《制浆造纸工艺学 Pulping Process》课程教学资源：第二章 化学制浆

第二章化学制浆

第二章 化学制浆

本章主要内容 蒸煮基本概念 蒸煮液的组成、性质和有关计算 蒸煮原理 蒸煮的方法和蒸煮技术 添加助剂的蒸煮技术 深度脱木素蒸煮技术

本章主要内容 ► 蒸煮基本概念 ► 蒸煮液的组成、性质和有关计算 ► 蒸煮原理 ► 蒸煮的方法和蒸煮技术 ► 添加助剂的蒸煮技术 ► 深度脱木素蒸煮技术

第一节蒸煮液的组成、性质和有关计算 化学制浆主要分碱法和亚硫酸盐法两大类,本章 以碱法制浆中的硫酸盐法为代表予以具体介绍 >主要内容: 蒸煮液的组成和性质; 常用术语的含义及有关计算

第一节 蒸煮液的组成、性质和有关计算 ►化学制浆主要分碱法和亚硫酸盐法两大类，本章 以碱法制浆中的硫酸盐法为代表予以具体介绍。 ►主要内容： ► 蒸煮液的组成和性质； ► 常用术语的含义及有关计算

蒸煮液的组成和性质 (一)烧碱法和硫酸盐法 (二)碱性亚硫酸钠法和中性亚硫酸钠法 (三)亚硫酸氢盐法和酸性亚硫酸氢盐法

一 蒸煮液的组成和性质 ► （一）烧碱法和硫酸盐法 ► （二）碱性亚硫酸钠法和中性亚硫酸钠法 ► （三）亚硫酸氢盐法和酸性亚硫酸氢盐法

(一)烧碱法和硫酸盐法 燒碱法:NaOH另存在少量的№aCO 硫酸盐法:NaOH+Na2S少量NaCO,Na2SO,NaS2O Na2so3 由于S2+H2OHS+OH HS+H2O←H2S+OH 所以Na2S在水溶液中的存在受溶液PH值影响 当PH值=14时主要以S2形式存在 PH值=13时,S2和HS各半; PH值=10时,主要以HS为主; PH值=5时,主要以H2S为主 在硫 法蒸煮过程中,开始PH值=14,终了时PH 因此可以断言,在硫酸盐法蒸煮 过程中,Na2S主要以S2和HS形式存在

（一）烧碱法和硫酸盐法 ► 燒碱法: NaOH 另存在少量的Na2CO3 ► 硫酸盐法: NaOH+Na2S少量Na2CO3, Na2SO4, Na2S2O3, Na2SO3 由于S2-+H2O HS-+OH￾HS-+H2O H2S+OH- 所以Na2S在水溶液中的存在受溶液ＰＨ值影响： 当PH值=14时主要以S 2-形式存在； PH值=13时, S2-和HS-各半； PH值=10时, 主要以HS-为主； PH值=5时，主要以H2S为主。 在硫酸盐法蒸煮过程中，开始ＰＨ值＝１４，终了时ＰＨ 值大约为１０－１２。因此可以断言，在硫酸盐法蒸煮 过程中，Na2S主要以S 2-和HS-形式存在

)碱性亚硫酸钠法和中性亚硫醪 钠法 碱性亚硫酸钠法 NaOH+Na2SO3+Na2CO3,其PH值= 13.5,视其组成含量不同而不同 HSO 中性亚硫酸钠法: Na2So3+ NacO3 0.4 由于SO2-+H2O HSO3-+OH HSO3-+H20H2SO3+OH- 所以亚硫酸钠在水溶液中的存在形式亦受 烂皮 PH值的影响(参看图2-3) 当PH值大于10时,以SO2为主 PH值接近于7时,SO32和HSO3各半 PH=5时,HSO3为主 PH值再下降,则H2SO3逐渐增加。 很明显,对于碱性亚硫酸钠法,亚硫酸钠主 图2-3不同p条件下Na2SNa2CO3和 要以SO2形式存 对于中性亚硫酸 Na2SO3的电离与水解后各组分的浓度关系 钠法,亚硫酸钠主要以SO32和HSO3形 式存在

（二）碱性亚硫酸钠法和中性亚硫酸 钠法 ► 碱性亚硫酸钠法: NaOH+Na2SO3+Na2CO3, 其ＰＨ值＝１ ０～１３.５，视其组成含量不同而不同。 ► 中性亚硫酸钠法: Na2SO3+Na2CO3 由于 SO32- +H2O HSO3-+OH￾HSO3- +H2O H2SO3+OH- 所以亚硫酸钠在水溶液中的存在形式亦受 ＰＨ值的影响（参看图２-３）: 当ＰＨ值大于１０时，以SO3 2-为主； ＰＨ值接近于７时, SO3 2-和HSO3 -各半； ＰＨ＝５时, HSO3 -为主; ＰＨ值再下降，则H2SO3逐渐增加。 很明显，对于碱性亚硫酸钠法，亚硫酸钠主 要以SO3 2-形式存在；而对于中性亚硫酸 钠法，亚硫酸钠主要以SO3 2-和HSO3 -形 式存在

(三)亚硫酸氢盐法和酸性亚硫酸氡盐法 >亚硫酸氢盐法:主要指Mg(HSO=)2 NaSO3 PH值=4.0~4.5 其次指Mg(HSO)2MgSO3PH值=60~65 酸性亚硫酸氢盐法:H2SO3+Ca(HSO)PH 值=1.0~2.0 H2 SO3+ Mg(HSO3)2 H2 So3+ NaHSO3 其中的H2SO部分以溶解的SO2状态存在

（三）亚硫酸氢盐法和酸性亚硫酸氢盐法 ► 亚硫酸氢盐法: 主要指 Mg(HSO3)2 NaHSO3 PH值=4.0~4.5 ► 其次指Mg(HSO3)2+Mg SO3 PH值=6.0~6.5 ► 酸性亚硫酸氢盐法: H2 SO3+Ca(HSO3)2 PH 值=1.0~2.0 H2 SO3+ Mg(HSO3)2 H2 SO3+ NaHSO3 其中的H2 SO3部分以溶解的SO2状态存在

常用术语的含义及有关计算 >()碱法蒸煮 >总碱 烧碱法:NaOH+Na2CO3 硫酸盐法:NaOH+Na2S+Na2CO3+NaSO4+Na2SO2 总可滴定碱 烧碱法:NaOH+ Naco3 硫酸盐法:NaOH+Na2S+Na2CO3+Na2SO 活性碱 烧碱法:NaOH 硫酸盐法:NaOH+Na2S 碱液中活性碱含量占总可滴定碱含量的百分比叫活性度: 活性度=(活性碱/总可滴定碱)×100%

二 常用术语的含义及有关计算 ► (一) 碱法蒸煮 ► 总碱 烧碱法：NaOH +Na2CO3 硫酸盐法：NaOH+Na2S+Na2CO3+Na2SO4+Na2SO3 ► 总可滴定碱 烧碱法：NaOH +Na2CO3 硫酸盐法：NaOH+Na2S+Na2CO3+Na2SO3 ► 活性碱 烧碱法：NaOH 硫酸盐法：NaOH+Na2S 碱液中活性碱含量占总可滴定碱含量的 百分比叫活性度： 活性度=(活性碱/总可滴定碱) 100%

有效碱 烧碱法:NaOH 硫酸盐法:NaOH+1/2Na2S >硫化度 指硫酸盐法蒸煮液或白液中,硫化钠含量占活性碱含量的百分比 硫化度==(NaS/ Naoh+na2S)×100% 以上各项均以氧化钠或氢氧化钠计 >用碱量 指蒸煮时活性碱的用量对绝干原料重量的百分比: 用碱量=(活性碱用量/绝干原料重量)×100% >液比 蒸煮总液量的体积(L或m3)与绝干原料重量(kg或吨)之比 蒸煮总液量=碱液量+补加水量或黑液量+原料水分 其余自己看,需熟记

► 有效碱 烧碱法：NaOH 硫酸盐法：NaOH+1/2Na2S ► 硫化度 指硫酸盐法蒸煮液或白液中，硫化钠含量占活性碱含量的百分比: 硫化度== (Na2S/ NaOH+Na2S) 100% 以上各项均以氧化钠或氢氧化钠计。 ► 用碱量 指蒸煮时活性碱的用量对绝干原料重量的百分比： 用碱量=（活性碱用量/绝干原料重量）100% ► 液比 蒸煮总液量的体积（L或m3）与绝干原料重量（kg或吨）之比 蒸煮总液量=碱液量+补加水量或黑液量+原料水分 其余自己看，需熟记

第二节蒸煮原理 主要内容: 蒸煮液对木片或草片的浸透作用 蒸煮过程中碳水化合物的降解化 蒸煮过程中脱木素化学 碱法和亚硫酸盐法蒸煮过程中脱木素的反 应历程和蒸煮曲线的制订 蒸煮脱木素动力学和蒸煮质量的计算机控 制

第二节 蒸煮原理 ► 主要内容： ► 蒸煮液对木片或草片的浸透作用 ► 蒸煮过程中碳水化合物的降解化学 ► 蒸煮过程中脱木素化学 ► 碱法和亚硫酸盐法蒸煮过程中脱木素的反 应历程和蒸煮曲线的制订 ► 蒸煮脱木素动力学和蒸煮质量的计算机控 制