制浆造纸重点.pdf

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1、1.制浆方法分为化学法和高得率法。 化学制浆法包括碱法和亚硫酸盐法。高得率制浆法包括机械法、化学机械法和半化学法;高得率浆(HYP)包括 APMP、CTMP 和 P-RC APMP,温和预处理和盘磨预化学处理的碱性过氧化氢机械浆。机械阀制浆有磨石磨木法(SGW)压力磨石磨木法(PGW) 、盘磨机械法(RMP)和热磨机械法(TMP);化学机械法包括化学热磨机械阀(CTMP)、化学机械阀(CMP)和碱性过氧化氢机械法(APMP);半化学法制浆主要有中性亚硫酸盐半化学法(NSSC)和碱性亚硫酸盐半化学法 (ASSC) 。 2.备料的定义与目的? 答: 定义: 备料是指贮存的原料经过一定的要求处理以满

2、足制浆生产(蒸煮和磨浆)要求的过程;目的:去除木材原料的树皮和树节及废木材原料的穗、鞘、尘粒、砂石等杂质;将原料按要求切成一定的规格。 (A、贮存、净化,B、制备合格的料片)2.贮存的目的:改进原料质量:A、有利于制浆并节省化学处理的药品用量,B、降低并均衡原料水分。保证生产需求(非木材原料贮存6 个月以上, 木材原料贮存 3-6 个月)3.木材原料的贮存方式有水上贮存和地面贮存。3.在原料制备的过程中为什么要去皮?答:因为一般的树皮(韧皮类树种除外)纤维含量低,灰分和杂质含量高,故要先将其除去,以降低化学药品的消耗和提供好制浆的质量;而且去皮后的原木易干燥,防止细菌侵蚀。 4.削片:一般木片

3、的规格要求是:长1525mm,厚 35mm,宽不超过20mm,原木木片的合格率一般要求大于90%, 板皮木片的合格率一般要求大于75%。5.稻麦草原料的备料可分为干法备料、全湿法备料及干湿结合法备料。全湿法备料是目前较为先进的草类原料的备料方法,其主要设备是具有球形壳体的水力碎浆机。 6.干湿结合法备料与连续蒸煮配套使用, 具有蒸煮得率高纸张强度大均衡性好原料损耗低汽和电负荷均衡自动化程度高、节省药液劳动生产率高劳动强度低工作环境得以改善以及成浆质量稳定等优点,是草类碱法制浆备料的发展趋势。7.全湿法备料的优点:草捆直接投入碎草机,无干法备料噪声和粉尘,改善工作环境,降低劳动强度;草叶、泥沙等

4、去除率高,净化效果好,使灰分、 苯醇抽出物含量降低, 减少了蒸煮和漂白的化学药品用量, 尤其是 SiO2的降低有利于黑液碱回收;草片被纵向撕裂,草节部分被打碎,有利于药液浸透蒸煮的草片水分稳定,有利于控制液比,尤其是对连续蒸煮有利纸浆得率高,强度好,易于滤水;缺点:设备投资大,维修费用高,动力消耗大,生产成本高。 8.化学法制浆定义:是指采用化学方法尽可能多地脱除植物纤维原料中使纤维粘合在一起的胞间层木素,使纤维细胞分离或易于分离,成为纸浆,也必须使纤维细胞壁中的木素含量适当降低,同时要求纤维素溶出量最少,半纤维素有相应的保留;要求:尽可能多地脱出植物纤维原料中使纤维粘合在一起的胞间层木素,使

5、纤维细胞分离或易于分离;使纤维细胞壁中的木素含量适当降低,纤维素溶出最少,半纤维素有适当的保留(根据纸浆质量要求而定) 。 9.碱法制浆(Alkaline Pulping) :废木材一般用烧碱法; 硫酸盐法适用于各种植物纤维原料。10.亚硫酸盐法制浆 (SulfitePulping) :碱性亚硫酸盐法、中性亚硫酸盐法、亚硫酸氢盐法、酸性亚硫酸氢盐法、微酸性亚硫酸氢盐法。 11.烧碱法蒸煮液的组成主要是NaOH,硫酸盐法蒸煮液的组成主要是NaOH+Na2S,亚硫酸盐法蒸煮液中, 含有 SO2 和相应的盐基(.Ca2+、Mg2+、Na+、NH4+等) 。 12.活性碱:烧碱法蒸煮液中的活性碱指 N

6、aOH,硫酸盐法蒸煮液证的活性碱指NaOH+Na2S,(常用 Na2O 或NaOH 表示) 。 13.有效碱: 烧碱法指 NaOH, 硫酸盐法指 NaOH+1/2Na2S。 14.白液:绿液经苛化后Ca(OH)2 所得的溶液,叫白液。烧碱法白液的主要成分是 NaOH,硫酸盐法的白液主要成分为NaOH+Na2S。 15.绿液:黑液进行碱回收时,黑液经过蒸发浓缩后送入燃烧炉中燃烧,从燃烧炉内流出的熔融物溶解在稀白液或水中所形成的溶液成为绿液。烧碱法绿液的主要成分为Na2CO3, 硫酸盐法为 Na2CO3 和 Na2S。16.用碱量: 指蒸煮时活性碱用量 (质量)对绝干干原料质量的百分比,常用NaO

7、H 计。 17.蒸煮目的:脱除木素,使纤维彼此分离。 18.蒸煮过程:A、蒸煮药液中的离子(OH-和 HS-等)溶透和扩散到料片中;B、料片中的木素等化学成分吸附蒸煮液中的OH-和 HS-等离子;C、蒸煮液中的OH-和 HS-等离子与木素等木材成分发生化学反应;D、反应生成物溶解并扩散到木片外部;E、反应生成物传递到周围药液中。19.药液浸透基本原理。 答:根据药液浸透推动力的不同,浸透形式分为两类:一类是压力浸透,它的推动力是压力差,即毛细管作用和外加压力的作用;另一类是扩散浸透, 即扩散作用, 它的传质推动力是药液的浓度差。20.影响药液浸透的因素。 答:药液的组成和pH,pH13 时,纤

8、维轴向扩散作用与横向的扩散作用比接近1:0.8(pH 越高,对纤维细胞润涨作用越大,润涨在纤维细胞壁上会出现“暂时毛孔” ,pH13,纤维轴向的扩散作用比横向打 1040 倍, 碱法蒸煮, 添加十二烷基苯磺酸钠等助剂或者回用部分 (10%30%)黑液,可加快蒸煮液的浸透) ;温度:温度升高,渗透和扩散加快;压力差:压差增大,药液渗透速率加快;纤维原料种类和料片规格: A、原料的种类和性质:小、早树、树醛含量低和草类原料浸透较快:B、料片规格:斜切,一般切成长1525mm,厚 35mm:C、水分:水分控制在40%时,浸透速率最快(以压力渗透为主) 。 21.强化药液渗透的措施有蒸汽装锅和预汽蒸蒸

9、煮器外药液预浸渍装锅送液时,适当提高药液温度,一般讲药液预热到7085后送入蒸煮器内抽真空亚硫酸盐法蒸煮初期加入过量药液,浸透完全是“回水” (即将多余的药液抽出并加以回收) 液相变压法。 22.使木素从植物原料中溶解出来的基本方法:增加脂肪族和(或)芳香族羟基或羟基的数量,以提高木素的亲水性;降解其大分子为较小的能溶解在水中的碎片(如木素和硫化钠的反应)把亲水取代基与木素大分子相连接,使它的衍生物可溶于水中(如木素与亚硫酸盐反应,生成木素磺酸基) 。 23.木材碱法蒸煮脱木素反应历程。 答:初始脱木素阶段,指开始升温到 140,这个药液浸透阶段,木素溶出占总木素的20%25%,其间碱液浓度急

10、剧下降;大量脱木素阶段:升温到140以上时,脱木素速率增大,生出木素占70%80%,碱浓度基本不变;残余脱木素阶段,脱木素速率比较小,木素的脱出量也比较小。 24.草类原料硫酸盐法或烧碱法蒸煮脱木素历程:大量脱木素阶段,指的是升温到 100左右以前的阶段,木素脱除 60%;补充脱木素阶段,指的是从100左右继续升温到最高温度这一阶段,木素脱除30%,总的木素脱出量达90%以上;残余木素脱除阶段,指的是在在最高温度下的保温阶段, 木素溶出阔叶木草类。 27.虽然蒸煮温度不同,只要H因子相同,所得纸浆木素含量及得率相同。由此可见,同一原料在用碱量、硫化度、液比等蒸煮条件相同时,控制H因子相同,则其

11、纸浆得率及浆中木素含量相同。 28.剥皮反应,在升温到 100时就开始了,温度越高,反应越剧烈。 29.在碱法蒸煮过程中,纸浆黏度的降低与OH-浓度成正比, 而与 HS-浓度无关。碳水化合物的降解主要受温度和 OH-浓度影响,温度越高,降解反应就越剧烈。 30.硫酸盐法制浆的优缺点。 答:缺点:纸浆得率较低成浆颜色较深, 比亚硫酸盐浆难漂蒸煮是产生的恶臭气体污染大气;优点:对原料适用范围广脱木素速率快,蒸煮时间短纸浆强度高蒸煮废液回收技术和设备比较完善硫酸盐浆(简称 KP 浆)用途广,针叶木本色 KP 用于抄造纸袋纸、 电缆纸、电容器纸、包装纸等较少发生树脂问题和草浆的表皮细胞群问题允许木片有

12、相当梁的树皮可从一些材种的蒸煮放气时回收松节油和从蒸煮液中提取塔罗油等副产品。 31.碱法蒸煮操作过程装料、送液升温、小放气在最高压力或温度下保温大放气和放料, 多用喷方式。喷放较倒料的有点表现在:A、放料时间短;B、浆料在喷放时易分散,浆渣少;C、喷放后浆料温度高、浓度高,有利于黑液提取和碱回收; D、操作方便,劳动强度小。32.用碱量其他蒸煮条件不变时,用碱量增大,则脱木素速率加快,脱木素程度增加,纸浆硬度降低,可漂性提高;同时,碳水化合物的降解速率和降解程度也会增大,纸浆得率下降,若用碱量过高,将会造成纸浆得率和机械强度的严重下降。反之,若用碱量过低,则成浆较硬且色暗,不易漂白,而且浆渣

13、增多,即使延长蒸煮时间,有时也难以保证木素反应的完成。 33.保温的目的在于使脱木素反应能够充分进行,但时间过长,势必影响纸浆得率和质量。 34.提高碱法蒸煮脱木素选择性的四个原则是什么? 答:蒸煮过程中的碱液浓度尽量保持均匀,即在蒸煮初期碱液浓度适当低一些,接近蒸煮终了时碱液浓度适当高一些;蒸煮液中的HS-浓度应尽可能高,特别是蒸煮初期和大量脱木素阶段开始时,应保持较高的HS-浓度;蒸煮液中的溶解木素和 Na+浓度应尽量低,特别是在残余脱木素阶段;保持较低的蒸煮温度,尤其是在蒸煮初期和后期。 35.快速置换加热(Rapid DisplacementHeating,RDH) 36.高得率浆的定

14、义:利用生物、化学、热和机械方法使纤维分离,制浆得率在75%以上的浆种(化学制浆的得率在50%左右) 。 37.机械法制浆:单纯利用机械磨解作用,将植物纤维原料制成纸浆的方法。其得率大于 95%,该制浆方法主要利用机械的旋转摩擦工作面对纤维原料的摩擦撕裂作用以及胞间层木素的热软化作用,将原料磨解撕裂分离成单根纤维或纤维碎片。 38.CTMP:化学热磨机械浆,木片加化学药品在大于100预汽蒸,第一段盘磨磨浆温度大于100,第二段盘磨常压磨浆。 APMP:碱性过氧化氢机械浆预汽蒸的作用主要在于软化纤维细胞胞间层的木素。39.高得率浆(HYP)包括 APMP、CTMP、PRC APMP。 40.磨浆

15、的原理:压力脉冲理论,磨木过程中纤维的离解分为3 个阶段:由于磨石对原木周期性的压力脉冲作用, 使木材加热, 木素软化; 在剪切力的作用下离解纤维;分离下来的纤维与纤维束进行复磨和精磨。41.磨浆过程可分为三个区段:破碎区粗磨区精磨区:破碎区:齿盘间隙大,刀片厚,刀数少。高温下离解纤维,粗磨区:齿盘间隙由内向外逐渐变窄,纤维化,精磨区:位于齿盘外围,齿数增多,齿沟变窄,细纤维化。 42.影响磨浆过程的因素:预热温度(压力)和预热时间。预汽蒸的作用:主要在于软化纤维胞间层的木素,使磨浆时纤维的分离易于发生在纤维的胞间层和初生壁之间,从而获得完整的纤维。43.潜态性:机械浆的潜态性是指在高浓度浆时

16、,纤维发生扭曲和缠卷,一旦放料冷却后即被固着并影响浆纸强度发展的现象,因此机械浆需要进行消潜处理, 以除去这种潜态, 生产上厂商的消潜是在消潜池内进行,在浆浓不高于 4%时,在6070(生产上)搅拌4060min。 44.APMP(碱性过氧化氢机械浆)A、优点: APMP 制浆采用了最新发展的木片预处理技术,使制浆和漂白合二为一,不需要单独的漂白车间,设备投资减少25%以上;与 BCTMO 相比,木片预汽蒸和化学浸渍都是在常压下进行,操作简单且能耗低;磨浆在常压下进行,无需建造热回收系统;采用高压缩比螺旋撕裂机将木片集成输送的木丝团, 扩大了比表面积, 药液渗透作用增强;浆的物理性能和光学性能

17、有所改善, 可实现较高强度和较高白度; APMP制浆过程中不适用亚硫酸盐,只用碱和过氧化氢等化学药品,废水中不含硫的化合物,治理相对容易,减轻了废水的污染负荷。 B、PRC APMP 制浆工艺流程与 APMP 制浆工艺流程的不同。 PRCAPMP 制浆工艺在浸渍后取消了汽蒸处理;PRCAPMP 制浆工艺在一段磨浆后取消了段间洗涤, 而是设置了一个高浓贮浆塔,继续漂白反应。 C、两段预处理的PRCAPMP 制浆工艺流程 木片洗涤预汽蒸一段挤压疏解一段化学预浸渍化学反应二段挤压疏解二段化学预浸渍一段磨浆高浓停留二段磨浆消潜成浆。 传统的 APMP 生产流程 木片洗涤预汽蒸一段挤压疏解一段化学预浸渍

18、汽蒸化学反应二段挤压疏解二段化学预浸渍汽蒸一段磨浆洗涤脱水二段磨浆消潜成浆。 D、APMP 制浆工艺最大特点就是将制浆和漂白合二为一,制浆的同时完成漂白过程, APMP 的制浆机理是NaOH 和 H2O2 共同作用的结果。E、 影响 APMP 的主要影响因素 挤碾对 APMP 制浆的影响。经过挤碾,渗透作用增强, 反应时间短,效果好,4:1 的压缩比是制 APMP 浆比较适宜的压缩比例;化学药品用量的影响NaOH 和 H2O2 主要影响制浆的物理强度,H2O2 主要影响纸浆的最终白度。若 NaOH 用量过大,则纸浆的物理强度提高,但浆的白度下降,纸浆的得率也下降,若 H2O2 用量增加,则纸浆

19、白度提高,浆的得率影响不大,强度有所降低,松厚度有所提高,对于传统的APMP 制浆工艺,第一段采用高碱浓度低 H2O2 的药液,第二段使用地碱浓度高H2O2 的药液;预处理温度的影响:温度过高,H2O2 会分解,使纸浆的白度降低,得率也降低,最适宜温度越 5080;预处理时间的影响:过长的预处理时间会使浆的得率下降,光学性能下降,同时若药液中有较多的NaOH 残留,会促进浆料的返黄,纸的白度降低。磨浆条件的影响:对于两段磨盘高浓浆,第一段盘磨间隙大,主要起到破碎作用,浆浓为 3035%;第二段磨浆间隙小, 主要是纤维理解及细纤维化, 浆浓为 15%20%。 45.生产半化学浆和化机浆进行化学处

20、理的目的:一是为了降低磨浆损耗;二是为了降解纤维。在保证高制浆得率的基础上, 制造出能满足某些食品性能的高得率纸浆; 为了降低生产成本,少用或不用高价的长纤维化学浆;开辟只将原料来源,充分利用其制浆方法不太适宜或较少适用的阔叶木,特别是中等密度的阔叶木;软化纤维,为提高强度,减少碎片,改善质量创造条件;节约磨浆能耗,延长磨浆设备的齿盘寿命等。46.亚硫酸盐制浆的优缺点。 (与 KP 相比) 优点:得率高;本色浆较白,易漂;生产精制浆不需要预水解;各种原料的废液可用于生产饲料、 粘合剂、酵母等,针叶木的制浆废液可作用于生产酒精。缺点:对原料要求较严格;蒸煮时间长;大都需要耐酸设备(碱性亚硫酸盐法

21、除外)亚硫酸盐法制浆强度比硫酸盐法制浆强度低;亚硫酸盐法蒸煮废液的回收仍存在经济型问题。 47.化学法制浆的得率一般在50%左右,另有 50%的无知溶解在蒸煮液中,需要进行分离,分离之后的废液在碱法制浆中成为黑液,在酸法制浆中称为红液。 48.洗涤的目的是尽可能完全地将纤维从废液中分离出来,而得到洁净的制浆;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。 49.置换比可用来评价洗涤效果, 其大小主要受洗涤液用量的影响, 置换比大, 洗涤效果好提取率就高。50.常用的贮浆设备为贮浆池和贮浆塔, 低浓度是指纸浆浓度一般在5%一下, 中浓是指制浆浓度一般8%15%之间。 51.“级”

22、则是指尾浆 (包括第一段处理原料原浆)经过筛选或净化设备的次数。 (级数越多, 良浆经过的筛选或精华的设备次数越多,处理后的纸浆质量就越好,所以多级筛选或净化的目的是提高良浆的质量。 ) 52.“段”则是指尾浆(包括第一段处理原浆)经过筛选或精华设备的次数。 53.筛选和净化的原理及目的。原理:筛选是利用粗浆中杂质与纤维的几何尺寸与形状的不同,利用带有孔或缝的筛板,在一定压力下, 使细浆通过筛板, 杂质被阻留在进浆侧, 从而和纤维分离的过程 (去除的杂质主要是化学浆中未蒸解的纤维束以及磨木浆中粗木条、粗纤维束等) ; 净化是利用杂质和纤维的密度不同来分离的 (去除的杂质主要是砂石、金属杂物、橡

23、胶、塑料等) 。目的:满足纸浆的质量要求;保护后续设备不因浆中含有杂质而被损坏。1.化学浆废纸再生过程中性质的变化及其原因A:对于经过打浆的化学浆,循环回用引起裂断长、耐折度、耐破度显著下降,紧度和伸长率少量下降,而撕裂度、挺度、光散系数、不透明度和通透度增加。 B、原因:纤维素的部分游离羟基形成氢键结合,非结晶结构转变为结晶结构,使纤维束的结晶度增加,产生不可逆转的角质化;纤维变得挺硬,可塑性降低,吸水后的润涨减少,保水值下降,导致纤维间的结合强度降低。2.机械浆再生过程中性质的变化及其原因A、随着回用次数增多,紧度和裂断长、耐折度、撕裂度略有增加, ,光散系数下降。B、原因:机械浆在湿的状

24、态下并非完全层离的,干燥时产生的角质化很少;挺硬的机械浆经循环使用后韧性增加,纤维间的结合改善,紧度和强度提高,光散射系数下降。3.除去热熔胶的方法目前主要有两种:冷处理和热分散法。 4.废纸的离解包括(碎解)和(疏解)两个阶段。 5.脱墨的过程可分为三个步骤:疏解分离纤维;使油墨从纤维上脱离;把脱离出来的油墨粒子从浆料中除去。 6.废纸脱墨方法:洗涤法、浮选法以及浮选洗涤结合法。7.浮选脱墨的过程:油墨从纤维上分离;浮选促集剂将分离出来的油墨粒子富集成可浮选大小的粒子;部分油墨粒子再沉积在纤维上; 油墨粒子吸附在空气泡上并形成油墨层。8.浮选法与洗涤法的比较:A、洗涤法的优点:脱墨较干净,所

25、得纸浆的白度较高,灰分含量较低,脱墨操作方便,工艺稳定,电耗较低,设备费用较少。缺点:用水量大,纤维流失率高。 B、浮选法的优点是纤维流失少、 得率高,化学药品和用水量较少, 污染小;其缺点是白度较洗涤法低, 设备费用较高,工艺条件要求严格,动力消耗大。 9.酶法脱墨与纤维素酶和半纤维素酶对油墨附着的纤维表面的纤维素和半纤维素部分水解有关,即用酶剥离纤维素细纤丝,因而释放和除去附着的油墨粒子,然后通过浮选或洗涤去除。 10.常用的废纸浆除渣设备有:高浓除渣器正向除渣器逆向除渣器通流式除渣器轻重杂质除渣器。高浓除渣器(2%5%)适用于处理相对密度较大的杂质上侧出良浆,下侧出粗渣正向除渣器:一侧进

26、浆,上端出良浆,下端出粗渣逆向除渣器:一侧进浆,上端出粗渣,下端出良浆通流式除渣器:粗渣从下端出,良浆从靠近下端处的侧面出轻重杂质除渣器:一侧进浆,上端出轻杂质,下端出重杂质,一侧也出良浆(较靠上) 11.纤维结合强度下降的原因:纤维角质化是纤维结合强度衰退的主要原因,纤维素的部分游离羟基形成氢键结合,非结晶结构转变为结晶结构,产生不可逆的角质化,纤维变得挺硬,可塑性下降,吸水润涨下降,结合度下降;纤维衰变的另一个原因是回用过程中一些化学组分的脱除,产生了“化学衰变”回用纤维中聚戊糖和木质素的含量的减少是化学衰变的主要特征,其中聚戊糖的减少,尤其是聚木糖的减少是纤维衰变的重要原因之一。第七章

27、纸浆废液和固体废弃物的回收与利用1.废液的性质:浓度粘度沸点升高燃烧值升高。沸点升高:废液由于含有一定的无机盐成分,所以其沸点通常较水高,这种性质叫做沸点升高,它影响着废液的蒸发增浓效率。沸点升高随废液浓度、黏度的增加而增加;用碱量高无机盐多沸点升高大。 2.提取的蒸煮黑液,要求“三高” ,即浓度高、温度高和提取率高。 3.燃烧是整个回收过程的核心,实现有机物和无机物的分离。4.黑液的碱回收主要是有黑液的蒸发、 黑液的燃烧、绿液的苛化和白泥的回收等部分组成的。白泥(white mud) :澄清白液沉淀的渣子(碳酸钙)白液:绿液经氢氧化钙苛化后所得到的溶液 绿泥(greenmud) :澄清绿液沉

28、淀的渣子绿液: 黑液经燃烧后产生的无机熔融物溶解于稀白液或水中, 形成的溶液中由于含有少量的氢氧化亚铁而成绿色, 称为绿液。 (对烧碱法,指碳酸钠,对于硫酸盐法指的是碳酸钠和硫化钠)5.黑液蒸发一般采用间接蒸发和直接蒸发两种方法相结合的方式进行。 6.硫酸盐法黑液燃烧过程可分为: 黑液蒸发干燥阶段;有机物的热分解和燃烧阶段;无机物熔融以及补加芒硝还原阶段。 7.制浆废液黑液:碱法蒸煮所得废液;红液:酸法蒸煮所得废液8.蒸煮废液回收利用时运用最广泛的方法是燃烧法,燃烧是整个回收过程的核心。 9.燃烧法工艺流程: 废液提取废液预处理废液蒸发增浓废液燃烧蒸煮液再生。10.黑液的预处理包括除渣、氧化、

29、除硅、除皂等。第六章纸浆漂白1.漂白的主要目的是:提高纸浆的白度和白度稳定性;改善纸浆的物理化学性质;纯化纸浆,提高纸浆的洁净度。 2.漂白的分类:“溶出木素式漂白” : 通过化学药品作用溶解木素使其结构上的发色基团或其他有色物质受到彻底的破坏和溶出,此类方法常用氧化性的漂白剂,如Cl2、ClO2、O2、O3 等,多用于化学浆的漂白;“保留木素式漂白” :在不脱除木素的条件下,使醌结构,酚类,羰基和碳碳双键等发色基团脱色,此类方法常用氧化性漂白剂过氧化氢和还原剂漂白剂连二亚硫酸盐,常用于机械浆和化学机械浆的漂白。 3.ECF:无元素氯漂白(即全无氯化段)TCF:全无氯漂白 TEF:无废水排放漂

30、白 4.C:氯化 E:碱抽提 H:次氯酸盐漂白 D:二氧化氯漂白P 过氧化氢漂白 O:氧脱木素 Z:臭氧漂白 Y:连二亚硫酸盐漂白 A:酸处理Q:螯合处理 X:木聚糖酶辅助漂白 Pa:过氧醋酸漂白 Px:过氧硫酸漂白Pxa:混合过氧酸漂白 CD:氯和二氧化氯混合氯化 EO:氧化性强的碱抽提EOP:氧和过氧化氢强化的碱抽提 OP:加过氧化氢的氧脱木素 Po:用氧加压的过氧化氢漂白 DN:在漂白终点加碱中和的二氧化氯漂白 DHT:高温二氧化氯漂白 5.纸浆的亮度指浆张在波长457nm 处的反射率 (是一种物理现象, 使用不同的测定的结果有所不同,因此表示纸浆亮度大小均需注明其测试方法或使用的一起,

31、采用国际标准方法测得的白度,用“ %ISO”表示) 6.纸浆漂白的基本原理:破坏或改变发色基团的结构(溶出木素或改变木素的结构) ;阻止发色集团的共轭;防止或消除发色集团和助色基团之间的联合;防止产生新的发色基团。 7.漂白的作用是除去木素或改变木素的结构, 漂白化学反应分为亲核反应和亲电反应,亲电反应促使木素降解,亲电剂主要进攻木素中富含电子的酚和烯结构,亲核剂主要进攻羰基和共轭羰基结构,除还原反应以外, 也会发生木素的降解。 8.有关名词术语有效氯: 指含漂白剂中能与未漂浆中残余木素和其他有色物质其反应,具有漂白作用的那一部分氯, 以氧化能力的大小表示; 有效氯用量:施加的有效氯的质量对纸

32、浆绝干质量的百分率;漂率:将浆漂到一个指定的白度所需的有效氯量对纸浆绝干质量的百分率;卡伯因子:施加的有效氯用量与含氯漂白前纸浆卡伯值之比;残氯:漂白终点时。残存的有效氯;漂损:漂白过程中纤维的损失。 9.氯化后的纸浆为何要进行碱处理?因为氯化木素只有一部分能溶于氯化时形成的酸性溶液,还有一部分难溶的氧化木素需在热碱溶液中溶解,碱处理的目的是除去木素和有色物质, 并溶出一部分树脂。 10.漂白原理: A:ClO2 与木素的反应ClO2 与酚型木素结构的反应;ClO2 与非酚型木素结构的反应。 反应途径与酚型的木素结构单元类似, 先生成酚氧游离基, 在形成亚氯酸酯, 最后水解成己二烯二酸衍生物与

33、醌, 只是反应速率大大减小。环共轭双键CIO 2环氧化物pH2轭双键的反应: 环共轭双键CIO 酸水解生成醇;ClO2 与环共 2环氧化物pH 2酸水解生成二醇酚型木素CIO 2酚氧游离基CIO 2亚氯酸脂脱甲基反应临醌衍生物CIO2或 CIO 2进一步氧化降解(邻醌或邻苯二酸) (对醌) (黏康酸脂及内酯氧化 二元羧酸的碎片)B、与碳水化合物的反应: ClO2 在酸性条件下对碳水化合物的氧化主ClO2 要表现在酸性降解和氧化反应两方面:酸性降解,使纸浆的黏度下降;对碳水化合 ClO2 物的氧化, 主要表现在纸浆经氧化后会出现少量的各种糖酸和糖醛酸的末端基,ClO2 漂白比起次氯酸盐漂白对碳水

34、化合物的降解少,漂白的选择性高。 11.影响漂白的因ClO2 素:ClO2 用量:对于CEDED 流程而言,当D1 段用量占总用量的 75%左右时,打到相同的白度所需的ClO2 用量最少;pH 一般 pH=3.55.5,D1 段:3.54.5 D2 段 4.55.5;温度 ClO2 漂白有仪表性的温度是 70;时间 每段漂白时间为2.53 小时(70以下) ;浆浓一般为 10%16%之间对 ClO2 漂白反应和漂白效率几乎无影响; Cl2 的影响氯对 ClO2 漂白效率和制浆降解影响很小,但Cl2 的存在会使调节漂白pH 值所需的碱量增加。 12.金属离子对过氧化氯漂白的影响:铁、铜、锰等过渡

35、金属离子会催化分解过氧化氢并产生游离基,虽然一定量的游离基有利于脱木素,但这些游离基会引起过氧化氢的无效分解,并导致碳水化合物的降解;碱土金属离子(钙离子、镁离子)能稳 ClO2 定过氧化氢并保护碳水化合物,因为过氧化氢漂白时要尽量除去过渡金属离子并保留适量的碱金属离子,主要方法有:螯合处理 加入螯合剂:EPTA,DTPA;酸处理:一般用无机酸盐酸或硫酸;酸化和螯合相结合: AQ 处理:酸化洗涤螯合(二段) (AQ):酸化螯合(一段) (无洗涤段) 如 DAQP:四段 D(AQ)P:三段 13.木聚糖酶漂白原理:木聚糖酶能催化水解纤维表面的木聚糖,有利于纤维里面和表面的木素残片在后续漂白和碱抽

36、提取容易去除,同时部分LCC 由于半纤维素的溶解而使残余的木素释放出来,有利于其后的漂白;含木聚糖酶 E 处理的漂白流程,一般作为预处理,安排在传统漂白流程的前面, 有氧脱木素工序时, 一般安排在氧脱木素的后面。14.ECF 和 TCF 的比较。答:漂白质量,ECF 的白度、强度、白度稳定性和洁净度均比TCF 好;TCF可达到高白度,但强度损失大;漂白浆得率, TCF 比 ECF 低 1%2% ;漂白成本, TCF 高些; 对环境影响, TCF 不产生有机氯化物是实现TCF 的关键,ECF,AOX的含量可在 0.3Kg/t 浆以下,BOD、COD、色度等与 TCF 相差不大。15.高得率浆漂白

37、的特点:采用保留木素式漂白。一般用氧化式漂白( H2O2)和还原性漂白剂 (Na2S2O4)由于木素没有被溶出, 故漂白浆易受光或热的诱导和氧的作用而反黄; (2)使用多种漂白工艺。机械浆和化学机械浆可在漂白池或漂白塔中进行,也可在磨浆过程中进行,还可以在抄纸抄浆时浸渍或喷雾漂白;既可单段漂也可两段组合漂, H2O2 漂白可在中浓、高浓或低浓下进行; (3)对纸浆原料材种和材质的选择性; (4)对金属离子的敏感性强。过渡金属离子不仅会催化分解H2O2 和 Na2S2O4, 还能与浆中的多酚类物质生成有色物质,使MP 和 CMP 的白度降低。因此漂白前或漂白时要加入螯合剂EDTA、DTPA 等;

38、 (5)漂白废水污染少。 16.高得率浆的漂白H2O2 漂白机理:主要是靠H2O2 解离生成的 HOO-使纸浆中的发色基团褪色,从而提高浆料的白度。 影响因素: A、制浆方法 SGWPGWCTMPTMPRMP; B、H2O2 用量。机械浆漂白时,H2O2 用量应控制在1%3%,漂白结束时,H2O2 应有其用量10%20%的残余;C、NaOH 和 Na2SiO3 用量(用于调节PH) ;D、漂白浓度。高浓 25%35%;E、漂白温度和时间。提高漂白温度,可以加速漂白反应,缩短漂白时间,可节省H2O2 用量,但温度过高,会促进H2O2 分解,增加蒸汽用量;F、螯合剂预处理。漂白前加入螯合剂EDTA

39、、DTPA、STPP 等。 (2)连二亚硫酸盐漂白A、漂白原理: 漂白过程中, 连二亚硫酸根离子解离成二氧化硫游离基离子S22O4 2SO2,SO2通过电子转移变成SO2 和SO22:2SOSO22 SO22; B、 影响因素: Na2S2O4 用量一般 0.25%1.0% PH 值,宜在 4.56.0(最好在 5.56.0)浆浓度 3%5%漂白温度,一般4560错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。漂白时间 3060min螯合剂:常用的螯合剂有 STPP、EDTA 和 DTPA,还可施加柠檬酸钠和硅酸钠。 16.废纸浆常用的漂白剂:H2O2连二亚硫酸钠(Na2S2O4)二氧化硫脲 17.纸

40、浆的返黄:纸浆在通常的环境或特定的条件下放置一段时间后,会逐渐变黄,白度有一定程度的降低,这种现象叫做纸浆的返黄 (或回色) 。A:高得率浆反黄:光化学氧化是高得率浆返黄的主要原因:光化学氧化,在光照和氧气存在的条件下, 机械浆氧化产生各种游离基;热诱导返黄, 邻苯二酚结构热氧化成有色的苯醌结构;游离基氧化, 紫外线照射, 木素酚羟基通过光诱导均裂产生酚氧流离基,酚氧游离基被过氧游离基氧化成为有色的邻醌结构化学浆返黄的机理: A、 纤维素和半纤维素受到氧化产生羰基和羧基是化学浆返黄的主要原因;B、也可能是由于漂白化学浆残余木素引起了返黄, 虽没有确切的根据但也不能排除这种可能。 18.稳定白度

41、减轻返黄的方法:提高未漂纸浆的质量,原料要净化、蒸煮要均匀、浆质要稳定采用合适的漂白剂和漂白方法,氧化电势低则返黄小, ClO2 漂白返黄比较小采用多段漂,段间加强洗涤采用合理的漂白工艺 a、氯化时,避免用氯量过多,温度过高,时间过长或混合不均匀而产生的“过氯化”以防纤维素和半纤维素生成羰基;b、纸浆用热碱处理,即可除去浆中的树脂、半纤维素,又可以破坏浆中的羰基,对纸浆减少返黄有显著的效果 c、通常次氯酸漂白的浆容易返黄。次氯酸盐用量大,漂白温度高,时间长更加剧返黄。 PH 值在 711 范围内,PH 值越高返黄越轻, PH 值 9 以上时,羰基能进一步氧化成对返黄影响较小的羧基,可以减少返黄

42、,在中性或接近中性的条件下漂白,会产生酮基使返黄加剧 d、二氧化氯在酸性条件下漂白不会在纤维素和半纤维素中引入醛基和酮基, 因为返黄少, 用足够量的在适宜ClO2 的 PH 值和 70下漂白 3h,浆的白稳定性好,e、漂白终点时,浆中应剩有少量漂剂, 漂后应充分洗涤以利白度的稳定。尽量减少浆中的重金属离子( Cu、Fe、Mn 等)浆板的干燥曲线要合理抑制机械浆的光诱导返黄a、 减少日光照射 b、 木素功能基的改性 19.氧脱木素的反应氧与酚型木素的反应通过酚氧离子转换一个电子给分子氧而形成酚氧游离基,并产生过氧离子游离基。酚氧游离基的中介体与过氧离子游离基反应产生过氧阴离子攻击羰基或进行分子内亲核反应而形成二氧四环中间产物,经过重排形成环氧乙烷结构、黏康酸衍生物 -酮结构并导致CC连接的断裂。 最终氧化成为甲醇羧酸等产物错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。氧与环共轭羰基反应在碱性条件下,氧与木素结构中环共轭羰基反应是分步的,最终导致CC连接的断裂。关键的一步是氢过氧阴离子的产生及其后此亲核分子内攻击羰基C 形成二氧四环结构,此环二烷过氧化物重排导致侧链断裂。

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