广西轻工业

GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

化工与材料

２００８年１２月

第１２期（总第１２１期）

化工原理是研究轻工业生产过程中单元操作的基本原理

和所用设备的基本理论知识的课程，是造纸行业的一门技术基
础课。因此，化工原理的许多知识在造纸工业中都有很多实际
应用。下面具体介绍在造纸行业中的应用情况，有助于加深我
们对造纸生产过程的理解和掌握。

１离心泵在造纸工业中的应用

在造纸工业中有许多水泵、浆泵都属于离心泵，因此掌握

离心泵的工作原理在造纸行业中是很重要的。离心泵主要是由
叶轮、泵壳和轴封装置等部分构成的。

离心泵的工作原理分吸液过程原理和排液过程原理两部

分。在启动离心泵前，需将泵体内充满被输送的流体，在启动
后，泵轴带动叶轮一起旋转。此时处在叶片间的液体在叶轮的
带动下旋转起来，因此液体获得了离心力。液体在离心力的作
用下，从叶轮中心被抛向外缘的过程中获得了能量，使叶轮外
缘处的静压能提高，动能也有所增加，一般流速可达
１５￣２５ｍ／ｓ。液体离开叶轮进入泵壳，由于泵壳的流道是蜗牛状
逐渐加宽，液体在泵体内流速减慢，又将部分动能转化为静压
能，使泵在出口处液体的压力进一步提高，而从泵的排出口排
出管路，输送到所需的地方，这就是离心泵的排液原理。当离心
泵内液体从叶轮中心抛向外缘时，在叶轮中心处形成低压区，
这时贮槽液面上方为大气压力，所以液面和吸入管路之间存在
静压力差。在压力差的作用下，液体经底阀和滤网沿吸入管路
进入泵壳内，以填充被排出液体的位置，这就是离心泵吸液过
程的工作原理。

２过滤原理在造纸工业中的应用

造纸工业中的真空洗浆机的洗浆过程就是运用过滤原理

工作的。过滤操作是利用一种具有多毛细孔的物体作隔层，在
隔层两侧压力差的推动下，悬浮液中的清液从隔层的小孔中通
过，微粒被截流在隔层上，达到固液两相分离的目的。

过滤速率大小与过滤推动力成正比，而与过滤阻力成反比

的关系，即：

过滤速率（ｕ）＝过滤推动力 Δ

ｐ

过滤阻力ｒ·μ·

ｌ

过滤速率的大小主要取决于两个因素：一个是过滤推动力

△

ｐ，促进滤液流动的因素；另一个是过滤阻力ｒμＬ，它阻碍滤

液流动。过滤阻力又主要在于两方面所决定：一是滤液本身的
性质，即指滤液的粘度 μ；二是滤渣层本身的性质，即ｒＬ。滤渣
层越厚，阻力越大，滤渣层越紧密，空隙的流通截面积越小也使
阻力增大。因此在造纸工业中，要加强真空洗浆机的脱水速度，
一方面可以增加过滤推动力，采用真空抽吸作用，提高两面压
力差。另一方面在洗浆过程中提高滤液温度来降低滤液的粘
度，从而增加过滤速度。所以洗浆过程中利用热水洗涤可以加
速洗涤过程。故目前有采用高温洗涤方法，如连续蒸煮器则在
器内利用高温高压进行洗涤，其温度可达１００℃以上。喷放后
洗涤温度一般较低，约在８０℃左右。

３离心分离在造纸工业中的应用

造纸厂的备料工序利用的旋风分离器来除去空气中的灰

尘，以及在纸浆净化工序中利用的锥形除砂器除去浆料中的砂
子、纤维束等杂质，这两者的工作原理都属于离心分离原理。例
如对于旋风分离器，主体结构是上为圆筒，下为圆锥所构成。含
尘气体以较大的流速从圆筒上侧面的矩形管切线方向进入器
内，获得自下而上的旋转运动。在离心力的作用下，气体中的微
粒沿切线方向被抛向外围，与器壁相碰后失去动能而沉降下
来，并沿器壁向下从除尘管中排出去。内层的气流则转向中心，
自下而上的旋转运动，从顶部排出。这就是旋风分离器的工作
原理。在操作中要注意控制适当的气流速度。若气速过小，分离
效率不高；若气速过大会出现反混现象，也要降低分离效率。一
般选用入口气速为１５￣２０ｍ／ｓ比较合适。

而锥形除砂器的结构与旋风分离器相似，工作原理也完全

一致。但与旋风分离器相比直径较小，这样就能使浆流在除砂
器内始终保持较高的速度旋转，产生较大的离心力来提高除砂
效率。锥形除砂器的型号较多，国内最普遍使用的有两种，即
６００型和６０６型。一般６００型和６００ＥＸ型用于处理高级漂白
浆和高级纸用纸浆的纸机前净化；普通未漂化学浆都采用６０６
型锥形除砂器；用于生产纸板和净化程度要求不高的纸种的浆
料也用６２３型锥形除砂器来除去纤维束、树皮、砂子等杂质。生
产中主要控制之形除砂器的因素有：

（１）压力差。压力差是指

进浆压力与良浆压力之差。压力差的大小，对净化时产生的离
心力大小有密切的关系，因而直接影响着除砂效率和生产能
力。在其他净化条件不变的情况下，进口压力差增大，净化效率

【作者简介】

李军虎（１９７４－），男，宁夏轻工业学校讲师。

浅谈化工原理有关知识在造纸工业中的应用

李军虎

（宁夏轻工业学校，宁夏银川７５００１１）

【摘

要】

介绍了化工原理上的离心泵、过滤、离心分离及传热这四个单元操作的工作原理，并分别介绍了这四个单元操作

在造纸工业中的应用，有助于加深我们对造纸生产过程的理解和掌握。

【关键词】

离心泵；过滤；离心分离；传热

【中图分类号】

ＴＳ７４３

＋

．１

【文献标识码】

Ａ

【文章编号】

１００３－２６７３（２００８）１２－１９－０２