硫酸盐法制浆中课件

《硫酸盐法制浆中课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《硫酸盐法制浆中课件（158页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第三章第三章 化学法制浆化学法制浆第一节第一节 概述概述 一、制浆方法简介一、制浆方法简介 1、制浆方法制浆方法： 化学法化学法:化学浆：化学浆：4055% 半化学法半化学法半半化学浆：化学浆：5585% 化学机械法化学机械法化学机械浆：化学机械浆：8595% 机械法机械法机械浆：机械浆：95% 2、制浆制浆方法简介方法简介 化学法化学法是指采用化学药液在高温高压下处理植是指采用化学药液在高温高压下处理植物纤维原料，脱除木素，使其离解成浆的过程。物纤维原料，脱除木素，使其离解成浆的过程。 半化学法：是将原料先经适当的半化学法：是将原料先经适当的预蒸煮预蒸煮，然后，然后再撕磨成浆的方法。再撕磨成

2、浆的方法。 化学机械法：与半化学法相似，原料先用化学化学机械法：与半化学法相似，原料先用化学药液浸渍药液浸渍，然后撕磨成浆，但化学处理的程度比半，然后撕磨成浆，但化学处理的程度比半化学化学法法缓和。缓和。 机械法制浆，是原料在磨木机或盘磨机内撕磨机械法制浆，是原料在磨木机或盘磨机内撕磨成浆的过程。成浆的过程。 二、化学法制浆分类二、化学法制浆分类 化学法制浆的实质是通过化学药液与植物化学法制浆的实质是通过化学药液与植物纤维原料在高温下的反应，使胞间层和细胞壁中的纤维原料在高温下的反应，使胞间层和细胞壁中的木素尽可能多的溶出，原料离解成浆。主要方法木素尽可能多的溶出，原料离解成浆。主要方法: :

3、 （一）碱法（一）碱法（二）亚硫酸盐法（二）亚硫酸盐法 （一）碱法制浆（一）碱法制浆 石灰法石灰法 烧碱法（烧碱烧碱法（烧碱+ +蒽醌法）蒽醌法） 硫酸盐法硫酸盐法 氧碱法、纯碱法、多硫化钠法等氧碱法、纯碱法、多硫化钠法等（二）亚硫酸盐法（二）亚硫酸盐法 酸性亚硫酸盐法酸性亚硫酸盐法 亚硫酸氢盐法亚硫酸氢盐法 中性亚硫酸盐法中性亚硫酸盐法 碱法亚硫酸盐法碱法亚硫酸盐法 碱法制浆分类及特点碱法制浆分类及特点石灰法：石灰法：脱木素能力较差，但脱色、去污能力强。脱木素能力较差，但脱色、去污能力强。适用于处理木素含量低的草类原料，生产箱适用于处理木素含量低的草类原料，生产箱纸板用浆；以及蒸煮破布，废棉

4、和旧麻袋配纸板用浆；以及蒸煮破布，废棉和旧麻袋配抄特种纸。抄特种纸。有时还配加少量碳酸钠混合蒸煮；有时还配加少量碳酸钠混合蒸煮；烧碱法烧碱法脱木素能力比石灰法强，但生产化学浆时仍脱木素能力比石灰法强，但生产化学浆时仍要加入蒸煮助剂提高脱木素能力。要加入蒸煮助剂提高脱木素能力。它的优点是成浆颜色较浅，易漂白。国内草它的优点是成浆颜色较浅，易漂白。国内草浆厂大部分采用烧碱法蒸煮。浆厂大部分采用烧碱法蒸煮。硫酸盐法硫酸盐法硫酸盐法蒸煮对原料适应性强。硫酸盐法蒸煮对原料适应性强。脱木素能力强，生产的浆强度高，蒸煮的针脱木素能力强，生产的浆强度高，蒸煮的针叶木浆又称为牛皮浆，适用于抄包装用的牛叶木浆又称

5、为牛皮浆，适用于抄包装用的牛皮纸及纸袋纸。皮纸及纸袋纸。黑液污染重，制浆颜色深难漂白。黑液污染重，制浆颜色深难漂白。 方方 法法特特 点点石灰法石灰法烧碱（烧碱（AQAQ）法）法硫酸盐法硫酸盐法蒸煮液成分蒸煮液成分CaCa（OHOH）2 2NaOH+AQNaOH+AQNaOH+NaNaOH+Na2 2S S脱木素能力脱木素能力弱，但脱色去污能弱，但脱色去污能力强力强较强较强强强适用原料及纸种适用原料及纸种处理草类生产纸板，处理草类生产纸板，处理破布抄高挡纸处理破布抄高挡纸蒸煮阔叶木及草类，蒸煮阔叶木及草类，生产文化、生活用生产文化、生活用纸或纸板纸或纸板可处理各种原料，可处理各种原料，但浆的颜

6、色深难漂但浆的颜色深难漂白，通常蒸煮针叶白，通常蒸煮针叶木生产高强度纸张木生产高强度纸张v表表4 4- -1 1不不同同的的碱碱法法蒸蒸煮煮方方法法 石灰法石灰法 制浆方法制浆方法： 化学法化学法 碱法碱法 烧碱法烧碱法 亚硫酸盐法亚硫酸盐法 硫酸硫酸盐法盐法 半化学法半化学法 化学机械法化学机械法 机械法机械法图图4-1 4-1 硫酸盐草浆生产流程示例硫酸盐草浆生产流程示例三、碱法蒸煮工艺流程三、碱法蒸煮工艺流程 三、碱法蒸煮工艺流程三、碱法蒸煮工艺流程木片 蒸煮器 白液贮槽喷放锅 白液澄清器 白泥洗涤机洗涤机纸浆 苛化 白泥浓缩机 稀黑液槽 消化器 石灰窑蒸发器 绿液贮槽浓黑液槽 绿液澄清

7、器 绿泥洗涤机回收炉 溶解槽 稀绿液贮槽 图图4-2 4-2 硫酸盐木浆生产流程示硫酸盐木浆生产流程示例例四、制浆术语及计算四、制浆术语及计算（一）有关原料的术语及计算（一）有关原料的术语及计算 1 1、绝干原料：指不含水分的植物纤维原料、绝干原料：指不含水分的植物纤维原料。 2 2、风干原料：指含水分、风干原料：指含水分10%10%的原料。的原料。（二）有关蒸煮液的术语及计算（二）有关蒸煮液的术语及计算1 1、总碱量：指蒸煮液中全部有活力的碱性纳化合物，、总碱量：指蒸煮液中全部有活力的碱性纳化合物，烧碱法中是指蒸煮液中烧碱法中是指蒸煮液中NaOH+NaNaOH+Na2 2COCO3 3的含量

8、，硫酸盐的含量，硫酸盐法指法指NaOH+NaNaOH+Na2 2S+NaS+Na2 2SOSO4 4+Na+Na2 2SOSO3 3+Na+Na2 2COCO3 3+Na+Na2 2S S2 2O O3 3含量。以含量。以NaNa2 2O O计计2 2、总滴定碱：烧碱法中是指蒸煮液中、总滴定碱：烧碱法中是指蒸煮液中NaOH+NaNaOH+Na2 2COCO3 3的含量；硫酸盐法指的含量；硫酸盐法指NaOH+NaNaOH+Na2 2S+NaS+Na2 2SOSO3 3+Na+Na2 2COCO3 3的含的含量。量。3 3、活性碱：指烧碱法蒸煮液中、活性碱：指烧碱法蒸煮液中NaOHNaOH的含量；

9、硫酸盐的含量；硫酸盐法中指法中指NaOH+NaNaOH+Na2 2S S的含量，以的含量，以NaNa2 2O O计。计。4 4、有效碱：指烧碱法蒸煮液中、有效碱：指烧碱法蒸煮液中NaOHNaOH的含量；在硫酸的含量；在硫酸盐法中指盐法中指NaOHNaOH + Na + Na2 2S S的含量，以的含量，以NaNa2 2O O计。计。5 5、活化度：、活化度：活性碱与总滴定碱之比活性碱与总滴定碱之比。 6 6、白液与蒸煮液：、白液与蒸煮液： 白液是指碱回收系统回收所得色泽浅淡的白液是指碱回收系统回收所得色泽浅淡的 碱液。将白液或在白液中加入适当比例的碱液。将白液或在白液中加入适当比例的 黑液配成

10、蒸煮用的药液称为蒸煮液。黑液配成蒸煮用的药液称为蒸煮液。7、苛化度苛化度：NaOHNaOH与与NaOH+NaNaOH+Na2 2COCO3 3之比之比（三）与蒸煮有关的术语及计算（三）与蒸煮有关的术语及计算1 1、用碱量：、用碱量： 蒸煮时活性碱用量对绝干原料重量的百分比。蒸煮时活性碱用量对绝干原料重量的百分比。2 2、硫化度：、硫化度： 为硫酸盐法专用的术语，表示蒸煮液（或白液）为硫酸盐法专用的术语，表示蒸煮液（或白液） 中所含硫化钠的量对其活性碱重量的百分比，以中所含硫化钠的量对其活性碱重量的百分比，以 NaNa2 2O O表示。计算公式如下表示。计算公式如下3 3、液比、液比： 指蒸煮时

11、总蒸煮液体积（包括原料水分、碱液中指蒸煮时总蒸煮液体积（包括原料水分、碱液中含水量、补充水量等）对绝干纤维原料重量之比。含水量、补充水量等）对绝干纤维原料重量之比。4 4、纸浆硬度：、纸浆硬度： 表明原料被蒸解的程度，亦即衡量纸浆中木素等表明原料被蒸解的程度，亦即衡量纸浆中木素等非纤维素物质除去的程度。木浆多用贝克曼价而草非纤维素物质除去的程度。木浆多用贝克曼价而草浆多用高锰酸钾值表示。浆多用高锰酸钾值表示。5 5、得率（粗浆收获率）：、得率（粗浆收获率）： 指蒸煮后所得纸浆绝干重量与蒸煮前纤维原料绝指蒸煮后所得纸浆绝干重量与蒸煮前纤维原料绝干重量之百分比。干重量之百分比。6 6、黑液：、黑液

12、：蒸煮后浆中分离出的黑褐色废液。蒸煮后浆中分离出的黑褐色废液。7 7、残碱：黑液中碱的浓度（、残碱：黑液中碱的浓度（g/Lg/L）。）。8 8、用碱量及碱浓的计算用碱量及碱浓的计算：例题例题1. 1. 已知已知25m25m3 3蒸球，装球量蒸球，装球量40004000千克千克/ /球，麦草球，麦草水分水分12%12%，用碱量，用碱量12%12%，硫化度，硫化度15%15%，液比，液比3 3 ：1 1求：每球装绝干草多少千克？求：每球装绝干草多少千克？ 带入水分是多少？带入水分是多少？ 每球应加每球应加NaOHNaOH和和NaNa2 2S S各多少千克？（以各多少千克？（以NaNa2 2O O计

13、）计） 每球应加碱液多少每球应加碱液多少m m3 3？ 解解: : 每球装入绝干原料重量为：每球装入绝干原料重量为： 40004000（1 110%10%）= 3600= 3600（）（）每球应加活性碱的量为：每球应加活性碱的量为： 360015% = 540360015% = 540（）（以（）（以NaNa2 2O O计）计）其中其中NaNa2 2S S的量为：的量为： 54015% = 8154015% = 81（）（以（）（以NaNa2 2O O计）计）故故NaOHNaOH的量为：的量为：54054081 = 45981 = 459（）（以（）（以NaNa2 2O O计）计） 蒸煮总液量

14、为：蒸煮总液量为：36003 = 1080036003 = 10800（L L） 应加碱液：应加碱液：10800-400=1040010800-400=10400（L L）( (四四) )有关碱回收的术语及计算有关碱回收的术语及计算1 1 、绿液：、绿液： 回收炉中流出的熔融物溶入稀白液或水中产生回收炉中流出的熔融物溶入稀白液或水中产生 的黑绿色的液体。主要成分是的黑绿色的液体。主要成分是NaNa2 2COCO3 3+Na+Na2 2S S2 2、白液：、白液： 绿液苛化后产生的色泽浅淡的液体，主要绿液苛化后产生的色泽浅淡的液体，主要 成分是成分是NaOHNaOH +Na +Na2 2S S3

15、、苛化度苛化度： NaOHNaOH与与NaOH+NaNaOH+Na2 2COCO3 3之比之比第二节碱法制浆蒸煮理论第二节碱法制浆蒸煮理论主要内容：主要内容：讨论碱法蒸煮中发生的物理变化、化学变化讨论碱法蒸煮中发生的物理变化、化学变化以及脱木素反应历程。以及脱木素反应历程。进一步讨论蒸煮中的各影响因素进一步讨论蒸煮中的各影响因素制订出合理的工艺条件。制订出合理的工艺条件。（一）蒸煮中的物理变化（一）蒸煮中的物理变化在碱法蒸煮时，主要的物理变化是：在碱法蒸煮时，主要的物理变化是：碱液与料片接触并渗透到原料内部，细胞间及细胞碱液与料片接触并渗透到原料内部，细胞间及细胞壁中的木素溶出，纤维之间连结减

16、弱，相互分离。壁中的木素溶出，纤维之间连结减弱，相互分离。在高温的碱液中细胞壁润胀，由原料变成纸浆。在高温的碱液中细胞壁润胀，由原料变成纸浆。 渗透渗透溶出溶出1 1、渗透的方法（、渗透的方法（两种方式）两种方式）一种是毛细管渗透，它是由于料片中存在大量毛细一种是毛细管渗透，它是由于料片中存在大量毛细管，药液通过毛细管渗入原料内部，这种作用在干管，药液通过毛细管渗入原料内部，这种作用在干料片中起主导作用。料片中起主导作用。另一种是扩散作用，在水分含量较高的料片中，药另一种是扩散作用，在水分含量较高的料片中，药液中的离子在离子浓度差的作用下扩散到料片内部。液中的离子在离子浓度差的作用下扩散到料片

17、内部。蒸煮开始至升温前对料片进行的各种预处理，都是蒸煮开始至升温前对料片进行的各种预处理，都是为了加快这两种渗透。为了加快这两种渗透。2 2、药液在不同原料中的渗透、药液在不同原料中的渗透植物纤维原料品种繁多，结构相差较大，渗透的途植物纤维原料品种繁多，结构相差较大，渗透的途径也不一样。径也不一样。针叶木是由开口纤维的末端进入细胞腔，横向穿过针叶木是由开口纤维的末端进入细胞腔，横向穿过纹孔，侧向通过木射线，在相邻的细胞间流动。纹孔，侧向通过木射线，在相邻的细胞间流动。而阔叶木是由导管内部，通过纹孔进入纤维。而阔叶木是由导管内部，通过纹孔进入纤维。草类原料除了和阔叶木一样，存在大量导管外，还草类

18、原料除了和阔叶木一样，存在大量导管外，还有更多的薄壁细胞，结构疏松，药液很容易渗入。有更多的薄壁细胞，结构疏松，药液很容易渗入。 蒸煮中强调药液的渗透！蒸煮中强调药液的渗透！ （二）蒸煮中的化学变化二）蒸煮中的化学变化 碱法蒸煮的主要化学反应包括：碱法蒸煮的主要化学反应包括： 原料（原料（ 木素、纤维素、半纤维素、其它木素、纤维素、半纤维素、其它 少量组分）少量组分）+ + 碱（碱（NaOHNaOH 、NaNa2 2S S） 焦点焦点：在尽量少损伤纤维素和半纤维素的：在尽量少损伤纤维素和半纤维素的 前提下加快木素的脱除前提下加快木素的脱除 1 1、木素与碱的反应、木素与碱的反应木素与木素与Na

19、OHNaOH的反应的反应木素是由许多苯丙烷结构单元通过醚键、碳木素是由许多苯丙烷结构单元通过醚键、碳- -碳键和碳键和其它键型联接而构成的立体网状高分子化合物。碱其它键型联接而构成的立体网状高分子化合物。碱法蒸煮主要就是法蒸煮主要就是NaOHNaOH与之反应，使木素结构单元间与之反应，使木素结构单元间的联接断裂并使之溶出，同时尽量防止断裂了的木的联接断裂并使之溶出，同时尽量防止断裂了的木素分子碎片再缩合而变成大分子。由于烧碱法和硫素分子碎片再缩合而变成大分子。由于烧碱法和硫酸盐法药液化学成分不同，在蒸煮过程中，化学反酸盐法药液化学成分不同，在蒸煮过程中，化学反应有相同点，也有不同之处。应有相同

20、点，也有不同之处。碱法蒸煮过程碱法蒸煮过程NaOHNaOH与木素反应主要是酚型与木素反应主要是酚型- -烷基烷基- -芳芳基醚键联接经过形成亚甲基醌结构的碱化断裂反应，基醚键联接经过形成亚甲基醌结构的碱化断裂反应，反应过程参见下图。反应过程参见下图。这是由于这是由于NaOHNaOH促进了酚盐结构的重排，从而使促进了酚盐结构的重排，从而使- -烷基烷基- -芳基取代物在形成亚甲基醌结构的过程中从木素的芳基取代物在形成亚甲基醌结构的过程中从木素的大分子上断裂下来，形成断裂的木素碎片，再是酚大分子上断裂下来，形成断裂的木素碎片，再是酚型型- -烷基烷基- -芳基醚联接的碱化断裂，而非酚型的芳基醚联接

21、的碱化断裂，而非酚型的- -烷基烷基- -芳基醚不能形成亚甲基醌结构，仅在位上有羟基的芳基醚不能形成亚甲基醌结构，仅在位上有羟基的非酚型非酚型- -芳基醚键才能进行碱化断裂。芳基醚键才能进行碱化断裂。C-CC-C键的联接键的联接比较稳定，在蒸煮后部分的断裂，从而使木素大分比较稳定，在蒸煮后部分的断裂，从而使木素大分子逐渐变成小分子而溶解，同时在脱木素过程中所子逐渐变成小分子而溶解，同时在脱木素过程中所断裂的木素在碱浓低、温度高等条件下，会发生相断裂的木素在碱浓低、温度高等条件下，会发生相互的缩合反应变成木素的大分子，如果要把缩合了互的缩合反应变成木素的大分子，如果要把缩合了的木素再溶解出来，则

22、需要更多的碱和更剧烈的蒸的木素再溶解出来，则需要更多的碱和更剧烈的蒸煮条件。因此碱法蒸煮的后期，要防止木素的缩合煮条件。因此碱法蒸煮的后期，要防止木素的缩合。木素与硫化钠的反应木素与硫化钠的反应在硫酸盐法蒸煮中还存在在硫酸盐法蒸煮中还存在NaNa2 2S S与木素的反应，与木素的反应， NaNa2 2S S水解生成水解生成NaOHNaOH和和NaHSNaHS，蒸煮初期溶液中，蒸煮初期溶液中NaOHNaOH浓度高，使浓度高，使NaNa2 2S S的水解受的水解受到抑制。随着蒸煮的进行，到抑制。随着蒸煮的进行，NaOHNaOH逐渐消耗，浓度降低，逐渐消耗，浓度降低， NaNa2 2S S逐渐水解。

23、硫酸盐法制浆中，用逐渐水解。硫酸盐法制浆中，用NaNa2 2S S代替部分代替部分NaOHNaOH，相，相应地降低了应地降低了NaOHNaOH的浓度，使蒸煮反应较缓和，从而减轻对纤的浓度，使蒸煮反应较缓和，从而减轻对纤维素和半纤维素的降解；同时由于维素和半纤维素的降解；同时由于NaNa2 2S S水解后生成水解后生成NaHSNaHS，而，而NaHSNaHS中的中的HS-HS-离子能与木素迅速反应，特别是它能使木素大离子能与木素迅速反应，特别是它能使木素大分子中存在较多的烷基分子中存在较多的烷基- -芳基醚键断裂，生成硫化木素，从芳基醚键断裂，生成硫化木素，从而使木素脱除比单一的氢氧化钠快，缩短

24、了纤维原料与高温而使木素脱除比单一的氢氧化钠快，缩短了纤维原料与高温碱液接触的时间，有利于保护碳水化合物。因此碱液接触的时间，有利于保护碳水化合物。因此 ，与烧碱，与烧碱法比较采用硫酸盐法蒸煮，不仅可以缩短蒸煮时间，而且还法比较采用硫酸盐法蒸煮，不仅可以缩短蒸煮时间，而且还能提高成浆得率和物理强度。能提高成浆得率和物理强度。 另外，木素与另外，木素与NaNa2 2S S的反应除生成硫化木素和碱木素的反应除生成硫化木素和碱木素外，木素大分子上的甲氧基可部分脱除生成甲硫醇外，木素大分子上的甲氧基可部分脱除生成甲硫醇及其钠盐。及其钠盐。甲硫醇（甲硫醇（CHCH3 3SHSH）的生成量，除了与树种有一

25、定的关）的生成量，除了与树种有一定的关系外，与蒸煮的条件亦有很大的关系。主要表现在系外，与蒸煮的条件亦有很大的关系。主要表现在蒸煮用碱量及硫化度等方面。硫化度高，甲硫醇产蒸煮用碱量及硫化度等方面。硫化度高，甲硫醇产量相对增加。在蒸煮硬浆与软浆时的情况亦有区别，量相对增加。在蒸煮硬浆与软浆时的情况亦有区别，煮软浆用碱量高，有较多的过剩煮软浆用碱量高，有较多的过剩NaOHNaOH存在，甲硫醇存在，甲硫醇可变为不易挥发的甲硫醇钠盐，也有少量变成二甲可变为不易挥发的甲硫醇钠盐，也有少量变成二甲硫醚：硫醚： 甲硫醇为具有特殊恶臭的气体，沸点甲硫醇为具有特殊恶臭的气体，沸点5.85.8，易污染大气。，易污

26、染大气。二甲硫醚沸点为二甲硫醚沸点为3838，因在常温下是液体，臭味较甲硫醇小。，因在常温下是液体，臭味较甲硫醇小。因此，煮硬浆较煮软浆臭味大；蒸煮液硫化物用量高，较硫因此，煮硬浆较煮软浆臭味大；蒸煮液硫化物用量高，较硫化物用量低，臭味大。不同植物原料臭味不同，其中以阔叶化物用量低，臭味大。不同植物原料臭味不同，其中以阔叶材臭味最大，针叶材次之，草类最小。硫酸盐蒸煮臭气除上材臭味最大，针叶材次之，草类最小。硫酸盐蒸煮臭气除上述原因外，述原因外，NaSHNaSH水解产生微量水解产生微量H H2 2S S也是原因之一。在很少情也是原因之一。在很少情况下，甲硫醇经氧化后生成二甲二硫醚。况下，甲硫醇经

27、氧化后生成二甲二硫醚。 二甲二硫醚沸点二甲二硫醚沸点112112，臭味小，臭味小2 2、纤维素与碱的反应、纤维素与碱的反应 一般说，在碱中纤维素比较稳定。但是，一般说，在碱中纤维素比较稳定。但是，在纤维胞间层的木素已被除去，半纤维素也在纤维胞间层的木素已被除去，半纤维素也被溶出较多时，继续脱除细胞壁中的木素时，被溶出较多时，继续脱除细胞壁中的木素时，纤维素将受到降解，结果降低纤维素的聚合纤维素将受到降解，结果降低纤维素的聚合度和浆的得率，影响纸浆的物理强度。因此，度和浆的得率，影响纸浆的物理强度。因此，在蒸煮后期，要严格控制终点。在蒸煮后期，要严格控制终点。NaOHNaOH对纤维素的作用主要有

28、三个反应：剥皮对纤维素的作用主要有三个反应：剥皮反应、终止反应（即稳定反应）和碱性水解。反应、终止反应（即稳定反应）和碱性水解。剥皮反应剥皮反应纤维素大分子的还原性葡萄糖纤维素大分子的还原性葡萄糖末端基对碱不稳定，被逐个的剥离而溶于蒸末端基对碱不稳定，被逐个的剥离而溶于蒸煮液中，剥去的还原性葡萄糖末端基重排为煮液中，剥去的还原性葡萄糖末端基重排为异变糖酸。当纤维素大分子的一个还原性葡异变糖酸。当纤维素大分子的一个还原性葡萄糖末端基剥去后，在大分子链上又出现另萄糖末端基剥去后，在大分子链上又出现另一个还原性葡萄糖末端基，继续进行剥皮反一个还原性葡萄糖末端基，继续进行剥皮反应，剥去还原性葡萄糖末端

29、基。这种还原性应，剥去还原性葡萄糖末端基。这种还原性葡萄糖末端基逐个剥落的反应，称为剥皮反葡萄糖末端基逐个剥落的反应，称为剥皮反应应。随着剥皮反应的不断进行，纤维素聚合度变小，纸随着剥皮反应的不断进行，纤维素聚合度变小，纸浆的得率下降，碱耗增加。所以，剥皮反应是有害浆的得率下降，碱耗增加。所以，剥皮反应是有害的。的。纤维素大分子剥皮反应中损失的部分，在碱液中其纤维素大分子剥皮反应中损失的部分，在碱液中其最终降解产物主要是葡萄糖异变糖酸及最终降解产物主要是葡萄糖异变糖酸及2,5-2,5-二羟基二羟基戊酸，还有相当量的乳酸、甲酸、乙酸及少量乙醇戊酸，还有相当量的乳酸、甲酸、乙酸及少量乙醇酸。酸。终

30、止反应终止反应在剥皮反应进行的同时，还发生终止反在剥皮反应进行的同时，还发生终止反应，即在碱法蒸煮条件下，对碱不稳定的纤维素大应，即在碱法蒸煮条件下，对碱不稳定的纤维素大分子的还原性末端基，转变为对碱稳定的偏变糖酸分子的还原性末端基，转变为对碱稳定的偏变糖酸末端基，使剥皮反应终止。末端基，使剥皮反应终止。 剥皮反应与终止反应在碱法蒸煮过程中是既剥皮反应与终止反应在碱法蒸煮过程中是既互相对立又互相联系、互相制约的一对反应，互相对立又互相联系、互相制约的一对反应，为了增加纸浆的得率，提高纸浆质量，应设为了增加纸浆的得率，提高纸浆质量，应设法促进终止反应的进行并抑制剥皮反应。这法促进终止反应的进行并

31、抑制剥皮反应。这可以通过下面的几个主要途径来实现可以通过下面的几个主要途径来实现: : 将将末端羰基还原为伯醇羟基；末端羰基还原为伯醇羟基；将末端羰基氧将末端羰基氧化成为羧基；化成为羧基； 加入能与羰基起反应的化合加入能与羰基起反应的化合物，将还原性末端基封锁。物，将还原性末端基封锁。 碱性水解碱性水解纤维素大分子的苷键的碱性水纤维素大分子的苷键的碱性水解在蒸煮升温阶段，一般进行较慢，而在高解在蒸煮升温阶段，一般进行较慢，而在高温作用下，葡萄糖苷键碱性水解裂开加速，温作用下，葡萄糖苷键碱性水解裂开加速，使纤维素的聚合度迅速下降。碱性水解的结使纤维素的聚合度迅速下降。碱性水解的结果增加了新的还原

32、性末端基，为剥皮反应的果增加了新的还原性末端基，为剥皮反应的进行提供了新条件，而如果碱性水解裂开的进行提供了新条件，而如果碱性水解裂开的部位在靠近大分子链的端部，则水解所产生部位在靠近大分子链的端部，则水解所产生的短链分子可直接溶于碱液，可见碱性水解的短链分子可直接溶于碱液，可见碱性水解危害很大。危害很大。3 3、半纤维素与碱的反应、半纤维素与碱的反应与纤维素相似，半纤维素在碱法蒸煮中也与纤维素相似，半纤维素在碱法蒸煮中也会发生剥皮反应，终止反应，碱性水解，会发生剥皮反应，终止反应，碱性水解，由于半纤维素分子链短，支链多，且为无由于半纤维素分子链短，支链多，且为无定形结构，因此，比纤维素稳定性

33、差，更定形结构，因此，比纤维素稳定性差，更易与碱反应，通过蒸煮，浆中半纤维素的易与碱反应，通过蒸煮，浆中半纤维素的量和结构都有较大变化。量和结构都有较大变化。4 4、少量组分与碱的反应、少量组分与碱的反应原料中含有某些少量组分，如草类中的灰分，原料中含有某些少量组分，如草类中的灰分，木材中的树脂，都能与碱反应，草类中的灰木材中的树脂，都能与碱反应，草类中的灰分，分，60%60%是是SiOSiO2 2，与，与NaOHNaOH 反应生成反应生成NaNa2 2SiOSiO3 3溶溶于黑液中，即造成碱回收蒸发和燃烧过程的于黑液中，即造成碱回收蒸发和燃烧过程的结垢，又妨碍白液的澄清；木材中的树脂与结垢，

34、又妨碍白液的澄清；木材中的树脂与碱反应生成皂化物，也影响黑液碱回收，因碱反应生成皂化物，也影响黑液碱回收，因此，碱回收前黑液要除硅、除皂。另外，原此，碱回收前黑液要除硅、除皂。另外，原料中的色素、淀粉、果胶等与碱反应生成带料中的色素、淀粉、果胶等与碱反应生成带色物质，使浆的颜色加深，难漂白，要加强色物质，使浆的颜色加深，难漂白，要加强洗涤。洗涤。 （三）碱法蒸煮反应历程（三）碱法蒸煮反应历程碱法蒸煮中脱木素以及碳水化合物与碱的反应在不碱法蒸煮中脱木素以及碳水化合物与碱的反应在不同时期反应速度不同，蒸煮反应历程的研究就是通同时期反应速度不同，蒸煮反应历程的研究就是通过实验方法，找出脱木素及碳水化

35、合物与碱反应的过实验方法，找出脱木素及碳水化合物与碱反应的变化规律，指导生产中工艺条件的制订，生产高质变化规律，指导生产中工艺条件的制订，生产高质量纸浆，木材和草类中不论是木素含量还是结构都量纸浆，木材和草类中不论是木素含量还是结构都有较大差异，因此，反应历程不同。有较大差异，因此，反应历程不同。1 1、木材碱法蒸煮反应历程、木材碱法蒸煮反应历程研究表明木材碱法蒸煮脱木素分三个阶段研究表明木材碱法蒸煮脱木素分三个阶段（1 1）初始脱木素阶段：从蒸煮开始至升温到）初始脱木素阶段：从蒸煮开始至升温到150150以前，为初始脱木素阶段，溶出的木素占木素总量以前，为初始脱木素阶段，溶出的木素占木素总量

36、的的26.6%26.6%，大部分为碱易溶木素。，大部分为碱易溶木素。（2 2）大量脱木素阶段：从）大量脱木素阶段：从150150175175为大量脱木为大量脱木素阶段素阶段 木素溶出量木素溶出量/%/%（对木材）（对木材）图图3-33-3马尾松硫酸盐法蒸煮脱木素马尾松硫酸盐法蒸煮脱木素三个阶段三个阶段 木素占原料中木素的木素占原料中木素的63.5%63.5%到到175175时，大部分木素时，大部分木素溶出，木片已经成浆。溶出，木片已经成浆。（3 3）残余木素脱除阶段：）残余木素脱除阶段：从从175175保温开始的保温期间为残余木素脱除阶段，保温开始的保温期间为残余木素脱除阶段，保温保温100m

37、in100min溶出原料中木素的溶出原料中木素的8%8%。这一阶段溶出。这一阶段溶出的木素属的木素属“难溶木素难溶木素”。用烧碱法蒸煮木材，在。用烧碱法蒸煮木材，在木材品木材品在初始脱木素阶段在初始脱木素阶段: :碳水化合物溶出较多，升温到碳水化合物溶出较多，升温到150150，溶出碳水化合物溶出碳水化合物17.5%17.5%，占原料中碳水化合物的，占原料中碳水化合物的25.16%25.16%，由于，由于碳水化合物和木素的溶出，纸浆的得率不断下降至碳水化合物和木素的溶出，纸浆的得率不断下降至74%74%。 在以上脱木素过程中，碳水化合物变化规律是：在以上脱木素过程中，碳水化合物变化规律是：在大

38、量脱木素阶段在大量脱木素阶段: :溶出碳水化合物溶出碳水化合物8.79%8.79%，占原料中碳水，占原料中碳水化合物的化合物的12.56%12.56%，由于木素大量溶出和其他组成的溶出，纸，由于木素大量溶出和其他组成的溶出，纸浆得率显著下降，到浆得率显著下降，到175175时，纸浆得率只有时，纸浆得率只有47%47%。 在这个阶段中，蒸煮液中残碱浓度下降并不多，说明木素的在这个阶段中，蒸煮液中残碱浓度下降并不多，说明木素的大量溶出并不需要消耗很多碱，溶出的木素已在第一阶段和大量溶出并不需要消耗很多碱，溶出的木素已在第一阶段和碱起反应。碱起反应。在残余木素脱除阶段在残余木素脱除阶段: :碳水化合

39、物的溶出一直是直线增加，碳水化合物的溶出一直是直线增加，延长保温时间，碳水化合物的降解加剧，因而，虽然木素溶延长保温时间，碳水化合物的降解加剧，因而，虽然木素溶出很少，纸浆的得率却不断下降，保温出很少，纸浆的得率却不断下降，保温100100分钟时，纸浆得率分钟时，纸浆得率下降到下降到37.52%37.52%。在残余脱木素阶段中，蒸煮液中碱的浓度继续下降，在残余脱木素阶段中，蒸煮液中碱的浓度继续下降，碱主要消耗于碳水化合物的溶出以及中和黑液中的碱主要消耗于碳水化合物的溶出以及中和黑液中的有机酸，因此，过分延长保温时间，不仅对纸浆质有机酸，因此，过分延长保温时间，不仅对纸浆质量产生不良影响，而且使

40、碱耗增加。量产生不良影响，而且使碱耗增加。2、草类原料碱法蒸煮反应历程、草类原料碱法蒸煮反应历程 我国近年来对芦苇、甘蔗渣和麦草等草类原料硫我国近年来对芦苇、甘蔗渣和麦草等草类原料硫酸盐法和烧碱法蒸煮反应历程进行了许多研究，基酸盐法和烧碱法蒸煮反应历程进行了许多研究，基于草类原料木素含量低，半纤维素含量高，组织结于草类原料木素含量低，半纤维素含量高，组织结构疏松，因此比较容易蒸煮，其蒸煮反应历程与木构疏松，因此比较容易蒸煮，其蒸煮反应历程与木材和竹子蒸煮反应历程有所不同。材和竹子蒸煮反应历程有所不同。草类原料硫酸盐法蒸煮反应历程可以分为以下几个草类原料硫酸盐法蒸煮反应历程可以分为以下几个阶段，

41、即主要脱木素阶段、补充脱木素阶段阶段，即主要脱木素阶段、补充脱木素阶段和残余脱和残余脱木素阶段。木素阶段。研究表明，麦草的主要脱木素阶段在升温到研究表明，麦草的主要脱木素阶段在升温到100100以以前，此时木素的脱除率约为总木素量的前，此时木素的脱除率约为总木素量的60%60%左右，耗左右，耗碱量和碳水化合物溶出量分别为碱量和碳水化合物溶出量分别为50%50%和和45%45%。烧碱。烧碱- -蒽蒽醌法蒸煮在主要脱木素阶段，木素脱除量比烧碱法醌法蒸煮在主要脱木素阶段，木素脱除量比烧碱法高高1 12%2%，碳水化合物溶出量基本与烧碱法相同，而，碳水化合物溶出量基本与烧碱法相同，而碱耗却少碱耗却少1

42、/51/5。补充脱木素阶段为升温至。补充脱木素阶段为升温至160160，此，此阶段木素脱除量为总木素量的阶段木素脱除量为总木素量的25%25%30%30%，而碱耗量，而碱耗量仅为仅为10%10%15%15%，聚戊糖溶出量为，聚戊糖溶出量为10%10%左右，此阶段的左右，此阶段的脱木素速度也明显减慢。残余脱木素阶段为脱木素速度也明显减慢。残余脱木素阶段为160160后后的保温阶段，此阶段脱木素量仅为总木素量的的保温阶段，此阶段脱木素量仅为总木素量的5%5%10%10%，而碱耗却为总碱耗的，而碱耗却为总碱耗的20%20%左右，此时的碱耗除左右，此时的碱耗除继续消耗于木素和碳水化合物溶解外，主要消耗

43、在继续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进一步分解。溶出木素和碳水化合物的进一步分解。（四）蒸煮中的影响因素（四）蒸煮中的影响因素如果我们把浆的质量看做函数，影响浆的质量的自如果我们把浆的质量看做函数，影响浆的质量的自变量因素有原料质量、用碱量、碱液浓度，时间温变量因素有原料质量、用碱量、碱液浓度，时间温度等，这些自变量的变化对浆的质量的影响各自有度等，这些自变量的变化对浆的质量的影响各自有一定规律，之间又相互关联，讨论这些变化的规律，一定规律，之间又相互关联，讨论这些变化的规律，制订出合理工艺，并使之稳定，才能确保生产出质制订出合理工艺，并使之稳定，才能确保生产出

44、质量高并且稳定的纸浆。量高并且稳定的纸浆。1 1、原料的影响、原料的影响原料的影响主要包括材种，料片质量等。原料的影响主要包括材种，料片质量等。针叶木组织结构紧密，木素含量高，且大部分分布针叶木组织结构紧密，木素含量高，且大部分分布在细胞壁中，蒸煮比较困难。阔叶木组织结构较针在细胞壁中，蒸煮比较困难。阔叶木组织结构较针叶木更紧密，浸透困难，但与针叶木相比，木素含叶木更紧密，浸透困难，但与针叶木相比，木素含量较低，且细胞壁内较少，故比针叶木容易蒸煮。量较低，且细胞壁内较少，故比针叶木容易蒸煮。同是针叶木或阔叶木，由于树种不同，其组织结构、同是针叶木或阔叶木，由于树种不同，其组织结构、物理性质与化

45、学组成不同，蒸煮条件及所得纸浆性物理性质与化学组成不同，蒸煮条件及所得纸浆性质也有差别。质也有差别。草类原料组织结构疏松，木素含量低，容易蒸煮，草类原料组织结构疏松，木素含量低，容易蒸煮，竹子的木素含量与针叶木相似，含硅量比木材高，竹子的木素含量与针叶木相似，含硅量比木材高，结构紧密，蒸煮条件介于木材和草类之间。结构紧密，蒸煮条件介于木材和草类之间。料片的规格影响装锅量及药液的渗透，木片尺寸一料片的规格影响装锅量及药液的渗透，木片尺寸一般为：长般为：长202025mm25mm，宽，宽151520mm20mm，厚，厚2 25mm5mm，草片，草片长长202040mm40mm，另外除尘净化的质量对

46、浆的质量影响，另外除尘净化的质量对浆的质量影响很大，木材要尽量除去树皮、朽木、树节等很大，木材要尽量除去树皮、朽木、树节等; ;而草类而草类原料要尽量除硅、除草叶、节、梢等。原料要尽量除硅、除草叶、节、梢等。 2 2、用碱量的影响、用碱量的影响用碱量的大小对蒸煮影响很大。确定用碱量的依据为原料中用碱量的大小对蒸煮影响很大。确定用碱量的依据为原料中木素含量以及成浆的硬度要求，在实际生产中，必须加入过木素含量以及成浆的硬度要求，在实际生产中，必须加入过量的碱，用来保证蒸煮后期的反应，否则不能把料片煮成纸量的碱，用来保证蒸煮后期的反应，否则不能把料片煮成纸浆；同时还要保证后期有适当的碱，使生成的碱木

47、素溶出。浆；同时还要保证后期有适当的碱，使生成的碱木素溶出。增加用碱量有利于加快蒸煮速度，降低纸浆硬度和提高纸浆增加用碱量有利于加快蒸煮速度，降低纸浆硬度和提高纸浆的可漂性。但用碱量过高却会降低成浆得率和物理强度。但的可漂性。但用碱量过高却会降低成浆得率和物理强度。但如果用碱量过低时，成浆较硬而色暗，不易漂白，而且筛渣如果用碱量过低时，成浆较硬而色暗，不易漂白，而且筛渣增多，即使延长蒸煮时间，有时也难以保证脱木素反应的进增多，即使延长蒸煮时间，有时也难以保证脱木素反应的进行，难以成浆。行，难以成浆。实际生产中，木材用碱量为实际生产中，木材用碱量为151528%28%（硬浆为（硬浆为151518

48、%18%；软浆；软浆为为2428%2428%）；竹材、芦苇等为）；竹材、芦苇等为131318%18%；蔗渣为；蔗渣为111115%15%；稻；稻麦草为麦草为8 815%15%。一般在生产纸板用浆时可取其下限值，本色。一般在生产纸板用浆时可取其下限值，本色浆取其中间值，漂白浆则取上限值。浆取其中间值，漂白浆则取上限值。蒸煮开始时碱液的浓度与用碱量和液化有关，用碱量一定，蒸煮开始时碱液的浓度与用碱量和液化有关，用碱量一定，液比变小，碱浓提高，脱木素快。但液比过低，会导致蒸煮液比变小，碱浓提高，脱木素快。但液比过低，会导致蒸煮不匀的现象，如某草浆厂曾出现蒸煮粗浆得率高但细浆得率不匀的现象，如某草浆厂

49、曾出现蒸煮粗浆得率高但细浆得率偏低的现象，原因之一是液比小，碱浓大，蒸煮不匀，粗浆偏低的现象，原因之一是液比小，碱浓大，蒸煮不匀，粗浆筛浆渣量大。筛浆渣量大。在蒸煮过程中，碱液浓度是不断地在变化着。在蒸煮初期碱在蒸煮过程中，碱液浓度是不断地在变化着。在蒸煮初期碱液浓度变化最大，这由于大量的碱消耗于中和由蒸煮反应所液浓度变化最大，这由于大量的碱消耗于中和由蒸煮反应所生成的有机酸。因此，只有在采用最初浓度较高的碱液时，生成的有机酸。因此，只有在采用最初浓度较高的碱液时，碱液浓度所起的作用才会显示出，不过，要制取强度大、纯碱液浓度所起的作用才会显示出，不过，要制取强度大、纯度高而易漂白的纸浆时，一般

50、却要采用低限的碱液浓度，当度高而易漂白的纸浆时，一般却要采用低限的碱液浓度，当然也应要求在一定的合理时间内完成蒸煮过程。否则浓度过然也应要求在一定的合理时间内完成蒸煮过程。否则浓度过低会延长蒸煮时间，并且增加蒸煮和碱回收的耗汽量。低会延长蒸煮时间，并且增加蒸煮和碱回收的耗汽量。 3 3、碱浓的影响、碱浓的影响（1 1）原料品种：对于木材、竹材、芒秆等原料，组）原料品种：对于木材、竹材、芒秆等原料，组织紧密，吸水性差，宜用低液比高浓度的碱液，有织紧密，吸水性差，宜用低液比高浓度的碱液，有利于渗透；而稻草、蔗渣等原料，组织疏松，可采利于渗透；而稻草、蔗渣等原料，组织疏松，可采用较大的液比，以保证蒸

51、煮均匀。用较大的液比，以保证蒸煮均匀。（2 2）生产条件：在采用回转式蒸煮器时，宜用小液）生产条件：在采用回转式蒸煮器时，宜用小液比；一般为比；一般为3 31,1,而立式蒸煮锅要用稍大的液比，为而立式蒸煮锅要用稍大的液比，为5 56 61 1。生产中，碱浓一般为，木材生产中，碱浓一般为，木材50 50 60g/L60g/L，竹、苇、，竹、苇、芒杆芒杆40 40 50g/L50g/L，稻、麦草，稻、麦草30 30 40 g/L40 g/L。碱液浓度还与下列条件有关：碱液浓度还与下列条件有关：4 4、硫化度的影响、硫化度的影响实践证明，在用碱量相同和一定的蒸煮温度条件下，实践证明，在用碱量相同和一

52、定的蒸煮温度条件下，采用硫酸盐法或烧碱法，其碳水化合物溶解速度基本采用硫酸盐法或烧碱法，其碳水化合物溶解速度基本相同，但木素的溶出速度却相差较大。一般在硫酸盐相同，但木素的溶出速度却相差较大。一般在硫酸盐法蒸煮的整个过程中，木素的溶出速度都是很快的，法蒸煮的整个过程中，木素的溶出速度都是很快的，而烧碱法蒸煮则在蒸煮开始时，木素的溶出速度较快，而烧碱法蒸煮则在蒸煮开始时，木素的溶出速度较快，随后就大大减缓。从而说明在药液中有硫化钠时，有随后就大大减缓。从而说明在药液中有硫化钠时，有利于脱木素。为此，在一定范围内，提高硫化度不但利于脱木素。为此，在一定范围内，提高硫化度不但可以加速木素的溶解，降低

53、纸浆中的木素含量，并且可以加速木素的溶解，降低纸浆中的木素含量，并且还可以缩短蒸煮时间，有利于提高成浆得率和物理强还可以缩短蒸煮时间，有利于提高成浆得率和物理强度。度。但在硫化度超过一定限度时，其效果很小。如硫化但在硫化度超过一定限度时，其效果很小。如硫化度从度从15.6%15.6%增至增至31%31%时，增加硫化度的意义已经不大时，增加硫化度的意义已经不大了。如果硫化度进一步提高到了。如果硫化度进一步提高到40%40%以上，不但不能促以上，不但不能促进蒸煮速度，并且开始减缓蒸煮速度。这主要是因进蒸煮速度，并且开始减缓蒸煮速度。这主要是因为在活性碱用量一定时，提高硫化度意味着有效碱为在活性碱用

54、量一定时，提高硫化度意味着有效碱含量的降低，当降低到不足使硫化木素溶出时，将含量的降低，当降低到不足使硫化木素溶出时，将影响脱木素反应的进行。同时硫化度过高必将加剧影响脱木素反应的进行。同时硫化度过高必将加剧药液的腐蚀性，增加操作的困难。药液的腐蚀性，增加操作的困难。在实际生产中，木材蒸煮采用的硫化度一般为在实际生产中，木材蒸煮采用的硫化度一般为151530%30%，但以，但以202025%25%较为适宜；草类蒸煮常用的硫化较为适宜；草类蒸煮常用的硫化度为度为151525%25%，但也可低至，但也可低至10%10%左右。左右。5 5、蒸煮温度和时间的影响、蒸煮温度和时间的影响蒸煮温度和蒸煮时间

55、是两个互相关联的参数。蒸煮温度即指蒸煮温度和蒸煮时间是两个互相关联的参数。蒸煮温度即指蒸煮过程最高的温度。蒸煮时间主要包括升温时间和保温时蒸煮过程最高的温度。蒸煮时间主要包括升温时间和保温时间。间。随着温度的升高，能加快蒸煮的反应速度，并促进木素的溶随着温度的升高，能加快蒸煮的反应速度，并促进木素的溶出。通常在蒸煮的最高温度范围内，随着蒸煮温度的提高，出。通常在蒸煮的最高温度范围内，随着蒸煮温度的提高，蒸煮时间也就可以缩短。蒸煮时间也就可以缩短。随着蒸煮温度的提高和保温时间的延长，虽有利于脱除木素，随着蒸煮温度的提高和保温时间的延长，虽有利于脱除木素，但也将加剧对碳水化合物的损害；因此，成浆得

56、率低，物理但也将加剧对碳水化合物的损害；因此，成浆得率低，物理强度也小，漂率也低。强度也小，漂率也低。生产中，木材蒸煮最高温度为生产中，木材蒸煮最高温度为170170180180，芦苇、竹子、芒，芦苇、竹子、芒杆为杆为160160170170，其它草类，其它草类150150160160连蒸系统最高温度比连蒸系统最高温度比间歇蒸煮高。间歇蒸煮高。 6 6、H H因子因子H H因子是表示在蒸煮过程中的相对反应速率和蒸煮时因子是表示在蒸煮过程中的相对反应速率和蒸煮时间的关系。它是以不同蒸煮温度下的反应速率对其间的关系。它是以不同蒸煮温度下的反应速率对其相应的蒸煮时间所作出的曲线下面的面积，亦即反相应

57、的蒸煮时间所作出的曲线下面的面积，亦即反应速率与蒸煮时间的乘积。应速率与蒸煮时间的乘积。在蒸煮过程中，对应于蒸煮温度的反应速率在蒸煮过程中，对应于蒸煮温度的反应速率K K的计算的计算如下式：如下式：式中：式中：EE活化能（对于硫酸盐木浆的蒸煮，活化能（对于硫酸盐木浆的蒸煮，E=133760E=133760焦耳焦耳/ /摩尔摩尔 ）RR气体常数（气体常数（8.38.3焦耳焦耳/ /摩尔）摩尔） TT绝对温度（绝对温度（K K） CC反应常数。反应常数。 设设100100时的反应速率时的反应速率K K为为1 1时，则上述方程式可变为：时，则上述方程式可变为： 代入上式得代入上式得：由此就可以计算出

58、在各种不同温度时的由此就可以计算出在各种不同温度时的K K值，如表值，如表4-24-2所示所示 KKKK10010410911211411611711912212312412512612345678111214151712712813013113213514014515015115215315418192028314166105165182197217236155156157158159160161162163164165166167260281305336364401435471511563610661716168169170171172173174175176177178777854921

59、10001089118012791387150316191766关于关于H H因子的计算如表因子的计算如表3-33-3所示。所示。从表从表3-33-3可知，两者虽然升温和保温时间不同，而且可知，两者虽然升温和保温时间不同，而且最高蒸煮温度也不同，但总的最高蒸煮温度也不同，但总的H H因子却相同，所以仍因子却相同，所以仍可制取木素含量和得率相同的纸浆。这从下图可制取木素含量和得率相同的纸浆。这从下图4-44-4中中也可以看出，尽管蒸煮最高温度不同，但也可以看出，尽管蒸煮最高温度不同，但H H因子相同，因子相同，而成浆的得率和木素含量大致相同。而成浆的得率和木素含量大致相同。为此，在生产上可以通过

60、为此，在生产上可以通过H H因子的控制，以制取合乎因子的控制，以制取合乎质量要求的纸浆。尤其在生产过程中由于某种原因质量要求的纸浆。尤其在生产过程中由于某种原因需要调整温度时，则可按照总的需要调整温度时，则可按照总的H H因子调整蒸煮时间，因子调整蒸煮时间，而保证成浆的质量。如图而保证成浆的质量。如图4-54-5（ ）（）（ ）表示）表示按相同按相同H H因子调整蒸煮时间来控制生产的示例。因子调整蒸煮时间来控制生产的示例。表4-5 H因子的计算升温升温时间（小（小时）温度（温度（）相相对反反应速率速率H因子因子【平均速率平均速率间隔隔时间（小（小时）】0.000.250.500.751.001

61、.251.503.00809511012514015517017000315662609219210000.25=020.25190.2522410.2510410.25101630.25411630.25415900.251485900.25148总升温期升温期间共共计2022029211.5=13829211.5=1382总计全周期全周期为1382+202=15840.001.501.672.2280170180180092120572057升到共升到共计20214890.17=253总升温期升温期间共共计202+253=45520570.55=1131总计全周期全周期为1131+455=

62、1586注：注：升温时间升温时间1.5小时；保温时间小时；保温时间1.5小时；最高蒸煮温度为小时；最高蒸煮温度为170。升温时间升温时间1.67小时；保温时间小时；保温时间0.55小时；最高蒸煮温度为小时；最高蒸煮温度为180。图图3-4 H3-4 H因子与纸浆得率和木素含量的关系因子与纸浆得率和木素含量的关系 11纸浆中木素含量纸浆中木素含量% 2% 2纸浆得率纸浆得率% % 图图3-5 H3-5 H因子调整蒸煮（速度因子调整蒸煮（速度- -时间）时间） 图图4-5 H4-5 H因子调整蒸煮（温度因子调整蒸煮（温度- -时间）（时间）（2 2） 第三节蒸煮设备第三节蒸煮设备 按照蒸煮方式不同

63、，碱法蒸煮可分为间歇式蒸煮和连续按照蒸煮方式不同，碱法蒸煮可分为间歇式蒸煮和连续式蒸煮，不同的蒸煮方式采用的设备及操作过程也不一样，式蒸煮，不同的蒸煮方式采用的设备及操作过程也不一样，间歇式蒸煮设备有蒸球和立锅，连续蒸煮系统包括立式，横间歇式蒸煮设备有蒸球和立锅，连续蒸煮系统包括立式，横管式和斜管式连蒸系统。管式和斜管式连蒸系统。 蒸蒸煮煮设设备备间间歇歇式式连连续续式式蒸球蒸球立式蒸煮锅立式蒸煮锅横管式连蒸系统横管式连蒸系统立式连蒸系统立式连蒸系统斜管式连蒸系统斜管式连蒸系统（一）蒸球（一）蒸球蒸球属回转、间歇式蒸煮器，是中小型草浆蒸球属回转、间歇式蒸煮器，是中小型草浆厂主要蒸煮设备。厂主要

64、蒸煮设备。1 1、蒸球的结构、蒸球的结构蒸球是由球体，底座和传动系统三部分组成，蒸球是由球体，底座和传动系统三部分组成，如图如图3-63-6所示。所示。 图图4-6 4-6 蒸球的结构蒸球的结构1 1，77进气管进气管 2 2，33截止阀截止阀 44安全阀安全阀 55蜗轮蜗杆传动系统蜗轮蜗杆传动系统 66逆止阀逆止阀 88喷放弯管喷放弯管 99喷放管喷放管 球体是用锅炉钢板焊成的球形薄壁压力容器，在其球体是用锅炉钢板焊成的球形薄壁压力容器，在其垂直中心线的上方开椭圆形的装料孔，在水平中心垂直中心线的上方开椭圆形的装料孔，在水平中心线上，球体两端通过法兰盘与两个铸钢制的空心轴线上，球体两端通过法

65、兰盘与两个铸钢制的空心轴颈相连，轴颈支承在两个半开式的油环轴承上，而颈相连，轴颈支承在两个半开式的油环轴承上，而轴承固定在铸铁式钢筋混凝土的底座上。两端空心轴承固定在铸铁式钢筋混凝土的底座上。两端空心的轴颈分别连有进气管和喷放管，进气管在传动装的轴颈分别连有进气管和喷放管，进气管在传动装置一侧，轴颈内侧装有圆孔挡板，以防止浆料堵塞置一侧，轴颈内侧装有圆孔挡板，以防止浆料堵塞气管，在球外进汽管上依次装有止逆阀，安全阀压气管，在球外进汽管上依次装有止逆阀，安全阀压力表，截止阀，止逆阀应在最靠近球体的位置，以力表，截止阀，止逆阀应在最靠近球体的位置，以免当球内压力高时，黑液免当球内压力高时，黑液“回

66、窜回窜”到主气管，进气到主气管，进气管在球内呈十字交叉，以利均匀布气管在球内呈十字交叉，以利均匀布气. .在另一侧在另一侧, ,轴轴颈与喷放弯管相连颈与喷放弯管相连, ,喷放弯管在球内沿球壁延伸到喷放弯管在球内沿球壁延伸到球体的正下方球体的正下方, ,距球壁距球壁50mm,50mm,在球外与喷放阀相连。在球外与喷放阀相连。 有的蒸球内壁焊上若干有的蒸球内壁焊上若干161620mm20mm的齿状金的齿状金属棒，以利料片与碱液均匀混合，并减小球属棒，以利料片与碱液均匀混合，并减小球内壁的磨损，球壁外包保温层，外面用铁皮内壁的磨损，球壁外包保温层，外面用铁皮包裹，以减少蒸煮时的热损失，球壁上还有包裹

67、，以减少蒸煮时的热损失，球壁上还有取小样管，以便取样化验。取小样管，以便取样化验。2 2、特点、特点蒸球结构简单，操作方便，相同的容积，表面积小，节省蒸球结构简单，操作方便，相同的容积，表面积小，节省材料，热量散失少，且由于回转，碱与料片混合均匀，可材料，热量散失少，且由于回转，碱与料片混合均匀，可采用较小的液化。但直接通汽，球内碱浓变化大，占地大采用较小的液化。但直接通汽，球内碱浓变化大，占地大产浆量低。产浆量低。3 3、蒸球操作、蒸球操作（1 1）装球）装球: :装球时要求装球时要求“多、快、匀多、快、匀”。多就是要尽量多。多就是要尽量多装，一般情况下，植物纤维原料、特别是草类松散，装球装

68、，一般情况下，植物纤维原料、特别是草类松散，装球困难，碱法蒸煮采用装球前用碱液预浸料片或采用装球器困难，碱法蒸煮采用装球前用碱液预浸料片或采用装球器可提高装球量。快，就是在保证料片与碱液混合均匀的前可提高装球量。快，就是在保证料片与碱液混合均匀的前提下，缩短装球时间，尽量使料片与碱液接触时间一致。提下，缩短装球时间，尽量使料片与碱液接触时间一致。匀就是碱与料片混合要匀，最好是先装完料，用剩余的少匀就是碱与料片混合要匀，最好是先装完料，用剩余的少部分碱液压料。部分碱液压料。（2 2）封盖空运转）封盖空运转: :封盖后升温前，使蒸球转动封盖后升温前，使蒸球转动1515分钟左右，分钟左右，以保证球内

69、碱液分布均匀。以保证球内碱液分布均匀。 （3 3）升温）升温打开进汽阀，通汽升温。当球内压力升至打开进汽阀，通汽升温。当球内压力升至0.20.20.3MPa0.3MPa时，关闭进汽阀，将装料孔转到球体正下方，时，关闭进汽阀，将装料孔转到球体正下方，打开喷放阀，使球内压力降为打开喷放阀，使球内压力降为0.05MPa0.05MPa，关闭喷放阀，关闭喷放阀，打开进汽阀重新升温至最高温度。小放汽的目的是打开进汽阀重新升温至最高温度。小放汽的目的是排除球内空气产生的假压，均匀蒸煮，但浪废了蒸排除球内空气产生的假压，均匀蒸煮，但浪废了蒸汽，使操作复杂化。汽，使操作复杂化。（4 4）保温）保温保温是在最高压

70、力下保持球内反应一定时间，保证保温是在最高压力下保持球内反应一定时间，保证脱木素的量。以利纤维充分分离成浆，但此时，也脱木素的量。以利纤维充分分离成浆，但此时，也容易导致碳水化合物降解，降低得率，因此，要视容易导致碳水化合物降解，降低得率，因此，要视对生产浆的要求合理制订升温及保温曲浅，图对生产浆的要求合理制订升温及保温曲浅，图4-74-7为为生产中的三种情况：横轴表示时间，纵轴表示温度，生产中的三种情况：横轴表示时间，纵轴表示温度，总蒸煮时间相同，但保温时间不同。总蒸煮时间相同，但保温时间不同。温度 时间时间（a a） （b b） （C C） 图图4-7 4-7 三种升温曲线三种升温曲线 （

71、5 5）化验喷放）化验喷放在接近蒸煮终点时，取小样化验纸浆的硬度和残碱，在接近蒸煮终点时，取小样化验纸浆的硬度和残碱，合格后喷放，一般草类原料采用全压喷放，它省时合格后喷放，一般草类原料采用全压喷放，它省时间，且有利于纤维分离，但如棉麻类的长纤维浆，间，且有利于纤维分离，但如棉麻类的长纤维浆，不能采用全压喷放，而要先大放汽，再常压倒料。不能采用全压喷放，而要先大放汽，再常压倒料。（二）立式蒸煮锅（二）立式蒸煮锅立式蒸煮锅按其加热方式不同，可分为直接加热和立式蒸煮锅按其加热方式不同，可分为直接加热和间接加热强制循球两种。我国硫酸盐浆厂则多采用间接加热强制循球两种。我国硫酸盐浆厂则多采用间接加热强

72、制循环，并辅以直接加热的方法。间接加热强制循环，并辅以直接加热的方法。（二）立式蒸煮锅（二）立式蒸煮锅1 1、立式蒸煮锅的结构、立式蒸煮锅的结构 立式蒸煮锅的结构主要包括锅体、药液循环立式蒸煮锅的结构主要包括锅体、药液循环系统和支架三大部分，如图系统和支架三大部分，如图4-84-8。 图图4-8 4-8 硫酸盐法蒸煮锅及药液循环系统硫酸盐法蒸煮锅及药液循环系统锅体锅体由圆筒部和上、下锥部组成。锅体由锅炉钢板焊由圆筒部和上、下锥部组成。锅体由锅炉钢板焊接而成。上锥部的锥顶角约接而成。上锥部的锥顶角约9090，而下锥部的锥顶，而下锥部的锥顶角大多为角大多为6060。蒸煮锅的高度通常为其直径的。蒸煮

73、锅的高度通常为其直径的3.03.03.53.5倍，也有达到倍，也有达到4.04.0倍。倍。 锅体外表面敷设有厚度约为锅体外表面敷设有厚度约为50507575毫米的石棉毫米的石棉保温层。在圆筒体内壁中部或底部（按其抽液部位）保温层。在圆筒体内壁中部或底部（按其抽液部位）装设有圆筒形带状滤板，而与锅体内壁构成环状空装设有圆筒形带状滤板，而与锅体内壁构成环状空间，并在其对应的锅壁上相对两侧开有抽液口，连间，并在其对应的锅壁上相对两侧开有抽液口，连接循环泵以便抽液循环。接循环泵以便抽液循环。 在上锥部内部设有两组锥形滤板，上组滤在上锥部内部设有两组锥形滤板，上组滤板供小放气时防止浆料随气排走，下组滤板

74、板供小放气时防止浆料随气排走，下组滤板则作为蒸煮液进锅的滤板。上锥部上面锅颈则作为蒸煮液进锅的滤板。上锥部上面锅颈连有法兰盘，并装有绞链螺栓，用以固定锅连有法兰盘，并装有绞链螺栓，用以固定锅盖，同时依靠推动支臂进行移开或放盖。由盖，同时依靠推动支臂进行移开或放盖。由于这种结构操作笨重，有的工厂已改为自动于这种结构操作笨重，有的工厂已改为自动开关锅盖，较为迅速方便。下锥部下锅颈内开关锅盖，较为迅速方便。下锥部下锅颈内部也装有滤板，以过滤下循环进液。下锅颈部也装有滤板，以过滤下循环进液。下锅颈另侧装有直接通汽管，以供直接加热的需要。另侧装有直接通汽管，以供直接加热的需要。下锅颈下端又连接着放料弯管

75、和放料阀。下锅颈下端又连接着放料弯管和放料阀。循环系统循环系统主要包括加热器、循环泵和循环管道。蒸煮药主要包括加热器、循环泵和循环管道。蒸煮药液从锅体中部或底部抽出，由循环泵送入加热器，液从锅体中部或底部抽出，由循环泵送入加热器，经加热后大部分由下循环进入蒸煮锅底部，而小部经加热后大部分由下循环进入蒸煮锅底部，而小部分由上循环进入蒸煮锅上部。加热器多采用列管式。分由上循环进入蒸煮锅上部。加热器多采用列管式。其加热面积应稍大些，一般要达到其加热面积应稍大些，一般要达到0.70.70.9m0.9m2 2/m/m3 3锅锅容。循环泵应用耐碱材料制成的离心泵，其叶轮和容。循环泵应用耐碱材料制成的离心泵

76、，其叶轮和轴等部件要用不锈钢制成。循环泵的扬程和流量应轴等部件要用不锈钢制成。循环泵的扬程和流量应考虑在一小时内能使药液循环考虑在一小时内能使药液循环8 81212次，每分钟循环次，每分钟循环量约为锅容的量约为锅容的9 910%10%。支架支架支架支架蒸煮锅全部重量（包括原料、药液以及蒸蒸煮锅全部重量（包括原料、药液以及蒸煮锅本身的重量）是由煮锅本身的重量）是由4 46 6个支柱支承着。个支柱支承着。蒸煮锅的托耳支座与支柱不能完全固定，以蒸煮锅的托耳支座与支柱不能完全固定，以适应热胀冷缩的变化。通常在有四个托耳支适应热胀冷缩的变化。通常在有四个托耳支座时，其中仅有一个托耳用螺栓固定在支柱座时，

77、其中仅有一个托耳用螺栓固定在支柱上，而其他三个托耳支座则放置在滚动式托上，而其他三个托耳支座则放置在滚动式托耳支柱上，使托耳支座能在支柱上移动。耳支柱上，使托耳支座能在支柱上移动。2 2、特点、特点 立式蒸煮锅的优点在于：锅容较大，单立式蒸煮锅的优点在于：锅容较大，单位产浆量大，劳动生产率高；与同产量的蒸位产浆量大，劳动生产率高；与同产量的蒸球比较，其占地面积小。但其缺点在于：构球比较，其占地面积小。但其缺点在于：构造复杂，制造技术要求高；附属设备多，动造复杂，制造技术要求高；附属设备多，动力消耗大；设备投资和维持费用大。力消耗大；设备投资和维持费用大。常用立式蒸煮锅规格有常用立式蒸煮锅规格有

78、75m75m3 3和和110m110m3 3、220 m220 m3 33 3、操作、操作采用立锅碱法蒸煮的操作过程是：采用立锅碱法蒸煮的操作过程是：（1 1）装锅送液）装锅送液通常采用装锅器装锅，以提高装锅量，蒸汽通常采用装锅器装锅，以提高装锅量，蒸汽装锅还能除去木片中的空气，有利于药液渗装锅还能除去木片中的空气，有利于药液渗透。透。送液时要求时间短，送液量要准确，一般立送液时要求时间短，送液量要准确，一般立锅的送液量为锅溶的锅的送液量为锅溶的454560%60%，采用碱回收的，采用碱回收的白液和黑液混合成蒸煮液时，一般先送白液、白液和黑液混合成蒸煮液时，一般先送白液、后送黑液。后送黑液。（

79、2 2）升温和保温）升温和保温升温操作主要是通人蒸汽使蒸煮器内的料片与药液的温度提升温操作主要是通人蒸汽使蒸煮器内的料片与药液的温度提高到蒸煮所须温度。随着温度的提高，加快了药液的渗透，高到蒸煮所须温度。随着温度的提高，加快了药液的渗透，加速了化学反应的进行加速了化学反应的进行. .升温时间一般在升温时间一般在1 12 2 小时。小时。在升温过程中，通常在升到在升温过程中，通常在升到125125130130时要进行小放气。其目时要进行小放气。其目的在于排除蒸煮器内的空气以及松节油等挥发性物质。排除的在于排除蒸煮器内的空气以及松节油等挥发性物质。排除锅内的假压，并能减少对纤维素的氧化。锅内的假压

80、，并能减少对纤维素的氧化。保温是指在最高温度下保持一定时间，以保证脱木素，原料保温是指在最高温度下保持一定时间，以保证脱木素，原料离解成浆。离解成浆。保温时间视生产条件和浆种而定。生产本色浆为保温时间视生产条件和浆种而定。生产本色浆为0.50.5小时，小时，漂白浆须漂白浆须1.51.52.02.0小时，特种浆有的达小时，特种浆有的达6 6小时。（小时。（3 3） 放汽放汽和放锅和放锅蒸煮终点化验合格后，采用常压放锅或高压喷放。蒸煮终点化验合格后，采用常压放锅或高压喷放。 （三）间歇式蒸煮的辅助设备（三）间歇式蒸煮的辅助设备1 1、装锅器、装锅器装锅器的作用是帮助装锅，提高装料的速度和装量，常用

81、的装锅器的作用是帮助装锅，提高装料的速度和装量，常用的装锅器有蒸汽装锅器和机械装锅器，蒸汽装锅器是由弯管和装锅器有蒸汽装锅器和机械装锅器，蒸汽装锅器是由弯管和环形分配室构成如图环形分配室构成如图4-94-9。装料时将其安装在锅口，装料的。装料时将其安装在锅口，装料的同时，蒸汽通过弯管进入分配室，再经过环形分配室上的同时，蒸汽通过弯管进入分配室，再经过环形分配室上的20202424个小孔，沿与锅口呈个小孔，沿与锅口呈2222角的方向喷入锅内压缩软化料角的方向喷入锅内压缩软化料片，驱赶料片中的空气。片，驱赶料片中的空气。机械装锅器是利用离心力的作用，将落入装锅器上的料片甩机械装锅器是利用离心力的作

82、用，将落入装锅器上的料片甩向四周，增加料片在锅内的密度，另外，草类原料装球还广向四周，增加料片在锅内的密度，另外，草类原料装球还广泛采用装球器或人工压料。泛采用装球器或人工压料。 图图4-9 4-9 蒸汽装锅器蒸汽装锅器2 2、喷放锅、喷放锅(1)(1)锥底喷放锅：其结构如图锥底喷放锅：其结构如图4-104-10所示。浆料由喷放所示。浆料由喷放管沿切线方向进入喷放锅顶部喷口，锅内气体由顶管沿切线方向进入喷放锅顶部喷口，锅内气体由顶端排气管排出，可送至热回收系统。在锥形底部上端排气管排出，可送至热回收系统。在锥形底部上端的环形管上装有若干喷嘴，以便喷入黑液，供稀端的环形管上装有若干喷嘴，以便喷入

83、黑液，供稀释浆料。在锥底下端装有螺旋式搅拌器，则改由锥释浆料。在锥底下端装有螺旋式搅拌器，则改由锥底下端排浆，通过相连的螺旋输送器排出。底下端排浆，通过相连的螺旋输送器排出。(2)(2)平底喷放锅：其结构如图平底喷放锅：其结构如图4-114-11所示所示. .由于结构简由于结构简单单, ,近年来被广泛采用近年来被广泛采用. .平底喷放锅圆筒体可以坐落平底喷放锅圆筒体可以坐落地面，在其底部设有锥芯而构成环形浆道地面，在其底部设有锥芯而构成环形浆道, ,并附有叶并附有叶轮搅拌器轮搅拌器. .浆料由环形管的黑液进行稀释浆料由环形管的黑液进行稀释, ,并经底部并经底部一端的出料口一端的出料口, ,用泵

84、抽出。用泵抽出。我国生产的我国生产的ZJP-1ZJP-1型平底喷放锅，有效容积为型平底喷放锅，有效容积为80m380m3，其规格为其规格为335013317mm335013317mm， (3)(3)喷放仓：其结构上部为圆筒形而底部则呈锥形，喷放仓：其结构上部为圆筒形而底部则呈锥形，锥底装有出料螺旋输送器，多为中小型草浆厂所选锥底装有出料螺旋输送器，多为中小型草浆厂所选用。用。图图4-104-10锥底喷放锅图锥底喷放锅图 4-114-11平底喷放锅平底喷放锅11喷放管喷放管 22喷放锅顶部开孔喷放锅顶部开孔 11浆料进口浆料进口 22排气管排气管 33排气管排气管 44回流管回流管 55环形水管

85、环形水管 33浆料出口浆料出口 44搅拌器搅拌器3 3、热回收系统、热回收系统 不论是蒸球还是立锅蒸煮，全压喷放时产生大量不论是蒸球还是立锅蒸煮，全压喷放时产生大量废汽，如果不进行回收，会造成热能的浪费并污染废汽，如果不进行回收，会造成热能的浪费并污染环境，生产中通常采用喷射冷凝器热回收系统，如环境，生产中通常采用喷射冷凝器热回收系统，如图图4-124-12所示。所示。喷放出来的废蒸汽进入喷射冷凝器，而将冷水加热喷放出来的废蒸汽进入喷射冷凝器，而将冷水加热至至90909595，顺流至冷凝水聚集槽上部。槽内具有，顺流至冷凝水聚集槽上部。槽内具有隔板，分成两部分；热污水经过滤器滤去纸浆，用隔板，分

86、成两部分；热污水经过滤器滤去纸浆，用泵送至热交换器，冷污水从槽底用泵抽送至喷射冷泵送至热交换器，冷污水从槽底用泵抽送至喷射冷凝器，以冷却废蒸汽。产生的污热水可用于配碱或凝器，以冷却废蒸汽。产生的污热水可用于配碱或洗浆。洗浆。图图4-12 4-12 喷射式冷凝器热回收系统喷射式冷凝器热回收系统1 1，22黑液泵黑液泵 33过滤器过滤器 44喷射冷凝器喷射冷凝器6 6、77黑液槽黑液槽 88热水槽热水槽 （四）连蒸系统（四）连蒸系统 连蒸是指连续进料和连续出浆的生产过程。其特点是：连蒸是指连续进料和连续出浆的生产过程。其特点是： 产量高，生产中工艺参数稳定，成浆质量均一，自动化程度产量高，生产中工

87、艺参数稳定，成浆质量均一，自动化程度高，运行费用较低，高，运行费用较低，1 1、横管式连蒸系统、横管式连蒸系统（1 1）特点）特点 横管式又称潘地亚式连蒸系统，它的主体部分为横管式又称潘地亚式连蒸系统，它的主体部分为2 28 8根根横管构成的蒸煮器，其特点是在横管内连续运动的原料被气横管构成的蒸煮器，其特点是在横管内连续运动的原料被气相高温蒸煮成浆。八十年代后期，天津轻工机械厂从瑞典引相高温蒸煮成浆。八十年代后期，天津轻工机械厂从瑞典引进了进了5050150t/a150t/a横管蒸煮器设计制造技术，近年该系统迅速横管蒸煮器设计制造技术，近年该系统迅速国产化。国产化。潘地亚式连蒸系统潘地亚式连蒸

88、系统（2 2）流程）流程 该系统流程为该系统流程为, ,料片经皮带输送机料片经皮带输送机1,1,送入双辊计量器送入双辊计量器2,2,实实现连续定量喂料，再落入双螺旋预浸渍器现连续定量喂料，再落入双螺旋预浸渍器3 3中，在此与碱液中，在此与碱液混合；料片被浸渍，来自碱回收和洗浆的白液和黑液分别引混合；料片被浸渍，来自碱回收和洗浆的白液和黑液分别引入贮槽入贮槽4 4和和5 5中中, ,在混合槽在混合槽6 6混合后送入浸渍器或直接泵入竖管混合后送入浸渍器或直接泵入竖管7 7的顶部的顶部, ,供蒸煮用供蒸煮用. .原料在预压螺旋原料在预压螺旋8 8初步压实，该螺旋螺距初步压实，该螺旋螺距250mm,2

89、50mm,与水平面倾斜与水平面倾斜45,45,可调速。原料再送进螺旋进料器可调速。原料再送进螺旋进料器9 9中经挤压，最后由螺旋末端挤入料塞管，形成密封料塞中经挤压，最后由螺旋末端挤入料塞管，形成密封料塞, ,以以密封蒸煮空间的蒸煮压力，螺旋挤出的多余药液密封蒸煮空间的蒸煮压力，螺旋挤出的多余药液, ,由螺旋进由螺旋进 料器外壳上的开孔流出。螺旋末端有一实心轴延伸到料塞管料器外壳上的开孔流出。螺旋末端有一实心轴延伸到料塞管中，用于消除形成的料塞中央部分较软的现象，防止反喷。中，用于消除形成的料塞中央部分较软的现象，防止反喷。同时，压缩比的大小也很重要，草类原料更需要大的压缩比同时，压缩比的大小

90、也很重要，草类原料更需要大的压缩比, ,一般为一般为1 18,8,因为草类料塞要封住因为草类料塞要封住0.70.70.8MPa0.8MPa的蒸煮压力的蒸煮压力, ,需要需要500500600kg/m600kg/m3 3密度，而草类原料密度小密度，而草类原料密度小, ,只有只有606080 80 kg/mkg/m3 3. .芒秆为芒秆为9090110 kg/m110 kg/m3 3。此外，为了防止原料打滑，螺旋外壳内表面设有防此外，为了防止原料打滑，螺旋外壳内表面设有防滑条。螺旋与外壳防滑条间隙通常为滑条。螺旋与外壳防滑条间隙通常为0.80.82.0mm2.0mm。近来国外在料塞管上也没了防滑槽

91、沟，据称，效果近来国外在料塞管上也没了防滑槽沟，据称，效果良好。在进料器料塞管对面装在气动止逆阀良好。在进料器料塞管对面装在气动止逆阀1010，其，其作用是便于原料成塞，保持料塞一定的紧密度，防作用是便于原料成塞，保持料塞一定的紧密度，防止螺旋进料器的反喷，当料塞过松时，螺旋进料器止螺旋进料器的反喷，当料塞过松时，螺旋进料器的电流低于限定值，装在止逆阀气缸压缩空气管路的电流低于限定值，装在止逆阀气缸压缩空气管路上的电磁阀，在时间继电器与电流继电器的作用下上的电磁阀，在时间继电器与电流继电器的作用下关闭止逆阀。在正常生产时，止逆阀退回气功装置关闭止逆阀。在正常生产时，止逆阀退回气功装置一侧，以使

92、原料连续进入蒸煮管。第一根蒸煮管与一侧，以使原料连续进入蒸煮管。第一根蒸煮管与竖管竖管7 7之间设有补偿器之间设有补偿器1111。料塞经扩散落入蒸煮管料塞经扩散落入蒸煮管1212就开始恢复到正常密度，就开始恢复到正常密度，同时由直接蒸汽加热升温。四根蒸煮管结构相同，同时由直接蒸汽加热升温。四根蒸煮管结构相同，管内有螺旋输送器。蒸煮器的充满系数一般为管内有螺旋输送器。蒸煮器的充满系数一般为0.50.50.70.7。成浆由最后一根管落入翼式出料器。成浆由最后一根管落入翼式出料器1313，经可调，经可调节的喷放阀喷放到喷放锅。翼式出料器里面装有翼节的喷放阀喷放到喷放锅。翼式出料器里面装有翼式搅拌器，

93、转速式搅拌器，转速300r/min300r/min左右，用以将浆料初步碎左右，用以将浆料初步碎解并刮至喷放器。翼式出料器的外壳上装有两个喷解并刮至喷放器。翼式出料器的外壳上装有两个喷放阀，其中一个为备用，浆料通过其闸门的可调孔放阀，其中一个为备用，浆料通过其闸门的可调孔口喷入喷放锅。近几年已开始采用冷喷放，这种喷口喷入喷放锅。近几年已开始采用冷喷放，这种喷放是在最后一条蒸煮管至翼式出料器之间的竖管上放是在最后一条蒸煮管至翼式出料器之间的竖管上注入注入8585左右的稀黑液，将浆料稀释至左右的稀黑液，将浆料稀释至8%8%左右的浓左右的浓度，并保持竖管内料位稳定，利用蒸煮管压力喷放。度，并保持竖管内

94、料位稳定，利用蒸煮管压力喷放。冷喷放能提高浆料物理强度，并阻止蒸煮管内蒸汽冷喷放能提高浆料物理强度，并阻止蒸煮管内蒸汽随浆料一同喷放至喷放锅。该系统关键部件为螺旋随浆料一同喷放至喷放锅。该系统关键部件为螺旋给料器，其结构如图给料器，其结构如图4-144-14。图图4-14 4-14 螺旋给料器螺旋给料器11阀杆阀杆 22阀头阀头 33料塞管料塞管 44防滑条防滑条 55锥形壳体锥形壳体 66进料螺进料螺旋旋 由进料螺旋、锥形壳体和料塞管等部件组成，螺旋由进料螺旋、锥形壳体和料塞管等部件组成，螺旋进料器的作用是连续均匀地送料，并挤压多余药液，进料器的作用是连续均匀地送料，并挤压多余药液，使得原料

95、逐步压缩成密封料塞而进入蒸煮管。经验使得原料逐步压缩成密封料塞而进入蒸煮管。经验证明，调整塞管的长度和压缩比，是重要的参数，证明，调整塞管的长度和压缩比，是重要的参数，要根据不同的原料，通过实验来确定，压缩段较长要根据不同的原料，通过实验来确定，压缩段较长的螺旋，适应性较强。压缩比的选择主要根据原料的螺旋，适应性较强。压缩比的选择主要根据原料的自然堆积容重和可压缩性，即物料密度的变化率。的自然堆积容重和可压缩性，即物料密度的变化率。据报道，堆积容重大于据报道，堆积容重大于170170/ m3/ m3的原料压缩比可采的原料压缩比可采用用1.81.81 1，堆积容量小于，堆积容量小于2525/ m

96、3/ m3的原料可以采用的原料可以采用3.53.51 1，介于，介于7575175175/ m/ m3 3的原料的原料, ,可用差补法确可用差补法确定。定。(3)(3)工艺条件工艺条件: : 横管式连系统蒸煮草类工艺条件为：蒸煮横管式连系统蒸煮草类工艺条件为：蒸煮时间时间101012min12min，蒸煮压力为，蒸煮压力为0.6MPa0.6MPa，活性碱，活性碱用量为用量为13%(Na13%(Na2 2O)O)，液比为，液比为1 13.53.5，蒸煮得率，蒸煮得率为为50%50%，KMnO4KMnO4值值9.59.5，筛选与除渣损失大约，筛选与除渣损失大约1.51.52.0 %.2.0 %.芒

97、秆和竹子蒸煮条件如下：蒸煮用碱量芒秆和竹子蒸煮条件如下：蒸煮用碱量15.5%(Na15.5%(Na2 2O),O),硫化度硫化度10%10%16%,16%,液化液化1 12.5,2.5,蒸煮压力蒸煮压力0.6MPa0.6MPa，蒸煮时间，蒸煮时间353540min40min，浆料，浆料KMnO4KMnO4值值14141818，漂白浆得率，漂白浆得率43%43%。2 2、立式连蒸系统、立式连蒸系统（1 1）特点：）特点： 立式连蒸系统最典型的是卡米尔式，该系统立式连蒸系统最典型的是卡米尔式，该系统19501950年投入工业生产，几十年来经过不断改进，目前已年投入工业生产，几十年来经过不断改进，目

98、前已发展为先进、高效的木浆生产系统，如：冷喷放技发展为先进、高效的木浆生产系统，如：冷喷放技术，即向蒸煮器底部注入术，即向蒸煮器底部注入70708080左右的稀黑液使左右的稀黑液使纸浆喷放时的温度降低至纸浆喷放时的温度降低至8585，提高了浆料的强度。，提高了浆料的强度。另外，还采用锅内高温逆流洗涤，提高了洗涤效率，另外，还采用锅内高温逆流洗涤，提高了洗涤效率，简化了洗涤设备。简化了洗涤设备。（2 2）流程：卡米尔立式连续蒸煮系统的基本流程，）流程：卡米尔立式连续蒸煮系统的基本流程，如图如图4-154-15。木片仓中的木片经木片计量器和低压给。木片仓中的木片经木片计量器和低压给料器进入汽蒸管。

99、在这里，木片受到预汽蒸，汽蒸料器进入汽蒸管。在这里，木片受到预汽蒸，汽蒸压力压力494998KPa98KPa，温度，温度100100120120，历时，历时2 23min3min，以排除木片中的空气。汽蒸后的木片经高压给料器，以排除木片中的空气。汽蒸后的木片经高压给料器，进入蒸煮锅，木片由蒸煮锅顶部缓慢地下降到高压进入蒸煮锅，木片由蒸煮锅顶部缓慢地下降到高压浸渍区，在浸渍区，在115115的温度下，浸渍约的温度下，浸渍约40min40min而进入加而进入加热区。在此处，药液从滤带抽出，加热后经中心分热区。在此处，药液从滤带抽出，加热后经中心分配管送回蒸煮器内，使得在加热区木片的温度由配管送回蒸

100、煮器内，使得在加热区木片的温度由115115上升到上升到170170而进入蒸煮区，在蒸煮区木片通而进入蒸煮区，在蒸煮区木片通过的时间约为过的时间约为60min60min，根据需要调整蒸煮区的温度、，根据需要调整蒸煮区的温度、药液浓度及通过的时间。通过蒸煮区后即进入热扩药液浓度及通过的时间。通过蒸煮区后即进入热扩散洗涤区，冷却后排放。散洗涤区，冷却后排放。 图图4-15 4-15 卡米尔连续蒸煮器系统卡米尔连续蒸煮器系统 高压给料器高压给料器是该系统关键部分如图是该系统关键部分如图4-164-16，它的作用及原理，它的作用及原理是：当高压给料器位于垂直方向时，木片借重力和是：当高压给料器位于垂直

101、方向时，木片借重力和循环的药液送入其空腔内，药液通过空腔底部的滤循环的药液送入其空腔内，药液通过空腔底部的滤网被抽走，当高压给料器的转子旋到水平位置时，网被抽走，当高压给料器的转子旋到水平位置时，木片被顶部循环泵送来的药液送到蒸煮器的顶部分木片被顶部循环泵送来的药液送到蒸煮器的顶部分离器内，在这里大部分药液通过分离器的滤网由顶离器内，在这里大部分药液通过分离器的滤网由顶部循环泵送回高压给料器，木片和部分药液被螺旋部循环泵送回高压给料器，木片和部分药液被螺旋送入蒸煮器内。送入蒸煮器内。图图4-164-16高压喂料器工作原理图高压喂料器工作原理图扩散洗涤是该系统先进的技术扩散洗涤是该系统先进的技术

102、木片进入扩散洗涤区时仍基本保持原状，温度为木片进入扩散洗涤区时仍基本保持原状，温度为70708080的稀黑液（洗液），由泵打入锅底冷却区，的稀黑液（洗液），由泵打入锅底冷却区，一部分浆料冷却至一部分浆料冷却至9090100100，从排料装置排出；另，从排料装置排出；另一部分由泵从锅底的滤网抽出，经加热到一部分由泵从锅底的滤网抽出，经加热到120120130130由中心分配管回到原来抽液的区段内，然后以由中心分配管回到原来抽液的区段内，然后以相对于木片移动的方向上升，进行逆流扩散洗涤。相对于木片移动的方向上升，进行逆流扩散洗涤。当洗涤液上升到洗涤区上端的下节滤网时含固形物当洗涤液上升到洗涤区上端

103、的下节滤网时含固形物最高，用泵由下节滤网抽出，再经锅中心等管送到最高，用泵由下节滤网抽出，再经锅中心等管送到蒸煮区下端，将与浆料一起下行的浓黑液置换出来，蒸煮区下端，将与浆料一起下行的浓黑液置换出来，而由上节滤网排出至闪蒸罐，扩散洗涤需时而由上节滤网排出至闪蒸罐，扩散洗涤需时1.51.54h4h。（3 3）工艺条件：）工艺条件：卡米尔连蒸系统硫酸盐法蒸煮松木工艺条件：浸渍卡米尔连蒸系统硫酸盐法蒸煮松木工艺条件：浸渍温度温度105105、时间、时间2 2 ：2020，用碱量，用碱量16%16%，最高压力，最高压力0 0、88 88 MpaMpa，得率，得率50%50%。3 3、斜管连续蒸煮设备、

104、斜管连续蒸煮设备斜管连续蒸煮设备的主要特点是采用快速汽相蒸煮，斜管连续蒸煮设备的主要特点是采用快速汽相蒸煮，单根管进行液相一汽相蒸煮。蒸煮管的安装角度与单根管进行液相一汽相蒸煮。蒸煮管的安装角度与水平线呈水平线呈4545倾斜，斜管连续蒸煮器的生产流程如倾斜，斜管连续蒸煮器的生产流程如图图4-17 4-17 。经计量的木片或锯屑从运输机进入立塔型。经计量的木片或锯屑从运输机进入立塔型预蒸煮喂料器，喂料器设有料位指示器，根据料位预蒸煮喂料器，喂料器设有料位指示器，根据料位的变化，自动调节底部的螺旋速度，正确地控制木的变化，自动调节底部的螺旋速度，正确地控制木片的流量。木片从喂料器进入脱气装置，利用

105、高压片的流量。木片从喂料器进入脱气装置，利用高压转子喂料器的乏气进行脱气与预热，预热温度为转子喂料器的乏气进行脱气与预热，预热温度为100100130130，时间为，时间为3 35min5min，脱气时挥发出的松节油，脱气时挥发出的松节油经捕集器回收。脱气预热后的木片经高压转子喂料经捕集器回收。脱气预热后的木片经高压转子喂料器进入蒸煮管，管子通过隔板分隔成上下两个半圆器进入蒸煮管，管子通过隔板分隔成上下两个半圆形并装有特制的无端链条刮板将木片由上刮下，再形并装有特制的无端链条刮板将木片由上刮下，再由下刮上，完成汽相由下刮上，完成汽相液相蒸煮过程。浸渍温度一液相蒸煮过程。浸渍温度一般为般为140

106、140160160，浸渍时间为，浸渍时间为151535min35min。可直接加。可直接加热或间接加热。热或间接加热。 汽相蒸煮的温度一般为汽相蒸煮的温度一般为180180，时间为，时间为20min20min。液相。液相蒸煮的温度一般为蒸煮的温度一般为150150，时间约，时间约20min20min。木片经过。木片经过底部之后，由刮板向上移动，最后从上部的出料口底部之后，由刮板向上移动，最后从上部的出料口排出进入二次反应器。底部设有冷喷放装置，冷喷排出进入二次反应器。底部设有冷喷放装置，冷喷放装置的结构为圆柱形的容器内设一个导流塔，当放装置的结构为圆柱形的容器内设一个导流塔，当浆料落下的同时被

107、从切线方向喷入的稀冷黑液冷却浆料落下的同时被从切线方向喷入的稀冷黑液冷却和稀释，最后从可调的孔形阀门喷出。冷喷放装置和稀释，最后从可调的孔形阀门喷出。冷喷放装置还设有液面自控指示器和温度记录控制器，以保持还设有液面自控指示器和温度记录控制器，以保持喷放装置的正常运行条件，经冷喷放之后的浆料改喷放装置的正常运行条件，经冷喷放之后的浆料改善了其物理性能。这种设备的排列布置有较大的灵善了其物理性能。这种设备的排列布置有较大的灵活性，能够适用于多种制浆法，例如硫酸盐法、中活性，能够适用于多种制浆法，例如硫酸盐法、中性亚硫酸盐法、化学机械法、半化学法和冷碱法制性亚硫酸盐法、化学机械法、半化学法和冷碱法制

108、浆等。原料可使用针叶木、阔叶木和锯屑。浆等。原料可使用针叶木、阔叶木和锯屑。图图4-17 4-17 斜管连续蒸煮器斜管连续蒸煮器六、碱法制浆的特点及发展六、碱法制浆的特点及发展在各种制浆方法中，化学法占的比重较大，而化学在各种制浆方法中，化学法占的比重较大，而化学法中又是碱法为主，占纸浆总产量的法中又是碱法为主，占纸浆总产量的70-75%70-75%，大部，大部分草浆的生产采用烧碱法（或加入少量分草浆的生产采用烧碱法（或加入少量AQAQ的烧碱的烧碱+AQ+AQ法），而木材生产化学浆主要采用硫酸盐法，特别法），而木材生产化学浆主要采用硫酸盐法，特别是随着多段漂白是随着多段漂白 的发展，解决了硫酸

109、盐法浆颜色深，的发展，解决了硫酸盐法浆颜色深，难漂白的问题，碱回收技术的日趋完善，解决了黑难漂白的问题，碱回收技术的日趋完善，解决了黑液的污染问题，因此，碱法制浆被广泛采用。另外，液的污染问题，因此，碱法制浆被广泛采用。另外，随着制浆造纸工业的发展，各种新技术、设备不断随着制浆造纸工业的发展，各种新技术、设备不断涌现碱法蒸煮有了许多改进和发展，主要表现在如涌现碱法蒸煮有了许多改进和发展，主要表现在如下几个方面。下几个方面。（一）添加助剂加快脱木素（一）添加助剂加快脱木素为了提高碱法蒸煮的脱木素速率，特别是烧碱法，因为单一为了提高碱法蒸煮的脱木素速率，特别是烧碱法，因为单一的烧碱蒸煮液脱木素能力

110、较差，势必要提高反应温度延长蒸的烧碱蒸煮液脱木素能力较差，势必要提高反应温度延长蒸煮时间，这样又会导致浆的强度的降低，优其是生产草浆时，煮时间，这样又会导致浆的强度的降低，优其是生产草浆时，草类原料纤维本身又细又短，蒸煮中高温对碳水化合物的降草类原料纤维本身又细又短，蒸煮中高温对碳水化合物的降解使其缺陷更明显，导致生产高档文化用纸时必须配用木浆，解使其缺陷更明显，导致生产高档文化用纸时必须配用木浆，提高成本。提高成本。实验发现，烧碱蒸煮液中加入少量蒽醌（实验发现，烧碱蒸煮液中加入少量蒽醌（AQAQ）或）或AQAQ衍生物，衍生物，可以加快脱木素，提高得率和强度。可以加快脱木素，提高得率和强度。

111、常用助剂有蒽醌常用助剂有蒽醌 及四氢蒽醌及四氢蒽醌 ，作用原理是利用它的氧化还原催化作用。，作用原理是利用它的氧化还原催化作用。蒽醌（蒽醌（AQAQ） 蒽醌蒽醌（AHQAHQ）蒽醌首先是氧化碳水化合物的还原性末端基，使之变为羧基，蒽醌首先是氧化碳水化合物的还原性末端基，使之变为羧基，从而避免了剥皮反应的发生，蒽醌本身被还原为蒽氢醌从而避免了剥皮反应的发生，蒽醌本身被还原为蒽氢醌。 反应中生成的反应中生成的AHQAHQ溶解在碱液中溶解在碱液中, ,变为蒽酚酮离子变为蒽酚酮离子(AHQ-)(AHQ-)，然，然后与木素起反应。后与木素起反应。 在碱（在碱（OH-OH-）作用下，首先使木素酚型单元的）

112、作用下，首先使木素酚型单元的-C-C活化而显正活化而显正电荷，然后电荷，然后AHQ- AHQ- 引入到酚型单元的引入到酚型单元的-C-C上，由于蒽氢醌结构上，由于蒽氢醌结构上醌氧负电性的诱导，使上醌氧负电性的诱导，使- -芳基醚键减弱而断开，而蒽氢醌芳基醚键减弱而断开，而蒽氢醌则又被氧化成蒽醌，蒽醌又可氧化碳水化合物的还原性末端则又被氧化成蒽醌，蒽醌又可氧化碳水化合物的还原性末端基，因此，蒽醌在蒸煮中可重复循环发生作用。基，因此，蒽醌在蒸煮中可重复循环发生作用。由此可见，蒽醌作为蒸煮助剂，具有反应剂的作用，而不单纯由此可见，蒽醌作为蒸煮助剂，具有反应剂的作用，而不单纯是催化剂，它既可氧化碳水化

113、合物的还原性末端基，使之避免是催化剂，它既可氧化碳水化合物的还原性末端基，使之避免剥皮反应，提高纸浆得率，同时，又可与木素反应，促进木素剥皮反应，提高纸浆得率，同时，又可与木素反应，促进木素的降解和脱除，缩短了蒸煮时间，降低筛渣率。的降解和脱除，缩短了蒸煮时间，降低筛渣率。在使用醌型化合物时，应注意它的性质。在使用醌型化合物时，应注意它的性质。AQAQ为淡黄色针状结晶，为淡黄色针状结晶，微毒，不溶于水，使用时要注意其与碱的混合，加强循环，最微毒，不溶于水，使用时要注意其与碱的混合，加强循环，最好是使用葡萄糖等碳水化合物还原后使其溶于碱中。好是使用葡萄糖等碳水化合物还原后使其溶于碱中。蒽醌衍生物

114、是在蒽醌中引入亲水基团，增加其溶解性。反应与蒽醌衍生物是在蒽醌中引入亲水基团，增加其溶解性。反应与蒽醌类似，蒸煮得率比蒽醌更高。蒽醌类似，蒸煮得率比蒽醌更高。（二）采用多硫化钠（二）采用多硫化钠生产中可采用多硫化钠，利用其氧化作用，使纤维素和半纤维生产中可采用多硫化钠，利用其氧化作用，使纤维素和半纤维素的醛基末端基氧化成各种稳定的糖酸末端基，从而停止部剥素的醛基末端基氧化成各种稳定的糖酸末端基，从而停止部剥皮反应，提高蒸煮效率。皮反应，提高蒸煮效率。（三）氧碱制浆（三）氧碱制浆在碱性条件下用氧气脱出木素，使原料理解成浆，此法污染轻，在碱性条件下用氧气脱出木素，使原料理解成浆，此法污染轻，很有发

115、展前途。但设备投资较大。很有发展前途。但设备投资较大。第三节第三节 亚硫酸盐法制浆亚硫酸盐法制浆一、概述一、概述（一）亚硫酸盐法制浆的概念（一）亚硫酸盐法制浆的概念亚硫酸盐法制浆就是采用亚硫酸及亚硫酸盐的混合液在较高亚硫酸盐法制浆就是采用亚硫酸及亚硫酸盐的混合液在较高的温度下蒸煮植物纤维原料，使木素被磺化后水解溶出，原的温度下蒸煮植物纤维原料，使木素被磺化后水解溶出，原料离解成浆的过程。料离解成浆的过程。（二）亚硫酸盐法蒸煮的分类（二）亚硫酸盐法蒸煮的分类酸性亚硫酸盐法酸性亚硫酸盐法: :蒸煮液中含有较多的游离蒸煮液中含有较多的游离SOSO2 2，溶液在，溶液在2525时，时，pHpH值在值在

116、1 12 2的范围。用于制造化学木浆或化学工业用浆。的范围。用于制造化学木浆或化学工业用浆。盐基通常用钙盐或镁盐基。盐基通常用钙盐或镁盐基。亚硫酸氢盐法：蒸煮液的主要组成为亚硫酸氢盐，亚硫酸氢盐法：蒸煮液的主要组成为亚硫酸氢盐，有很少或没有游离有很少或没有游离SOSO2 2.25.25时溶液的时溶液的pHpH值为值为2 26.6.因因此必须采用比钙盐溶解度大的镁盐基此必须采用比钙盐溶解度大的镁盐基. .通常用于木浆通常用于木浆或苇浆的生产。或苇浆的生产。中性亚硫酸盐法中性亚硫酸盐法: :蒸煮液的主要组成为亚硫酸盐，蒸蒸煮液的主要组成为亚硫酸盐，蒸煮液在煮液在2525时，时，pHpH值在值在6

117、69 9的范围内，蒸煮液加入的范围内，蒸煮液加入NaNa2 2COCO3 3或其他碱性物质调节或其他碱性物质调节pHpH值。由于蒸煮液的值。由于蒸煮液的pHpH值较高，一般用来蒸煮草类原料。蒸煮阔叶木时，值较高，一般用来蒸煮草类原料。蒸煮阔叶木时，只能生产半化学浆或化学机械浆，即在蒸煮后还必只能生产半化学浆或化学机械浆，即在蒸煮后还必须经机械磨碎才能成浆。也常用在多段化学木浆蒸须经机械磨碎才能成浆。也常用在多段化学木浆蒸煮的第一段。盐基通常使用钠盐或铵盐，在煮的第一段。盐基通常使用钠盐或铵盐，在pHpH值偏值偏向向6 6的情况下也可用镁盐。的情况下也可用镁盐。碱性亚硫酸盐法碱性亚硫酸盐法: :

118、蒸煮液由亚硫酸盐及碱组成，蒸煮液由亚硫酸盐及碱组成，2525时，蒸煮液的时，蒸煮液的pHpH值在值在1010以上。除了用于多段蒸煮外以上。除了用于多段蒸煮外一般不采用。盐基必须是钠盐。一般不采用。盐基必须是钠盐。表表4-4 4-4 亚硫酸盐蒸煮的分类亚硫酸盐蒸煮的分类蒸煮液的组成蒸煮液的组成方法方法2525时最初的时最初的pHpH值值H H2 2SOSO3 3+XHSO+XHSO3 3XHSOXHSO3 3XSOXSO3 3 XCO XCO3 3+ +（XOHXOH，或，或无）无）XSOXSO3 3+ XOH+ XOH（或（或NaNa2 2S S）酸性亚硫酸盐法酸性亚硫酸盐法亚硫酸氢盐法亚硫酸

119、氢盐法中性亚硫酸盐法中性亚硫酸盐法碱性亚硫酸盐法碱性亚硫酸盐法1 12 22 26 66 69 9以上以上1010以上以上注：注：X X为盐基。为盐基。( (三）亚硫酸盐蒸煮的特点三）亚硫酸盐蒸煮的特点1 1、亚硫酸盐浆与硫酸盐浆比较，在蒸解度相同时得率高一、亚硫酸盐浆与硫酸盐浆比较，在蒸解度相同时得率高一些。未漂浆有较高的白度，可不经漂白直接与机械浆混合抄些。未漂浆有较高的白度，可不经漂白直接与机械浆混合抄造新闻纸以提高纸的机械强度。比硫酸盐浆容易漂白，容易造新闻纸以提高纸的机械强度。比硫酸盐浆容易漂白，容易打浆。这是因为亚硫酸盐纸浆的残余木素比较集中于纤维的打浆。这是因为亚硫酸盐纸浆的残余

120、木素比较集中于纤维的表面，使漂白容易进行。纤维外层的纤维素及半纤维素聚合表面，使漂白容易进行。纤维外层的纤维素及半纤维素聚合度都较内层低，而且半纤维素的组成与硫酸盐浆不同，含有度都较内层低，而且半纤维素的组成与硫酸盐浆不同，含有较多的糖醛酸，因而使亚硫酸盐浆容易水化及细纤维化，容较多的糖醛酸，因而使亚硫酸盐浆容易水化及细纤维化，容易制造透明度高的纸张。易制造透明度高的纸张。2 2、 亚硫酸盐法精制浆与聚合度相同的预水解硫酸盐法精制亚硫酸盐法精制浆与聚合度相同的预水解硫酸盐法精制浆比较，纤维素分子量的分布较宽，没有碱法浆那么均匀。浆比较，纤维素分子量的分布较宽，没有碱法浆那么均匀。但是得率较高，

121、一般可达但是得率较高，一般可达37%37%左右。碱法精制浆的得率仅左右。碱法精制浆的得率仅33%33%左右，制浆的工序复杂，消耗的化学药品较多。左右，制浆的工序复杂，消耗的化学药品较多。3 3、 蒸煮用的化学药品价格比较便宜，成本低，废液可进行蒸煮用的化学药品价格比较便宜，成本低，废液可进行综合利用以制造洒精、酵母、香兰素、粘合剂等。综合利用以制造洒精、酵母、香兰素、粘合剂等。但亚硫酸盐法蒸煮也存在一些缺点，因而在使用上受到一定但亚硫酸盐法蒸煮也存在一些缺点，因而在使用上受到一定的限制：的限制：1 1 、蒸煮药液必须在工厂自行制造，因此，一个亚硫酸盐浆、蒸煮药液必须在工厂自行制造，因此，一个亚

122、硫酸盐浆厂必须配备一个规模相当的制药车间。对于中、小型工厂来厂必须配备一个规模相当的制药车间。对于中、小型工厂来说，这部分的投资及生产管理费用太高不合算，所以只适宜说，这部分的投资及生产管理费用太高不合算，所以只适宜于大型的工业生产。于大型的工业生产。2 2 、对纤维原料的适应性比碱法差，一般含心材较多或含树、对纤维原料的适应性比碱法差，一般含心材较多或含树脂较多的木材，也不太适合于用亚硫酸盐法蒸煮。脂较多的木材，也不太适合于用亚硫酸盐法蒸煮。3 3 、蒸煮的时间较长，装锅量低。制酸及蒸煮设备都需要耐、蒸煮的时间较长，装锅量低。制酸及蒸煮设备都需要耐酸材料。生产的操作、管理水平要求较高。酸材料

123、。生产的操作、管理水平要求较高。4 4 、钙盐蒸煮液的完全回收尚未解决，对水源及环境的污染、钙盐蒸煮液的完全回收尚未解决，对水源及环境的污染比较严重。比较严重。5 5 、中性亚硫酸铵法浆颜色深、难漂白。、中性亚硫酸铵法浆颜色深、难漂白。 由于硫酸盐法纸浆的强度高，对原料的选择性小，由于硫酸盐法纸浆的强度高，对原料的选择性小，自自19301930年硫酸盐浆的漂白问题解决后，亚硫酸盐法年硫酸盐浆的漂白问题解决后，亚硫酸盐法制浆的发展远远不及硫酸盐法那么迅速，几乎处于制浆的发展远远不及硫酸盐法那么迅速，几乎处于停滞状态。近年来国际上纤维原料的供应紧张，高停滞状态。近年来国际上纤维原料的供应紧张，高强

124、度的包装纸用量大，亚硫酸盐法制浆的发展受到强度的包装纸用量大，亚硫酸盐法制浆的发展受到限制。但由于使用了可溶性盐基，废液的回收逐步限制。但由于使用了可溶性盐基，废液的回收逐步得到改进，加上亚硫酸盐纸浆所独具的特点，该法得到改进，加上亚硫酸盐纸浆所独具的特点，该法尚未完全被淘汰。尚未完全被淘汰。（四）亚硫酸盐法蒸煮流程（四）亚硫酸盐法蒸煮流程亚硫酸盐法蒸煮部分流程包括药液制备及蒸煮两部亚硫酸盐法蒸煮部分流程包括药液制备及蒸煮两部分，流程如下图。分，流程如下图。二、蒸煮液的制备二、蒸煮液的制备（一）蒸煮液的组成及表示方法（一）蒸煮液的组成及表示方法酸性亚硫酸盐及亚硫酸氢盐法蒸煮液的组成主要是亚硫酸

125、氢酸性亚硫酸盐及亚硫酸氢盐法蒸煮液的组成主要是亚硫酸氢盐、亚硫酸、及溶解盐、亚硫酸、及溶解SOSO2 2，其蒸煮液的组成的表示方法为，其蒸煮液的组成的表示方法为100ml100ml蒸煮液中蒸煮液中SOSO2 2的克数表示。的克数表示。在蒸煮液成分中，在蒸煮液成分中，SOSO2 2按存在方式分为：按存在方式分为：1 1、化合酸（、化合酸（CACA）是指与盐基化合形成正盐的是指与盐基化合形成正盐的SOSO2 2。2 2、游离酸（、游离酸（FAFA）与正盐进一步形成酸式盐，与水生成亚硫酸，以及溶入水中与正盐进一步形成酸式盐，与水生成亚硫酸，以及溶入水中的的SOSO2 2。3 3、总酸（、总酸（TAT

126、A） CA + FA=TACA + FA=TA（二）蒸煮液制备流程（二）蒸煮液制备流程1 1、SO2SO2的制备：的制备：SO2SO2主要是通过焙烧硫铁矿或硫磺制得，纯的主要是通过焙烧硫铁矿或硫磺制得，纯的FeS2FeS2的含硫量的含硫量53.4%53.4%，而硫铁矿由于含有杂质，其含硫量都低于此值。常，而硫铁矿由于含有杂质，其含硫量都低于此值。常用的硫铁矿有天然硫铁矿（含用的硫铁矿有天然硫铁矿（含S S大于大于45%45%），浮选矿（含），浮选矿（含S30S3040%40%），含煤硫铁矿（含硫），含煤硫铁矿（含硫323236%36%，含煤高，含煤高6 618%18%）。）。（1 1）选矿）选

127、矿: :生产中，优选含硫高的矿石，杂质尽量低特别是生产中，优选含硫高的矿石，杂质尽量低特别是硒含量不能超过硒含量不能超过0.012%0.012%，因为它能加快，因为它能加快SO2SO2转化为转化为SO3SO3的速度，的速度，影响蒸煮液成分。影响蒸煮液成分。（2 2）粉碎干燥）粉碎干燥: :硫铁矿经粉碎机破碎成矿粉，以利燃烧彻底，硫铁矿经粉碎机破碎成矿粉，以利燃烧彻底，减少硫的损失，矿粉颗粒直径减少硫的损失，矿粉颗粒直径3mm3mm，另外矿粉含水量控制在，另外矿粉含水量控制在3% 3% 以下，水分大时要进行干燥，因为水分大，加料时易堵以下，水分大时要进行干燥，因为水分大，加料时易堵塞进料口，炉温

128、下降，设备腐蚀。塞进料口，炉温下降，设备腐蚀。（3 3）焙烧）焙烧 焙烧原理焙烧原理硫铁矿焙烧的基本反应是：硫铁矿焙烧的基本反应是： 4FeS4FeS2 2 + 11O + 11O2 2=2Fe=2Fe2 2O O3 3 + 8SO + 8SO2 2 + Q+ Q次要反应有次要反应有3FeS3FeS2 2 + 8O + 8O2 2=Fe=Fe3 3O O4 4 + 6SO + 6SO2 2FeSFeS + 10 Fe + 10 Fe2 2O O3 3=7 Fe=7 Fe3 3O O4 4 + SO + SO2 2副反应还有：副反应还有： 2SO2SO2 2 + O + O2 2= 2SO= 2

129、SO3 3 MSO MSO4 4=MO + SO=MO + SO3 3 (M= (M=Cu.FeCu.Fe等等) ) Se + O2= SeO Se + O2= SeO2 2 2SO 2SO2 2 + SeO + SeO2 2 = 2SO = 2SO3 3 + Se + SeSOSO3 3的生成不仅降低了的生成不仅降低了SOSO2 2的得率，造成硫的损失，还会增加的得率，造成硫的损失，还会增加对设备的腐蚀，因此，应尽量减少对设备的腐蚀，因此，应尽量减少SOSO3 3的产生。生产中要控的产生。生产中要控制空气的过剩量以以硒的含量。制空气的过剩量以以硒的含量。 焙烧设备焙烧设备国内多使用沸腾炉沸腾

130、焙烧硫铁矿粉，其中制浆厂使用的多国内多使用沸腾炉沸腾焙烧硫铁矿粉，其中制浆厂使用的多为圆形炉，结构如图为圆形炉，结构如图4-194-19。炉体由钢板焊成，内衬耐火砖，由炉体由钢板焊成，内衬耐火砖，由炉膛、炉床、风室炉膛、炉床、风室，进料，进料及排渣口和冷去水箱等组成。及排渣口和冷去水箱等组成。炉膛炉膛：是炉体的空腔部分，是燃烧矿粉的地方。：是炉体的空腔部分，是燃烧矿粉的地方。炉床炉床：炉床在炉膛底部，用于承托矿粉并使空气均匀地进入：炉床在炉膛底部，用于承托矿粉并使空气均匀地进入炉膛，由花板和插装在花板上的风帽组成，如图炉膛，由花板和插装在花板上的风帽组成，如图4-204-20。花板及风帽：由钢

131、板制做，其上插装风帽，风帽按一定形式花板及风帽：由钢板制做，其上插装风帽，风帽按一定形式排列，空气穿过风帽上的小孔分布进入炉膛。排列，空气穿过风帽上的小孔分布进入炉膛。风窒风窒：花板下的空间称为风窒，从风管来的空气进入风窒消：花板下的空间称为风窒，从风管来的空气进入风窒消除动压头，转化为稳定的静压头进入风帽。风窒内的风速约除动压头，转化为稳定的静压头进入风帽。风窒内的风速约为为1.5m/s 1.5m/s 。进料口与排渣口进料口与排渣口进料口位于排渣口的对面，有倾斜式及水平式两种。倾斜式进料口位于排渣口的对面，有倾斜式及水平式两种。倾斜式的倾斜角一般为的倾斜角一般为4545，水平式可采用螺旋或平

132、皮带。为使炉，水平式可采用螺旋或平皮带。为使炉内燃烧正常，进料应均匀、连续。通常采用盘式加料器、自内燃烧正常，进料应均匀、连续。通常采用盘式加料器、自动秤等进行调节控制。动秤等进行调节控制。冷却水箱冷却水箱由于沸腾床中反应速度很快，温度较高，所以必须有冷却设由于沸腾床中反应速度很快，温度较高，所以必须有冷却设备除去余热以控制炉温。否则温度达到备除去余热以控制炉温。否则温度达到10001000以上将导致矿以上将导致矿粉颗粒熔化，在炉内结块、结焦，影响了正常的操作。通常粉颗粒熔化，在炉内结块、结焦，影响了正常的操作。通常都在沸腾床装设间壁式冷却水箱，调节冷却水温来控制炉内都在沸腾床装设间壁式冷却水

133、箱，调节冷却水温来控制炉内反应温度。反应温度。（4 4）炉气的净化冷却）炉气的净化冷却从沸腾炉出来的炉气含尘量高达从沸腾炉出来的炉气含尘量高达5050克克/ /米米3 3，通常采用旋风分，通常采用旋风分离器离心分离其中的矿尘。另外炉气经旋风除尘器除去部分离器离心分离其中的矿尘。另外炉气经旋风除尘器除去部分矿尘后，温度尚高达矿尘后，温度尚高达800800左右，炉气中还含有矿尘及少量左右，炉气中还含有矿尘及少量的升华硫、砷、硒等化合物，必须除去以利于药液的稳定。的升华硫、砷、硒等化合物，必须除去以利于药液的稳定。同时，必须迅速降低炉气的温度，减少同时，必须迅速降低炉气的温度，减少SO2SO2转化成

134、转化成SO3SO3的转化的转化率，并有助于吸收。率，并有助于吸收。吸收时，通常要求炉气的含尘量小于吸收时，通常要求炉气的含尘量小于0.20.2克克/ /标准米标准米3 3，炉气，炉气温度应降至温度应降至40405050，并要求不含，并要求不含SO3SO3、升华硫、砷、硒等、升华硫、砷、硒等杂质。因此，在旋风除尘器后都采用喷淋冷却的方法以达到杂质。因此，在旋风除尘器后都采用喷淋冷却的方法以达到降温和除尘的目的。降温和除尘的目的。净化冷却炉气使用的设备种类较多，如喷淋洗涤塔、筛板塔、净化冷却炉气使用的设备种类较多，如喷淋洗涤塔、筛板塔、泡沫塔等，使炉气与洗涤水充分接触以达到降温及除尘的目泡沫塔等，

135、使炉气与洗涤水充分接触以达到降温及除尘的目的。经过这些设备处理后，炉气中常带有雾沫，必须在这些的。经过这些设备处理后，炉气中常带有雾沫，必须在这些设备的后面安装一台填料塔分离炉气中的雾沫。设备的后面安装一台填料塔分离炉气中的雾沫。目前较普遍使用的是效率高而结构简单的目前较普遍使用的是效率高而结构简单的文丘时除尘器文丘时除尘器，其，其结构如图结构如图4-214-21所示。文丘里除尘器由文丘里管及旋风除沫器所示。文丘里除尘器由文丘里管及旋风除沫器组成。文丘里管由收缩管、喉部、扩散管组成。炉气经收缩组成。文丘里管由收缩管、喉部、扩散管组成。炉气经收缩管以较高的速度通过喉部，将喉部周围喷入的水分散成雾

136、状。管以较高的速度通过喉部，将喉部周围喷入的水分散成雾状。气液两相间的接触面积很大，能迅速地使炉气的温度降至气液两相间的接触面积很大，能迅速地使炉气的温度降至50506060。炉气中的。炉气中的SO3SO3被水吸收，矿尘被水滴润湿粘结成较被水吸收，矿尘被水滴润湿粘结成较大颗粒，在旋风除沫器中除去。通常使用二段文丘里除尘器大颗粒，在旋风除沫器中除去。通常使用二段文丘里除尘器可使炉气达到降温除尘的目的。可使炉气达到降温除尘的目的。文丘里管喉部的水压控制在文丘里管喉部的水压控制在0 0、15150 0、25MPa25MPa。为避免设备。为避免设备及管路漏气，恶化车间的操作环境，通常都将炉气的风机安及

137、管路漏气，恶化车间的操作环境，通常都将炉气的风机安装在冷却系统之后，使整个系统处于负压下操作。这样，在装在冷却系统之后，使整个系统处于负压下操作。这样，在炉气中含有在炉气温度下的饱和水蒸汽，对风机有腐蚀作用。炉气中含有在炉气温度下的饱和水蒸汽，对风机有腐蚀作用。一般是在机壳和风叶上用玻璃纤维布涂环氧树脂防腐。我国一般是在机壳和风叶上用玻璃纤维布涂环氧树脂防腐。我国近年来已成功地制造和使用钛板叶轮，较好地解决了腐蚀问近年来已成功地制造和使用钛板叶轮，较好地解决了腐蚀问题。在风机后，吸收塔前的一段管路应用不锈钢或塑料等耐题。在风机后，吸收塔前的一段管路应用不锈钢或塑料等耐腐蚀的材料腐蚀的材料 图图

138、4-214-21文丘里除尘器文丘里除尘器 （1 1）吸收的原理）吸收的原理二氧化硫在常温下为无色、带有特殊刺激性臭二氧化硫在常温下为无色、带有特殊刺激性臭味的气体。在味的气体。在-10.09-10.09凝结成无色的液体。吸收凝结成无色的液体。吸收SO2SO2以制备以制备塔酸，由以下三个步骤组成。塔酸，由以下三个步骤组成。2 2、SOSO2 2的吸收的吸收 SOSO2 2溶于水生成溶于水生成H H2 2SOSO3 3SOSO2 2 + H + H2 2O = HO = H2 2SOSO3 3 + 30.9 KJ/mol + 30.9 KJ/mol H2SO3 H2SO3水溶液与盐基作用水溶液与盐

139、基作用, ,生成亚硫酸氢盐生成亚硫酸氢盐: :CaCOCaCO3 3 + 2H + 2H2 2SOSO3 3= Ca(HSO= Ca(HSO3 3) )2 2 + CO + CO2 2 + H + H2 2O +122.9KJ/mol O +122.9KJ/mol 或或: :MgOMgO + 2H + 2H2 2SOSO3 3 = Mg(HSO = Mg(HSO3 3) )2 2 + H + H2 2O + 223.2KJ/molO + 223.2KJ/mol对于钠盐或铵盐则相应地采用对于钠盐或铵盐则相应地采用NaNa2 2COCO3 3, , 或或NHNH4 4OHOH进行吸收进行吸收. .

140、进一步吸收部分进一步吸收部分SOSO2 2, ,而制成组成为而制成组成为Ca(HSOCa(HSO3 3) )2 2 + SO + SO2 2 + H + H2 2O.Mg(HSOO.Mg(HSO3 3) )2 2 + SO + SO2 2 + H + H2 2O O的塔酸。的塔酸。（2 2）吸收方法）吸收方法吸收吸收SOSO2 2气体，常用块石法、乳剂法和溶液法。块石法用高塔，气体，常用块石法、乳剂法和溶液法。块石法用高塔，其余的则用低塔其余的则用低塔 . .国内亚硫酸盐制浆厂应用高塔法吸收国内亚硫酸盐制浆厂应用高塔法吸收SO2SO2仅两种流程：一为仅两种流程：一为三塔制，用于制备钙盐基原酸；

141、另一为两塔组成的单塔装置，三塔制，用于制备钙盐基原酸；另一为两塔组成的单塔装置，用于制备镁盐基溶液。两种装置的应用情况如表用于制备镁盐基溶液。两种装置的应用情况如表4-54-5所示。所示。 高塔法高塔法吸收效率高，生产能力大，石灰石不用粉碎，酸液不需循环，吸收效率高，生产能力大，石灰石不用粉碎，酸液不需循环，动力消耗少；缺点是塔高，建筑费用大，操作者劳动强度大。动力消耗少；缺点是塔高，建筑费用大，操作者劳动强度大。采用石灰块法在生产操作中应注意：采用石灰块法在生产操作中应注意：（1 1）石灰石块不能过石灰石块不能过大过小，过大则减小吸收面积，过小则增加装料和掏塔负担，大过小，过大则减小吸收面积

142、，过小则增加装料和掏塔负担，增加气体阻力，一般以增加气体阻力，一般以200mm200mm左右为宜。左右为宜。（2 2）妥善控制塔内妥善控制塔内温度切勿过高过低。塔内温度过高则化合温度切勿过高过低。塔内温度过高则化合SO2SO2增加，溶解增加，溶解SO2SO2相对降低，废气含硫率大，一般以相对降低，废气含硫率大，一般以10101515为宜，故多用深为宜，故多用深井水或冷冻过的水。井水或冷冻过的水。 低塔法低塔法：图：图4-234-23为黑格兰低塔系统，它由为黑格兰低塔系统，它由4 45 5个高个高5.55.57m7m、内径、内径1.5m1.5m的低塔串联而成。内衬瓷砖，在靠近筒体的下的低塔串联而

143、成。内衬瓷砖，在靠近筒体的下部有木制篦子，以支持上部填料，填料的高度为塔径的部有木制篦子，以支持上部填料，填料的高度为塔径的1.51.52 2倍，塔间装有循环泵。倍，塔间装有循环泵。SO2SO2气体与吸收剂逆流而行，气体气体与吸收剂逆流而行，气体先入第先入第4 4塔，逐次通过至第塔，逐次通过至第1 1塔放出尾气。氧化镁乳液先入第塔放出尾气。氧化镁乳液先入第1 1塔，也逐次通过于第塔，也逐次通过于第4 4塔出原酸。然后用泵送入贮液槽。塔出原酸。然后用泵送入贮液槽。 此法的此法的优点优点为：塔身低，容易建造与维修，酸液中的化为：塔身低，容易建造与维修，酸液中的化合酸容易控制，操作中劳动强度低。但其

144、缺点是设备庞大，合酸容易控制，操作中劳动强度低。但其缺点是设备庞大，操作及维修费用高，动力消耗大，操作中易发生堵管事故。操作及维修费用高，动力消耗大，操作中易发生堵管事故。低塔的吸收装置特性如表低塔的吸收装置特性如表4-64-6所示。所示。原酸类型原酸类型酸性亚硫酸氢钙酸性亚硫酸氢钙酸性亚硫酸氢钙酸性亚硫酸氢钙亚硫酸氢镁亚硫酸氢镁亚硫酸氢镁亚硫酸氢镁亚硫酸氢镁亚硫酸氢镁塔的内径塔的内径mm塔的总高塔的总高mm填料层高填料层高mm填料的材质循填料的材质循环泵扬程环泵扬程mm串联台数串联台数炉气温度炉气温度SO2浓度浓度%原酸温度原酸温度总酸总酸%化合酸化合酸%产量产量/m3h-115809084

145、2040瓷环瓷环154204010冬冬10夏夏273.63.81.441.604045160055751200瓷环瓷环22266511012291.61.62225154060001850瓷环瓷环15660911656.0约约3.03540192577554440瓷环瓷环24.55489465.22.7271760770020002500瓷环瓷环30355-101160651.55.02.252.634湍动塔法湍动塔法：湍动塔法是近年来发展起来的新工艺，其理湍动塔法是近年来发展起来的新工艺，其理论基础是液体流态化原理。图论基础是液体流态化原理。图4-244-24是它的是它的4 4层结构，用它可

146、层结构，用它可增浓弱酸，也可用其制造塔酸。增浓弱酸，也可用其制造塔酸。影响吸收的主要因素影响吸收的主要因素温度：吸收时影响反应温度的因素，主要温度：吸收时影响反应温度的因素，主要包括水的温度，化学反应热，炉气温度，塔包括水的温度，化学反应热，炉气温度，塔外温度以及水和炉气的相对数量。其中以水外温度以及水和炉气的相对数量。其中以水温和化学反应热影响为最大。温和化学反应热影响为最大。 用水量用水量：用水量直接影响酸液浓度。用水量多则总酸：用水量直接影响酸液浓度。用水量多则总酸降低，化合酸降低；用水量少则总酸浓度升高，化合酸增大。降低，化合酸降低；用水量少则总酸浓度升高，化合酸增大。SOSO2 2损

147、失增加，而且有可能导致沉淀堵塔事故发生。所以损失增加，而且有可能导致沉淀堵塔事故发生。所以在生产中，应根据炉气量大小来选择合适的用水量，要保持在生产中，应根据炉气量大小来选择合适的用水量，要保持用水量均匀，以稳定酸液的组成和药液的浓度。用水量均匀，以稳定酸液的组成和药液的浓度。SOSO2 2的浓度的浓度：SOSO2 2在水中及亚硫酸盐溶液中的溶解度随在水中及亚硫酸盐溶液中的溶解度随炉气中的炉气中的SOSO2 2浓度的增加而增大，见图浓度的增加而增大，见图4-254-25和图和图4-264-26，炉气流速炉气流速：炉气是以一定的流速从塔底经填料层与塔：炉气是以一定的流速从塔底经填料层与塔顶喷下的

148、清水或乳液相遇来完成吸收的。顶喷下的清水或乳液相遇来完成吸收的。吸收剂的质量吸收剂的质量：盐基品种以易溶性盐基容易吸收，：盐基品种以易溶性盐基容易吸收，因此在相同条件下。因此在相同条件下。NHNH4 4OHOH和和NaNa2 2COCO3 3吸收吸收SOSO2 2较快。较快。Mg(OH)Mg(OH)2 2次次之，之，CaCOCaCO3 3最慢。最慢。3 3、药液贮存、药液贮存在吸收塔中流出的药液中含有矿粉，升华硫，在吸收塔中流出的药液中含有矿粉，升华硫，CaCOCaCO3 3和和CaSO4CaSO4，使原酸混浊不清，因此，要过滤、沉淀；然后送入贮存槽，使原酸混浊不清，因此，要过滤、沉淀；然后送

149、入贮存槽备用。备用。三、蒸煮理论三、蒸煮理论1 1、木素的磺化溶出、木素的磺化溶出与碱法相同，脱木素是亚硫酸盐法蒸煮的主与碱法相同，脱木素是亚硫酸盐法蒸煮的主要反应，整个过程可分为三个阶段：要反应，整个过程可分为三个阶段： 渗透阶段渗透阶段 化学反应阶段化学反应阶段 溶出阶段溶出阶段（1 1）药液渗透途径）药液渗透途径亚硫酸盐药液渗入原料内部有两种途径亚硫酸盐药液渗入原料内部有两种途径 毛细管作用：毛细管作用： 扩散作用：扩散作用：（2 2）加快药液渗透的措施）加快药液渗透的措施升高压力改进渗透升高压力改进渗透抽真空抽真空装入木片后，抽真空以除去木片中的空气。在真空状态下泵装入木片后，抽真空以

150、除去木片中的空气。在真空状态下泵入药液，以减小渗透的阻力，对复合耐酸钢板的蒸煮锅适用，入药液，以减小渗透的阻力，对复合耐酸钢板的蒸煮锅适用，而衬耐酸砖的锅易发生掉砖事故，对于被水饱和的木片效果而衬耐酸砖的锅易发生掉砖事故，对于被水饱和的木片效果不大。不大。汽蒸木片汽蒸木片用蒸汽装锅或通蒸汽进行蒸汽预处理，蒸汽将木片中的空气用蒸汽装锅或通蒸汽进行蒸汽预处理，蒸汽将木片中的空气驱出并充满木片中的空隙。泵入药液后蒸汽冷凝形成部分真驱出并充满木片中的空隙。泵入药液后蒸汽冷凝形成部分真空吸入药液。此法对于风干木片的效果较好。空吸入药液。此法对于风干木片的效果较好。预热药液预热药液将蒸煮过程的热量进行回收

151、用于加热药液使药液加热至将蒸煮过程的热量进行回收用于加热药液使药液加热至70708585，有利于渗透。这对于湿木片及风干木片都有作用。，有利于渗透。这对于湿木片及风干木片都有作用。（3 3）木素的磺化）木素的磺化 木素的磺化是木素与蒸煮液中的磺化剂木素的磺化是木素与蒸煮液中的磺化剂(SO(SO2 2和和 HSOHSO3 3- -) )的反应的反应, ,这是正反应。在酸性亚这是正反应。在酸性亚硫酸盐法蒸煮中，木素以磺化为主，但总是硫酸盐法蒸煮中，木素以磺化为主，但总是存在着或多或少的缩合现象，而且磺化与缩存在着或多或少的缩合现象，而且磺化与缩合都发生在木素的脂肪族侧链的碳原子上。合都发生在木素的

152、脂肪族侧链的碳原子上。磺化与缩合两种反应互相竞争、制约。磺化与缩合两种反应互相竞争、制约。4 4、影响蒸煮的因素、影响蒸煮的因素（1 1）蒸煮液的浓度）蒸煮液的浓度主要指总酸、游离酸、化合酸的浓度及比例，主要指总酸、游离酸、化合酸的浓度及比例，因为它们的浓度及比例，影响着蒸煮液的因为它们的浓度及比例，影响着蒸煮液的PHPH以及磺化剂的成分。以及磺化剂的成分。TATA一定，提高一定，提高FA/CAFA/CA蒸煮蒸煮液液PHPH降低。降低。 图图4-27 药液中总药液中总SO2的含量与蒸煮最高温度的关系的含量与蒸煮最高温度的关系 （2 2）盐基种类）盐基种类酸性亚硫酸盐和亚硫酸氢盐法常采用难溶性的

153、钙镁酸性亚硫酸盐和亚硫酸氢盐法常采用难溶性的钙镁盐基，蒸煮液盐基，蒸煮液PHPH低（值低（值2 26 6），采用可溶性盐基钠），采用可溶性盐基钠和铵可采用较高的和铵可采用较高的PHPH蒸煮，但脱木素慢需高温长时蒸煮，但脱木素慢需高温长时间蒸煮，例如中性亚硫酸铵法草浆蒸煮的温度达间蒸煮，例如中性亚硫酸铵法草浆蒸煮的温度达170170，全程时间长达，全程时间长达5 5小时。小时。（3 3）温度及压力）温度及压力酸性亚硫酸氢盐蒸煮时的压力系水蒸汽压力、酸性亚硫酸氢盐蒸煮时的压力系水蒸汽压力、SO2SO2与与挥发性气体以及锅内液体的静压力所组成，改变锅挥发性气体以及锅内液体的静压力所组成，改变锅内压力

154、，则关系到温度、内压力，则关系到温度、SO2SO2分压以及药液中溶解分压以及药液中溶解SO2SO2的浓度。一般蒸煮压力为的浓度。一般蒸煮压力为: :木浆在木浆在590590834KPa834KPa。苇浆及蔗渣浆为苇浆及蔗渣浆为590-640KPa590-640KPa。钙盐基蒸煮纸浆时，温度较低，因为温度过高，将使药液发钙盐基蒸煮纸浆时，温度较低，因为温度过高，将使药液发生局部遗失大量生局部遗失大量SO2SO2，导致盐基的沉淀，并加剧纤维和半纤，导致盐基的沉淀，并加剧纤维和半纤维素的水解。通常亚硫酸盐蒸煮所使用的最高温度范围：维素的水解。通常亚硫酸盐蒸煮所使用的最高温度范围：酸性亚硫酸盐蒸煮酸性

155、亚硫酸盐蒸煮 130130150150亚硫酸氢镁蒸煮亚硫酸氢镁蒸煮 150150160160中性亚硫酸盐蒸煮中性亚硫酸盐蒸煮 150150180180(4(4）液比）液比为了保证药液渗透，采用较大液比，但液比大，废液量大，为了保证药液渗透，采用较大液比，但液比大，废液量大，难处理，生产中，蒸煮不同原料，采用设备不同，液比不一难处理，生产中，蒸煮不同原料，采用设备不同，液比不一样。一般钙盐基蒸煮木材，液比样。一般钙盐基蒸煮木材，液比5 51 1，镁盐基蒸煮芦苇，镁盐基蒸煮芦苇3 34 41 1，钠、铵盐基蒸煮草类为，钠、铵盐基蒸煮草类为3 34 41 1。（5 5）时间）时间亚硫酸盐蒸煮时间比碱

156、法长得多。它主要决定于原料的品种、亚硫酸盐蒸煮时间比碱法长得多。它主要决定于原料的品种、成浆的质量要求、蒸煮温度药液浓度及组成等。事实上它是成浆的质量要求、蒸煮温度药液浓度及组成等。事实上它是一个受上述因素影响的非独立变数。通常溶解浆的蒸煮时间一个受上述因素影响的非独立变数。通常溶解浆的蒸煮时间为为101012h12h，易漂浆的蒸煮时间为，易漂浆的蒸煮时间为8 810h10h，而苇浆蒸煮的总，而苇浆蒸煮的总时间为时间为6 68h8h。四、蒸煮设备四、蒸煮设备亚硫酸盐蒸煮由于有庞大的制药系统，因此，一般都有较大亚硫酸盐蒸煮由于有庞大的制药系统，因此，一般都有较大生产能力的蒸煮设备与之匹配，而酸性

157、亚硫酸盐和亚硫酸氢生产能力的蒸煮设备与之匹配，而酸性亚硫酸盐和亚硫酸氢盐法常用于木浆及苇浆蒸煮，故常用的设备为立式蒸煮锅。盐法常用于木浆及苇浆蒸煮，故常用的设备为立式蒸煮锅。立式蒸煮锅系统包括锅体和药液循环系统。立式蒸煮锅系统包括锅体和药液循环系统。（一）锅体（一）锅体锅体与碱法蒸煮锅体相似，也是分上锥部圆筒部和下锥部，锅体与碱法蒸煮锅体相似，也是分上锥部圆筒部和下锥部，如图如图4-284-28，不同之处是亚硫酸盐药液腐蚀性较重，要衬耐酸，不同之处是亚硫酸盐药液腐蚀性较重，要衬耐酸砖，或用耐酸钢板制成的复合锅壁。这样，成本自然提高。砖，或用耐酸钢板制成的复合锅壁。这样，成本自然提高。用耐酸砖衬

158、里是在锅内壁搪砌了三层耐酸砖。用耐酸砖衬里是在锅内壁搪砌了三层耐酸砖。 图图4-28中部抽液循环蒸煮锅中部抽液循环蒸煮锅 图图4-29 蒸煮锅的衬里蒸煮锅的衬里1蒸煮锅蒸煮锅 2加热器加热器 3循环泵循环泵 1胶泥胶泥 2砖砖 3锅壳锅壳 4中循环中循环 5下循环下循环 6上循环上循环 4背砖背砖 5中砖中砖 6面砖面砖 由于锅体为圆形，另外，在操作时锅内压由于锅体为圆形，另外，在操作时锅内压力变化较大，因此，要求较高的搪砌工艺，力变化较大，因此，要求较高的搪砌工艺，以免发生掉砖事故。而采用耐酸钢板复合而以免发生掉砖事故。而采用耐酸钢板复合而成的锅壁，锅体利用系数大，寿命长，但投成的锅壁，锅体

159、利用系数大，寿命长，但投资较大，国内新建的亚硫酸盐浆厂大部分采资较大，国内新建的亚硫酸盐浆厂大部分采用复合锅壁的蒸煮锅。用复合锅壁的蒸煮锅。（二）药液循环系统（二）药液循环系统药液循环系统包括加热器和循环管道部分。它的作药液循环系统包括加热器和循环管道部分。它的作用是将蒸煮液在循环过程中升温，药液从锅内抽出，用是将蒸煮液在循环过程中升温，药液从锅内抽出，经间接加热后送回锅内，间接加热器常用的有列管经间接加热后送回锅内，间接加热器常用的有列管式，套管式、板式加热器，由于蒸煮液中成分复杂，式，套管式、板式加热器，由于蒸煮液中成分复杂，要注意药液的过滤以及加热器的清理，以免结垢，要注意药液的过滤以及加热器的清理，以免结垢，影响传热。影响传热。循环管道是指药液从抽出及泵入锅内的全部管道，循环管道是指药液从抽出及泵入锅内的全部管道，为使药液在锅内分布均匀，生产中一般从锅的中部为使药液在锅内分布均匀，生产中一般从锅的中部抽液，经加热后分上下两部分送回锅体。抽液，经加热后分上下两部分送回锅体。某些以中性亚硫酸盐法蒸煮的工厂还采用蒸球蒸煮，某些以中性亚硫酸盐法蒸煮的工厂还采用蒸球蒸煮，但与碱法比较，蒸球腐蚀较快。可采用覆盖耐酸钢但与碱法比较，蒸球腐蚀较快。可采用覆盖耐酸钢板或喷镀耐酸层防腐板或喷镀耐酸层防腐