高得率制漿概述

高得率制漿概述第1頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月溫習(xí)：1植物纖維原料的化學(xué)組成：2制漿手段：（1）化學(xué)的方法（2）機(jī)械的方法？第2頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月磨漿貯漿備用

原料貯存?zhèn)淞辖n(蒸煮)和磨漿

篩選漂白蒸煮洗滌抄紙出售1、什么是制漿過程？制漿是指利用化學(xué)或機(jī)械的方法，或兩者結(jié)合的方法，使植物纖維原料離解變成本色紙漿或進(jìn)一步變成漂白紙漿的生產(chǎn)過程，它包含下列基本過程：2、制漿方法有哪些？化學(xué)法：堿法（NaOH、KP）、亞硫酸鹽法機(jī)械法：原木磨木法（磨石磨木法SGW）、木片磨木法（RMP、TMP）化學(xué)機(jī)械法：化學(xué)熱磨法（CTMP）、磺化化機(jī)漿（SCMP）、APMP半化學(xué)法：中性亞硫酸鹽半化學(xué)法（NSSC）第3頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)概述（Introduction）第4頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月一、高得率漿的分類1、機(jī)械法制漿（MechanicalPulping）單純利用機(jī)械磨解作用將纖維原料（主要是木材，也有非木材）制成紙漿的方法。制漿得率很高，在95%以上。例如：RMP、TMP。2、化學(xué)機(jī)械法制漿（ChemimechanicalPulping）采用化學(xué)預(yù)處理和機(jī)械磨解處理的制漿方法。制漿得率一般80%-95%。例如：CTMP、SCMP、APMP、PRC-APMP?；瘜W(xué)機(jī)械法制漿與機(jī)械法制漿不同之處為有化學(xué)軟化預(yù)處理階段，與化學(xué)法制漿不同之處為化學(xué)處理過程比較溫和。3、半化學(xué)法制漿（SemichemicalPulping）包括化學(xué)預(yù)處理和機(jī)械后處理兩個(gè)階段，化學(xué)處理比化學(xué)制漿法溫和，紙漿得率較高。通常半化學(xué)漿得率可以達(dá)到65％～84%，紙漿得率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通化學(xué)漿（50%），也高于高得率化學(xué)漿。例如：NSSC、ASSC。第5頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月二、名詞術(shù)語SGW(StoneGroundwood)磨石磨木漿（常壓磨木）PGW

(PressureGroundwood)壓力磨石磨木漿（帶壓磨木）TGW(ThermoGroundwood)高溫磨石磨木漿RMP(RefinerMechanicalPulp)盤磨機(jī)械漿TMP(ThermomechanicalPulp)熱磨機(jī)械漿PRMP

(PressureRefinerMechanicalPulp)壓力盤磨機(jī)械漿CMP

(ChemimechanicalPulp)化學(xué)機(jī)械漿CTMP(ChemithermomechanicalPulp)化學(xué)熱磨機(jī)械漿APMP(AlkalinePeroxideMechanicalPulp)

堿性過氧化氫機(jī)械漿第6頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月P-RCAPMP(PreconditioningRefinerChemicalAPMP)溫和預(yù)處理和盤磨化學(xué)處理的堿性過氧化氫機(jī)械漿SCMP(SulfonatedChemimechanicalPulp)磺化化學(xué)機(jī)械漿Bio-MP(Bio-MechanicalPulp)生物機(jī)械漿TMCP(ThermomechanicalChemicalPulp)熱磨機(jī)械化學(xué)漿EMP(ExtruderMechanicalPulp)擠壓法機(jī)械漿SCP（Semi-ChemicalPulp）半化學(xué)法漿NSSC(NeutralSulphiteSemi-Chemicalpulp)中性亞硫酸鹽法半化學(xué)漿ASSC(AlkalineSulphiteSemi-Chemicalpulp)堿性亞硫酸鹽法半化學(xué)漿第7頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月三、高得率漿制漿的發(fā)展SGWRMP和TMPCMPCTMPAPMP和P-RCAPMP發(fā)展高得率制漿的意義：1.充分合理地利用植物纖維原料資源2.減輕制漿廢水中的污染物質(zhì)3.滿足產(chǎn)品性能的需要第8頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)磨石磨木漿

（StoneGroundwood,SGW)第9頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月SGW的特點(diǎn)：是所有漿種中得率最高、生產(chǎn)成本最低、環(huán)境污染最小的制漿方法（得率>95%）強(qiáng)度較差、白度穩(wěn)定性較低具有優(yōu)良的不透明度與吸墨性，適印性好，紙質(zhì)柔軟；在新聞紙、印刷紙的生產(chǎn)中仍占一席之地。生產(chǎn)SGW流程：第10頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月一、磨木機(jī)與磨石第11頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月原木磨石第12頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月第13頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）磨木機(jī)：

袋式間歇式庫式大北式

1．按生產(chǎn)操作方式卡米爾式連續(xù)式鏈?zhǔn)江h(huán)式、螺旋式

卡米爾式大北式水力加壓庫式袋式

2．按加壓方式分鏈?zhǔn)綑C(jī)械加壓環(huán)式螺旋式

3.按結(jié)構(gòu)形式分：鏈?zhǔn)?、環(huán)式、庫式、袋式等。第14頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月第15頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月

1、鏈?zhǔn)侥ツ緳C(jī)

主要由磨石1、活動(dòng)料箱2、鏈條3、漿坑4、刻石裝置5、鏈條傳動(dòng)裝置6等組成。

第16頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、大北式磨木機(jī)第17頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、Kamyr式磨木機(jī)第18頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）磨石

天然磨石磨石水泥磨石人造磨石陶瓷磨石（為主）

人造磨石主要由磨料粒子與粘合劑兩種物料組成。磨料粒子大——生產(chǎn)能力大、漿粗劣磨料粒子鋒利——切斷作用大、短纖維多。最適宜的磨料粒子應(yīng)呈多角形，棱角較平鈍。磨石的氣孔率和硬度，取決于粘合劑的性質(zhì)及與磨料粒子的配比。決定磨石的性能，影響生產(chǎn)能力和紙漿質(zhì)量。理想的粘合劑應(yīng)與磨料粒子同時(shí)磨掉，或比磨料粒子磨掉的時(shí)間稍快第19頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月第20頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月表面拼接著陶瓷的磨石第21頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月磨石表面的刻紋第22頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月水力刻石裝置和刻石刀刀紋第23頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月二、磨木機(jī)磨漿原理及影響因素（重點(diǎn)）第24頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月(一)磨漿原理磨木漿的現(xiàn)代磨漿理論是壓力脈沖理論，磨木過程中纖維的離解可分為三個(gè)階段：

（1）由磨擦及壓力脈沖產(chǎn)生的能量（摩擦能與振動(dòng)能）被木材吸收后，轉(zhuǎn)化為熱能，使木材溫度升高，胞間層木素軟化；（2）經(jīng)軟化的纖維在摩擦力及剪切力的作用下由木材表面剝離下來；（3）剝離下來的纖維與纖維束聚集于磨石刻紋的溝槽中，在移出的過程中受到復(fù)磨與精磨。三個(gè)階段密切相關(guān)，相互影響。第25頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月第26頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月可以設(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。磨漿過程中的能量傳遞摩擦系數(shù)=切向摩擦力/徑向振動(dòng)力第27頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月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。第28頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月磨漿過程中纖維離解進(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）

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

第29頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月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20~40μm，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：

5×10-2×100~20×10-2×600（ms）即5~120ms或0.005~0.12s當(dāng)喂料速度vH提高7倍（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纖維。當(dāng)磨石圓周速度vn減少6倍（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。第30頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）影響磨木機(jī)磨漿的因素

1.原木質(zhì)量：水分40~45%為宜。水分小于20~30%時(shí)，產(chǎn)量與質(zhì)量下降，動(dòng)力消耗增加；水分大于50%時(shí)，產(chǎn)量下降。原木的材種影響漿料的質(zhì)量、白度、得率和能耗。

2.磨石的表面狀態(tài)：紋鋒銳利時(shí)產(chǎn)量高，單位電耗低，但以切割作用為主，磨出纖維短硬，碎料多。所以刻石后要去鋒。紋鋒完全變鈍后，產(chǎn)量下降，電耗上升，此時(shí)需要磨石。在一個(gè)磨石周期的中間一段時(shí)間內(nèi)，紋鋒鈍圓，得到質(zhì)量適宜的漿料。

3.磨木比壓：指單位磨碎面積上所受的壓力（與裝料操作有關(guān)）比壓增加：產(chǎn)量增加，粗纖維增加，紙漿強(qiáng)度下降。比壓應(yīng)與磨石紋鋒配合，鈍的紋鋒應(yīng)相應(yīng)提高比壓。第31頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月

4.

磨石線速：線速增加，產(chǎn)量和動(dòng)力消耗增加，但一定范圍內(nèi)單位動(dòng)力消耗有所降低。一定壓力下提高線速可提高磨碎區(qū)溫度，磨出纖維細(xì)長而較柔韌。由于線速受磨石機(jī)械強(qiáng)度限制，現(xiàn)代磨木機(jī)多采用大直徑磨石來提高線速。

5.

磨木溫度與漿濃：由于磨碎區(qū)溫度不易測量，生產(chǎn)中往往測定漿坑溫度。調(diào)節(jié)噴入漿坑的白水溫度和噴水量，可以調(diào)節(jié)溫度和漿濃。提高溫度：纖維分離較容易，漿強(qiáng)度高，濾水性好。生產(chǎn)中一般控制漿坑溫度在75~85oC。提高漿濃：生產(chǎn)能力下降，大量漿料被復(fù)磨，漿料強(qiáng)度下降。生產(chǎn)中一般控制漿濃在2.0%。P119：生產(chǎn)控制中漿坑溫度、漿濃和白水濃度的關(guān)系（高溫低濃為較理想的磨漿條件）圖3-12為漿坑溫度和漿濃對紙漿裂斷長的的影響第32頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月

6.磨石浸漬深度：浸入漿中的目的是為了清洗磨石表面，均勻冷卻磨石。浸漬深度可由漿坑擋板調(diào)節(jié)

國外發(fā)展的無漿坑磨木:將漿坑擋板放低，使磨石不浸入漿中，可減少磨石運(yùn)行中的阻力;用高壓噴水消除復(fù)磨，降低漿料打漿度和能耗，延長刻石周期，穩(wěn)定漿料質(zhì)量;但需嚴(yán)格控制噴水溫度、壓力、噴水量和在整個(gè)磨石面上噴水均勻，以保證漿的質(zhì)量和磨石安全。第33頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月第34頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月三、其他磨石磨木漿第35頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1壓力磨石磨木漿（PGW）

2高溫磨石磨木漿（T