制浆造纸原理与工程
第四章 纸浆的洗涤、筛选和净化
(Washing,Screening and Cleaning of Pulp)
制浆造纸原理与工程
第一节 纸浆的洗涤与废液的提取
一、概述
1.目的与要求
黑液 KP
蒸煮废液
红液 SP
1000Kg溶出有机物
碱法制浆，制 1吨浆废液中有 400Kg NaOH及生成物
8-10m3 H2O
制浆造纸原理与工程
从洗涤角度 把浆尽量洗干净，减少纤维
流失
从碱回收角度 尽量提高黑液提取率，尽
量减少用洗涤水，保持高的黑液浓度与温
度
碱法纸浆洗涤目的：
① 尽量把浆洗干净
② 尽可能为回收系统提供浓度大、温度高的
黑液
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2.洗涤术语
① 固形物（ Solids）
② 洗净度 纸浆洗净后的干净程度
KP法 残碱 <0.05g/L（ Na2O计） — 木浆
<0.25g/L（ Na2O计） — 苇浆
洗涤后每吨风干浆带走残碱量
SP法 以洗后纸浆滤液消耗 KMnO4的量表示
（废液中含有木素） <100mgKMnO4/L
③ 置换比（ Displacement Ratio）
在洗涤段里浆中可溶性固形物实际减少量与最
大可能减少量之比
制浆造纸原理与工程
在理想状况下，洗后液体的溶质质量分数与洗涤
液一样，即 WM=WW，则 D.R.=1
实际上 WM ≠ WW,D.R.<1
D.R.的大小受 洗涤液的数量、温度、分布
浆层的均匀性
浆料的特性等影响
一般来说，木浆多段洗 一段 D.R.=0.8~0.92
中间段 D.R.=0.5~0.7
（热水洗）末段 D.R.=0.55~0.7
W
M
WW
WW
?
??
0
0.R.D
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④ 稀释因子（ Dilution Factor）
表示提取的黑液的稀释程度，有时称稀释度
定义 洗涤每 Kg风干浆引入黑液系统之洗涤用
水量 Kg H2O/Kg 风干浆或 t H2O/t风干浆
洗涤因子的计算：
设洗后吨风干浆带走固形物 38Kg
洗后浆浓 15%
洗涤用水量 8m3/t风干浆
0
PW
VV
VV
??
??
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稀释因子大，洗涤用水量多，黑液浓度就稀
稀释因子越大，浆洗得越干净，黑液提越取
率越高。
3
P 1m.51t.5)151 0 0(15
9 0 0.0V ????
风干浆t/9 3 8 t.2)
5 1 0 0
381(1.50.8.F.D ?????
风干浆t/8mV 3W ?
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⑤ 洗涤损失（ Washing Loss） Kg/t 风干浆
⑥ 洗涤效率和黑液提取率（ Washing Efficiency）
G---洗涤后提取的废液固形物含量
G0---洗涤前浆中废液固形物含量
黑液提取率 =吨风干浆提取的送蒸发黑液的溶质
量对蒸煮后吨风干浆黑液总溶质量的百分比
一般提取率 <洗涤效率（两者有区别又有联系）
当所提取黑液全部送蒸发工段时：
黑液提取率 =洗涤效率
0G
G
??
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二、洗涤原理
废液在纸浆中存在的形式
KP SP
纤与纤间 % 70-80 60-70 通过过滤挤压
胞腔 % 15-20 20-30 通过扩散
胞壁内 % 5 5-8
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1.过滤
过滤速度：
由上式可知：
① ΔP上升,v上升，但 ΔP上升,φ下降,d下降，而 a上升
② 温度上升,μ下降,v上升
③ L上升,v下降
④ 浆种与浆层均匀性有影响
La32
dP
d
32
R
R L a
P
2
2
?
?
?
?
?
??
?
?
?
V
V
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2.挤压
利用机械挤压把废液从浆中挤出
想用挤压的方法完全分离浆中废液是不可能：
外加压强 ＞毛细管压强 能把黑液挤出
外加压强 ≤毛细管压强 不能把黑液挤出
根据物理化学：
纤维细胞腔直径 草浆 1.5~5μm
木浆 10~30μm
胞壁微纤维（ Microfibril）尺寸 250? =0.025μm
d
4rp ?
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要挤出木浆胞腔内黑液需 1Kg/cm2压差
要挤出微纤维间黑液需 800多 Kg/cm2压差，难做到
3.扩散
除去胞壁和胞腔中的废液
扩散速度：
① 纤维内外浓度差上升，扩散速度上升，洗涤用水
越多，浓度差越大，洗得越快，但黑液浓度下降
为保证一定的浓度差，应采用逆流洗涤。
② D随扩散物质及介质的种类、温度和粘度而异。
K g /h
X
CCDFG wi ??
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温度上升，分子动能上升,D上升
粘度下降，分子动能阻力下降,D上升
③ 扩散量与扩散面积成正比，与扩散距离成反比
扩散面积是指纤维与洗涤液的接触面积
扩散距离是指纤维与洗涤液主体的距离
增大 F，减少 X的有效措施是搅拌
4.置换：利用清水或稀废液把废液置换出来，含
过滤、扩散作用
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三、洗涤方式及影响洗涤的因素
洗涤方式 多段逆流洗涤
洗涤要求：黑液提取率高，浆洗得干净
稀释因子要小，黑液浓度要高
段间配用稀释搅拌槽，提供混合扩散的空间、时间
未洗涤
纸浆
第
一
段
第
一
段
第
一
段
第
一
段
提取的黑液
洗涤的
纸浆
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影响因素
① 洗涤用水量与洗涤次数
洗涤用水量愈多，浆洗得愈干净，提取率愈高
洗涤用水量一定，洗涤次数越多，洗涤效果越好，但投资、
动力消耗增加。
② 洗涤液温度
温度上升，粘度下降，分子扩散加速，浆料滤水性上升，
但温度过高，在真空洗浆机内易产生沸腾，而破坏真空度。
③ 压差或真空度
压差或真空度上升，过滤推动力上升，过滤速度加快，真
空度过大，废液沸点下降，洗涤温度下降，影响洗涤。
挤压压力过高，滤网易损，纤维流失增大。
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④ 浆层厚度增加，过滤阻力增加，过滤速度下降。
上浆浓度增加，浆层厚度增加，生产能力增加，
黑液提取率下降。
出浆浓度增加，洗涤损失上升，黑液提取率上升。
⑤ 浆种与浆质
酸法浆比碱法浆滤水性好，易洗涤。
木浆比草浆滤水性好，但草浆扩散效果好。
硬浆比软浆滤水性好，但扩散效果差。
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四、洗涤设备
淘汰设备
① 洗浆池（ Washing Cheat）
② 螺旋挤浆机
③ 双辊挤浆机
（一）转鼓式洗浆机
1,鼓式真空洗浆机
原理：兼有过滤、扩散
置换的作用
构造：转鼓、鼓槽、分
配头等组成
分段式真空洗浆机
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分配头的多小室轮流受到过滤、抽吸、排空作用
真空产生 强制真空
自然真空：水腿作用
过滤面积,5m2～ 50或 100m2
工艺：进浆浓度 木 0.8～ 1.5％
草 2.0～ 2.5％
出浆浓度 10～ 16％
优点：生产能力大，黑液提取率高，洗浆质量好
生产易检查
缺点：设备较复杂，投资较大，安装标高高，易
产生泡沫
适用：草浆、木浆
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洗涤能力：木浆 >竹浆 >荻苇浆 >蔗渣浆 >麦草浆
木浆提取黑液,8Be‘ 80℃ 8m3
草浆提取黑液,6Be’ 60℃ 12m3
2,压力洗浆机
原理：兼有过滤、扩散、置换作用
构造：转鼓、鼓槽、气罩、密封辊等组成
压力由风机产生的风压 9－ 11KPa
过滤面积 8－ 45m2
工艺：进浆浓度 0.8～ 1.2％
出浆浓度 12-14％
优点：洗涤效果好，生产能力大，安装标高低（ 2楼
即可），不易产生泡沫
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缺点：结构复杂，密封要求高，电耗大
适用：洗木浆、竹浆、荻苇浆，洗蔗渣浆产量低，洗
麦草浆不宜
3.鼓式置换洗浆机（ DD洗浆机）
（ Drum Displacement Washer—— DD Washer）
DD洗浆机
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结构转鼓沿圆周被分隔成 7个区：上浆成形区,4个
置换区、真空区（用真空泵将干度提高
到 14－ 16％）、脱落区（用压缩空气将
浆片吹落）
可在一台洗浆机上实现四段逆流洗涤，
最后一段用热水洗
洗木浆生产能力,7.5t/d.m2
（二）带式洗浆机 （ Belt Washer）
原理：扩散与置换相结合（洗涤多段，但无段间稀释）
结构：滤网（滤带）、真空吸滤箱、流浆箱、机架、传
动、喷洗装置等组成。
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优点：结构简单、操作方便、投资省
缺点：密封性差、热损失较大、胶带易磨损
工艺：进浆浓度 3-4％
出浆浓度 15-19％
洗涤水温 70-80℃
稀释因子 2-3
适用：国产的多用于纸浆的洗涤，用于黑液提取的少
（三）扩散洗涤器（ Diffusion Washer）
原理：置换、过滤
结构：象漏斗型装置
外壳、过滤杯（筛杯）、
水压缸、刮料臂、喷
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根据需要有一段式、两段式和三段式
纸浆从下锥部进入，分布于多筛环之间，与
筛环等速上升，洗涤水在多筛环间转动的喷
水管均匀加到浆中，利用筛环瞬时下降的振
动和剪切作用以废液反冲洗滤网。
工艺：进出浆浓度 10-12％
进浆温度 80-95℃ （ ≯ 100℃ ）
浆料上升速度 15cm/min
筛（网）环上升 15cm后，用 0.3s时间恢复原
有的位置，每段洗涤周期 6-8min
优点：设备紧凑、操作简单、生产能力大、洗涤效
率高、不产生泡沫、没有臭味、电耗低
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连续蒸煮热扩散洗涤器
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缺点：滤网升降机构复杂
适用：通常用于连续蒸煮器高热洗涤后的最终选择
器内高热洗涤（ Internal washing zone in a typical
Kamyr Chip Digester)
洗涤液（ 70-80 ℃ ）从蒸煮器底部进入，向
上流动，与高温浆接触，被加然至 120-130
℃,此温度最适于洗涤，扩散速度增大，洗涤
效率提高，高热洗涤相当于 2-3台真空洗浆机，
浆被将温至 100 ℃ 以下，通压缩空气“冷喷发”
（四）挤压洗涤设备
1.螺旋挤浆机（已淘汰）
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2.双辊挤浆机（已淘汰）
3.置换压榨洗浆机
瑞典 Sunds,VPC,VPD,MPC
加拿大 Vani-NIP
原理,挤压、置换
构造：两个多空辊、压力浆槽、输料器、刮刀等组
组成，每个压区分为脱水区、置换区、压榨
区
工艺：进浆浓度 2-5％
出浆浓度 30-40％
黑液提取率可达 99％
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4.双网挤浆机（压滤机,Double Wire Press Washer）
浆料 自动脱水区 楔形脱水区 低压脱水区 高压
脱水区
工艺：出浆浓度 25-30％
SD型压滤机
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五、衡量洗涤设备的主要经济技术指标
1.黑液的提取率与提取黑液浓度（最主要） 提
取率要高，黑液浓度也要高
2.洗涤损失与浆的洗净度
提高洁净度，减少损失（ Carry over）
3.纤维损失
减少纤维损失
六、泡沫形成与消泡
1.泡沫的形成
表面活性物质（树脂、脂肪酸、蜡及其皂化物）
与空气接触加之激烈的搅拌
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2.消泡
① 静置消泡 温度上升，消泡时间下降
pH上升，消泡时间增加
② 蒸汽消泡 温度上升，液膜破裂
785-981KPa（ 8-10Kg/cm2)
蒸汽喷射
③ 机械消泡 利用超翼回转和离心作用使泡
沫与器壁碰破
④ 消泡剂消泡 煤油、松节油、有机硅等表面
活性大、表面强度低、粘度小
液体
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第二节 纸浆的筛选与净化
一、概述
（一）目的：除去杂质，以满足质量和正常生
产需要
纤维性杂质：木片、生片、草节
粗纤维束和非纤维细胞等
非纤维性杂质：泥砂、铁屑、碎
石、煤渣等
要求：筛选净化效率高，尾渣损失少，
设备流程简单，操作维修方便，
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操作维修方便，动力消耗低
措施：合适的设备，合理的工艺流程，正确
的工艺条件
（二）术语
1.
2.
3.浆渣中的好纤维率 浆渣中能通过 40目网的好纤
维率
%100??? 进浆尘埃 出浆尘埃进浆尘埃筛选效率
%100?? 进入筛浆机纤维总量 被筛出粗渣量排渣率
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二、筛选净化原理
1.筛选 是利用几何形状的不同进行分离
（ 1）筛选动力 利用静压差 —— 通过式筛
利用动压差 —— 离心筛
不少筛是两者兼有之
（ 2）浆料要充分稀释，使其处于游离状态
（ 3）纤维层形成和破坏（振动或脉冲）
（ 4）细浆和粗渣只能相对分离
2.净化 利用相对密度的不同进行分离
（ 1）重力沉降 沉砂沟，浆浓 0.5%，流速
10-15m/min
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（ 2）离心分离
原理：泥砂等杂志比重大,G增大,F增大，被抛向
器壁，然后向下运动，轴向中心形成“低压
带”,由于器壁摩擦阻力及洁净浆料向低压带
集中,V下降，故做成锥形，即使 r减小，以
保证离心力 F
二、筛选设备及其影响因素
（一）筛选设备
1.振框式平筛 （ Johnson Screen）
gr
GVF 2?离心力
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结构：筛框、筛板、偏心轮、喷射管等
推动力 —— 位差
破坏纤维层 —— 振动
喷水 —— 防止粗渣中带出合格纤维
高频振框式平筛
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工艺：进浆浓度 1~1.5%
出浆浓度 0.8~1.2%
筛孔 φ2~φ12mm
振次 1410~1440次 /min
振幅 1.5~2mm
特点：适应浆种广、除节能力高、生产能力大、动
力消耗低，操作维修方便，但操作环境差
要求：合适的振动、浆浓和浆位
调节好喷水压力和角度
另一种振动筛：高频振动园筛
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2.离心筛 （ Centrifugal Screen）
利用转子产生的离心力和筛板内外的浆位差
A型筛 B型筛 C型筛 CX筛 ZSL1-4型筛
原理,（ 1）浆料以一定的压头进入后，随着叶片的
旋转产生离心力，合格纤维通过筛空
（ 2）叶片轴向推力，使浆料呈螺旋线向排渣
端移动
（ 3）空心主轴两端可分别送入一定压力的稀
释水，且经叶片与隔板组成的夹缝直接
送到靠近筛板浆环的内周，稀释纸浆，
冲洗筛板
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工艺：进浆浓度 0.8~3.0%
出浆浓度 0.6~1.5%
稀释用水量 占进浆量 20~100% （进浆浓度
越大，稀释水越多）
筛选效率 85%左右
特点：适应性强、生产能力大、筛选效率高
体积小，重量轻，电耗低，操作维护方便
要求：进浆有一定压力
进浆箱浆位与主轴距 1.2~2.4mm
3.压力筛（ Pressure Screen）
原理：浆料以一定的压力沿切线进入，筛板内外压
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压力差使纤维通过筛孔
压力脉冲代替机械振动进行分离
结构：筛鼓（框）
转子（旋翼）
外壳
筛板（孔筛、
缝筛）
工艺：进浆浓度 0.5~3.0%
进浆压力 0.035~0.21MPa
良浆浓度 0.35~2.8%
旋翼筛工作原理图
制浆造纸原理与工程
特点：全封闭，无泡沫产生，生产能力大，体积小
没振动筛选效率高
要求：筛框椭圆度要小（ <0.3~0.5mm）
控制好旋翼与筛板的距离（ 0.75~1.0mm）
（二）筛选影响因素
1.筛孔（缝）的大小和形状
形状：圆孔 —— 更有效地去除纤维束和细薄碎片
长缝 —— 更有效地去除圆形和立体状杂质
2.排渣率
排渣率上升，筛选效率上升，无粗渣就无筛
选效果，在相同排渣率下，筛孔孔径减小，
制浆造纸原理与工程
筛选效率提高
第一段排渣率宜在 20-25%
3.转速
速度上升，离心力增加 太大 筛选效率低，电耗大
太小 产量小，易堵塞
4.进浆浓度
在保证质量的前提下，尽量提高浓度
每种筛处理不同的浆种均有一适宜浓度
浓度过大，良浆与粗渣不能有效分离，尾渣量
增大
浓度过低，产量下降，粗渣也易通过，筛选效
下降
制浆造纸原理与工程
泵送、浓缩负荷上升，水电耗上升
5.稀释水量和水压
稀释水太少，好纤维损失增加
稀释水太多，筛选效率下降
6.筛选效率
温度上升，浆可塑柔软，粗渣易通过，筛选
降低
三、净化设备及其影响因素
1.沉砂沟 Sund Trap
长 25-30m 宽 <2mm，深 0.3-0.5m，底坡度
0.7-1%，隔板间距 0.3-0.5m，高 0.1-0.2m
制浆造纸原理与工程
浆浓 针叶木 0.35~0.5%
阔叶木 0.5~0.7%
流速 9~15m/min
简单 但占地面积大，需定期清洗，浆流失多
2.筒形除砂器（低压除砂器） Vortrap
上部是圆柱体 直径一般 >500mm
压差仅 2.0-2.5M
主要除去较大颗粒的砂和金属屑等杂质，代替
代替沉砂沟
进浆浓度 0.5-1.0%
进浆压力 0.05-0.10MPa
制浆造纸原理与工程
3.锥形除砂器（ Centrifugal Cleaner）
原理：
泥砂比重大,G, F
材质：玻璃、铸铁、陶瓷、
不锈钢等
工艺：进浆压力 0.28~0.35MPa
出浆压力 0.02~0.05MPa
主要影响因素：
① 压力差 是产生涡旋运动，使
杂质分离的动力压差增大，
离心力增加，净化效率提高，
动力消耗上升
gr
GVF 2?
锥形除砂器工作原理
制浆造纸原理与工程
压差太小，净化效率下降
? 进浆浓度
压差一定时，进浆浓度上升，净化效率下降，
排渣浓度上升，纤维损失增加，进浆浓度太低，
生产能力下降，动力消耗增加
③ 通过量 过多，净化效率下降
④ 排渣口 过大，排渣量大，纤维损失大
过小，排渣效率降低，易堵塞
4.废纸净化设备
① 高浓除渣器
特点：除渣器内（上方）有高速旋转叶轮，使
使在器内高速旋转
制浆造纸原理与工程
进浆浓度,3~6% （ 3~4.5%）
作用：除相对密度较大的杂质，如石块、金属
操作要点：
进浆压力 泵扬程 >20m
稀释水压 >0.2MPa，稀释水管前装截
止阀，以防浆进入清水管
定期排渣
② 正向除渣器 重杂质除渣器
③ 逆向除渣器 轻杂质除渣器
良浆从锥形的底部排出，轻杂质（塑料片、蜡
等）从上部排出
制浆造纸原理与工程
进浆浓度,0.9~1.2%
进浆压力,0.2~0.27MPa
良浆出口压,≥0
轻质出口压,0.05MPa
四、筛选、净化流程
组合原则：视浆种、产品质量要求、设备特
点与投资；浆质好，投资少，占地面积少，
纤维损失少，动力消耗少，操作管理方便。
筛选、净化流程的级和段：
制浆造纸原理与工程
级 —— 指原浆和良浆通过筛（净）设备的
次数
两级一段
级数增加，筛（净）效率上升，良浆质量上升
但投资增加，电耗增加，细浆得率下降
进浆
浆渣 浆渣
细浆
制浆造纸原理与工程
段 —— 指原浆和尾浆通过筛（净）设备的
次数
良浆合流的一级三段
段数增加，排渣量下降，细浆得率增加，但
筛（净）效率下降
进浆
浆渣
细浆
制浆造纸原理与工程
良浆回流的一级三段
细浆质量较好，纤维损失少
进浆
良浆
浆渣
制浆造纸原理与工程
第三节 纸浆的浓缩与贮存
一、纸浆的浓缩
1.园网浓缩机 利用网内外液位差进行脱水
有刮刀
工艺：进浆浓度 0.3~0.8%
出浆浓度 3-4%（有刮刀）
5-6%（无刮刀）
白水浓度 0.06~0.08g/L
2.侧压浓缩机 利用网内外液位差
网笼偏向浆槽的进浆一侧，形成高浆位，内
外液位差上升
制浆造纸原理与工程
工艺：进浆浓度 2-4%
出浆浓度 7-12%
白水浓度 0.025~0.04%
3.落差式浓缩机 低真空度真空洗浆机
侧压浓缩机
制浆造纸原理与工程
结构：转鼓分为若干互不相同的小格，分别与各自
的一根或两根水腿短管相连（不需高位安装
、不需真空泵）
工艺,0.7-1.0%
8-12%
二、纸浆的贮存
作用：均衡生产，中间缓冲，稳定调节
要求：混合均匀，无死角，动力消耗低
1.卧式浆池
钢筋混凝土结构，生产白纸时内衬瓷砖，贮
存浆浓 3.5~4%以下，浆循环较好，但占地面
制浆造纸原理与工程
大，工艺清洗、抽空困难
2.立式浆池
钢筋混凝土结构，内衬瓷砖或涂树脂
贮浆浓度 12-14%
在上部浆料没有混合作用，重力下降，至下
部用水稀释搅拌均匀
圆锥边浆池 直边浆池
制浆造纸原理与工程
特点：贮存量大，贮浆浓度大，占地面积小，但检
修困难，工艺清洗不便
3.方浆池
钢筋混凝土结构（或砖），内衬瓷砖
贮浆浓度,3.5~4.0%以下
特点：结构简单，占地面积小，检修清洗方便，但
贮浆浓度小
第四章 纸浆的洗涤、筛选和净化
(Washing,Screening and Cleaning of Pulp)
制浆造纸原理与工程
第一节 纸浆的洗涤与废液的提取
一、概述
1.目的与要求
黑液 KP
蒸煮废液
红液 SP
1000Kg溶出有机物
碱法制浆，制 1吨浆废液中有 400Kg NaOH及生成物
8-10m3 H2O
制浆造纸原理与工程
从洗涤角度 把浆尽量洗干净，减少纤维
流失
从碱回收角度 尽量提高黑液提取率，尽
量减少用洗涤水，保持高的黑液浓度与温
度
碱法纸浆洗涤目的：
① 尽量把浆洗干净
② 尽可能为回收系统提供浓度大、温度高的
黑液
制浆造纸原理与工程
2.洗涤术语
① 固形物（ Solids）
② 洗净度 纸浆洗净后的干净程度
KP法 残碱 <0.05g/L（ Na2O计） — 木浆
<0.25g/L（ Na2O计） — 苇浆
洗涤后每吨风干浆带走残碱量
SP法 以洗后纸浆滤液消耗 KMnO4的量表示
（废液中含有木素） <100mgKMnO4/L
③ 置换比（ Displacement Ratio）
在洗涤段里浆中可溶性固形物实际减少量与最
大可能减少量之比
制浆造纸原理与工程
在理想状况下，洗后液体的溶质质量分数与洗涤
液一样，即 WM=WW，则 D.R.=1
实际上 WM ≠ WW,D.R.<1
D.R.的大小受 洗涤液的数量、温度、分布
浆层的均匀性
浆料的特性等影响
一般来说，木浆多段洗 一段 D.R.=0.8~0.92
中间段 D.R.=0.5~0.7
（热水洗）末段 D.R.=0.55~0.7
W
M
WW
WW
?
??
0
0.R.D
制浆造纸原理与工程
④ 稀释因子（ Dilution Factor）
表示提取的黑液的稀释程度，有时称稀释度
定义 洗涤每 Kg风干浆引入黑液系统之洗涤用
水量 Kg H2O/Kg 风干浆或 t H2O/t风干浆
洗涤因子的计算：
设洗后吨风干浆带走固形物 38Kg
洗后浆浓 15%
洗涤用水量 8m3/t风干浆
0
PW
VV
VV
??
??
制浆造纸原理与工程
稀释因子大，洗涤用水量多，黑液浓度就稀
稀释因子越大，浆洗得越干净，黑液提越取
率越高。
3
P 1m.51t.5)151 0 0(15
9 0 0.0V ????
风干浆t/9 3 8 t.2)
5 1 0 0
381(1.50.8.F.D ?????
风干浆t/8mV 3W ?
制浆造纸原理与工程
⑤ 洗涤损失（ Washing Loss） Kg/t 风干浆
⑥ 洗涤效率和黑液提取率（ Washing Efficiency）
G---洗涤后提取的废液固形物含量
G0---洗涤前浆中废液固形物含量
黑液提取率 =吨风干浆提取的送蒸发黑液的溶质
量对蒸煮后吨风干浆黑液总溶质量的百分比
一般提取率 <洗涤效率（两者有区别又有联系）
当所提取黑液全部送蒸发工段时：
黑液提取率 =洗涤效率
0G
G
??
制浆造纸原理与工程
二、洗涤原理
废液在纸浆中存在的形式
KP SP
纤与纤间 % 70-80 60-70 通过过滤挤压
胞腔 % 15-20 20-30 通过扩散
胞壁内 % 5 5-8
制浆造纸原理与工程
1.过滤
过滤速度：
由上式可知：
① ΔP上升,v上升，但 ΔP上升,φ下降,d下降，而 a上升
② 温度上升,μ下降,v上升
③ L上升,v下降
④ 浆种与浆层均匀性有影响
La32
dP
d
32
R
R L a
P
2
2
?
?
?
?
?
??
?
?
?
V
V
制浆造纸原理与工程
2.挤压
利用机械挤压把废液从浆中挤出
想用挤压的方法完全分离浆中废液是不可能：
外加压强 ＞毛细管压强 能把黑液挤出
外加压强 ≤毛细管压强 不能把黑液挤出
根据物理化学：
纤维细胞腔直径 草浆 1.5~5μm
木浆 10~30μm
胞壁微纤维（ Microfibril）尺寸 250? =0.025μm
d
4rp ?
制浆造纸原理与工程
要挤出木浆胞腔内黑液需 1Kg/cm2压差
要挤出微纤维间黑液需 800多 Kg/cm2压差，难做到
3.扩散
除去胞壁和胞腔中的废液
扩散速度：
① 纤维内外浓度差上升，扩散速度上升，洗涤用水
越多，浓度差越大，洗得越快，但黑液浓度下降
为保证一定的浓度差，应采用逆流洗涤。
② D随扩散物质及介质的种类、温度和粘度而异。
K g /h
X
CCDFG wi ??
制浆造纸原理与工程
温度上升，分子动能上升,D上升
粘度下降，分子动能阻力下降,D上升
③ 扩散量与扩散面积成正比，与扩散距离成反比
扩散面积是指纤维与洗涤液的接触面积
扩散距离是指纤维与洗涤液主体的距离
增大 F，减少 X的有效措施是搅拌
4.置换：利用清水或稀废液把废液置换出来，含
过滤、扩散作用
制浆造纸原理与工程
三、洗涤方式及影响洗涤的因素
洗涤方式 多段逆流洗涤
洗涤要求：黑液提取率高，浆洗得干净
稀释因子要小，黑液浓度要高
段间配用稀释搅拌槽，提供混合扩散的空间、时间
未洗涤
纸浆
第
一
段
第
一
段
第
一
段
第
一
段
提取的黑液
洗涤的
纸浆
制浆造纸原理与工程
影响因素
① 洗涤用水量与洗涤次数
洗涤用水量愈多，浆洗得愈干净，提取率愈高
洗涤用水量一定，洗涤次数越多，洗涤效果越好，但投资、
动力消耗增加。
② 洗涤液温度
温度上升，粘度下降，分子扩散加速，浆料滤水性上升，
但温度过高，在真空洗浆机内易产生沸腾，而破坏真空度。
③ 压差或真空度
压差或真空度上升，过滤推动力上升，过滤速度加快，真
空度过大，废液沸点下降，洗涤温度下降，影响洗涤。
挤压压力过高，滤网易损，纤维流失增大。
制浆造纸原理与工程
④ 浆层厚度增加，过滤阻力增加，过滤速度下降。
上浆浓度增加，浆层厚度增加，生产能力增加，
黑液提取率下降。
出浆浓度增加，洗涤损失上升，黑液提取率上升。
⑤ 浆种与浆质
酸法浆比碱法浆滤水性好，易洗涤。
木浆比草浆滤水性好，但草浆扩散效果好。
硬浆比软浆滤水性好，但扩散效果差。
制浆造纸原理与工程
四、洗涤设备
淘汰设备
① 洗浆池（ Washing Cheat）
② 螺旋挤浆机
③ 双辊挤浆机
（一）转鼓式洗浆机
1,鼓式真空洗浆机
原理：兼有过滤、扩散
置换的作用
构造：转鼓、鼓槽、分
配头等组成
分段式真空洗浆机
制浆造纸原理与工程
分配头的多小室轮流受到过滤、抽吸、排空作用
真空产生 强制真空
自然真空：水腿作用
过滤面积,5m2～ 50或 100m2
工艺：进浆浓度 木 0.8～ 1.5％
草 2.0～ 2.5％
出浆浓度 10～ 16％
优点：生产能力大，黑液提取率高，洗浆质量好
生产易检查
缺点：设备较复杂，投资较大，安装标高高，易
产生泡沫
适用：草浆、木浆
制浆造纸原理与工程
洗涤能力：木浆 >竹浆 >荻苇浆 >蔗渣浆 >麦草浆
木浆提取黑液,8Be‘ 80℃ 8m3
草浆提取黑液,6Be’ 60℃ 12m3
2,压力洗浆机
原理：兼有过滤、扩散、置换作用
构造：转鼓、鼓槽、气罩、密封辊等组成
压力由风机产生的风压 9－ 11KPa
过滤面积 8－ 45m2
工艺：进浆浓度 0.8～ 1.2％
出浆浓度 12-14％
优点：洗涤效果好，生产能力大，安装标高低（ 2楼
即可），不易产生泡沫
制浆造纸原理与工程
缺点：结构复杂，密封要求高，电耗大
适用：洗木浆、竹浆、荻苇浆，洗蔗渣浆产量低，洗
麦草浆不宜
3.鼓式置换洗浆机（ DD洗浆机）
（ Drum Displacement Washer—— DD Washer）
DD洗浆机
制浆造纸原理与工程
结构转鼓沿圆周被分隔成 7个区：上浆成形区,4个
置换区、真空区（用真空泵将干度提高
到 14－ 16％）、脱落区（用压缩空气将
浆片吹落）
可在一台洗浆机上实现四段逆流洗涤，
最后一段用热水洗
洗木浆生产能力,7.5t/d.m2
（二）带式洗浆机 （ Belt Washer）
原理：扩散与置换相结合（洗涤多段，但无段间稀释）
结构：滤网（滤带）、真空吸滤箱、流浆箱、机架、传
动、喷洗装置等组成。
制浆造纸原理与工程
优点：结构简单、操作方便、投资省
缺点：密封性差、热损失较大、胶带易磨损
工艺：进浆浓度 3-4％
出浆浓度 15-19％
洗涤水温 70-80℃
稀释因子 2-3
适用：国产的多用于纸浆的洗涤，用于黑液提取的少
（三）扩散洗涤器（ Diffusion Washer）
原理：置换、过滤
结构：象漏斗型装置
外壳、过滤杯（筛杯）、
水压缸、刮料臂、喷
制浆造纸原理与工程
根据需要有一段式、两段式和三段式
纸浆从下锥部进入，分布于多筛环之间，与
筛环等速上升，洗涤水在多筛环间转动的喷
水管均匀加到浆中，利用筛环瞬时下降的振
动和剪切作用以废液反冲洗滤网。
工艺：进出浆浓度 10-12％
进浆温度 80-95℃ （ ≯ 100℃ ）
浆料上升速度 15cm/min
筛（网）环上升 15cm后，用 0.3s时间恢复原
有的位置，每段洗涤周期 6-8min
优点：设备紧凑、操作简单、生产能力大、洗涤效
率高、不产生泡沫、没有臭味、电耗低
制浆造纸原理与工程
连续蒸煮热扩散洗涤器
制浆造纸原理与工程
缺点：滤网升降机构复杂
适用：通常用于连续蒸煮器高热洗涤后的最终选择
器内高热洗涤（ Internal washing zone in a typical
Kamyr Chip Digester)
洗涤液（ 70-80 ℃ ）从蒸煮器底部进入，向
上流动，与高温浆接触，被加然至 120-130
℃,此温度最适于洗涤，扩散速度增大，洗涤
效率提高，高热洗涤相当于 2-3台真空洗浆机，
浆被将温至 100 ℃ 以下，通压缩空气“冷喷发”
（四）挤压洗涤设备
1.螺旋挤浆机（已淘汰）
制浆造纸原理与工程
2.双辊挤浆机（已淘汰）
3.置换压榨洗浆机
瑞典 Sunds,VPC,VPD,MPC
加拿大 Vani-NIP
原理,挤压、置换
构造：两个多空辊、压力浆槽、输料器、刮刀等组
组成，每个压区分为脱水区、置换区、压榨
区
工艺：进浆浓度 2-5％
出浆浓度 30-40％
黑液提取率可达 99％
制浆造纸原理与工程
4.双网挤浆机（压滤机,Double Wire Press Washer）
浆料 自动脱水区 楔形脱水区 低压脱水区 高压
脱水区
工艺：出浆浓度 25-30％
SD型压滤机
制浆造纸原理与工程
五、衡量洗涤设备的主要经济技术指标
1.黑液的提取率与提取黑液浓度（最主要） 提
取率要高，黑液浓度也要高
2.洗涤损失与浆的洗净度
提高洁净度，减少损失（ Carry over）
3.纤维损失
减少纤维损失
六、泡沫形成与消泡
1.泡沫的形成
表面活性物质（树脂、脂肪酸、蜡及其皂化物）
与空气接触加之激烈的搅拌
制浆造纸原理与工程
2.消泡
① 静置消泡 温度上升，消泡时间下降
pH上升，消泡时间增加
② 蒸汽消泡 温度上升，液膜破裂
785-981KPa（ 8-10Kg/cm2)
蒸汽喷射
③ 机械消泡 利用超翼回转和离心作用使泡
沫与器壁碰破
④ 消泡剂消泡 煤油、松节油、有机硅等表面
活性大、表面强度低、粘度小
液体
制浆造纸原理与工程
第二节 纸浆的筛选与净化
一、概述
（一）目的：除去杂质，以满足质量和正常生
产需要
纤维性杂质：木片、生片、草节
粗纤维束和非纤维细胞等
非纤维性杂质：泥砂、铁屑、碎
石、煤渣等
要求：筛选净化效率高，尾渣损失少，
设备流程简单，操作维修方便，
制浆造纸原理与工程
操作维修方便，动力消耗低
措施：合适的设备，合理的工艺流程，正确
的工艺条件
（二）术语
1.
2.
3.浆渣中的好纤维率 浆渣中能通过 40目网的好纤
维率
%100??? 进浆尘埃 出浆尘埃进浆尘埃筛选效率
%100?? 进入筛浆机纤维总量 被筛出粗渣量排渣率
制浆造纸原理与工程
二、筛选净化原理
1.筛选 是利用几何形状的不同进行分离
（ 1）筛选动力 利用静压差 —— 通过式筛
利用动压差 —— 离心筛
不少筛是两者兼有之
（ 2）浆料要充分稀释，使其处于游离状态
（ 3）纤维层形成和破坏（振动或脉冲）
（ 4）细浆和粗渣只能相对分离
2.净化 利用相对密度的不同进行分离
（ 1）重力沉降 沉砂沟，浆浓 0.5%，流速
10-15m/min
制浆造纸原理与工程
（ 2）离心分离
原理：泥砂等杂志比重大,G增大,F增大，被抛向
器壁，然后向下运动，轴向中心形成“低压
带”,由于器壁摩擦阻力及洁净浆料向低压带
集中,V下降，故做成锥形，即使 r减小，以
保证离心力 F
二、筛选设备及其影响因素
（一）筛选设备
1.振框式平筛 （ Johnson Screen）
gr
GVF 2?离心力
制浆造纸原理与工程
结构：筛框、筛板、偏心轮、喷射管等
推动力 —— 位差
破坏纤维层 —— 振动
喷水 —— 防止粗渣中带出合格纤维
高频振框式平筛
制浆造纸原理与工程
工艺：进浆浓度 1~1.5%
出浆浓度 0.8~1.2%
筛孔 φ2~φ12mm
振次 1410~1440次 /min
振幅 1.5~2mm
特点：适应浆种广、除节能力高、生产能力大、动
力消耗低，操作维修方便，但操作环境差
要求：合适的振动、浆浓和浆位
调节好喷水压力和角度
另一种振动筛：高频振动园筛
制浆造纸原理与工程
2.离心筛 （ Centrifugal Screen）
利用转子产生的离心力和筛板内外的浆位差
A型筛 B型筛 C型筛 CX筛 ZSL1-4型筛
原理,（ 1）浆料以一定的压头进入后，随着叶片的
旋转产生离心力，合格纤维通过筛空
（ 2）叶片轴向推力，使浆料呈螺旋线向排渣
端移动
（ 3）空心主轴两端可分别送入一定压力的稀
释水，且经叶片与隔板组成的夹缝直接
送到靠近筛板浆环的内周，稀释纸浆，
冲洗筛板
制浆造纸原理与工程
工艺：进浆浓度 0.8~3.0%
出浆浓度 0.6~1.5%
稀释用水量 占进浆量 20~100% （进浆浓度
越大，稀释水越多）
筛选效率 85%左右
特点：适应性强、生产能力大、筛选效率高
体积小，重量轻，电耗低，操作维护方便
要求：进浆有一定压力
进浆箱浆位与主轴距 1.2~2.4mm
3.压力筛（ Pressure Screen）
原理：浆料以一定的压力沿切线进入，筛板内外压
制浆造纸原理与工程
压力差使纤维通过筛孔
压力脉冲代替机械振动进行分离
结构：筛鼓（框）
转子（旋翼）
外壳
筛板（孔筛、
缝筛）
工艺：进浆浓度 0.5~3.0%
进浆压力 0.035~0.21MPa
良浆浓度 0.35~2.8%
旋翼筛工作原理图
制浆造纸原理与工程
特点：全封闭，无泡沫产生，生产能力大，体积小
没振动筛选效率高
要求：筛框椭圆度要小（ <0.3~0.5mm）
控制好旋翼与筛板的距离（ 0.75~1.0mm）
（二）筛选影响因素
1.筛孔（缝）的大小和形状
形状：圆孔 —— 更有效地去除纤维束和细薄碎片
长缝 —— 更有效地去除圆形和立体状杂质
2.排渣率
排渣率上升，筛选效率上升，无粗渣就无筛
选效果，在相同排渣率下，筛孔孔径减小，
制浆造纸原理与工程
筛选效率提高
第一段排渣率宜在 20-25%
3.转速
速度上升，离心力增加 太大 筛选效率低，电耗大
太小 产量小，易堵塞
4.进浆浓度
在保证质量的前提下，尽量提高浓度
每种筛处理不同的浆种均有一适宜浓度
浓度过大，良浆与粗渣不能有效分离，尾渣量
增大
浓度过低，产量下降，粗渣也易通过，筛选效
下降
制浆造纸原理与工程
泵送、浓缩负荷上升，水电耗上升
5.稀释水量和水压
稀释水太少，好纤维损失增加
稀释水太多，筛选效率下降
6.筛选效率
温度上升，浆可塑柔软，粗渣易通过，筛选
降低
三、净化设备及其影响因素
1.沉砂沟 Sund Trap
长 25-30m 宽 <2mm，深 0.3-0.5m，底坡度
0.7-1%，隔板间距 0.3-0.5m，高 0.1-0.2m
制浆造纸原理与工程
浆浓 针叶木 0.35~0.5%
阔叶木 0.5~0.7%
流速 9~15m/min
简单 但占地面积大，需定期清洗，浆流失多
2.筒形除砂器（低压除砂器） Vortrap
上部是圆柱体 直径一般 >500mm
压差仅 2.0-2.5M
主要除去较大颗粒的砂和金属屑等杂质，代替
代替沉砂沟
进浆浓度 0.5-1.0%
进浆压力 0.05-0.10MPa
制浆造纸原理与工程
3.锥形除砂器（ Centrifugal Cleaner）
原理：
泥砂比重大,G, F
材质：玻璃、铸铁、陶瓷、
不锈钢等
工艺：进浆压力 0.28~0.35MPa
出浆压力 0.02~0.05MPa
主要影响因素：
① 压力差 是产生涡旋运动，使
杂质分离的动力压差增大，
离心力增加，净化效率提高，
动力消耗上升
gr
GVF 2?
锥形除砂器工作原理
制浆造纸原理与工程
压差太小，净化效率下降
? 进浆浓度
压差一定时，进浆浓度上升，净化效率下降，
排渣浓度上升，纤维损失增加，进浆浓度太低，
生产能力下降，动力消耗增加
③ 通过量 过多，净化效率下降
④ 排渣口 过大，排渣量大，纤维损失大
过小，排渣效率降低，易堵塞
4.废纸净化设备
① 高浓除渣器
特点：除渣器内（上方）有高速旋转叶轮，使
使在器内高速旋转
制浆造纸原理与工程
进浆浓度,3~6% （ 3~4.5%）
作用：除相对密度较大的杂质，如石块、金属
操作要点：
进浆压力 泵扬程 >20m
稀释水压 >0.2MPa，稀释水管前装截
止阀，以防浆进入清水管
定期排渣
② 正向除渣器 重杂质除渣器
③ 逆向除渣器 轻杂质除渣器
良浆从锥形的底部排出，轻杂质（塑料片、蜡
等）从上部排出
制浆造纸原理与工程
进浆浓度,0.9~1.2%
进浆压力,0.2~0.27MPa
良浆出口压,≥0
轻质出口压,0.05MPa
四、筛选、净化流程
组合原则：视浆种、产品质量要求、设备特
点与投资；浆质好，投资少，占地面积少，
纤维损失少，动力消耗少，操作管理方便。
筛选、净化流程的级和段：
制浆造纸原理与工程
级 —— 指原浆和良浆通过筛（净）设备的
次数
两级一段
级数增加，筛（净）效率上升，良浆质量上升
但投资增加，电耗增加，细浆得率下降
进浆
浆渣 浆渣
细浆
制浆造纸原理与工程
段 —— 指原浆和尾浆通过筛（净）设备的
次数
良浆合流的一级三段
段数增加，排渣量下降，细浆得率增加，但
筛（净）效率下降
进浆
浆渣
细浆
制浆造纸原理与工程
良浆回流的一级三段
细浆质量较好，纤维损失少
进浆
良浆
浆渣
制浆造纸原理与工程
第三节 纸浆的浓缩与贮存
一、纸浆的浓缩
1.园网浓缩机 利用网内外液位差进行脱水
有刮刀
工艺：进浆浓度 0.3~0.8%
出浆浓度 3-4%（有刮刀）
5-6%（无刮刀）
白水浓度 0.06~0.08g/L
2.侧压浓缩机 利用网内外液位差
网笼偏向浆槽的进浆一侧，形成高浆位，内
外液位差上升
制浆造纸原理与工程
工艺：进浆浓度 2-4%
出浆浓度 7-12%
白水浓度 0.025~0.04%
3.落差式浓缩机 低真空度真空洗浆机
侧压浓缩机
制浆造纸原理与工程
结构：转鼓分为若干互不相同的小格，分别与各自
的一根或两根水腿短管相连（不需高位安装
、不需真空泵）
工艺,0.7-1.0%
8-12%
二、纸浆的贮存
作用：均衡生产，中间缓冲，稳定调节
要求：混合均匀，无死角，动力消耗低
1.卧式浆池
钢筋混凝土结构，生产白纸时内衬瓷砖，贮
存浆浓 3.5~4%以下，浆循环较好，但占地面
制浆造纸原理与工程
大，工艺清洗、抽空困难
2.立式浆池
钢筋混凝土结构，内衬瓷砖或涂树脂
贮浆浓度 12-14%
在上部浆料没有混合作用，重力下降，至下
部用水稀释搅拌均匀
圆锥边浆池 直边浆池
制浆造纸原理与工程
特点：贮存量大，贮浆浓度大，占地面积小，但检
修困难，工艺清洗不便
3.方浆池
钢筋混凝土结构（或砖），内衬瓷砖
贮浆浓度,3.5~4.0%以下
特点：结构简单，占地面积小，检修清洗方便，但
贮浆浓度小
