第三章化學(xué)法制漿22.ppt

1、第三章 化學(xué)法制漿,第一節(jié) 概述,一、制漿方法簡(jiǎn)介 1、制漿方法： 化學(xué)法:化學(xué)漿 半化學(xué)法半化學(xué)漿 化學(xué)機(jī)械法化學(xué)機(jī)械漿 機(jī)械法機(jī)械漿：,2、制漿方法簡(jiǎn)介 化學(xué)法是指采用化學(xué)藥液在高溫高壓下蒸煮植物纖維原料，脫除木素，使其離解成漿的過(guò)程。 半化學(xué)法：是將原料先經(jīng)適當(dāng)?shù)念A(yù)蒸煮，然后再撕磨成漿的方法。 化學(xué)機(jī)械法：與半化學(xué)法相似，原料先用化學(xué)藥液浸漬，然后撕磨成漿，但化學(xué)處理的程度比半化學(xué)法緩和。 機(jī)械法制漿，是原料在磨木機(jī)或盤(pán)磨機(jī)內(nèi)撕磨成漿的過(guò)程。,二、化學(xué)法制漿分類 化學(xué)法制漿的實(shí)質(zhì)是通過(guò)化學(xué)藥液與植物 纖維原料在高溫下的反應(yīng)，使胞間層和細(xì)胞 壁中的木素盡可能多的溶出，原料離解成漿。 主要方

2、法: （一）堿法 （二）亞硫酸鹽法,（一）堿法 石灰法 燒堿法（燒堿+蒽醌法） 硫酸鹽法 氧堿法、純堿法、多硫化鈉法等 （二）亞硫酸鹽法 酸性亞硫酸鹽法 亞硫酸氫鹽法 中性亞硫酸鹽法 堿法亞硫酸鹽法,堿法制漿分類及特點(diǎn) 石灰法： 脫木素能力較差，但脫色、去污能力強(qiáng)。 適用于處理木素含量低的草類原料，生產(chǎn)箱紙板用漿；以及蒸煮破布，廢棉和舊麻袋配抄特種紙。 有時(shí)還配加少量碳酸鈉混合蒸煮；,燒堿法 脫木素能力比石灰法強(qiáng)，但生產(chǎn)化學(xué)漿時(shí)仍要加入蒸煮助劑提高脫木素能力。 它的優(yōu)點(diǎn)是成漿顏色較淺，易漂白。國(guó)內(nèi)草漿廠大部分采用燒堿法蒸煮。,硫酸鹽法 硫酸鹽法蒸煮對(duì)原料適應(yīng)性強(qiáng)。脫木素能力強(qiáng)，生產(chǎn)的漿強(qiáng)度高。

3、 蒸煮的針葉木漿又稱為牛皮漿，適用于抄包裝用牛皮紙及紙袋紙等高強(qiáng)度紙張。 黑液污染重，成漿顏色深，難漂白。,石灰法 制漿方法： 化學(xué)法 堿法 燒堿法 亞硫酸鹽法 硫酸鹽法 半化學(xué)法 化學(xué)機(jī)械法 機(jī)械法,第二節(jié)堿法制漿蒸煮理論,主要內(nèi)容： 討論堿法蒸煮中發(fā)生的物理變化、化學(xué)變化以及脫木素反應(yīng)歷程。 進(jìn)一步討論蒸煮中的各影響因素 制訂出合理的工藝條件。,（一）蒸煮中的物理變化 在堿法蒸煮時(shí)，主要的物理變化是： 堿液與料片接觸并滲透到原料內(nèi)部，細(xì)胞間及細(xì)胞壁中的木素溶出，纖維之間連結(jié)減弱，相互分離。 在高溫的堿液中細(xì)胞壁潤(rùn)脹，由原料變成紙漿。,滲透,溶出,1、滲透的方法（兩種方式） 一種是毛細(xì)管滲透

4、，它是由于料片中存在大量毛細(xì)管，藥液通過(guò)毛細(xì)管滲入原料內(nèi)部，這種作用在干料片中起主導(dǎo)作用。 另一種是擴(kuò)散作用，在水分含量較高的料片中，藥液中的離子在離子濃度差的作用下擴(kuò)散到料片內(nèi)部。 蒸煮開(kāi)始至升溫前對(duì)料片進(jìn)行的各種預(yù)處理，都是為了加快這兩種滲透。,2、藥液在不同原料中的滲透 植物纖維原料品種繁多，結(jié)構(gòu)相差較大，滲透的途徑也不一樣。 針葉木是由開(kāi)口纖維的末端進(jìn)入細(xì)胞腔，橫向穿過(guò)紋孔，側(cè)向通過(guò)木射線，在相鄰的細(xì)胞間流動(dòng)。 而闊葉木是由導(dǎo)管內(nèi)部，通過(guò)紋孔進(jìn)入纖維。 草類原料除了和闊葉木一樣，存在大量導(dǎo)管外，還有更多的薄壁細(xì)胞，結(jié)構(gòu)疏松，藥液很容易滲入。 蒸煮中強(qiáng)調(diào)藥液的滲透！,（二）蒸煮中的化學(xué)變

5、化 堿法蒸煮的主要化學(xué)反應(yīng)包括： 原料（ 木素、纖維素、半纖維素、其它 少量組分）+ 堿（NaOH 、Na2S） 焦點(diǎn)：在盡量少損傷纖維素和半纖維素的 前提下加快木素的脫除,1、木素與堿的反應(yīng) 木素與NaOH的反應(yīng) 木素是由許多苯丙烷結(jié)構(gòu)單元通過(guò)醚鍵、碳-碳鍵和其它鍵型聯(lián)接而構(gòu)成的立體網(wǎng)狀高分子化合物。堿法蒸煮主要就是NaOH與之反應(yīng)，使木素結(jié)構(gòu)單元間的聯(lián)接斷裂并使之溶出，同時(shí)盡量防止斷裂了的木素分子碎片再縮合而變成大分子。由于燒堿法和硫酸鹽法藥液化學(xué)成分不同，在蒸煮過(guò)程中，化學(xué)反應(yīng)有相同點(diǎn)，也有不同之處。 堿法蒸煮過(guò)程N(yùn)aOH與木素反應(yīng)主要是酚型-烷基-芳基醚鍵聯(lián)接經(jīng)過(guò)形成亞甲基醌結(jié)構(gòu)的堿化

6、斷裂反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程參見(jiàn)下圖。,這是由于NaOH促進(jìn)了酚鹽結(jié)構(gòu)的重排，從而使-烷基-芳基取代物在形成亞甲基醌結(jié)構(gòu)的過(guò)程中從木素的大分子上斷裂下來(lái)，形成斷裂的木素碎片，再是酚型-烷基-芳基醚聯(lián)接的堿化斷裂，而非酚型的-烷基-芳基醚不能形成亞甲基醌結(jié)構(gòu)，僅在位上有羥基的非酚型-芳基醚鍵才能進(jìn)行堿化斷裂。C-C鍵的聯(lián)接比較穩(wěn)定，在蒸煮后部分的斷裂，從而使木素大分子逐漸變成小分子而溶解，同時(shí)在脫木素過(guò)程中所斷裂的木素在堿濃低、溫度高等條件下，會(huì)發(fā)生相互的縮合反應(yīng)變成木素的大分子，如果要把縮合了的木素再溶解出來(lái)，則需要更多的堿和更劇烈的蒸煮條件。因此堿法蒸煮的后期，要防止木素的縮合。,木素與硫化鈉的反應(yīng)

7、在硫酸鹽法蒸煮中還存在Na2S與木素的反應(yīng)， Na2S水解生成NaOH和NaHS，蒸煮初期溶液中NaOH濃度高，使Na2S的水解受到抑制。隨著蒸煮的進(jìn)行，NaOH逐漸消耗，濃度降低， Na2S逐漸水解。硫酸鹽法制漿中，用Na2S代替部分NaOH，相應(yīng)地降低了NaOH的濃度，使蒸煮反應(yīng)較緩和，從而減輕對(duì)纖維素和半纖維素的降解；同時(shí)由于Na2S水解后生成NaHS，而NaHS中的HS-離子能與木素迅速反應(yīng)，特別是它能使木素大分子中存在較多的烷基-芳基醚鍵斷裂，生成硫化木素，從而使木素脫除比單一的氫氧化鈉快，縮短了纖維原料與高溫堿液接觸的時(shí)間，有利于保護(hù)碳水化合物。因此 ，與燒堿法比較采用硫酸鹽法蒸煮

8、，不僅可以縮短蒸煮時(shí)間，而且還能提高成漿得率和物理強(qiáng)度。,另外，木素與Na2S的反應(yīng)除生成硫化木素和堿木素外，木素大分子上的甲氧基可部分脫除生成甲硫醇及其鈉鹽。 甲硫醇（CH3SH）的生成量，除了與樹(shù)種有一定的關(guān)系外，與蒸煮的條件亦有很大的關(guān)系。主要表現(xiàn)在蒸煮用堿量及硫化度等方面。硫化度高，甲硫醇產(chǎn)量相對(duì)增加。在蒸煮硬漿與軟漿時(shí)的情況亦有區(qū)別，煮軟漿用堿量高，有較多的過(guò)剩NaOH存在，甲硫醇可變?yōu)椴灰讚]發(fā)的甲硫醇鈉鹽，也有少量變成二甲硫醚：,甲硫醇為具有特殊惡臭的氣體，沸點(diǎn)5.8，易污染大氣。二甲硫醚沸點(diǎn)為38，因在常溫下是液體，臭味較甲硫醇小。因此，煮硬漿較煮軟漿臭味大；蒸煮液硫化物用量高，

9、較硫化物用量低，臭味大。不同植物原料臭味不同，其中以闊葉材臭味最大，針葉材次之，草類最小。硫酸鹽蒸煮臭氣除上述原因外，NaSH水解產(chǎn)生微量H2S也是原因之一。在很少情況下，甲硫醇經(jīng)氧化后生成二甲二硫醚。,二甲二硫醚沸點(diǎn)112，臭味小,2、纖維素與堿的反應(yīng) 一般說(shuō)，在堿中纖維素比較穩(wěn)定。但是，在纖維胞間層的木素已被除去，半纖維素也被溶出較多時(shí)，繼續(xù)脫除細(xì)胞壁中的木素時(shí)，纖維素將受到降解，結(jié)果降低纖維素的聚合度和漿的得率，影響紙漿的物理強(qiáng)度。因此，在蒸煮后期，要嚴(yán)格控制終點(diǎn)。 NaOH對(duì)纖維素的作用主要有三個(gè)反應(yīng)：剝皮反應(yīng)、終止反應(yīng)（即穩(wěn)定反應(yīng)）和堿性水解。,剝皮反應(yīng)纖維素大分子的還原性葡萄糖末端

10、基對(duì)堿不穩(wěn)定，被逐個(gè)的剝離而溶于蒸煮液中，剝?nèi)サ倪€原性葡萄糖末端基重排為異變糖酸。當(dāng)纖維素大分子的一個(gè)還原性葡萄糖末端基剝?nèi)ズ螅诖蠓肿渔溕嫌殖霈F(xiàn)另一個(gè)還原性葡萄糖末端基，繼續(xù)進(jìn)行剝皮反應(yīng)，剝?nèi)ミ€原性葡萄糖末端基。這種還原性葡萄糖末端基逐個(gè)剝落的反應(yīng)，稱為剝皮反應(yīng)。,隨著剝皮反應(yīng)的不斷進(jìn)行，纖維素聚合度變小，紙漿的得率下降，堿耗增加。所以，剝皮反應(yīng)是有害的。 纖維素大分子剝皮反應(yīng)中損失的部分，在堿液中其最終降解產(chǎn)物主要是葡萄糖異變糖酸及2,5-二羥基戊酸，還有相當(dāng)量的乳酸、甲酸、乙酸及少量乙醇酸。 終止反應(yīng)在剝皮反應(yīng)進(jìn)行的同時(shí)，還發(fā)生終止反應(yīng)，即在堿法蒸煮條件下，對(duì)堿不穩(wěn)定的纖維素大分子的還原

11、性末端基，轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)堿穩(wěn)定的偏變糖酸末端基，使剝皮反應(yīng)終止。,剝皮反應(yīng)與終止反應(yīng)在堿法蒸煮過(guò)程中是既互相對(duì)立又互相聯(lián)系、互相制約的一對(duì)反應(yīng)，為了增加紙漿的得率，提高紙漿質(zhì)量，應(yīng)設(shè)法促進(jìn)終止反應(yīng)的進(jìn)行并抑制剝皮反應(yīng)。這可以通過(guò)下面的幾個(gè)主要途徑來(lái)實(shí)現(xiàn): 將末端羰基還原為伯醇羥基；將末端羰基氧化成為羧基； 加入能與羰基起反應(yīng)的化合物，將還原性末端基封鎖。,堿性水解纖維素大分子的苷鍵的堿性水解在蒸煮升溫階段，一般進(jìn)行較慢，而在高溫作用下，葡萄糖苷鍵堿性水解裂開(kāi)加速，使纖維素的聚合度迅速下降。堿性水解的結(jié)果增加了新的還原性末端基，為剝皮反應(yīng)的進(jìn)行提供了新條件，而如果堿性水解裂開(kāi)的部位在靠近大分子鏈的端部

12、，則水解所產(chǎn)生的短鏈分子可直接溶于堿液，可見(jiàn)堿性水解危害很大。,3、半纖維素與堿的反應(yīng) 與纖維素相似，半纖維素在堿法蒸煮中也會(huì)發(fā)生剝皮反應(yīng)，終止反應(yīng)，堿性水解，由于半纖維素分子鏈短，支鏈多，且為無(wú)定形結(jié)構(gòu)，因此，比纖維素穩(wěn)定性差，更易與堿反應(yīng)，通過(guò)蒸煮，漿中半纖維素的量和結(jié)構(gòu)都有較大變化。,4、少量組分與堿的反應(yīng) 原料中含有某些少量組分，如草類中的灰分，木材中的樹(shù)脂，都能與堿反應(yīng)，草類中的灰分，60%是SiO2，與NaOH 反應(yīng)生成Na2SiO3溶于黑液中，即造成堿回收蒸發(fā)和燃燒過(guò)程的結(jié)垢，又妨礙白液的澄清；木材中的樹(shù)脂與堿反應(yīng)生成皂化物，也影響黑液堿回收，因此，堿回收前黑液要除硅、除皂。另外

13、，原料中的色素、淀粉、果膠等與堿反應(yīng)生成帶色物質(zhì)，使?jié){的顏色加深，難漂白，要加強(qiáng)洗滌。,（三）堿法蒸煮反應(yīng)歷程 堿法蒸煮中脫木素以及碳水化合物與堿的反應(yīng)在不同時(shí)期反應(yīng)速度不同，蒸煮反應(yīng)歷程的研究就是通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法，找出脫木素及碳水化合物與堿反應(yīng)的變化規(guī)律，指導(dǎo)生產(chǎn)中工藝條件的制訂，生產(chǎn)高質(zhì)量紙漿，木材和草類中不論是木素含量還是結(jié)構(gòu)都有較大差異，因此，反應(yīng)歷程不同。 1、木材堿法蒸煮反應(yīng)歷程 研究表明木材堿法蒸煮脫木素分三個(gè)階段,（1）初始脫木素階段：從蒸煮開(kāi)始至升溫到150以前，為初始脫木素階段，溶出的木素占木素總量的26.6%，大部分為堿易溶木素。 （2）大量脫木素階段：從150175為大量脫

14、木素階段,木素溶出量/%（對(duì)木材） 圖3-3馬尾松硫酸鹽法蒸煮脫木素三個(gè)階段,木素占原料中木素的63.5%到175時(shí)，大部分木素溶出，木片已經(jīng)成漿。 （3）殘余木素脫除階段： 從175保溫開(kāi)始的保溫期間為殘余木素脫除階段，保溫100min溶出原料中木素的8%。這一階段溶出的木素屬“難溶木素”。用燒堿法蒸煮木材，在木材品,在初始脫木素階段:碳水化合物溶出較多，升溫到150，溶出碳水化合物17.5%，占原料中碳水化合物的25.16%，由于碳水化合物和木素的溶出，紙漿的得率不斷下降至74%。 在以上脫木素過(guò)程中，碳水化合物變化規(guī)律是： 在大量脫木素階段:溶出碳水化合物8.79%，占原料中碳水化合物的

15、12.56%，由于木素大量溶出和其他組成的溶出，紙漿得率顯著下降，到175時(shí)，紙漿得率只有47%。 在這個(gè)階段中，蒸煮液中殘堿濃度下降并不多，說(shuō)明木素的大量溶出并不需要消耗很多堿，溶出的木素已在第一階段和堿起反應(yīng)。 在殘余木素脫除階段:碳水化合物的溶出一直是直線增加，延長(zhǎng)保溫時(shí)間，碳水化合物的降解加劇，因而，雖然木素溶出很少，紙漿的得率卻不斷下降，保溫100分鐘時(shí)，紙漿得率下降到37.52%。,在殘余脫木素階段中，蒸煮液中堿的濃度繼續(xù)下降，堿主要消耗于碳水化合物的溶出以及中和黑液中的有機(jī)酸，因此，過(guò)分延長(zhǎng)保溫時(shí)間，不僅對(duì)紙漿質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，而且使堿耗增加。 2、草類原料堿法蒸煮反應(yīng)歷程 我國(guó)

16、近年來(lái)對(duì)蘆葦、甘蔗渣和麥草等草類原料硫酸鹽法和燒堿法蒸煮反應(yīng)歷程進(jìn)行了許多研究，基于草類原料木素含量低，半纖維素含量高，組織結(jié)構(gòu)疏松，因此比較容易蒸煮，其蒸煮反應(yīng)歷程與木材和竹子蒸煮反應(yīng)歷程有所不同。 草類原料硫酸鹽法蒸煮反應(yīng)歷程可以分為以下幾個(gè)階段，即主要脫木素階段、補(bǔ)充脫木素階段和殘余脫木素階段。,研究表明，麥草的主要脫木素階段在升溫到100以前，此時(shí)木素的脫除率約為總木素量的60%左右，耗堿量和碳水化合物溶出量分別為50%和45%。燒堿-蒽醌法蒸煮在主要脫木素階段，木素脫除量比燒堿法高12%，碳水化合物溶出量基本與燒堿法相同，而堿耗卻少1/5。補(bǔ)充脫木素階段為升溫至160，此階段木素脫除

17、量為總木素量的25%30%，而堿耗量?jī)H為10%15%，聚戊糖溶出量為10%左右，此階段的脫木素速度也明顯減慢。殘余脫木素階段為160后的保溫階段，此階段脫木素量?jī)H為總木素量的5%10%，而堿耗卻為總堿耗的20%左右，此時(shí)的堿耗除繼續(xù)消耗于木素和碳水化合物溶解外，主要消耗在溶出木素和碳水化合物的進(jìn)一步分解。,（四）蒸煮中的影響因素 如果我們把漿的質(zhì)量看做函數(shù)，影響漿的質(zhì)量的自變量因素有原料質(zhì)量、用堿量、堿液濃度，時(shí)間溫度等，這些自變量的變化對(duì)漿的質(zhì)量的影響各自有一定規(guī)律，之間又相互關(guān)聯(lián)，討論這些變化的規(guī)律，制訂出合理工藝，并使之穩(wěn)定，才能確保生產(chǎn)出質(zhì)量高并且穩(wěn)定的紙漿。 1、原料的影響 原料的影

18、響主要包括材種，料片質(zhì)量等。,針葉木組織結(jié)構(gòu)緊密，木素含量高，且大部分分布在細(xì)胞壁中，蒸煮比較困難。闊葉木組織結(jié)構(gòu)較針葉木更緊密，浸透困難，但與針葉木相比，木素含量較低，且細(xì)胞壁內(nèi)較少，故比針葉木容易蒸煮。同是針葉木或闊葉木，由于樹(shù)種不同，其組織結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)與化學(xué)組成不同，蒸煮條件及所得紙漿性質(zhì)也有差別。 草類原料組織結(jié)構(gòu)疏松，木素含量低，容易蒸煮，竹子的木素含量與針葉木相似，含硅量比木材高，結(jié)構(gòu)緊密，蒸煮條件介于木材和草類之間。 料片的規(guī)格影響裝鍋量及藥液的滲透，木片尺寸一般為：長(zhǎng)2025mm，寬1520mm，厚25mm，草片長(zhǎng)2040mm，另外除塵凈化的質(zhì)量對(duì)漿的質(zhì)量影響很大，木材要盡量

19、除去樹(shù)皮、朽木、樹(shù)節(jié)等;而草類原料要盡量除硅、除草葉、節(jié)、梢等。,2、用堿量的影響 用堿量的大小對(duì)蒸煮影響很大。確定用堿量的依據(jù)為原料中木素含量以及成漿的硬度要求，在實(shí)際生產(chǎn)中，必須加入過(guò)量的堿，用來(lái)保證蒸煮后期的反應(yīng)，否則不能把料片煮成紙漿；同時(shí)還要保證后期有適當(dāng)?shù)膲A，使生成的堿木素溶出。 增加用堿量有利于加快蒸煮速度，降低紙漿硬度和提高紙漿的可漂性。但用堿量過(guò)高卻會(huì)降低成漿得率和物理強(qiáng)度。但如果用堿量過(guò)低時(shí)，成漿較硬而色暗，不易漂白，而且篩渣增多，即使延長(zhǎng)蒸煮時(shí)間，有時(shí)也難以保證脫木素反應(yīng)的進(jìn)行，難以成漿。 實(shí)際生產(chǎn)中，木材用堿量為1528%（硬漿為1518%；軟漿為2428%）；竹材、蘆

20、葦?shù)葹?318%；蔗渣為1115%；稻麥草為815%。一般在生產(chǎn)紙板用漿時(shí)可取其下限值，本色漿取其中間值，漂白漿則取上限值。,蒸煮開(kāi)始時(shí)堿液的濃度與用堿量和液化有關(guān)，用堿量一定，液比變小，堿濃提高，脫木素快。但液比過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致蒸煮不勻的現(xiàn)象，如某草漿廠曾出現(xiàn)蒸煮粗漿得率高但細(xì)漿得率偏低的現(xiàn)象，原因之一是液比小，堿濃大，蒸煮不勻，粗漿篩漿渣量大。 在蒸煮過(guò)程中，堿液濃度是不斷地在變化著。在蒸煮初期堿液濃度變化最大，這由于大量的堿消耗于中和由蒸煮反應(yīng)所生成的有機(jī)酸。因此，只有在采用最初濃度較高的堿液時(shí)，堿液濃度所起的作用才會(huì)顯示出，不過(guò)，要制取強(qiáng)度大、純度高而易漂白的紙漿時(shí)，一般卻要采用低限的堿液

21、濃度，當(dāng)然也應(yīng)要求在一定的合理時(shí)間內(nèi)完成蒸煮過(guò)程。否則濃度過(guò)低會(huì)延長(zhǎng)蒸煮時(shí)間，并且增加蒸煮和堿回收的耗汽量。 3、堿濃的影響,（1）原料品種：對(duì)于木材、竹材、芒稈等原料，組織緊密，吸水性差，宜用低液比高濃度的堿液，有利于滲透；而稻草、蔗渣等原料，組織疏松，可采用較大的液比，以保證蒸煮均勻。 （2）生產(chǎn)條件：在采用回轉(zhuǎn)式蒸煮器時(shí)，宜用小液比；一般為31,而立式蒸煮鍋要用稍大的液比，為561。 生產(chǎn)中，堿濃一般為，木材50 60g/L，竹、葦、芒桿40 50g/L，稻、麥草30 40 g/L。 堿液濃度還與下列條件有關(guān)：,4、硫化度的影響 實(shí)踐證明，在用堿量相同和一定的蒸煮溫度條件下，采用硫酸鹽法

22、或燒堿法，其碳水化合物溶解速度基本相同，但木素的溶出速度卻相差較大。一般在硫酸鹽法蒸煮的整個(gè)過(guò)程中，木素的溶出速度都是很快的，而燒堿法蒸煮則在蒸煮開(kāi)始時(shí)，木素的溶出速度較快，隨后就大大減緩。從而說(shuō)明在藥液中有硫化鈉時(shí)，有利于脫木素。為此，在一定范圍內(nèi)，提高硫化度不但可以加速木素的溶解，降低紙漿中的木素含量，并且還可以縮短蒸煮時(shí)間，有利于提高成漿得率和物理強(qiáng)度。,但在硫化度超過(guò)一定限度時(shí)，其效果很小。如硫化度從15.6%增至31%時(shí)，增加硫化度的意義已經(jīng)不大了。如果硫化度進(jìn)一步提高到40%以上，不但不能促進(jìn)蒸煮速度，并且開(kāi)始減緩蒸煮速度。這主要是因?yàn)樵诨钚詨A用量一定時(shí)，提高硫化度意味著有效堿含量

23、的降低，當(dāng)降低到不足使硫化木素溶出時(shí)，將影響脫木素反應(yīng)的進(jìn)行。同時(shí)硫化度過(guò)高必將加劇藥液的腐蝕性，增加操作的困難。 在實(shí)際生產(chǎn)中，木材蒸煮采用的硫化度一般為1530%，但以2025%較為適宜；草類蒸煮常用的硫化度為1525%，但也可低至10%左右。,5、蒸煮溫度和時(shí)間的影響 蒸煮溫度和蒸煮時(shí)間是兩個(gè)互相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。蒸煮溫度即指蒸煮過(guò)程最高的溫度。蒸煮時(shí)間主要包括升溫時(shí)間和保溫時(shí)間。 隨著溫度的升高，能加快蒸煮的反應(yīng)速度，并促進(jìn)木素的溶出。通常在蒸煮的最高溫度范圍內(nèi)，隨著蒸煮溫度的提高，蒸煮時(shí)間也就可以縮短。 隨著蒸煮溫度的提高和保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，雖有利于脫除木素，但也將加劇對(duì)碳水化合物的損害；因

24、此，成漿得率低，物理強(qiáng)度也小，漂率也低。 生產(chǎn)中，木材蒸煮最高溫度為170180，蘆葦、竹子、芒桿為160170，其它草類150160連蒸系統(tǒng)最高溫度比間歇蒸煮高。,第三節(jié)蒸煮設(shè)備 按照蒸煮方式不同，堿法蒸煮可分為間歇式蒸煮和連續(xù)式蒸煮，不同的蒸煮方式采用的設(shè)備及操作過(guò)程也不一樣，間歇式蒸煮設(shè)備有蒸球和立鍋，連續(xù)蒸煮系統(tǒng)包括立式，橫管式和斜管式連蒸系統(tǒng)。,蒸煮設(shè)備,間歇式,連續(xù)式,蒸球 立式蒸煮鍋,橫管式連蒸系統(tǒng) 立式連蒸系統(tǒng) 斜管式連蒸系統(tǒng),（二）立式蒸煮鍋 立式蒸煮鍋按其加熱方式不同，可分為直接加熱和間接加熱強(qiáng)制循球兩種。我國(guó)硫酸鹽漿廠則多采用間接加熱強(qiáng)制循環(huán)，并輔以直接加熱的方法。,（二

25、）立式蒸煮鍋 1、立式蒸煮鍋的結(jié)構(gòu) 立式蒸煮鍋的結(jié)構(gòu)主要包括鍋體、藥液循環(huán)系統(tǒng)和支架三大部分，如圖4-8。,圖4-8 硫酸鹽法蒸煮鍋及藥液循環(huán)系統(tǒng),鍋體 由圓筒部和上、下錐部組成。鍋體由鍋爐鋼板焊接而成。上錐部的錐頂角約90，而下錐部的錐頂角大多為60。蒸煮鍋的高度通常為其直徑的3.03.5倍，也有達(dá)到4.0倍。 鍋體外表面敷設(shè)有厚度約為5075毫米的石棉保溫層。在圓筒體內(nèi)壁中部或底部（按其抽液部位）裝設(shè)有圓筒形帶狀濾板，而與鍋體內(nèi)壁構(gòu)成環(huán)狀空間，并在其對(duì)應(yīng)的鍋壁上相對(duì)兩側(cè)開(kāi)有抽液口，連接循環(huán)泵以便抽液循環(huán)。,在上錐部?jī)?nèi)部設(shè)有兩組錐形濾板，上組濾板供小放氣時(shí)防止?jié){料隨氣排走，下組濾板則作為蒸煮

26、液進(jìn)鍋的濾板。上錐部上面鍋頸連有法蘭盤(pán)，并裝有絞鏈螺栓，用以固定鍋蓋，同時(shí)依靠推動(dòng)支臂進(jìn)行移開(kāi)或放蓋。由于這種結(jié)構(gòu)操作笨重，有的工廠已改為自動(dòng)開(kāi)關(guān)鍋蓋，較為迅速方便。下錐部下鍋頸內(nèi)部也裝有濾板，以過(guò)濾下循環(huán)進(jìn)液。下鍋頸另側(cè)裝有直接通汽管，以供直接加熱的需要。下鍋頸下端又連接著放料彎管和放料閥。,2、特點(diǎn) 立式蒸煮鍋的優(yōu)點(diǎn)在于：鍋容較大，單位產(chǎn)漿量大，勞動(dòng)生產(chǎn)率高；與同產(chǎn)量的蒸球比較，其占地面積小。但其缺點(diǎn)在于：構(gòu)造復(fù)雜，制造技術(shù)要求高；附屬設(shè)備多，動(dòng)力消耗大；設(shè)備投資和維持費(fèi)用大。 常用立式蒸煮鍋規(guī)格有75m3和110m3、220 m3,3、操作 采用立鍋堿法蒸煮的操作過(guò)程是： （1）裝鍋送液

27、 通常采用裝鍋器裝鍋，以提高裝鍋量，蒸汽裝鍋還能除去木片中的空氣，有利于藥液滲透。 送液時(shí)要求時(shí)間短，送液量要準(zhǔn)確，一般立鍋的送液量為鍋溶的4560%，采用堿回收的白液和黑液混合成蒸煮液時(shí)，一般先送白液、后送黑液。,（2）升溫和保溫 升溫操作主要是通人蒸汽使蒸煮器內(nèi)的料片與藥液的溫度提高到蒸煮所須溫度。隨著溫度的提高，加快了藥液的滲透，加速了化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行.升溫時(shí)間一般在12 小時(shí)。 在升溫過(guò)程中，通常在升到125130時(shí)要進(jìn)行小放氣。其目的在于排除蒸煮器內(nèi)的空氣以及松節(jié)油等揮發(fā)性物質(zhì)。排除鍋內(nèi)的假壓，并能減少對(duì)纖維素的氧化。 保溫是指在最高溫度下保持一定時(shí)間，以保證脫木素，原料離解成漿。 保溫時(shí)間視生產(chǎn)條件和漿種而定。生產(chǎn)本色漿為0.5小時(shí)，漂白漿須1.52.0小時(shí)，特種漿有的達(dá)6小時(shí)。（3） 放汽和放鍋 蒸煮終點(diǎn)化驗(yàn)合格后，采用常壓放鍋或高壓噴放。,圖4-15 卡米爾連續(xù)蒸煮器系統(tǒng),六、堿法制漿的特點(diǎn)及發(fā)展 在各種制漿方法中，化學(xué)法占的比重較大，而化學(xué)法中又是堿法為主，占紙漿總產(chǎn)量的70-75%，大部分草漿的生產(chǎn)采用燒堿法（或加入少量AQ的燒堿+AQ法），而木材生產(chǎn)化學(xué)漿主要采用硫酸鹽法，特別是隨著多段漂白 的發(fā)展，解決了硫酸鹽法