第四章 纸浆的洗涤、筛选和净化 第一节 纸浆的洗涤与废液的提取一、概述1.纸浆的洗涤与废液的提取的目的与要求 黑液黑液 KP KP 碱法碱法 蒸煮废液蒸煮废液 红液红液 SP SP 酸法酸法 洗涤的目的是尽可能完全地将纤维从废液中分离出来，而洗涤的目的是尽可能完全地将纤维从废液中分离出来，而得到洁净的纸浆；废液提取的目的则是为废液回收利用做得到洁净的纸浆；废液提取的目的则是为废液回收利用做准备，以取得经济和环境效益准备，以取得经济和环境效益 2.洗涤术语及有关计算（（1 1）洗净度）洗净度 纸浆洗净后的干净程度纸浆洗净后的干净程度 KP KP法法 残碱残碱 <0.05g/L <0.05g/L（（Na2ONa2O计）计）——木浆木浆 <0.25g/L <0.25g/L（（Na2ONa2O计）计） — — 苇浆苇浆 <0.3g/L <0.3g/L（（Na2ONa2O计）计） — —亚铵法草浆亚铵法草浆 SP SP法法 以洗后纸浆滤液消耗以洗后纸浆滤液消耗KMnO4KMnO4的量表示的量表示 （废液中含有木素）（废液中含有木素）<100mgKMnO4/L<100mgKMnO4/L（（2 2）置换比（）置换比（Displacement RatioDisplacement Ratio）） 在洗涤段里浆中可溶性固形物实际减少量与最在洗涤段里浆中可溶性固形物实际减少量与最大可能减少量之比大可能减少量之比 在理想状况下，洗后液体的溶质质量分数与洗涤在理想状况下，洗后液体的溶质质量分数与洗涤 液一样，即液一样，即WWMM=W=WWW，则，则 D.R.=1 D.R.=1 实际上实际上WWM M ≠ WW≠ WW，，D.R.<1D.R.<1 D.R. D.R.的大小受的大小受 洗涤液的数量、温度、分布洗涤液的数量、温度、分布 浆层的均匀性浆层的均匀性 浆料的特性等影响浆料的特性等影响 一般来说，木浆多段洗一般来说，木浆多段洗 一段一段D.R.=0.8~0.92D.R.=0.8~0.92 中间段中间段D.R.=0.5~0.7D.R.=0.5~0.7 （热水洗）末段（热水洗）末段D.R.=0.55~0.7D.R.=0.55~0.7 （（3 3）稀释因子（）稀释因子（Dilution FactorDilution Factor）） 表示提取的黑液的稀释程度，有时称稀释度表示提取的黑液的稀释程度，有时称稀释度 定义定义 洗涤每洗涤每KgKg风干浆引入黑液系统之洗涤用风干浆引入黑液系统之洗涤用 水量水量Kg HKg H2 2O/Kg O/Kg 风干浆或风干浆或 t H t H2 2O/tO/t风干浆风干浆 洗涤因子的计算：洗涤因子的计算： 设洗后吨风干浆带走固形物设洗后吨风干浆带走固形物38Kg38Kg 洗后浆浓洗后浆浓15%15% 洗涤用水量洗涤用水量 8m 8m3 3/t /t风干浆风干浆 稀释因子大，洗涤用水量多，黑液浓度就稀稀释因子越大，浆洗得越干净，黑液提越取率越高。
1.1.(4)(4)洗涤损失（洗涤损失（Washing LossWashing Loss））Kg/t Kg/t 风干浆风干浆2.2.(5)(5)洗涤效率和黑液提取率（洗涤效率和黑液提取率（Washing Washing EfficiencyEfficiency））3.3. G---G---洗涤后提取的废液固形物含量洗涤后提取的废液固形物含量4.4. GG0 0------洗涤前浆中废液固形物含量洗涤前浆中废液固形物含量 5.5. 黑液提取率黑液提取率= =吨风干浆提取的送蒸发黑液的吨风干浆提取的送蒸发黑液的溶质溶质6.6. 量对蒸煮后吨风干浆黑液总溶质量的百分量对蒸煮后吨风干浆黑液总溶质量的百分比比7.7. 一般提取率一般提取率< <洗涤效率（两者有区别又有联洗涤效率（两者有区别又有联系）系）8.8. 当所提取黑液全部送蒸发工段时：当所提取黑液全部送蒸发工段时：9.9. 黑液提取率黑液提取率= =洗涤效率洗涤效率 二、洗涤的原理.洗涤方式及洗涤影响因素（一）洗涤原理 废液在纸浆中存在的形式 KP SPKP SP 纤与纤间纤与纤间 % 80-85 60-70 % 80-85 60-70 通过过滤挤压通过过滤挤压 胞腔胞腔 % 15-20 20-30 % 15-20 20-30 通过扩散通过扩散 胞壁内胞壁内 % 5 5-8 % 5 5-8 1.过滤过滤速度：由上式可知：①①Δ ΔP P上升，上升，v v上升，但上升，但Δ ΔP P上升，上升，φ φ下降，下降，d d下降，而下降，而a a上升上升 ②②温度上升，温度上升，μ μ下降，下降，v v上升上升③③L L上升，上升，v v下降下降④④浆种与浆层均匀性有影响浆种与浆层均匀性有影响 2.挤压 利用机械挤压把废液从浆中挤出利用机械挤压把废液从浆中挤出 想用挤压的方法完全分离浆中废液是不可能：想用挤压的方法完全分离浆中废液是不可能： 外加压强外加压强 ＞毛细管压强＞毛细管压强 能把黑液挤出能把黑液挤出 外加压强外加压强 ≤ ≤毛细管压强毛细管压强 不能把黑液挤出不能把黑液挤出 根据物理化学：根据物理化学： 纤维细胞腔直径纤维细胞腔直径 草浆草浆 1.5~5μm 1.5~5μm 木浆木浆 10~30μm 10~30μm 胞壁微纤维（胞壁微纤维（MicrofibrilMicrofibril）尺寸）尺寸250Å =0.025μm250Å =0.025μm 要挤出木浆胞腔内黑液需要挤出木浆胞腔内黑液需1Kg/cm21Kg/cm2压差压差 要挤出微纤维间黑液需要挤出微纤维间黑液需800800多多Kg/cm2Kg/cm2压差，难做到压差，难做到3.扩散 除去胞壁和胞腔中的废液除去胞壁和胞腔中的废液 扩散速度：扩散速度：①①纤维内外浓度差上升，扩散速度上升，洗涤用水纤维内外浓度差上升，扩散速度上升，洗涤用水②② 越多，浓度差越大，洗得越快，但黑液浓度下降越多，浓度差越大，洗得越快，但黑液浓度下降③③ 为保证一定的浓度差，应采用逆流洗涤。
为保证一定的浓度差，应采用逆流洗涤②②D D随扩散物质及介质的种类、温度和粘度而异随扩散物质及介质的种类、温度和粘度而异 温度上升，分子动能上升，温度上升，分子动能上升，D D上升上升 粘度下降，分子动能阻力下降，粘度下降，分子动能阻力下降，D D上升上升③③扩散量与扩散面积成正比，与扩散距离成反比扩散量与扩散面积成正比，与扩散距离成反比④ 扩散面积是指纤维与洗涤液的接触面积扩散面积是指纤维与洗涤液的接触面积⑤⑤ 扩散距离是指纤维与洗涤液主体的距离扩散距离是指纤维与洗涤液主体的距离⑥⑥ 增大增大F F，，减少减少X X的有效措施是搅拌的有效措施是搅拌⑦4.：吸附作用⑧ 纤维表面分子与废液中的溶质具有一定的吸力，而产生吸附作用原理是带负电荷的纸浆纤维对金属离子的吸附能力比对木素大的多 （二）、洗涤方式洗涤方式：单段洗涤和多段洗涤，多段洗涤又可以分洗涤方式：单段洗涤和多段洗涤，多段洗涤又可以分为多段单向和多段逆流洗涤下面是多段逆流洗涤为多段单向和多段逆流洗涤下面是多段逆流洗涤的流程示意图的流程示意图。
洗涤要求：黑液提取率高，浆洗得干净洗涤要求：黑液提取率高，浆洗得干净 稀释因子要小，黑液浓度要高稀释因子要小，黑液浓度要高段间配用稀释搅拌槽，提供混合扩散的空间、时间段间配用稀释搅拌槽，提供混合扩散的空间、时间未洗涤纸浆第一段第二段第三段第四段提取的黑液洗涤的纸浆 （三）影响因素①①洗涤用水量与洗涤次数洗涤用水量与洗涤次数②② 洗涤用水量愈多，浆洗得愈干净，提取率愈高洗涤用水量愈多，浆洗得愈干净，提取率愈高③③ 洗涤用水量一定，洗涤次数越多，洗涤效果越好，但洗涤用水量一定，洗涤次数越多，洗涤效果越好，但投资、动力消耗增加投资、动力消耗增加②②洗涤液温度洗涤液温度③③ 温度上升，粘度下降，分子扩散加速，浆料滤水性上温度上升，粘度下降，分子扩散加速，浆料滤水性上升，但温度过高，在真空洗浆机内易产生沸腾，而破坏真升，但温度过高，在真空洗浆机内易产生沸腾，而破坏真空度③③压差或真空度压差或真空度④④ 压差或真空度上升，过滤推动力上升，过滤速度加快，压差或真空度上升，过滤推动力上升，过滤速度加快，真空度过大，废液沸点下降，洗涤温度下降，影响洗涤。
真空度过大，废液沸点下降，洗涤温度下降，影响洗涤⑤⑤ 挤压压力过高，滤网易损，纤维流失增大挤压压力过高，滤网易损，纤维流失增大 ④④浆层厚度增加，过滤阻力增加，过滤速度下降浆层厚度增加，过滤阻力增加，过滤速度下降⑤⑤ 上浆浓度增加，浆层厚度增加，生产能力增上浆浓度增加，浆层厚度增加，生产能力增加，黑液提取率下降加，黑液提取率下降⑥⑥ 出浆浓度增加，洗涤损失上升，黑液提取率出浆浓度增加，洗涤损失上升，黑液提取率上升⑤⑤浆种与浆质浆种与浆质⑥⑥ 酸法浆比碱法浆滤水性好，易洗涤酸法浆比碱法浆滤水性好，易洗涤⑦⑦ 木浆比草浆滤水性好，但草浆扩散效果好木浆比草浆滤水性好，但草浆扩散效果好⑧⑧ 硬浆比软浆滤水性好，但扩散效果差硬浆比软浆滤水性好，但扩散效果差。