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1、 第三节第三节 蒸煮过程和蒸煮过程和蒸煮技术蒸煮技术（一）蒸煮程序或操作过程（一）蒸煮程序或操作过程一、碱法间歇蒸煮过程与工艺一、碱法间歇蒸煮过程与工艺装锅、送液装锅、送液 升温、小放气升温、小放气 再升温、再升温、保温保温 大放气、放料大放气、放料 从开始装料到蒸煮结束放料总从开始装料到蒸煮结束放料总共用去的时间就是所谓的蒸煮周期共用去的时间就是所谓的蒸煮周期原料不同，蒸煮周期不同。原料不同，蒸煮周期不同。蒸球蒸球装锅方法装锅方法采用采用蒸煮液压料蒸煮液压料法：原法：原 料与蒸煮液同时加入；料与蒸煮液同时加入；1 1装料斗装料斗 2 2手轮手轮 3 3齿轮齿轮 4 4升降装置平板牙升降装置平
2、板牙 5 5叶轮传动轴叶轮传动轴 6 6伞形盘伞形盘 7 7叶片叶片 8 8电动机电动机 9 9滑轮滑轮 10 10滑轨滑轨 使用球外碱液预浸渍器；使用球外碱液预浸渍器；人工捅料。人工捅料。采用采用装球器装料装球器装料；蒸煮过程蒸煮过程1.1.装料、送液装料、送液立锅立锅装料方法装料方法 采用采用蒸汽装蒸汽装 锅器，锅器，可增可增 加单位容积加单位容积 装锅量装锅量1515 1818.边装锅，边边装锅，边 送液送液。蒸煮过程蒸煮过程 从装料后初温升至最高温度的过程称为升从装料后初温升至最高温度的过程称为升温阶段。温阶段。一段升温一段升温主要是蒸煮液向纤主要是蒸煮液向纤维原料内部的维原料内部的浸
3、透作用浸透作用，同时伴，同时伴有一定的化学反应过程，在蒸煮有一定的化学反应过程，在蒸煮温度达到温度达到130130135135时，一段时，一段升温结束开始升温结束开始小放汽小放汽，之后是，之后是二二段升温段升温过程，在此阶段主要是过程，在此阶段主要是化化学反应学反应随温度的升高而加速进行，随温度的升高而加速进行，即大量脱木素阶段。即大量脱木素阶段。2.2.升温与小放汽升温与小放汽蒸煮过程蒸煮过程蒸球内压力温度滞后曲线蒸球内压力温度滞后曲线（1 1）小放汽的作用）小放汽的作用排排除除假假压压，使使蒸蒸煮煮锅锅内内的的温温度度和和压压力一致；力一致；产产生生自自然然沸沸腾腾(液液上上现现象象),)
4、,使使蒸蒸煮煮均匀一致；均匀一致；回收松节油（松木）回收松节油（松木）压压破破纹纹孔孔膜膜,有有利利于于药药液液进进一一步步渗渗透。透。蒸煮过程蒸煮过程（2 2）不同原料小放气操作）不同原料小放气操作|木片、竹片木片、竹片，内部所含空气较多，要采用，内部所含空气较多，要采用 不只一次的小放汽操作；不只一次的小放汽操作；|蒸煮蒸煮禾草类原料禾草类原料时，如在装料时通入少量时，如在装料时通入少量 蒸汽或用热碱液预浸渍，则草片中空气部蒸汽或用热碱液预浸渍，则草片中空气部 分被赶出，可以不进行小放汽。分被赶出，可以不进行小放汽。蒸煮过程蒸煮过程3.3.最高温（最高温（TmaxTmax）下的保温下的保温
5、v 视原料品种与浆料要求而定。视原料品种与浆料要求而定。v 保温是蒸煮的继续，除去残余木素。保温是蒸煮的继续，除去残余木素。v 温度越高脱木素速度越快。温度越高脱木素速度越快。蒸煮过程蒸煮过程 保温时间的长短保温时间的长短决定于用碱量、最高温度决定于用碱量、最高温度 原料种类、料片规格及浆料的种类和最终原料种类、料片规格及浆料的种类和最终 质量要求等条件。质量要求等条件。木浆：木浆：0.5-20.5-2h h 草类浆：草类浆：0 00.50.5h h 纸板：不保温纸板：不保温 中低档纸浆：少保温中低档纸浆：少保温 钞票纸浆：保温长钞票纸浆：保温长 人造丝浆：保温时间更长，浆的得率人造丝浆：保温
6、时间更长，浆的得率 20%20%。蒸煮过程蒸煮过程 蒸煮保温终了，把锅内的浆料放出来的操蒸煮保温终了，把锅内的浆料放出来的操 作称为放锅。作称为放锅。4.4.大放汽、放锅大放汽、放锅降压喷放（冷喷放）；降压喷放（冷喷放）；即在低于最高压力即在低于最高压力 又能保证浆料喷放干净的压力（又能保证浆料喷放干净的压力（0.450.45兆帕兆帕 0.60.6兆帕）下，进行放锅。兆帕）下，进行放锅。为我国大多数为我国大多数 浆厂所采用。浆厂所采用。喷放方法喷放方法全压喷放；全压喷放；不进行大放汽即开始喷放。不进行大放汽即开始喷放。倒料喷放（倒料喷放（常压放锅常压放锅）。）。蒸煮过程蒸煮过程常压放锅常压放锅
7、主要应用在：少数少数小型浆厂小型浆厂；连连续续蒸蒸煮煮器器中中，在在蒸蒸煮煮终终段段，首首先先用用温温黑黑液液置置换换连连蒸蒸器器内内的的高高温温热热黑黑液液，使使锅锅内内的的温温度度逐逐渐渐下下降降至至80809090，然然后后常常压压冷冷喷喷放放料料。一一般般用泵放料。用泵放料。目目前前，立立式式间间歇歇蒸蒸煮煮器器的的常常压压冷冷喷喷放放也也在在不不断断 发发展展和和完完善善，其其放放锅锅原原理理与与连连续续蒸蒸煮煮的的冷冷喷喷放放基本相同。基本相同。蒸煮过程蒸煮过程蒸煮曲线蒸煮曲线 麦麦草草、稻稻草草、蔗蔗渣渣，芒芒杆杆、小小叶叶樟樟、竹竹子子、荻荻、国外木片的蒸煮曲线国外木片的蒸煮曲
8、线(a)a)针针叶叶木木及及阔阔叶叶木木木木片片的的蒸煮曲线蒸煮曲线(b)b)；少少数数工工厂厂蒸蒸煮煮蔗蔗渣渣、龙龙须草曲线采用须草曲线采用(b)b)、(c(c)少数工厂采用曲线少数工厂采用曲线(d)d)。用多少时间把温度升到最高，又保温多少时间。用多少时间把温度升到最高，又保温多少时间。蒸煮过程蒸煮过程（二）蒸煮过程中工艺参数（二）蒸煮过程中工艺参数（工艺条件）工艺参数选择原则工艺参数选择原则 原料的特性原料的特性 生产的浆种要求生产的浆种要求 工厂的现有条件工厂的现有条件 设备能力、种类，锅炉供气、有无碱回收等设备能力、种类，锅炉供气、有无碱回收等 生产效益：生产效益：社会效益、经济效益
9、社会效益、经济效益 根据碱法制浆的原理及反应历程，制订工艺条根据碱法制浆的原理及反应历程，制订工艺条件时应考虑以下因素：件时应考虑以下因素：蒸煮技术蒸煮技术（1 1）原料的化学成分：）原料的化学成分：木质素：草阔叶材针叶材木质素：草阔叶材针叶材（2 2）原料的形态结构）原料的形态结构-影响药液渗透影响药液渗透 材种的比重材种的比重L L大于大于N N，L L紫丁香基含量高紫丁香基含量高 易脱木素；易脱木素；（3 3）原料料片的规格、质量）原料料片的规格、质量 1.1.原料的种类与质量原料的种类与质量蒸煮技术蒸煮技术 用碱量确定的根据用碱量确定的根据(1)1)原料种类与质量：原料种类与质量：组织
10、结构紧密；木素、组织结构紧密；木素、树脂、树皮含量多的原料；新鲜或霉烂的原树脂、树皮含量多的原料；新鲜或霉烂的原料用碱量多些。料用碱量多些。(2)(2)纸浆要求：本色浆，漂白浆纸浆要求：本色浆，漂白浆 (3)(3)残碱要求残碱要求(蒸煮终点蒸煮终点pHpH值不低于值不低于12,12,蒸煮时蒸煮时碱应过量）。碱应过量）。2.2.用碱量用碱量蒸煮技术蒸煮技术（1 1）已已溶溶出出的的木木素素重重新新返返吸吸到到纤纤维维上上，浆浆料料颜颜色色加加深深，硬硬度提高，难漂白。度提高，难漂白。（2 2）已已溶溶出出的的灰灰分分（主主要要是是SiOSiO2 2）返返吸吸到到浆浆料料上上，对对草草类类原原料料
11、更更加加突突出出，制制浆浆滤滤水水性性能能下降，难成形。下降，难成形。（3 3）黑液粘度较高，流动性）黑液粘度较高，流动性下降，不利于碱回收。下降，不利于碱回收。（4 4）生产中用碱量通常大于）生产中用碱量通常大于理论，用来加快脱木素。理论，用来加快脱木素。衡量用碱量是否合理的依据：衡量用碱量是否合理的依据：（1 1）蒸煮时浆料硬度是否在合理范围）蒸煮时浆料硬度是否在合理范围（2 2）残碱是否在要求范围（木材）残碱是否在要求范围（木材8 81010g/lg/l）若用碱量过低（若用碱量过低（pHpH小于小于9 9时）会出现：时）会出现：蒸煮技术蒸煮技术木材 AP 1826%（Na2O计）KP 1
12、328%（Na2O计）竹材 KP 1318%（Na2O计）荻苇 KP 1117%（Na2O计）稻麦草 AP 79%（Na2O计）KP 811%（Na2O计）生产纸板取下限，漂白浆取上限，未漂浆取中间值生产纸板取下限，漂白浆取上限，未漂浆取中间值 蒸煮技术蒸煮技术 液比小则碱液浓度大液比小则碱液浓度大,液比大则碱液浓度小。液比大则碱液浓度小。蒸煮药液浓度的控制：蒸煮药液浓度的控制：3.3.液比（药液的浓度）液比（药液的浓度）(1)(1)蒸煮方式蒸煮方式：快速蒸煮时，药液浓度可高些，在：快速蒸煮时，药液浓度可高些，在 短时间内完成脱木素的化学反应。短时间内完成脱木素的化学反应。(2)(2)蒸煮锅型
13、式蒸煮锅型式：一般采用的液比：一般采用的液比:蒸球蒸球 1:2 1:21:3 1:3 立锅立锅 1:4 1:41:51:5(3)(3)原料品种原料品种：木材、竹材，药液浓度应高些，草：木材、竹材，药液浓度应高些，草 类原料结构疏松，药液浓度应低些。类原料结构疏松，药液浓度应低些。(4)(4)浆料品种浆料品种：浆料强度要求高，低碱浓，大液比，：浆料强度要求高，低碱浓，大液比，慢蒸煮（如过滤纸等）。慢蒸煮（如过滤纸等）。蒸煮技术蒸煮技术 取决于原料种类取决于原料种类(木素含量木素含量、组织结构组织结构等等)和和成成 浆要求浆要求(卡伯值卡伯值)4.4.硫化度硫化度（1 1）加硫化钠作用）加硫化钠作
14、用加快脱木素速度；降低蒸煮温度；提高浆料加快脱木素速度；降低蒸煮温度；提高浆料强度；减少碳水化合物降解。强度；减少碳水化合物降解。会因会因NaOHNaOH的减少的减少而导致作用结果下降；硫化而导致作用结果下降；硫化度高了污染、腐蚀严重、浆料颜色加深。度高了污染、腐蚀严重、浆料颜色加深。（2 2）硫化度并非越高越好（一般不超过）硫化度并非越高越好（一般不超过4040）蒸煮技术蒸煮技术l 针叶木针叶木 25 253030l 草类原料草类原料 10 102020l 阔叶木阔叶木 一般处于两者之间一般处于两者之间(15(152525)6 6NaOHNaOH十十4 4S S2Na2Na2 2S S十十N
15、aNa2 2S S2 2O O3 3十十3 3H H2 2O O蒸煮技术蒸煮技术5.5.蒸煮温度和蒸煮时间蒸煮温度和蒸煮时间l 木材木材最高温度：最高温度：160180；l 芦苇、竹、蔗渣芦苇、竹、蔗渣等原料：等原料：160170；l 稻、麦草、龙须草稻、麦草、龙须草等原料：等原料：150160 升温升温 保温保温l 木材木材 1.5 1.52.52.5小时小时 大于大于2 2小时小时l 草类草类 1 11.51.5小时小时 0 03030分钟分钟l 麦草：麦草：低温、快速、取消高保低温、快速、取消高保（前提：螺旋预浸）（前提：螺旋预浸）。只要控制相同的只要控制相同的H-H-因子，就可以获得相
16、同质因子，就可以获得相同质量的纸浆。量的纸浆。蒸煮技术蒸煮技术尽管蒸煮最高尽管蒸煮最高温度不同，但温度不同，但 H-H-因子相同；因子相同；成浆的成浆的得率得率和和木素含量木素含量大致大致相同。相同。蒸煮技术蒸煮技术6.H-6.H-因子因子 =K KR R(T)dt(T)dt K KR R相对相对反应速率常数反应速率常数 也就是也就是用蒸煮相对反应速率对用蒸煮相对反应速率对 蒸煮时间作图时所得曲线下的蒸煮时间作图时所得曲线下的 面积面积表示。表示。蒸煮技术蒸煮技术（1 1）将时间分割成若干等份）将时间分割成若干等份（2 2）H H因子因子=平均相对反应速平均相对反应速率常数率常数时间间隔时间间
17、隔（3 3）总）总H H因子因子实际生产中实际生产中H-H-因子的计算因子的计算 蒸煮的质量，主要蒸煮的质量，主要是是控制蒸煮后纸浆的控制蒸煮后纸浆的硬度和粗浆得率硬度和粗浆得率。因此，计算出获得因此，计算出获得规定硬度的纸浆所必规定硬度的纸浆所必须的总须的总H-H-因子数因子数，用用来控制蒸煮的升温、来控制蒸煮的升温、保温的温度和时间保温的温度和时间。蒸煮技术蒸煮技术 用碱量：用碱量：18%18%（本色浆（本色浆20%20%）（NaNa2 2O O计）计）；硫化度；硫化度18%18%（25%25%28%28%）；液比）；液比 1 1：3 33.53.5；最高温度：；最高温度：172172；1
18、 1：20201 1：3030 0 0：2020 1 1h 1h 1：40 40 始温始温 125 125130 130 小放汽小放汽 172 172 保温保温 0 0：15150 0：2020 喷放喷放 卡伯价：卡伯价：28283030左右。左右。1.马尾松KP法（三）蒸煮曲线制定实例（三）蒸煮曲线制定实例蒸煮技术蒸煮技术2.麦草AP-AQ法 原料与热药液同步加入原料与热药液同步加入(螺旋预浸）螺旋预浸）空转空转1515min min 升温升温4040min 2.5min 2.53.0 kg/cm3.0 kg/cm2 2(140)(140)小放汽小放汽 5 51010minmin降至降至0.
19、50.5kg/cmkg/cm2 2(110)(110)升温升温6060min min 150 150155155（6kg/cm6kg/cm2 2）保温保温1010min min 全压喷放全压喷放 用碱量用碱量 14.5%14.5%（NaOHNaOH计），计），AQ 0.03%AQ 0.03%，液比液比1 1：4 4 高锰酸钾值：高锰酸钾值：13131515蒸煮技术蒸煮技术（四）蒸煮工艺评价（四）蒸煮工艺评价KY草阔针1 1、细浆得率、细浆得率 2 2、浆的硬度、浆的硬度 3 3、浆的强度、浆的强度 4 4、残碱、残碱蒸煮技术蒸煮技术二、碱法连续蒸煮过程与工艺二、碱法连续蒸煮过程与工艺 装料、送液、升温、保温、卸料及喷放等过程是连续的。三、酸性亚硫酸盐法蒸煮方法三、酸性亚硫酸盐法蒸煮方法 蒸煮过程与碱法间歇蒸煮过程相类似，在升温和保温阶段有时会分两段进行。