第三章 高得率制漿

1、第三章 高得率制漿,本章主要內(nèi)容,磨石磨木漿原理 木片機(jī)械磨木漿熱磨木片磨木漿 半化學(xué)漿化學(xué)機(jī)械漿,第一節(jié) 磨石磨木漿(SGW-Stone Ground Wood),磨石磨木漿的磨漿原理 磨木操作及影響因素,一 磨石磨木漿的磨漿原理,（一）磨木的過程,如圖:裝在磨木機(jī)料箱內(nèi)的原木送料機(jī)構(gòu)（工作鏈條）以很大的壓力把原木緊壓在快速回轉(zhuǎn)的磨石上面磨成漿，可分為三個(gè)階段：第一階段：由于機(jī)械作用產(chǎn)生的熱能引起胞間層木素塑化；第

2、二階段：自木材結(jié)構(gòu)上將纖維分離下來；第三階段：分離下來的纖維和纖維束的復(fù)磨和精磨。 此三階段不能截然劃分，他們密切相關(guān)，相互影響。,（二）磨漿過程中的能量傳遞,可以設(shè)想，磨木是將電動(dòng)機(jī)發(fā)出的能量通過回轉(zhuǎn)的磨石表面?zhèn)鬟f給木材的過程。1.一部分變成摩擦能（切向摩擦產(chǎn)生的能量） 摩擦能的大小取決于磨石的表面結(jié)構(gòu)，即磨石的表面露出來的磨料粒度的平均值，也與磨碎面積有關(guān)。2.一部分變?yōu)檎駝?dòng)能（徑向振動(dòng)產(chǎn)生的能量） 磨

3、石表面的刻紋在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中越過木材結(jié)構(gòu)的某一點(diǎn)時(shí)，就會(huì)使表面壓力出現(xiàn)一次壓力脈沖，或者說在木材表面上受到交替的壓縮—膨脹作用，因此，能量又會(huì)部分的以脈沖形式通過振動(dòng)傳給木材。,（三）切向摩擦力和徑向振動(dòng)力兩者的能量分布對(duì)磨木過程的關(guān)系,由于木材的彈性和塑性，壓力—松弛脈沖會(huì)被木材吸收并轉(zhuǎn)化為熱，使溫度升高，引起木材性質(zhì)上的變化。木素較纖維素更易軟化，而胞間層木素濃度最高，當(dāng)切向摩擦力升高到木材破裂所必須的力以前，如溫度已升高到木素的軟化溫

4、度，則纖維沿胞間層分離；反之如木素未達(dá)到軟化，摩擦力已高達(dá)引起木材破裂的程度，則木材會(huì)在細(xì)胞壁任意處破 裂，導(dǎo)致木屑和大小不一的木塊產(chǎn)生，或是產(chǎn)生了破損的纖維和粉狀的細(xì)料。 由此可見，切向摩擦力和徑向振動(dòng)力的能量的分布是磨木過程的關(guān)鍵。,（四）影響切向摩擦力和徑向振動(dòng)力的因素,在同一輸出功率下，摩擦系數(shù)越大，切向作用越大；摩擦系數(shù)越小，徑向作用越大。而摩擦系數(shù)隨峰谷上升到峰頂?shù)乃吭黾佣档?，這一水量取決于磨石表面谷部的水

5、量，峰側(cè)的弧度，把水拋向木材的離心力及木材對(duì)它的阻力。 振動(dòng)能的大小，取決于磨石表面的磨粒峰部施于木材的壓力以及壓力脈沖的間歇時(shí)間，即振動(dòng)的頻率。而后者與磨石表面的線速，磨石表面峰部和谷部的分布情況有關(guān)，即與磨石磨層材料性能和刻石情況有關(guān)。,（五）磨石過程中纖維離解進(jìn)程,1． 比磨碎時(shí)間 磨石轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)磨紋間距的時(shí)間, 即 ts =a／vn   ts -比磨碎時(shí)間（s）

6、 a-相鄰兩磨紋間距（mm） vn -磨石圓周速度（mm/s）2．比磨層厚度(ds) 指在比磨碎時(shí)間內(nèi)的喂料厚度。 設(shè)喂料速度為vH , 則 ds=vH *ts =vH ×a/vn,3．纖維的離解過程以及與喂料速度及圓周速度的關(guān)系 當(dāng)喂料速度、磨石圓周速度及磨石刻紋間距在極限值以內(nèi)時(shí)，ds介于0.07~0.2μm之間，而云杉管胞直徑為20~40

7、μm，則磨石轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)刻紋間距木材向磨石喂送的料層厚度，只有一根纖維直徑的1/600~1/100。換言之，要使喂料的厚度達(dá)到一根纖維的直徑，則磨石要轉(zhuǎn)動(dòng)100~600個(gè)刻紋間距的距離，即一根纖維要受到100~600個(gè)刻紋的作用。 已知ts =5×10-2~20×10-2ms時(shí)，則一根纖維從木材結(jié)構(gòu)上分離的延續(xù)時(shí)間為： 5×10-2×100~20×10-

8、2×600（ms）即 5~120ms或0.005~0.12s 當(dāng)喂料速度vH提高7倍（如：由10mm/min提高到70mm/min）時(shí)，ds也增加7倍，即纖維離解加快，獲得的漿粗糙，細(xì)纖維化程度不大的較長(zhǎng)纖維。 當(dāng)磨石圓周速度vn減少6倍（如30m/s減少到5m/s時(shí)） 由ts =a/vn知：ts增加6倍，而ds=ts ×vH也增加6倍，即磨石轉(zhuǎn)速變慢，磨出的漿質(zhì)量較粗, 纖維束多

9、。,二．磨木操作及影響因素,磨木漿的生產(chǎn)操作要求在保證漿料質(zhì)量前提下，盡可能降低能量消耗，提高每臺(tái)磨木機(jī)的生產(chǎn)能力。所以，必須根據(jù)原木的質(zhì)量掌握刻石操作，穩(wěn)定工藝條件，以達(dá)到穩(wěn)定磨木漿質(zhì)量的目的。,（一）原木材種和質(zhì)量,原木的材種 我國(guó)適于生產(chǎn)磨木漿的材料，北方多用白松、楊木，南方多用馬尾松、冷杉，這些材料色澤較好，材質(zhì)較松、纖維較長(zhǎng)。各材種必須分別選擇相應(yīng)的磨碎條件，以得到最好的結(jié)果。

10、白松、冷杉生產(chǎn)的磨木漿強(qiáng)度高、白度好，單位能耗低。 馬尾松樹節(jié)多，動(dòng)力消耗較高，樹脂含量較大，紙漿白度稍差，但是密度大，得率高，也能滿足新聞紙的要求。 楊木單位能耗較少，但是漿強(qiáng)度低，可以與白松配用 我國(guó)對(duì)馬尾松的磨木經(jīng)驗(yàn)是，采用高負(fù)荷、鈍石面、高溫低濃磨漿，楊木磨漿則一般采用低負(fù)荷鈍石面磨漿。原木質(zhì)量 原木質(zhì)量包括木材的比重、水分、樹節(jié)、彎曲和腐

11、朽等。其中以水分影響最大。水分低于30%的木材，磨漿時(shí)產(chǎn)量低，質(zhì)量差，動(dòng)力消耗大，原木含水量以40~45%為最適宜，水分超過50%也會(huì)使產(chǎn)量下降。 已經(jīng)開始腐朽的原木材質(zhì)較輕，在同樣磨漿條件下，得到的漿料較粗，纖維束含量多，對(duì)此應(yīng)該輕刻石，用較鈍的磨石磨碎，并相應(yīng)延長(zhǎng)刻石周期。 水上貯存的沉水木，材質(zhì)較好，在生產(chǎn)中應(yīng)相應(yīng)的增大負(fù)荷，勤刻石，以使?jié){料質(zhì)量穩(wěn)定。,（二） 刻石操作,刻石時(shí),應(yīng)首先檢

12、查石面是否平整(否則先找平)，除去卡在長(zhǎng)型擋板處的木片,檢查刻石刀型號(hào)是否合適,安裝是否牢固水平。在同一臺(tái)機(jī)前后使用不同型號(hào)的刻石刀時(shí),先將原有刻紋打平,打平后再刻石。,(三) 磨木漿質(zhì)量的控制,磨石表面的狀態(tài)磨木比壓 磨石線速度 磨石弧長(zhǎng) 漿坑的溫度和濃度 磨石浸漬深度 粗渣再磨,磨石表面的狀態(tài),,1.  磨木過程中磨石表面狀態(tài)的變化及其影響,磨石的表面狀態(tài)影響磨漿的性能,剛刻石時(shí)候,紋鋒銳利,因此以切割纖維為

13、主,產(chǎn)量高,但磨出的紙漿多短硬纖維和粉狀細(xì)料。經(jīng)過一段時(shí)間磨漿后,磨料粒子變成鈍圓,獲得質(zhì)量適宜的漿,但磨石進(jìn)一步變鈍,粗糙度進(jìn)一步減小,產(chǎn)量下降,打漿度升高,又需進(jìn)行刻石提高其鋭度.在一個(gè)刻石周期內(nèi),磨石的工作階段和紙漿產(chǎn)、質(zhì)量的變化如下表所示:,各工作階段時(shí)間的分配大致為:自動(dòng)磨鈍階段占刻石周期的２５％，主要磨漿階段占５０％，其余為緩慢下降階段．生產(chǎn)中采用刻石去鋒，就是為了縮短自動(dòng)磨鈍階段，適當(dāng)提高這一階段的質(zhì)量．

14、為了穩(wěn)定磨木漿質(zhì)量，除需穩(wěn)定其他操作因素外，還應(yīng)盡量減少磨石表面狀態(tài)的改變．這就要求采用強(qiáng)度大的磨石，延長(zhǎng)刻石周期，并穩(wěn)定刻石操作．,２．磨料粒子粒度的影響,粗粒度的磨石生產(chǎn)的漿較粗，含有較多的纖維束，濾水性能高，產(chǎn)量大而動(dòng)力消耗低． 細(xì)粒度的磨石，紙漿質(zhì)量比較好，纖維較細(xì)長(zhǎng)，細(xì)纖維化比較好，濾水性能降低，產(chǎn)量較低，動(dòng)力消耗較高． 粒度的均勻性好的磨石，得到紙漿的質(zhì)量較好，動(dòng)力消耗較低． 磨料粒子平均粒度的選擇主

15、要取決于所要求的漿的質(zhì)量（纖維的粗細(xì)），磨木機(jī)的磨木弧長(zhǎng)和磨石的比壓。,３．磨木刻紋粗細(xì)深淺的影響,一般來說，刻紋細(xì)而淺，磨出的漿料具有較細(xì)小的纖維，刻紋粗而深，則磨出的漿料粗大纖維多. 細(xì)粒度的磨石多用刀號(hào)高的刻石刀,粗粒度的磨石采用刀號(hào)低的刻石刀。粗粒度的磨石，在刻石較淺時(shí)，也可以得到質(zhì)量較好的漿料。如細(xì)粒度的磨石刻石過深，也會(huì)引起質(zhì)量惡化。原木水分高時(shí)，刻石不宜太深，原木水分低則刻石較深。,磨木比壓,1.比壓的計(jì)算,磨

16、木比壓是影響磨木過程的重要因素，它表示每單位磨碎面積上所受的壓力。在磨木過程中，原木與磨石的接觸面積是不斷變化的，因而比壓在一個(gè)很大的范圍內(nèi)變化。由于木材與磨石的幾何面積不可能完全接觸，因此，磨料粒子對(duì)木材的實(shí)際壓力要更高一些。生產(chǎn)中磨木壓力以平均壓力表示。,機(jī)械加壓式磨木機(jī)的比壓，按消耗的功率計(jì)算： P0 =(102Ne ×98.04)/ ue Fe v (kpa) 式中：Ne -------

17、磨木時(shí)的有效功率（KW） ue -------摩擦系數(shù)，通常為0.15~0.25 Fe -------有效磨碎面積（cm2） v -------磨石線速（m/s） 而Fe =B1 bL 式中. B1 ------磨木工作面的有效利用系數(shù), 0.75~0.95

18、 b ------磨木長(zhǎng)度（cm） L ------磨木弧長(zhǎng)(cm) 鏈?zhǔn)侥ツ緳C(jī)的比壓范圍： 大型鏈?zhǔn)?普通鏈?zhǔn)?274—353kpa 176—246kpa,2.比壓對(duì)磨木漿的影響,當(dāng)其他條件不變時(shí)，增加比壓可以提高磨木機(jī)的生產(chǎn)能力，單位電耗略有下降。適當(dāng)增加比壓，

19、可以改善紙漿質(zhì)量。但如比壓太大，產(chǎn)量雖然增加，但漿中粗大纖維增多，細(xì)纖維含量減少，篩選尾漿加大，強(qiáng)度反而降低。 磨木比壓與裝料操作有密切關(guān)系，裝料應(yīng)緊實(shí)，整齊，大小搭配?？ㄟ吥静膽?yīng)選擇單根整原木，防止跑鏈和卡木。為了保持磨木機(jī)電機(jī)負(fù)荷穩(wěn)定，磨木比壓和磨石銳度配合原則是：鈍石面，高比壓；銳石面，低比壓。如前所述，磨木機(jī)裝有自動(dòng)控制裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)料速度，以保持磨木機(jī)的負(fù)荷穩(wěn)定。,磨石線速度,在一定比壓下，磨石線速度提

20、高可以使磨出來的纖維細(xì)長(zhǎng)而富有彈性，使磨木漿質(zhì)量提高。磨木機(jī)的生產(chǎn)能力和動(dòng)力消耗也隨之增加，但在一定范圍內(nèi)，由于產(chǎn)量的增加速度高于動(dòng)力消耗的增長(zhǎng)速度，單位能耗卻相對(duì)減少。 提高磨石線速度是磨木機(jī)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)之一，舊式磨木機(jī)線速度僅為18m/s，現(xiàn)代磨木機(jī)線速度可達(dá)28~31m/s。但線速的增加要受磨石機(jī)械強(qiáng)度的限制。 在磨石運(yùn)轉(zhuǎn)中，由于磨石不斷變小，磨石線速相應(yīng)降低。為穩(wěn)定磨木漿的產(chǎn)量和質(zhì)量，要處理好進(jìn)料速度和磨石線速之間的關(guān)

21、系。,磨石弧長(zhǎng),磨木弧長(zhǎng)是料箱前后壁之間的磨石圓弧長(zhǎng)度。 磨木弧長(zhǎng)增加可提高產(chǎn)量，并增加纖維復(fù)磨與精磨的路程，對(duì)提高紙漿質(zhì)量有利。但弧長(zhǎng)過大則造成過度復(fù)磨，反而使纖維磨碎。另外，較大的磨木弧長(zhǎng)會(huì)增加動(dòng)力消耗。磨木的弧長(zhǎng)一般隨磨木機(jī)規(guī)格的增加而增大，但有一定限度：一方面要考慮原木不會(huì)被卡進(jìn)料箱與磨石的空間；另一方面要避免纖維受到過度的復(fù)磨作用。 鏈?zhǔn)侥ツ緳C(jī)弧長(zhǎng)一般為840~1700毫米，對(duì)于磨木弧長(zhǎng)很大的磨木機(jī)可以使用稍粗一點(diǎn)

22、的磨石或適當(dāng)?shù)脑黾颖葔?，以抵消一部分?fù)磨作用，使紙漿不致磨得太細(xì)。,漿坑的溫度和濃度,1、漿坑溫度與濃度的調(diào)節(jié),在磨漿時(shí)，磨碎區(qū)產(chǎn)生的熱量，除部分散發(fā)外，其余均由磨石和漿料帶入漿坑中以加熱漿料，因此漿坑溫度與磨碎區(qū)產(chǎn)生的熱量有直接關(guān)系，但也與白水溫度和用量有關(guān)。 磨漿溫度應(yīng)該是指磨碎區(qū)的溫度，但生產(chǎn)上往往把漿坑溫度作為磨漿溫度。在同樣的磨漿條件下，改變白水的溫度和用量，可以調(diào)節(jié)漿坑的溫度和濃度。有些磨石機(jī)裝有溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器。,2.

23、磨漿溫度對(duì)磨漿的影響,磨木時(shí)按磨漿溫度可分為冷磨法和熱磨法兩種，漿坑溫度低于50ºC為冷磨法;在溫度為70~95ºC的為熱磨法。目前冷磨法已經(jīng)淘汰。改變磨漿溫度，可以影響紙漿的濾水性，強(qiáng)度以及磨木機(jī)的生產(chǎn)能力和單位動(dòng)力消耗。提高磨漿溫度對(duì)磨木起顯著作用的是對(duì)紙漿質(zhì)量的影響。隨著磨漿溫度的提高，紙漿纖維的分離更為完全，可以生產(chǎn)出強(qiáng)度高，濾水性能較低的細(xì)漿。因此漿坑溫度宜高些。,3.漿坑濃度對(duì)磨漿的影響,漿料濃度對(duì)磨漿

24、的影響與溫度的相反，提高漿坑濃度，雖然在固定的白水溫度下，將提高磨漿溫度，從而降低了動(dòng)力消耗，然而高濃不但降低磨木機(jī)的生產(chǎn)能力，造成大量的漿料復(fù)磨，而且漿料質(zhì)量降低。故在磨漿中高濃并不是所期望的。高于2.0~2.5%為高濃，低于此為低濃。低濃磨漿的優(yōu)點(diǎn)是：由于漿坑中濃度較低，磨石浸漬深度小，磨石表面比較干凈。減少了多復(fù)磨作用和石面糊漿現(xiàn)象，從而降低了細(xì)小纖維的含量，提高漿料強(qiáng)度和磨木機(jī)的生產(chǎn)能力，并降低單位電耗。,4.高溫低濃是較理想

25、的磨漿條件,為了達(dá)到高溫低濃，生產(chǎn)中一般將白水溫度控制在合理的范圍內(nèi)，以利于提高磨碎區(qū)溫度；同時(shí)適當(dāng)調(diào)節(jié)噴水量，保持一定的漿坑濃度。若白水溫度過低，則用蒸汽加熱。目前各廠的漿坑溫度多保持在70~85ºC范圍內(nèi)，漿坑溫度較白水溫度高10ºC左右，濃度控制在2.0%左右或以下。,磨石浸漬深度,將磨石浸入漿內(nèi)可以清洗磨石表面，同時(shí)使磨石得到均勻的冷卻。磨石浸漬深度是以漿坑檔板高度調(diào)節(jié)的。漿坑濃度越大，則磨石的浸漬深度也應(yīng)越

26、大。當(dāng)磨漿溫度和漿坑濃度不變而增加浸漬深度時(shí)，則磨木機(jī)的生產(chǎn)能力下降，單位電耗高，但漿料質(zhì)量有所改善。（如裂斷長(zhǎng)提高及細(xì)小纖維含量略有增加）。,粗渣再磨,多年來我國(guó)新聞紙廠都將磨木漿的平篩粗渣送回磨木機(jī)再磨，這樣不單影響磨木機(jī)的能力的發(fā)揮，而且磨出來的漿纖維束多，影響質(zhì)量的提高。而精選機(jī)的粗渣使用老式再磨機(jī)處理效果也很差。為此不少工廠都改革生產(chǎn)流程，如有的工廠使用經(jīng)改造的Φ915雙盤磨在高濃下處理篩渣，漿的質(zhì)量明顯提高。,第二節(jié) 木片

27、機(jī)械磨木漿(RMP)及熱磨木片磨木漿(TMP),木片機(jī)械磨木漿及熱磨木片磨木漿的概述 木片磨木漿以及熱磨木片磨木漿的生產(chǎn)方法,一、木片機(jī)械磨木漿及熱磨木片磨木漿的概述,這是30多年來發(fā)展起來的一種機(jī)械制漿法，不用化學(xué)藥品，采用盤磨機(jī)來分離和精磨纖維。根據(jù)不同的制漿工藝過程分為RMP和TMP兩種。近年來，這種制漿方法有了迅速發(fā)展，特別是TMP，可以看做是由RMP發(fā)展來更由發(fā)展前途的方法。,優(yōu)點(diǎn)：1.使用原料范圍廣，木材利用率高。過去磨

28、石磨木機(jī)不宜使用的制材廠的邊材，刨花，鋸末都可用作原料，枝椏材及一部分闊葉樹種也可以使用。2.生產(chǎn)能力大，占地面積小，自動(dòng)化程度高，大大的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。3.RMP和TMP的強(qiáng)度較相同打漿度的GWP高，抄紙性能好，不透明度和印刷性能也好，可減少新聞紙中化學(xué)漿的配比。4.操作穩(wěn)定，控制方便，質(zhì)量適應(yīng)性范圍大，改變磨盤齒型和磨盤間隙及生產(chǎn)條件，可得到不同質(zhì)量紙漿。在磨漿前對(duì)木片預(yù)處理，可提高紙漿質(zhì)量。5.可以減少對(duì)環(huán)境的污染。,,

29、缺點(diǎn)：1.RMP和TMP的單位電耗要比GMP高50%以上，針葉木的動(dòng)力消耗為1500~2000千瓦時(shí)/噸漿；2.盤磨機(jī)磨盤使用壽命短，設(shè)備維修費(fèi)用高，維修工作量大；3.成紙平滑度較低，白度稍差。,二、木片磨木漿以及熱磨木片磨木漿的生產(chǎn)方法,（一）木片磨木漿（RMP－Refine Mechanical Pulp）,,磨漿過程磨漿時(shí)木片進(jìn)入兩個(gè)高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)的磨盤之間，在磨盤的破碎區(qū)木片先被破碎成火柴桿狀，然后進(jìn)入磨碎區(qū)，這時(shí)木桿一部

30、分受磨齒的機(jī)械作用，更主要靠木桿之間的摩擦、撕裂作用，被磨成木絲。之后在精磨區(qū)被分離成纖維并細(xì)纖維化。在磨碎中由于很高的摩擦作用而產(chǎn)生高溫，使木片加熱，因而纖維能在比較不受損傷的情況下分離。因此而木片磨木漿較磨石磨木漿的長(zhǎng)纖維組分含量高，強(qiáng)度也較高，但不透明度稍低。 磨漿過程基本上可分為兩個(gè)階段：首先將木片磨成單根纖維而盡可能不降低纖維長(zhǎng)度生成碎片，因此在此階段濃度要高，磨盤間隙要大一些，使木片與木片相互摩擦而離解；其次是將纖維進(jìn)

31、一步細(xì)纖維化，因而要求纖維受到較多機(jī)械作用，在此階段磨盤間隙要小，濃度稍低。 在盤磨機(jī)磨漿中，從木片到制成質(zhì)量符合要求的紙漿，要想在一次處理中完成比較困難，必須用分段磨漿。,（二）熱磨木片磨木漿（TMP-ThermoMechanical Pulp）,原料木片經(jīng)短時(shí)間高溫預(yù)汽蒸后，在壓力下用盤磨機(jī)磨碎所得得紙漿，叫熱磨木片磨木漿（TMP）,1、熱磨木片磨木漿的工藝條件,（1）預(yù)熱的溫度，壓力和時(shí)間,預(yù)汽蒸和磨漿的溫度，應(yīng)不超過木素的玻璃態(tài)

32、轉(zhuǎn)化溫度120~135ºC。當(dāng)磨漿溫度高于木素玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度時(shí)，由于木素已經(jīng)充分軟化，纖維的分離發(fā)生在木素含量高的胞間層和初生壁之間，雖纖維較易離解，但軟化了的木素附在纖維上，當(dāng)一段磨漿后的漿料溫度一降低，木素就凝固為玻璃狀的覆蓋層，防礙分離出的纖維在二段磨漿時(shí)的進(jìn)一步細(xì)纖維化，磨漿需要更多的動(dòng)力，打漿度上升少而白度顯著降低。當(dāng)磨漿溫度在接近于木素的轉(zhuǎn)化溫度時(shí)，木素大部分還沒有充分軟化 ，纖維主要在次生壁外層和初生壁之間分離，

33、纖維易于細(xì)纖維化。此時(shí)由于溫度亦較高，纖維易于分離，一段磨漿所需要的動(dòng)力較少，同時(shí)長(zhǎng)纖維含量較多，紙漿強(qiáng)度高，總的動(dòng)力消耗比普通木片磨木漿的動(dòng)力消耗少，而白度并不怎么降低。,實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)證明，在98~294Kpa壓力下，汽蒸1~2min, 木片預(yù)熱的時(shí)間已經(jīng)足夠。如壓力超過294Kpa, 紙漿的白度和不透明度會(huì)明顯下降，而動(dòng)力消耗增加。 但如蒸氣的壓力低于98Kpa，纖維束含量將增加，紙漿特性無任何改善。在上述壓力范圍內(nèi)改善預(yù)熱木片的溫

34、度（壓力），在一定程度上能調(diào)節(jié)紙漿的質(zhì)量。通常生產(chǎn)紙板用的漿，壓力偏高一些；生產(chǎn)文化印刷用紙的漿壓力多在196Kpa以下，以獲得較好的光學(xué)性能。,（2）磨漿濃度,高濃磨漿是TMP的質(zhì)量關(guān)鍵，應(yīng)在20%~30%的范圍內(nèi)。第一段目的在于離解纖維，為避免纖維切斷，主要依靠木片間相互摩擦作用來分離纖維，漿濃度應(yīng)高一些，一般在25%左右。第二段主要在于發(fā)展強(qiáng)度，故要求產(chǎn)生細(xì)纖維化作用，磨漿濃度不應(yīng)太高，一般在20%左右。,（3）能量分配,研究表明

35、：第一段的磨漿的動(dòng)力消耗是一個(gè)重要的操作因素，為制得打漿度相同的漿料，增加壓力磨漿段的動(dòng)力輸入，可以減少磨漿的總動(dòng)力消耗，但所得的漿纖維長(zhǎng)度小，物理強(qiáng)度較低，碎片含量多。據(jù)研究，TMP第一段壓力磨漿的能量消耗占總動(dòng)力消耗的50%時(shí)，可以獲得最高的強(qiáng)度。,2.熱磨木片磨木漿質(zhì)量,TMP有如下特點(diǎn)： (1)長(zhǎng)纖維組分含量高。纖維束含量少； (2)各項(xiàng)強(qiáng)度比普通木片磨木漿高，特別是撕裂度更高； (3)雖然經(jīng)過預(yù)熱，但白度降低少

36、。TMP具有其他磨木漿的優(yōu)點(diǎn)，而且有其本身的特點(diǎn), 當(dāng)它成為各種紙張的一個(gè)組分時(shí), 可以大大減少或不需用化學(xué)木漿,并為擴(kuò)大使用闊葉木創(chuàng)造條件,因而具有廣闊的前景。,三種磨木漿的質(zhì)量比較,第三節(jié) 半化學(xué)漿和化學(xué)機(jī)械漿,中性亞硫酸鹽半化學(xué)漿化學(xué)機(jī)械漿,一、中性亞硫酸鹽半化學(xué)漿,即所謂NSSC漿（Neutral Sulfite Semi-Chemical）,蒸煮液主要成分Na2SO3及緩沖劑Na2CO3 、NaHCO3等，在適當(dāng)高溫

37、下（150~190ºC），蒸煮后，再用盤磨機(jī)磨解。,(一).蒸煮時(shí)各成分的反應(yīng)和變化,木素:主要限于木素中的酚型結(jié)構(gòu)單元, 磺化速度很慢,反應(yīng)不完全.半纖維素:雖然不易水解,但通過中和易于除去的乙?；推渌峄癓CC的水解,有一定數(shù)量溶出,但很少降解. 由于ＮＳＳＣ法對(duì)半纖維素的溫和作用，ＮＳＳＣ漿容易打漿，漂白后能抄造緊度大，強(qiáng)度高的紙張。纖維素:降解極少.,(二).蒸煮參變數(shù),1.原料品種,木素含量超過30%,且抗拒

38、性大時(shí),制半化漿有困難,因此,針葉木不宜.闊葉木較好.闊葉木中比重小的易于滲透,最適于NSSC漿如樺木、白楊等，而山毛櫸稍差，櫟木最差。2.藥液的組成：大多使用Na2SO3 ,使用（NH4）2SO3蒸煮，蒸煮速度變快，但漿的顏色暗、強(qiáng)度差。緩沖劑是用來中和蒸煮初期形成的有機(jī)酸，用量取決于產(chǎn)生酸的多少及性質(zhì)，一般為木材絕干重量的1.5~3.0%（以Na2O計(jì)）。緩沖劑還能影響漿的白度，使用NaHCO3能獲得白度高的漿。3. 液比低

39、的液比，蒸汽消耗低，藥液濃度高，一般在保證均勻滲透的前提下，使用較低的液比，一般為1.5:1~4:1.4.藥品用量 直接影響蒸煮的程度和得率,增加藥品用量,會(huì)降低得率,但能增加強(qiáng)度,因此考慮到原料情況及漿的質(zhì)量要求.5.溫度 增加溫度能增加反應(yīng)速度,升高10ºC的溫度系數(shù)為2~3.由于本法的“中性”特點(diǎn)，溫度應(yīng)高一些。一般在160~185ºC.6.時(shí)間以已消耗90~95%的藥品加入量為終點(diǎn)

40、.,(三).蒸煮的設(shè)備,可以使用蒸球等間歇設(shè)備,更適用于連續(xù)蒸煮設(shè)備,如:M-D型斜管式蒸煮器 ，湯佩拉BC連續(xù)蒸煮器。,(四).半化漿的機(jī)械處理,同木片磨木漿,用盤磨機(jī)磨碎,離解及細(xì)纖維化.,二、化學(xué)機(jī)械漿,,(一).CMP(Chemical Mechanical Pulp),在常溫或在一定溫度(壓力)下,用化學(xué)藥品處理木片(草片),然后在磨漿機(jī)里磨解成漿. 此法已有較長(zhǎng)的歷史,最早于1947年出現(xiàn)第一次研究的報(bào)道

41、。最先使用的是冷堿法(Cold Soda CMP)，此法至今仍在CMP領(lǐng)域中占主要地位. 又出現(xiàn)在一定溫度(壓力)下進(jìn)行化學(xué)處理,并使用Na2SO3 .,1.流程.,2.設(shè)備包括:(1) 木片分選設(shè)備。(2) 化學(xué)預(yù)處理設(shè)備:蒸球、蒸煮鍋、斜式和橫管式連續(xù)蒸煮器、壓力浸漬器等。（3）螺旋壓榨機(jī)：用于預(yù)離解及回收廢液。（4）盤磨機(jī)（5）篩選及凈化設(shè)備（6）漂白設(shè)備3.CMP的纖維離解原理 化學(xué)處理的潤(rùn)脹差異使胞

42、間層及纖維的體積增加不同，而胞腔體積大大減少，這便產(chǎn)生了應(yīng)力，而這種應(yīng)力在磨漿時(shí)在胞間層、初生壁及次生壁之間產(chǎn)生了破裂，并暴露出微纖維。顯微鏡觀察CMP可發(fā)現(xiàn)大量的未被破壞的暴露出次生壁及微纖維的纖維。,4．CMP的化學(xué)成分變化以楊木（aspen）的CMP為研究對(duì)象的報(bào)告中指出，漿的損失隨堿耗的增加而增加，溶出物主要為半纖維素。當(dāng)漿的得率為90~93%時(shí)，有5~10%的木素及碳水化合物溶出，其中主要為半纖維素，溶出的木素很少，大量是

43、乙?；罱难芯恐赋觯艹龅陌肜w維素主要是木糖（Xylan）。5.CMP的漂白 漂白方法：同磨木漿 漂白劑：亞氯酸鈉、過氧化物（鈉或氯）、亞硫酸鈉 漂白程度：可從40~50%漂至60~70%6.廢液的回收及排放 化學(xué)處理后的廢液可以補(bǔ)充化學(xué)藥品后再次使用。 洗漿后的廢液可以回用做磨漿機(jī)、篩選和凈化稀釋水。 很明顯，反應(yīng)產(chǎn)物隨白水排走或者由漿帶走，如果工廠的產(chǎn)量不大，其環(huán)境污染的影響可以

44、忽略；如果工廠的產(chǎn)量很大，可以和工廠的堿回收系統(tǒng)交叉回收。,（二）CTMP（Chemical Thermo-Mechanical Pulp）,CTMP的發(fā)展不是突然出現(xiàn)的，是長(zhǎng)期進(jìn)行基礎(chǔ)研究的結(jié)果。CTMP是強(qiáng)化處理的CMP，也是TMP的改進(jìn)。CTMP是TMP 的熱軟化作用與CMP的化學(xué)軟化作用的相加，使紙漿的強(qiáng)度提高。采用加熱和化學(xué)藥品處理的改良法，能使采用的材料擴(kuò)大、質(zhì)量提高，并使紙漿用途增大，這可能是來自對(duì)纖維素、木素化學(xué)基礎(chǔ)研

45、究進(jìn)步的貢獻(xiàn)。 關(guān)于高得率紙漿強(qiáng)度特性與影響因素，應(yīng)該從纖維長(zhǎng)度與形態(tài)學(xué)參數(shù)來考慮，為了達(dá)到紙漿的高強(qiáng)度，希望：（1）長(zhǎng)纖維組分多；（2）細(xì)纖維化的程度高；（3）細(xì)纖維的結(jié)合性能好。CTMP就是為了滿足這三個(gè)條件而進(jìn)行的，這個(gè)方法是成功的。,1.CTMP典型流程圖,木片 汽蒸 化學(xué)藥品浸漬 預(yù)熱 熱磨 漿池 壓力篩 除渣器 洗漿 濃縮 漂白

46、 篩渣脫水 洗滌 篩渣磨漿 貯存,,,,,,,,,,,,,,,,,,2、工藝條件(1)化學(xué)藥品的使用 一般使用亞硫酸鈉和氫氧化鈉，

47、單獨(dú)使用或混合使用。使用的藥品的種類和處理?xiàng)l件對(duì)處理效果是有充分了的，圖中表示不同的NaOH/ Na2SO3含量對(duì)CTMP強(qiáng)度的影響。一方面由于NaOH能使半纖維素、木素與水的作用能力增強(qiáng)，潤(rùn)脹增加，使磨漿后能得到細(xì)纖維化的長(zhǎng)纖維和細(xì)小纖維。另方面，由于Na2SO3對(duì)木素的磺化作用，產(chǎn)生的磺酸基在水中負(fù)離子性強(qiáng)，因而生產(chǎn)大量的潤(rùn)脹作用。圖中堿性大的一邊，強(qiáng)度提高大，這是由于NaOH在Na2SO3的存在中，磺化作用可得二者相乘的結(jié)果。

48、一般Na2SO3加入量1%~5%NaOH加入量1%~7%,(2)預(yù)蒸（化學(xué)浸漬）溫度和時(shí)間 120~130ºC 2~5分(3)        熱磨條件同TMP(4)漂白同機(jī)械漿的漂白，一般使用H2O2（或Na2O2）,3、 CTMP的質(zhì)量性能（1）和TMP相比a.  長(zhǎng)纖維含量大大增加，纖維束含量減少。（圖

49、略）b.   纖維柔軟性增加，紙頁緊度提高。c.   裂斷長(zhǎng)和耐破度提高。d.   使用Na2SO3時(shí)，白度提高，改善了可漂性。e.    不透明度未降低。f.     從CTMP易于脫除樹脂?；趬A性條件和磨盤機(jī)中強(qiáng)烈的渦旋，樹脂得到很好的分離，

50、并在隨后的洗滌階段中極易洗去。,（2）和化學(xué)漿相比 如下表所示：,從上表看出，楊木的CTMP與KP性能較近，且具有較好的不透明度和得率，但白度較差。云杉的CTMP的裂斷長(zhǎng)及耐破指數(shù)與云杉的KP相差較大，但撕裂指數(shù)很接近，且有較好的不透明度和得率，白度仍較差，返黃比KP快一倍。從以上比較看出，CTMP可以部分代替KP的用途。另外，CTMP且具有較好的吸水性能，松厚度較高，柔軟性能也較好，可用于毛巾紙、薄紙等。BCTMP代替BK