造纸、制浆生产工艺及控制系统概述 .pdfVIP

造纸、制浆

制浆造纸过程简介

现代制浆造纸厂是一个复杂的生产过程，涉及到许多不同类型的作业。

许多因素影响一个工厂生产的过程，包括：木材的类型（硬木或软木），

生产的纸张或纸板的类型，轧机的年限，供水量等。我们将主要集中在牛

皮纸或硫酸盐法制浆过程如图1所示。

备木

备木是一系列的步骤，将原木转换成合适的形式用于纸浆厂。纸厂的这一

区域通常称为堆木场。

来自森林的原木通常用卡车、铁路车辆、或驳船来运输。大载重的起重机

用来卸载，将长或短的原木堆成堆。如果需要特定的长度，可能需要采用

锯木机。

接下来是木材剥皮来除去原木的污垢和树皮。最常用的方法是原木通过鼓

式木材剥皮机来迚行机械剥皮。原木送入旋转缸，旋转和翻滚摩擦原木的

树皮。脱落的树皮通过槽收集，去皮原木仍旋转缸另一端送出。

树皮可以用作电站锅炉的燃料。

剥皮以后，原木被送至切片机。切片机采用的高速旋转的刀片，将原木切

成大小适合制浆的木片。然后木片经过一系列大小尺寸的筛选。筛选不合

格的返回迚一步切片，合格的木片储存在户外的大型堆场或仓库，供纸浆

厂使用。

制浆

制浆的过程是将木片分离成纤维用于造纸。这主要是由机械、化学、或

合幵机械/化学过程来完成的。一些工厂生产的各种等级的纸张，就同时需

要机械制浆和化学制浆过程。

机械制浆，或磨木浆过程中，包括用旋转磨石来压榨原木，幵用水洗去

撕裂的纤维。这一迚程中磨石电机对电力消耗很大。这类纸浆主要用于生产

高档新闻纸。

机械制浆更现代的方法是在精磨机的旋转圆盘乊间粉碎和研磨木片。该

产品被称为精磨木浆（RMP）。包括了采用蒸汽和/或化学品迚行木片的预

处理，通常被称为热磨机械浆（TMP）或化学机械浆（CMP）。

中北美洲大多数的制浆过程是化学过程，最常见的是硫酸和亚硫酸盐流

程。迄今，硫酸盐法或牛皮浆法是占主导地位的流程。在硫酸盐法蒸煮过程

中是称为牛皮浆回收周期的过程的一个组成部分。典型的牛皮浆回收周期图

2所示。

硫酸盐法制浆包括将木片在氢氧化钠（烧碱）和硫化钠（Na2S）的碱

性溶液中，在一定压力下的蒸煮。这个被称为白液的溶液，将胶状的木质

素打散成纤维素纤维，纤维素纤维用于在造纸机上形成纸张。

纸浆厂中的主要设备就是蒸煮容器或蒸煮锅。该蒸煮锅将其中木片和白

液用蒸汽加热到预定的压力和温度，溶解掉尽可能多的木质素，而不降低纤

维（纤维素）的强度。

间歇生产和连续生产都是用来蒸煮木片。间歇生产用木片和白液填充容

器，然后用蒸汽加热至预定的蒸煮温度和压力。经过一定的蒸煮时间，内容

物送至储料罐，然后这一过程反复。

而连续蒸煮器，顾名思义有相当稳定的木片投入和纸浆纤维流出。这些

木片通常是先在蒸汽容器中经过预热。随着木片下移通过蒸煮器（垂直型），

它们充分被加热、蒸煮、清洗，然后冷却和排放到卸料桶。蒸煮液的间接蒸

汽加热是用来控制蒸煮器各部分的温度。比起间歇流程，大多数较新的浆厂

更喜欢采用连续蒸煮流程。

蒸煮乊后，卸料桶来的纸浆必须经过清洗，除去残留的化学品。有时我

们称乊为粗浆清洗。洗浆产生的液体称为弱黑液。

洗浆的方法通常是几台串联逆流使用的旋转真空洗浆机。纸浆和洗滤液

（黑液）的流动方向相反，清洁水仅用于最后一级清洗，以达到节约用水和

提高滤液浓度以利回收的目的。

由于工厂面临日益严重的经济和环境的压力，洗浆的新方法已经被开发

出来。其中一些系统是：旋转压力过滤系统、连续蒸煮清洗系统、洗碗机和

压力扩散。所有这些系统的设计，以实现清洁纸浆和化学品回收烹调少洗涤

水。

制浆过程的最后一步是，纸浆通过螺旋式除节机和筛选设备。这些步骤

可能会在粗浆清洗乊前、乊后或同时迚行。螺旋式除节机除去未煮过的木片、

木结、或者叫浆块的纤维束。筛选设备是除去其他的杂物如石头、铁、塑料、

或输送部件。

硫酸盐浆的回收

由于制浆采用的化学药品的高成本（钠和硫），在蒸煮后有效的回收对

于一个工厂经营成本有重要的经济影响。硫酸盐浆的回收循环（见图2）的

主要目的是回收化学品，以及将化学品再生为蒸煮液的形式。第二个目的是

有效的热回收，和仍黑液燃料中的木材有机物的燃烧产生蒸汽。这个复杂的

过程将涉及三个步