保持纸浆的浓度均匀，并使纤维保持悬浮状态。

17.根据本章知识，试拟出200t/d 漂白硫酸盐苇浆洗涤、筛选和净化流程，并说明理由。

第五章废纸制浆

1、正向除渣器和逆向除渣器的工作原理和主要工艺参数（浆浓、压力等）有何不同？

除渣器的基本原理是靠离心力将废杂质与纤维分离。废纸浆的除渣利用杂质与纸浆相对密度不同将废纸浆中的重杂质（金属、石、砂、玻璃等）或轻杂质（泡沫、塑料、树脂等）除去。正向除渣器运行的主要工作参数为： ①进浆浓度。一般不超过0.7%，过大则净化效率下降。 ②进出浆压力差。应有一最小压差来产生适合除渣器运作的漩涡流动模型。达到这一值后，通过除渣器的浆流量将随压差的增大而增加。压差过大会使浆料发生湍流而使净化效率下降。良将和粗渣间的压力差决定除渣器的排渣量，压差越大，粗渣量就越高。

③纸浆的游离度。高游离度的浆如OCC 脱水较易，沿器壁的浓缩程度高，因而排渣量高。应适当减少良浆和粗渣的压力差。

④排渣率。排渣率过小会降低净化效率，无排渣就无排渣效果；排渣率过大会增加纤维损失且会扰乱器内的漩涡流动而使净化效率降低。

逆向除渣器的工作原理正向除渣器完全相同，只是良浆和粗渣的位置调换了，质量重的部分为良浆，质量轻的部分为粗渣。逆向除渣器通常有较大的粗渣排放量（可达进浆量的40%~60%），以保持一个稳定的漩涡流动模型。通常筒体较长，直径较小，需要较大的压力降。 2、试述去除胶黏物的措施。

沥青：通过把沥青或其他热熔物分散成肉眼看不见的微粒并均匀地分布在纸浆中，而在最后的成品中不容易察觉出来。沥青分散处理原理主要为机械物理作用，首先将净化、筛选后的含沥青废纸浆汽蒸加热，使沥青成为熔融状态，然后经螺旋机械作用使之分散于纸浆中。热熔胶：冷处理法和热分散法。①冷法处理：冷法就是不加热，而是利用热熔胶颗粒尺寸比纤维大或相对密度比纤维小，采用缝型筛或逆向除渣器除去未熔化的热熔胶颗粒，或者采用缝型筛和逆向除渣器相结合除去热熔胶颗粒。 ②热法处理：采用机械作用与热分散作用相结合的方法，将经过离解和初步净化的废纸浆料送入热分散系统。废纸首先浓缩至25%~35%的干度，用螺旋输送器将浆料送入加热螺旋，用饱和蒸汽加热到90℃（低温）或110~120℃（高温）的温

度，使浆料中挥发性物质蒸发，用喂料螺旋送入热分散机。利用高浓度纤维之间的强烈摩擦作用，使粘在废纸上的热熔物在机械作用下与纤维分开，并分散成微小颗粒，均匀地分散在纤维中间，不对纸张生产造成危害。

3、一般脱墨分成哪几个步骤？试比较浮选法脱墨和洗涤法脱墨的原理及其优缺点。脱墨大致可以分为3 个步骤：①疏解分离纤维；②使油墨从纤维上脱离；③把脱离出来的油墨粒子从浆料中除去。

原理：①洗涤法的脱墨工艺是一个水力分离的过程。要求油墨粒子要小，细致分散，并要亲水，保持在水相中，通过反复洗涤浆料，使废纸中的油墨除去②浮选法是利用纤维、填料及油墨等组成的可湿性不同，运用不同颗粒具有不同的表面性能的机理来达到分离的一种方法。优缺点：①洗涤法脱墨较干净，所得纸浆的白度较高，灰分含量较低，脱墨操作方便，工艺稳定，电耗较低，设备费用较少，其缺点是用水量大，纤维流失率高。②浮选法的优点是纤维流失少，得率高，化学药品和用水量较少，污染少；其缺点是白度较洗涤法低3%~4%ISO，设备费用较高，工艺条件要求较严格，动力消耗较大。③总的来说，洗涤法脱墨流程简单，一般原制浆流程稍加改造即可进行洗涤脱墨生产，投资省，上马快，适合小型浆厂或要求浆料灰分含量很低的废纸脱墨。浮选法脱墨，占地面积较大，投资较高，但综合效果比洗涤法好，省时、省水、省汽、省化学品，脱墨浆的得率较高，是废纸脱墨的发展方向。一般新建厂大多采用浮选法。 4、用于废纸脱墨的化学品有哪些？其作用如何？

①皂化剂。其作用是使纤维润胀，使油墨中的油脂皂化，通过皂化使油墨的颜料粒子游离出来。同时，可以使纸张中的松香皂化，便于纤维分散。②湿润剂。与NaCO3、Na2SiO3 等配合使用，能润湿颜料粒子，使油脂乳化并溶出。它们能渗透到纤维内部，而无破坏纤维的作用。③分散剂。接收碎浆时分离出来的油墨颜料粒子，并使其保持悬浮状态，防止颜料粒子互聚，或被钙皂或镁皂生成的凝乳所吸附。④吸收剂。可将颜料粒子和分散乳化的油脂吸附在其表面上，而不被纤维吸附，以便用洗涤的方法除去。⑤脱色剂和漂白剂。使用最多的是H2O2，H2O2 既有漂白作用也有皂化作用，主要用于含机械浆的废纸脱墨，以稳定和提高废纸浆的白度和白度稳定性，同时还能促进纤维分散、油墨皂化及改变其他成分如胶料、淀粉和油墨载体等的性质。⑥表面活性剂。具有润湿、渗透、乳化、分散、洗净及发泡等多种功能。⑦浮选促集剂。将碎浆时分离的油墨粒子聚集在一起，然后由气泡带走而除去。⑧脱黏剂。通常的方法有两种：机械法和化学法。机械法是用筛缝很细的压力筛去除对压力敏感的胶黏剂、聚苯乙烯泡沫和蜡等，用分散设备处理热熔物和其他黏性物。黏着物的相对密度通常与水相同，难以通过浮选或离心净化而去除，有些黏着物能改变其形状而通过筛孔或筛缝。因此，必须用化学方法除去黏着物的黏性，采用的方法包括分散、去黏、钝化和附集，所用化学品主要有：无机物（滑石和锆化合物）、分散剂/钝化剂和合成纤维。⑨附集剂。其目的是从化学性能上改变这些废纸中的薄片状热溶性油墨的表面特性，降低油墨粒子间排斥力和玻璃化温度，从而产生调色剂薄片间的附集现象，最后形成较大的颗粒，通过缝式压力筛和正向除渣器除去。 5、试述废纸脱墨的主要影响因素。

1 废纸种类；②加料顺序；③脱墨温度；④脱墨时间；⑤碎解浓度；⑥油墨性质；⑦脱墨PH；⑧废纸疏解；⑨浆料洗涤。 第六章纸浆的漂白

1、试述纸浆漂白的目的和漂白方法的分类。

漂白的主要目的是提高纸浆的白度和白度稳定性。改善纸浆的物理化学性质，纯化纸浆，提高纸浆的洁净度，也是漂白的目的。

纸浆漂白的方法可分为两大类。一类称“溶出木素式漂白”，通过化学品的作用溶解纸浆中的木素使其结构上的发色基团和其他有色物质受到彻底的破坏和溶出。常用于化学浆的漂白。另一类称“保留木素式漂白”，在不脱除木素的条件下，改变或破坏纸浆中属于醌结构、酚类、金属螯合物、羰基或碳碳双键等结构的发色基团，减少其吸光性，增加纸浆的反射能

力。这类漂白方法常用于机械浆和化学机械浆的漂白。

2、什么是纸浆的亮度和白度？纸浆的亮度和白度有何区别？ 亮度：是指浆张对波长457nm 的光的反射率。 白度：是从浆张反射出来的光使人眼产生的印象。

区别：纸浆的亮度是一种物理现象，使用不同的仪器测定的结果有所不同。纸浆的白度是一种生理现象，是指纸浆对可见光谱中七种单色光全反射的能力。 3、纸浆中主要有哪些发色基团和助色基团？纸浆漂白的基本原理是什么？ 纸浆中最重要的发色基团是木素侧链上的双键、共轭羰基以及两者的结合，使苯环与酚羟基和发色基团相连接。如﹥C＝O,﹥C＝C﹤,﹥C＝S,－N＝N－等。醌结构对纸浆的白度有重要的影响。此外，纤维组分中的某些基团与金属离子作用也可形成具有深色的络合物。浆中抽出物和单宁也有着色反应。助色基团是含有未共享电子对的－OR、－COOH、－OH、－NH2、－NR2、－SR、－Cl 和－Br 等。 原理：有色物质的脱色或者说漂白是通过阻止发色基团间的共轭，改变发色基团的化学结构，消除助色基团或防止助色基团和发色基团之间的联合，防止产生新的发色基团等途径来实现。

4、什么叫有效氯？什么叫有效氯用量？以Cl2 和ClO2为例，说明之。什么叫漂率、卡伯因子、残氯、漂损？ 有效氯：指含氯漂白剂中能与未漂浆中残余木素和其他有色物质起反应，具有漂白作用的那一部分氯，以氧化能力的大小表示。通常用碘量法测定，有效氯浓度用g/L 或%表示。有效氯用量：施加的有效氯的质量对纸浆绝干质量的百分率。 Cl2 +2KI → I2 + 2KCl 2ClO2 +10 KI +4 H2SO4 → 5I2 +2KCl + 4K2SO4 + 4H2O 71 135

71×5／135＝2.63 1Kg ClO2的氧化能力相当于2.63Kg Cl2。

漂率：将浆漂到一个指定的白度所需的有效氯量对绝干质量的百分率。 卡伯因子：施加的有效氯用量（%）与含氯漂白前纸浆卡伯值之比。

卡伯因子=Cl2 与ClO2 施加量（%，以有效氯计）／含氯漂白前纸浆卡伯值 残氯：漂白终点时，尚残存（未消耗）的有效氯，其含量通常用g/L 或%表示。 漂损：漂白过程中纤维的损失，用%表示。

漂损=（漂前纤维质量－漂后纤维质量）×100%／漂前纤维质量 5、试述次氯酸盐漂液的组成与性质。

次氯酸盐漂液具有氧化性，在不同的PH 值下，漂液的化学组成不同，因而漂液的氧化能力也不同。次氯酸盐漂液是由氯气与氢氧化钙或氢氧化钠的作用而得。当PH﹤2 时，溶液成分主要为Cl2，PH﹥9 时主要成分为OCl－。PH 值不仅影响溶液的组成，对其氧化性也有影响，HOCl 的氧化电势最大，氧化能力最强。Cl2 次之，OCl－最小。

6、试述次氯酸盐漂白的原理和影响因素。

原理：①次氯酸盐与木素的反应：次氯酸盐在漂白的过程中，主要是攻击苯环的

苯醌结构，也攻击侧链的共轭双键，OCl－与木素的反应是亲核加成反应，即次氯酸盐阴离子对醌型和其他烯酮结构的亲核加成，随后进行重排，最终被氧化降解为羧酸类化合物和二氧化碳。 ②次氯酸盐与碳水化合物的反应：次氯酸盐是强氧化剂，如在中性或酸性条件下，则形成的次氯酸是更强的氧化剂，对碳水化合物有强烈的氧化作用。次氯酸盐漂白时纤维素的氧化反应：在碱性介质中，C2、C3 和C6 上的羟基氧化成羰基后，很快继续氧化为羧基，但在酸性介质中，C2 和C3上形成羰基的速率比羰基氧化成羧基的速度大得多。同时，在酸性和中性介质中，糖苷键易氧化断裂形成具有葡萄糖酸末端基和阿拉伯糖末端基的纤维素。 影响因素：①有效氯用量；②PH；一般控制漂初PH 在11~12，漂终PH 应在8.5 以上。③浆浓；约6%~20%。④温度；一般控制在35~40℃。⑤时间；次氯酸盐单段漂时间一般为1~3h。

7、纸浆次氯酸盐漂白时为何PH 值要控制在碱性范围内？试从纤维素的氧化反应说明之。次氯酸盐与纤维素的反应，一般说有三种：一是纤维素的某些羟基氧化成羰基，二是羰基进一步氧化成羧基，三是降解为含有不同末端基的低聚糖甚至单糖及相应的糖酸和简单的有机酸。三种氧化反应的速度取决于PH。PH 高些，羰基氧化成羧基的速度大于羰基形成的速度，PH 为6~7 时，羰基形成的速度快于被氧化成羧基的速度。纤维素氧化降解的结果，导致漂白浆α－纤维素含量减少，黏度下降，铜值和热碱溶解度增加，致使纸浆强度下降和返黄。在酸性和中性条件下，形成的羰基多，易造成纸浆的返黄。因此，应绝对避免在中性条件下进行漂白。

8、试述氯—水体系的性质与组成。

氯与水接触后，首先是溶解于水中，然后进行可逆的水解反应：Cl2+H2O?HOCl+H+Cl－25℃时，平衡常数K1=3.94×10-4。次氯酸只能部分电离：HOCl?H+ + OCl－ ，25℃时，平衡常数K2= 5.6×10-8。

组成：PH﹤2 时，氯—水体系以Cl2为主，随着PH 值的提高，逐渐以HOCl 为主（PH=4~6 时，几乎100% HOCl），随后以OCl－为主（PH≥9.5 时100%为OCl－）。 9、试述氯与木素和碳水化合物的反应。

氯与木素的反应主要有：A.芳环取代；B.亲电置换；C.氧化反应 ①分子氯Cl2 产生的正氯离子Cl+是亲电攻击剂，易与木素发生氯化取代。用Clx 表示苯环任意位置上的取代。若苯环上C4 醚化，按取代反应定位规律，C5 先进行氯化，然后是C6和C2 进行氯化。实际上，由于C4 醚化使C5 钝化，而C2 又受空间阻碍的影响，C5和C2 的氯化取代较为困难。氯化取代的结果，木素大分子有可能变成小一些的分子，同时，苯环上的氯水解后形成羟基，增加了亲水性，这些都对浆中残留木素的溶出有利。②侧链α－碳原子上有适当的取代后，可能进一步被氯亲电置换，导致木素侧链的断裂，木素大分子溶解。侧链断裂后进一步氧化成为羧酸也是通过亲电加成和水解反应进行的。③苯环烷氧基的脱甲基过程，是一种氯化取代或氯化加成的过程，脱下来的佳绩形成了甲醇。木素在氯化的同时，还存在氧化的作用。氧化反应促进醚键（即C4—O—木素的连接）的断裂，出现邻苯醌的结构，并进一步氧化为己二烯二酸（黏康酸）衍生物，最后氧化裂解成为二元羧酸的碎片。氯与碳水化合物的反应：纸浆氯化的脱木素选择性是有一定限度的，氯化后纸浆黏度的降低，表明氯化过程中碳水化合物受到某种程度的降解。氯化过程中氯与碳水化合物的反应为：氯与聚糖配糖键的攻击，导致这些部位上链的断裂，生成醛糖和糖醛酸末端基，致使纸浆黏度降低，形成的

己醛糖被氧化成相应的糖醛酸，继而变成戊醛糖和戊糖酸。在氯化过程中还可能使伯醇基和仲醇基分别氧化为醛基和酮基。虽然这类反应不会直接导致聚糖链的断裂，但产生的羰基会根据位置的不同使配糖链活化，从而易受酸或碱水解。 10、氯化后的纸浆为何要进行碱处理？影响碱处理的工艺因素有哪些？ 原因：氯化木素只有一部分能溶于氯化时形成的酸性溶液，还有一部分难溶的氯化木素需在热碱溶液中溶解。碱处理主要是除去木素和有色物质，并溶出一部分树脂。影响因素：用碱量、温度、时间和浆浓。①用碱量。用碱量取决于制浆方法、未漂浆的硬度和氯化用氯量等。一般NaOH 用量为1%~5%，终PH 值在9.5~11 之间。根据实验数据，在充分洗涤的情况下，针叶木硫酸盐浆碱处理段NaOH 用量为氯化段用氯量的一半加0.3%，阔叶木硫酸盐浆按用氯量的一半加0.2%掌握。②温度。一般碱处理温度为60~70℃。③时间。氯化后的碱处理时间一般为60~90min。④浆浓。碱处理纸浆浓度一般为8%~15%，但趋向于上限浓度。碱处理时，添加助剂可以减少碳水化合物降解反应的发生。可以添加的助剂有KBH4、Na2SO3或H2O2，其作用是还原或氧化碳水化合物的羧基末端基，减少剥皮反应，有些还有加强脱木素的作用。

11、试述二氧化氯脱木素原理。

（1）ClO2与木素的反应：ClO2 是一种游离基，很容易攻击木素的酚羟基使之成为游离基，然后进行一系列的氧化反应: ClO2 酚型木素结构反应；与非酚型的木素结构单元反应；与环共轭双键反应。（2）ClO2 与碳水化合物的反应：酸性降解和氧化反应。

12、试述氧脱木素的原理。

(1)氧与木素的反应：氧与酚型木素结构的反应、氧与环共轭羰基的反应。（2）氧与碳水化合物的反应：碱性氧化降解反应、剥皮反应、还原性末端基的氧化。 13、两段氧脱木素与一段氧脱木素的工艺条件有何区别？ 两段氧脱木素：一般第一段加化学药品，第二段加氧压。

优点：两段氧脱木素的脱木素率可达67%-70%，且脱木素选择性好，漂白浆的强度高，化学品的耗用量减少，漂白废水的COD 负荷降低。 14、试述高得率纸浆漂白的特点。

（1）采用保留木素的漂白方法；（2）适应多种漂白工艺；（3）对纸浆原料材种和材质有选择性；（4）对金属离子的敏感性强；（5）漂白废水污染少。 15、试述高得率浆过氧化氢漂白的原理及其影响因素。 原理：过氧化氢漂白机械浆和化学机械浆主要是靠H2O2离解生成的氢过氧阴离子（HOO—），使纸浆中的发色基团退色，从而提高浆料的白度。 提高白度的原理：破坏或减少双键和羰基等发色基团。

影响因素：（1）制浆方法：SGW>PGW>CTMP>TMP>RMP。（2）H2O2 用量：1%-3%（若为两段漂：第一段2%-2.5%；第二段1.5%-2.0%）。（3）NaOH、Na2SiO3 用来控制合适的PH 值，初始PH：10.5-11,终点PH：9.0-9.5。(4)漂白浓度：4%-35%,浆浓升高，漂白剂浓度相应增大，反应速度加快，节约蒸汽，提高白度。机械浆多用高浓（25%-35%）,化学浆多用中浓（10%-15%）。（5）螯合剂预 处理：EDTA,DTPA,STPP。（6）漂白温度和时间：低温（35-44℃），中或高碱度，长时间（4-6 h）；

中温（60-79℃），中等碱度，中等时间（2-3 h）；高温（93-98℃），低碱度，短时间（5-20min）。

己醛糖被氧化成相应的糖醛酸，继而变成戊醛糖和戊糖酸。在氯化过程中还可能使伯醇基和仲醇基分别氧化为醛基和酮基。虽然这类反应不会直接导致聚糖链的断裂，但产生的羰基会根据位置的不同使配糖链活化，从而易受酸或碱水解。 10、氯化后的纸浆为何要进行碱处理？影响碱处理的工艺因素有哪些？ 原因：氯化木素只有一部分能溶于氯化时形成的酸性溶液，还有一部分难溶的氯化木素需在热碱溶液中溶解。碱处理主要是除去木素和有色物质，并溶出一部分树脂。影响因素：用碱量、温度、时间和浆浓。①用碱量。用碱量取决于制浆方法、未漂浆的硬度和氯化用氯量等。一般NaOH 用量为1%~5%，终PH 值在9.5~11 之间。根据实验数据，在充分洗涤的情况下，针叶木硫酸盐浆碱处理段NaOH 用量为氯化段用氯量的一半加0.3%，阔叶木硫酸盐浆按用氯量的一半加0.2%掌握。②温度。一般碱处理温度为60~70℃。③时间。氯化后的碱处理时间一般为60~90min。④浆浓。碱处理纸浆浓度一般为8%~15%，但趋向于上限浓度。碱处理时，添加助剂可以减少碳水化合物降解反应的发生。可以添加的助剂有KBH4、Na2SO3或H2O2，其作用是还原或氧化碳水化合物的羧基末端基，减少剥皮反应，有些还有加强脱木素的作用。

11、试述二氧化氯脱木素原理。

（1）ClO2与木素的反应：ClO2 是一种游离基，很容易攻击木素的酚羟基使之成为游离基，然后进行一系列的氧化反应: ClO2 酚型木素结构反应；与非酚型的木素结构单元反应；与环共轭双键反应。（2）ClO2 与碳水化合物的反应：酸性降解和氧化反应。

12、试述氧脱木素的原理。

(1)氧与木素的反应：氧与酚型木素结构的反应、氧与环共轭羰基的反应。（2）氧与碳水化合物的反应：碱性氧化降解反应、剥皮反应、还原性末端基的氧化。 13、两段氧脱木素与一段氧脱木素的工艺条件有何区别？ 两段氧脱木素：一般第一段加化学药品，第二段加氧压。

优点：两段氧脱木素的脱木素率可达67%-70%，且脱木素选择性好，漂白浆的强度高，化学品的耗用量减少，漂白废水的COD 负荷降低。 14、试述高得率纸浆漂白的特点。

（1）采用保留木素的漂白方法；（2）适应多种漂白工艺；（3）对纸浆原料材种和材质有选择性；（4）对金属离子的敏感性强；（5）漂白废水污染少。 15、试述高得率浆过氧化氢漂白的原理及其影响因素。 原理：过氧化氢漂白机械浆和化学机械浆主要是靠H2O2离解生成的氢过氧阴离子（HOO—），使纸浆中的发色基团退色，从而提高浆料的白度。 提高白度的原理：破坏或减少双键和羰基等发色基团。

影响因素：（1）制浆方法：SGW>PGW>CTMP>TMP>RMP。（2）H2O2 用量：1%-3%（若为两段漂：第一段2%-2.5%；第二段1.5%-2.0%）。（3）NaOH、Na2SiO3 用来控制合适的PH 值，初始PH：10.5-11,终点PH：9.0-9.5。(4)漂白浓度：4%-35%,浆浓升高，漂白剂浓度相应增大，反应速度加快，节约蒸汽，提高白度。机械浆多用高浓（25%-35%）,化学浆多用中浓（10%-15%）。（5）螯合剂预 处理：EDTA,DTPA,STPP。（6）漂白温度和时间：低温（35-44℃），中或高碱度，长时间（4-6 h）；

中温（60-79℃），中等碱度，中等时间（2-3 h）；高温（93-98℃），低碱度，短时间（5-20min）。

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