第四章 纸浆的洗涤、筛选、净化

第四章 纸浆的洗涤、筛选、净化

第一节 概述

一、纸浆的洗涤及筛选、净化的目的要求 （一）纸浆洗涤的目的及要求

1、目的：净化浆，提高浆的重量，减少灰分 ，碱法浆避免在筛选抄纸时起泡，减少漂剂消耗；废液的回收及综合利用。 2、要求：尽可能净化浆，提高废液的提取率，但又要保持废液有一定的浓度，因此要求用最少的水量，最大限度地把废液从浆料中提取出来，同时尽可能减少纤维的损失。 （二）、纸浆的筛选、净化的目的要求

1、 目的：净化浆，除去纤维性杂质（纤维束、木片、木节（或草节），非纤维细胞等），及非纤维性杂质（树脂、泥沙、碎石、铁屑、煤尘等，提高浆的质量，减少漂白药品的消耗，及保护机器设备。

2、 要求:有效的除去各种杂质，纤维的流失又要最少. 二、简介纸浆洗涤及筛选净化的流程 一般洗涤置于筛选之前，也有写工厂把初选放在洗涤之前，以保护洗涤设备。 三、常用术语（自看）

第二节 纸浆洗涤

采用最少的稀释因子，取得最高的提取率，保持废液较高的浓度，尽可能减少纤维的损失。 一、 洗涤的原理

废液大部分游离存在于纤维之间的空间： KP（木）70~80%, SP（木）60~70%.

部分存在于细胞腔内：KP（木）15~20%, SP（木）20-30%.

少许存在于细胞壁的孔隙中: KP（木）5%, SP（木）5-8%. 头一种较易分离，可以用挤压作用压出（但不完全）后两种则要用多种作用分离，才能获得较好的结果。 目前洗涤设备的基本类型有三种

1、 置换洗涤：间歇的或连续的扩散洗涤器

2、 稀释脱水洗涤：洗浆池，真空洗浆机，压力洗浆机 3、 压榨洗涤：螺旋挤浆机，双辊挤浆机

上面三种类型的洗浆，都存在扩散、洗涤、过滤、挤压三种作用，只是主次不同。 （一）、扩散作用

扩散过程是离子、分子或胶体粒子移动过程，浓度差为其唯一动力。

根据扩散方程式有：

dG/dt=DFdc/dx

dG/dt-----------扩散速度（kg/h） F----------------扩散面积（m2）

dc/dx-----------扩散物资的浓度梯度（kg/m3·m）

D----------------扩散系数（m2/h）

由此可见，扩散速度与浓度梯度，扩散面积成正比，为提高浓度梯度，可加大稀释因子（但不能太大）。扩散面积与纸浆种类及其硬度有关。扩散系数取决于纤维内废液中溶解的固形物向外扩散时的渗透的能力，为物理特性之一，此能力与扩散物及介质的种类，洗涤时的温度，粘度和压力有关。

总的来说，提高dc/dx，温度及降低卡伯值可以提高扩散速度（同一种浆）。 （二）、过滤作用

洗涤液通过浆层的过滤，此时纤维间的废液被洗涤水所置换，在理想情况下洗涤水不稀释废液（实际上由于扩散作用，这种理想情况并不存在）。

洗涤通过浆层的过滤速度为： q =△p/RLa

q--------------过滤速度（米3/米2·秒） △ p-----------滤层压力差（Pa）

L---------------滤层厚度（米）

a----------------滤层中孔道的弯曲程度校正系数（≥1）

R----------------过滤的阻抗系数（Pa·S/米2）

∵ R=32μ/ηd2

μ-滤液粘度,Pa.s

η-过滤面积有效糸数，与单位面积中滤层毛细管数有关。

d-滤层中孔道的平均直径（米）。

2

∴ q=ΔPηd/32μLa

上式中因为d， a, η实际上难以测定，故无实用意义，但可以看出：

1、 提高滤层压差△p，可以提高过滤速度，但由于滤层

为可压缩体，压力高则d, η下降，则抵消△p增加，故不能太高。

2、 提高洗涤温度则滤液滤液粘度减少，可提高q

3、 q与L成反比，故L不能太大，即浆层不能过厚。 4、 纸浆的品种与均匀性对过滤有影响，草浆滤水性能

差，故草浆要求过滤面积大。 （三）、挤压作用

利用外力将纤维间废液挤压出来，废液完全不被稀释，但不能将废液完全分离。

浆料在挤压时从纤维通道及毛细管中被挤压出，同时浆料本身被压缩，通道直径变小，毛细管压力升高，一部分废液在毛细管中被表面张力所保留： P==4?/d

P-毛细管压力(Pa); ?-废液表面张力(N/m); d-毛细管直径(m).

当外加压力与毛细管压力P平衡时，则废液不被压出。

所以脱水速度与外加压力并不是直线关系。此外挤压脱水速度还受浆的脱水性能、浆层厚度、废液粘度等有关。 （四）多段洗涤原理

为达到纸浆的洗涤要求（即废液提取率高，纸浆洗净度高，稀释因子小，废液浓度高，纤维流失少）；必须采用多段逆流洗涤，下面以稀释过滤洗涤为例：

v-洗涤器出口浆中废液量 v0-洗涤用水量

d1,d2--------dn-各段洗涤器出口浆中废液浓度 设k= v0/v 则有

dn=d1/1+k+k2+k3+--------+kn-1

从上式看出：

1． 当其他条件都一定情况下，洗涤段数n增加，dn则减少。洗涤效果改善。但实际上洗涤段数不可能采用太多，否则增加设备投资，建筑面积及动力消耗。

2． 当洗涤段数一定时，增加喷水量（即加大v0）或提高洗涤机出口浓度（即减少v），同样可以提高洗涤效果。但此时稀释因子(v0—v)增大，废液浓度降低，蒸发时耗热量大，也是不经济的应按纸浆质量要求予以综合考虑。 二．洗涤过程的参变数

1．洗涤的浓度、温度和粘度

废液的浓度、温度的改变，直接影响黑夜粘度的改变，粘度增加，从过滤公式和扩散公式中可以看出，过滤速度和扩散速度便会降低，影响洗涤效果。

无疑，高温洗涤有好处。但在一般的洗涤机中（如压

力洗浆机，真空洗浆机中）高于900C的温度会成大量的蒸汽，影响洗涤操作，惟有在连蒸中的高温洗涤区和置换洗涤塔中才有真正的高温洗涤。 2． 洗涤水温、质量与数量

提高洗涤水温，主要降低滤液的粘度，但由于上述相同原因一般控制在700C-800C左右。

洗涤水质量在生产电气绝缘纸时非常重要，主要表现在水中重金属离子如Fe++、Cu++及阴离子Cl-、SO4=等含量方面,将影响到纸的绝缘性能，洗涤水量愈大，洗涤效果愈好，碱损失越少，但废液浓度降低。

3． 洗涤机的真空度（专对真空洗涤机而言）

根据过滤公式，当浆层厚度一定时，在一定范围内提高真空度能提高洗涤效果。但过高的真空度除了在过滤作用中讨论的第一点外，还能导致滤液起泡。原因是滤液在减压下沸腾。真空度应与洗涤温度相适应。一般真空度约在100---300mmHg。通常浆料为900C时，真空度不超过200mmHg, 950C时不超过100mmHg，850C或以下真空度可高一些。

4． 浆层厚度，上浆浓度与洗后浆料干度。

过滤速度和浆层厚度成反比关系，故浆层厚度影响洗涤时间和洗涤质量，这已为工厂实践所证明 为提高产量，当转鼓转速一定时在一定范围内提高上浆浓度也就增加浆层厚度，必须相应改变其他条件。 纸浆洗涤后干度越大，洗涤越干净，碱损失越小。 5． 纸浆的硬度

硬浆较软浆难洗涤，原因硬浆扩散面积少，同时纤维束较多，而纤维束中的碱没有较长时间的洗涤很难洗出。因此在洗硬浆时必须延长洗涤的过程。 6． 蒸煮方法

亚硫酸盐法浆与碱法浆相比较前者滤水性能好，易于洗涤。

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