化学机械浆.ppt

1、第三章第三章 高得率制浆（高得率制浆（High Yield Pulping）1Tianjin University of Science&Technology第四节第四节 化学机械浆化学机械浆（ChemimechanicalChemimechanical Pulp Pulp）CMP、CTMP、SCMP第三章第三章 高得率制浆（高得率制浆（High Yield Pulping）2Tianjin University of Science&Technology在常温或在一定温度在常温或在一定温度(压力压力)下，用化学药品下，用化学药品预处预处理（预浸渍）理（预浸渍）木片木片(草片草片)，然后，然后

2、常压下在常压下在磨浆机磨浆机里磨解成浆，并进行制浆后处理（消潜、筛选、里磨解成浆，并进行制浆后处理（消潜、筛选、漂白等）。漂白等）。此法已有较长的历史，最早于此法已有较长的历史，最早于1947年出现第一年出现第一次研究的报道。最先使用的是次研究的报道。最先使用的是冷碱法冷碱法(Cold Soda CMP)，此法至今仍在，此法至今仍在CMP领域中占主要领域中占主要地位。后来又出现在一定温度地位。后来又出现在一定温度(压力压力)下进行化学下进行化学处理，并使用处理，并使用Na2SO3。按使用药液的不同，按使用药液的不同，CMP可分为：冷碱法和亚可分为：冷碱法和亚硫酸盐法。后者发展为硫酸盐法。后者发

3、展为SCMP。CMP发展发展第三章第三章 高得率制浆（高得率制浆（High Yield Pulping）3Tianjin University of Science&TechnologyCMP(ChemimechanicalPulp)化学化学(盘磨盘磨)机械浆机械浆得率：得率：8090%（化学处理程度比（化学处理程度比CTMP强烈）强烈）基本流程：基本流程：木片化学预处理（预浸渍）盘磨机磨浆筛选化学预处理（预浸渍）中的化学药品一般为：NaOH,Na2SO3,Na2SO3+NaOH(NH4)2SO3+NaOH(或其它pH缓冲剂如MgO等)NaOH+H2O2等CMP特点：强度优于RMP、TMP可用

4、于配抄新闻纸、印刷纸、书写纸等第三章第三章 高得率制浆（高得率制浆（High Yield Pulping）4Tianjin University of Science&Technology设备包括设备包括:（1）木片分选设备。）木片分选设备。（2）化学预处理设备化学预处理设备:蒸球、蒸煮锅、斜式和横管式连续蒸蒸球、蒸煮锅、斜式和横管式连续蒸煮器、煮器、压力浸渍器压力浸渍器等。等。（3）螺旋压榨机：用于预离解及回收废液。螺旋压榨机：用于预离解及回收废液。（4）盘磨机）盘磨机 （5）筛选及净化设备）筛选及净化设备 （6）漂白设备）漂白设备CMP的纤维离解原理的纤维离解原理（重点，主要指冷碱法）（重

5、点，主要指冷碱法）化学处理的润胀差异使胞间层及纤维的体积增加不同，而胞化学处理的润胀差异使胞间层及纤维的体积增加不同，而胞腔体积大大减少，这便产生了应力，而这种应力在磨浆时在腔体积大大减少，这便产生了应力，而这种应力在磨浆时在胞间层、初生壁及次生壁之间产生了破裂，并暴露出微纤维。胞间层、初生壁及次生壁之间产生了破裂，并暴露出微纤维。显微镜观察显微镜观察CMP可发现大量的未被破坏的暴露出次生壁及微可发现大量的未被破坏的暴露出次生壁及微纤维的纤维。纤维的纤维。第三章第三章 高得率制浆（高得率制浆（High Yield Pulping）5Tianjin University of Science&T

6、echnologyCMP的化学成分变化的化学成分变化一般地，一般地，CMP浆的损失随碱耗的增加而增加浆的损失随碱耗的增加而增加，溶出物主要为，溶出物主要为半纤维素半纤维素。当浆的得率为。当浆的得率为9093%时，有时，有510%的木素及碳的木素及碳水化合物溶出，其中主要为半纤维素，溶出的木素很少。水化合物溶出，其中主要为半纤维素，溶出的木素很少。CMP的漂白的漂白漂白方法：同磨木浆漂白方法：同磨木浆漂白剂：亚氯酸钠、过氧化物、亚硫酸钠漂白剂：亚氯酸钠、过氧化物、亚硫酸钠 漂白程度：可从漂白程度：可从4050%ISO漂至漂至6070%ISO废液的回收及排放废液的回收及排放化学处理后的废液可以补充

7、化学药品后再次使用。化学处理后的废液可以补充化学药品后再次使用。洗浆后的废液可以回用做磨浆机、筛选和净化稀释水。洗浆后的废液可以回用做磨浆机、筛选和净化稀释水。第三章第三章 高得率制浆（高得率制浆（High Yield Pulping）6Tianjin University of Science&TechnologyCTMP的的发发展展不不是是突突然然出出现现的的，是是长长期期进进行行基基础础研究的结果。研究的结果。CTMP是是强强化化处处理理的的CMP，也也是是TMP的的改改进进。CTMP是是TMP的的热热软软化化作作用用与与CMP的的化化学学软软化化作用的相加，使纸浆的强度提高。作用的相加

8、，使纸浆的强度提高。采采用用加加热热和和化化学学药药品品处处理理的的改改良良法法，能能使使采采用用的的原料种类扩大、质量提高，并使纸浆用途增加。原料种类扩大、质量提高，并使纸浆用途增加。CTMP(Chemithermomechanical Pulp)化学热磨机化学热磨机械浆（械浆（BCTMP：漂白化学热磨机械浆）漂白化学热磨机械浆）第三章第三章 高得率制浆（高得率制浆（High Yield Pulping）7Tianjin University of Science&Technology关于高得率纸浆强度特性与影响因素，应该从纤维关于高得率纸浆强度特性与影响因素，应该从纤维关于高得率纸浆强度特

9、性与影响因素，应该从纤维关于高得率纸浆强度特性与影响因素，应该从纤维长度与形态学参数来考虑，为了达到纸浆的长度与形态学参数来考虑，为了达到纸浆的长度与形态学参数来考虑，为了达到纸浆的长度与形态学参数来考虑，为了达到纸浆的高强度高强度高强度高强度，希望：希望：希望：希望：l l（1 1）长纤维组分多；）长纤维组分多；）长纤维组分多；）长纤维组分多；l l（2 2）细纤维化的程度高；）细纤维化的程度高；）细纤维化的程度高；）细纤维化的程度高；l l（3 3）细纤维的结合性能好。）细纤维的结合性能好。）细纤维的结合性能好。）细纤维的结合性能好。CTMPCTMP就是为了满足这三个条件而进行的。就是为了

10、满足这三个条件而进行的。就是为了满足这三个条件而进行的。就是为了满足这三个条件而进行的。CTMP(Chemithermomechanical Pulp)化学热磨机化学热磨机械浆（械浆（BCTMP：漂白化学热磨机械浆）漂白化学热磨机械浆）第三章第三章 高得率制浆（高得率制浆（High Yield Pulping）8Tianjin University of Science&Technology得率：得率：8090%基本流程：基本流程：（挤压）（挤压）木片木片汽蒸汽蒸浸渍浸渍预热预热压力磨浆压力磨浆筛选筛选CTMP特点：特点：（1）平均纤维长度较大，碎片含量低；平均纤维长度较大，碎片含量低；（2）

11、针叶木针叶木CTMP强度可接近化学浆。强度可接近化学浆。可用于生产新闻纸、印刷书写纸、卫生纸、纸板、绒毛浆等。可用于生产新闻纸、印刷书写纸、卫生纸、纸板、绒毛浆等。（一）（一）CTMP 生产流程生产流程化学药品化学药品第三章第三章 高得率制浆（高得率制浆（High Yield Pulping）9Tianjin University of Science&Technology常压汽蒸常压汽蒸 化学浸渍化学浸渍 预热预热 磨浆磨浆 未漂浆未漂浆磨浆机磨浆机第三章第三章 高得率制浆（高得率制浆（High Yield Pulping）10Tianjin University of Science&Te

12、chnology1 化学处理的目的和任务化学处理的目的和任务 化学处理的化学处理的目的目的：1)在高纸浆得率基础上，生产出在高纸浆得率基础上，生产出满足某种满足某种产品性能产品性能的高得率纸浆；的高得率纸浆；2)降低降低生产成本生产成本，少用或不用高价的长纤维化学浆；，少用或不用高价的长纤维化学浆；3)开辟开辟制浆原料来源制浆原料来源，充分利用其他制浆方法不太适宜或较少使用，充分利用其他制浆方法不太适宜或较少使用的阔叶木；的阔叶木；4)软化纤维，提高强度，软化纤维，提高强度，为减少碎片含量创造条件。为减少碎片含量创造条件。化学处理的化学处理的主要任务主要任务是是实现纤维的软化实现纤维的软化。软

13、化后的纤维，有助于。软化后的纤维，有助于降低磨浆能耗，较多地分离出完整的纤维，增加浆料中的长纤维组降低磨浆能耗，较多地分离出完整的纤维，增加浆料中的长纤维组分，提高纸浆强度。分，提高纸浆强度。化学处理的药品化学处理的药品一般为一般为氢氧化钠、亚硫酸钠和碳酸钠氢氧化钠、亚硫酸钠和碳酸钠。化学处理的位置化学处理的位置一般在一般在磨浆前磨浆前进行温和的化学处理，也有在段间进行温和的化学处理，也有在段间甚至段后（甚至段后（P137，图图3-37）。）。（二）（二）CTMP 化学处理化学处理第三章第三章 高得率制浆（高得率制浆（High Yield Pulping）11Tianjin Universit

14、y of Science&Technology第三章第三章 高得率制浆（高得率制浆（High Yield Pulping）12Tianjin University of Science&Technology2化学处理的作用原理：化学处理的作用原理：化学处理对木片的基本作用主要有两个：化学处理对木片的基本作用主要有两个：木材纤维的润胀木材纤维的润胀木素的改性木素的改性化化学学处处理理软软化化木木片片与与热热处处理理软软化化木木片片的的根根本本区区别别在在于：于：化学处理对木素的软化是化学处理对木素的软化是不可逆的过程不可逆的过程热处理软化木素是热处理软化木素是可逆的过程可逆的过程第三章第三章 高

15、得率制浆（高得率制浆（High Yield Pulping）13Tianjin University of Science&Technology（1）木材纤维的润胀）木材纤维的润胀 木材是粘弹性物质，表征木材物理特性的刚性率（木材是粘弹性物质，表征木材物理特性的刚性率（G）与）与内摩擦因数（内摩擦因数（u）与木材纤维的软化程度密切相关。经化学）与木材纤维的软化程度密切相关。经化学处理的木材，处理的木材，G值变小（纤维变软），值变小（纤维变软），u值增大（细纤维化值增大（细纤维化程度高）。程度高）。半纤维素的软化温度与半纤维素的软化温度与水分含量水分含量有关。有关。木素的软化温度（木素的软化温度

16、（1）与木材中的）与木材中的水分含量水分含量有关，在一定有关，在一定范围内随水分含量增加而降低（范围内随水分含量增加而降低（P137，图图3-39）；（）；（2）与化学处理后与化学处理后木素的磺化度木素的磺化度有关，随磺化度的增加木素的有关，随磺化度的增加木素的软化温度呈直线下降。软化温度呈直线下降。第三章第三章 高得率制浆（高得率制浆（High Yield Pulping）14Tianjin University of Science&TechnologyG值：刚性率，关系到能否分离完整的纤维细胞（越小，纤维越软）值：刚性率，关系到能否分离完整的纤维细胞（越小，纤维越软）u值：内摩擦因数，关系到细纤维化程度（越大，相互揉搓作用大）值：内摩擦因数，关系到细纤维化程度（越大，相互揉搓作用大）第三章第三章 高得率制浆（高得率制浆（High Yield Pulping）15Tianjin University of Science&Technology在亚硫酸钠化学处理的温和条件下，主要是木素的磺化反在亚硫酸钠化学处理的温和条件下，主要是木素的磺化反应，不会导致木素结构的广泛裂解。应，不会导