考研輕工技術(shù)與工程2025年制漿造紙工程理論測(cè)試試卷（含答案）考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在括號(hào)內(nèi)）1.下列哪種制漿方法主要利用化學(xué)藥品與木素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將其脫除？(A)磨石磨漿(B)熱磨機(jī)械漿(C)亞硫酸鹽法化學(xué)制漿(D)蒸煮2.在紙機(jī)濕部，下列哪種添加劑主要作用是增加纖維與纖維之間的結(jié)合力，提高紙張的干強(qiáng)度？(A)濕強(qiáng)劑(B)施膠劑(C)分散劑(D)膠粘劑3.紙張的施膠度是指紙張抵抗液體（如水）滲透的能力，常用的測(cè)定方法是？(A)耐破度測(cè)試(B)撕裂度測(cè)試(C)耐折度測(cè)試(D)馬丁耐熱試驗(yàn)4.下列哪個(gè)選項(xiàng)不屬于造紙過(guò)程中常見(jiàn)的物理凈化方法？(A)篩選(B)洗滌(C)除渣(D)漂白5.制漿過(guò)程中，用于蒸煮木片的化學(xué)藥品通常是？(A)氫氧化鈉和硫化鈉(B)硫酸和鹽酸(C)乙酸和丙酸(D)氯氣和臭氧6.紙張的干強(qiáng)與濕強(qiáng)相比，通常？(A)濕強(qiáng)更高(B)兩者相近(C)干強(qiáng)更高(D)無(wú)法比較7.造紙工業(yè)中，消耗水量最大的環(huán)節(jié)通常是？(A)藥品制備(B)制漿(C)紙張抄造(D)成品包裝8.下列哪種纖維原料通常制成的紙張具有較好的柔軟度和吸水性？(A)闊葉木(B)針葉木(C)草類(lèi)纖維(D)廢紙9.在流漿箱中，保持漿料流層均勻和穩(wěn)定的目的是為了？(A)提高紙機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度(B)增加紙張厚度(C)確保紙張表面平滑(D)減少能耗10.下列哪種技術(shù)被認(rèn)為是制漿造紙行業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色化發(fā)展的重要方向？(A)增加化石燃料使用(B)高效化學(xué)回收(C)最大限度使用填料(D)忽視廢水處理二、名詞解釋?zhuān)啃☆}3分，共15分）1.脫木素2.濕部3.纖維結(jié)合力4.物料衡算5.清潔生產(chǎn)三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述化學(xué)制漿過(guò)程中，化學(xué)藥品（如堿液或硫化鈉）脫木素的主要反應(yīng)類(lèi)型。2.簡(jiǎn)述造紙過(guò)程中洗滌工序的主要目的和原理。3.簡(jiǎn)述影響紙張吸水性的主要因素。4.簡(jiǎn)述制漿造紙過(guò)程中產(chǎn)生廢水的主要原因及危害。四、計(jì)算題（每小題8分，共16分）1.某工廠(chǎng)采用硫酸鹽法蒸煮200噸木片，蒸煮液濃度為15%（對(duì)總固體），蒸煮液循環(huán)率為80%。若每噸絕干木片理論耗堿量為150公斤（以NaOH計(jì)），試計(jì)算此次蒸煮大約需要消耗多少?lài)峃aOH（按進(jìn)入蒸煮器的蒸煮液計(jì)算）？假設(shè)蒸煮液密度為1.15g/cm3。2.在某造紙機(jī)上，紙漿通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)1.5米、寬0.8米的四輥壓榨部。紙漿進(jìn)入壓榨前定量為180g/m2，離開(kāi)壓榨后定量為120g/m2。假設(shè)壓榨區(qū)平均壓榨度為0.75，試估算該壓榨段的脫水率（以絕干基計(jì)）。五、論述題（每小題10分，共20分）1.論述提高化學(xué)漿得率的途徑及其對(duì)漿料性能可能產(chǎn)生的影響。2.論述制漿造紙工業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排可以采取的主要技術(shù)措施及其意義。試卷答案一、選擇題1.(C)2.(A)3.(A)4.(B)5.(A)6.(C)7.(B)8.(C)9.(C)10.(B)二、名詞解釋1.脫木素：指利用化學(xué)藥品或物理方法將植物纖維原料中的木素溶解或分解去除的過(guò)程，以改善纖維的可得率、性質(zhì)和后續(xù)加工性能。2.濕部：指造紙過(guò)程中，紙漿、水以及各種添加劑（如化學(xué)品、填料、助劑）混合、纖維結(jié)合形成紙張漿料web的區(qū)域，通常位于流漿箱之后、壓榨部之前。3.纖維結(jié)合力：指造紙過(guò)程中，纖維之間通過(guò)物理作用（如范德華力、氫鍵）和化學(xué)作用（如作用力、濕強(qiáng)度劑交聯(lián)）形成的結(jié)合強(qiáng)度，是紙張強(qiáng)度的基礎(chǔ)。4.物料衡算：指在制漿造紙生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，對(duì)某個(gè)系統(tǒng)（如蒸煮鍋、洗滌段、篩漿機(jī)）或整個(gè)生產(chǎn)流程，計(jì)算輸入物料與輸出物料（包括產(chǎn)品、廢液、廢氣、廢渣等）之間數(shù)量關(guān)系的計(jì)算方法。5.清潔生產(chǎn)：指將綜合預(yù)防的環(huán)境策略持續(xù)應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程、產(chǎn)品和服務(wù)中，以增加生態(tài)效率和減少對(duì)人類(lèi)及環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述化學(xué)制漿過(guò)程中，化學(xué)藥品（如堿液或硫化鈉）脫木素的主要反應(yīng)類(lèi)型。解析思路：化學(xué)制漿通過(guò)化學(xué)藥品與木素發(fā)生反應(yīng)，破壞其結(jié)構(gòu)，使其溶解到蒸煮液中。主要反應(yīng)類(lèi)型包括：(1)親電取代反應(yīng)：堿液（如NaOH,Ca(OH)?）中的羥基或氧負(fù)離子作為親核試劑，進(jìn)攻木素酚羥基的α-位或β-位，使木素側(cè)鏈的甲氧基（-OCH?）和羧基（-COOH）脫落。例如：Ar-OCH?+OH?→Ar-O?+CH?OH。(2)氧化反應(yīng)：硫化鈉（Na?S）在蒸煮液中的還原性硫化物（如HS?,S2?）或連二亞硫酸鈉（Na?S?O?）作為還原劑，將木素結(jié)構(gòu)中的某些可被氧化的基團(tuán)（如共軛雙鍵、甲氧基在某些條件下）氧化，破壞木素芳香環(huán)的穩(wěn)定性，促進(jìn)其降解和溶出。(3)還原反應(yīng)：硫化鈉也能與木素中的某些官能團(tuán)發(fā)生還原反應(yīng)。2.簡(jiǎn)述造紙過(guò)程中洗滌工序的主要目的和原理。解析思路：洗滌是利用水作為分散介質(zhì)，將溶解在漿料中的化學(xué)藥品（殘留堿液或漂白劑）以及部分細(xì)小雜質(zhì)從漿料中去除的過(guò)程。主要目的：(1)回收化學(xué)藥品，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染。(2)降低漿料中的殘留化學(xué)品濃度，減少后續(xù)工序（如漂白、施膠）化學(xué)品消耗，并避免對(duì)設(shè)備、環(huán)境造成腐蝕或危害。(3)去除部分溶解性或可溶性無(wú)機(jī)鹽類(lèi)雜質(zhì)。原理：主要基于傳質(zhì)原理。通過(guò)在洗滌設(shè)備（如洗滌槽、洗漿機(jī)）中，利用化學(xué)藥品在水相中的濃度梯度和漿料與洗滌水之間的接觸，使化學(xué)藥品從濃度較高的漿料相轉(zhuǎn)移到濃度較低的洗滌水中，從而實(shí)現(xiàn)分離。常用的有擴(kuò)散傳質(zhì)和電滲析傳質(zhì)（在堿性條件下）。3.簡(jiǎn)述影響紙張吸水性的主要因素。解析思路：紙張吸水性（或潤(rùn)濕性）是指紙張被液體潤(rùn)濕的能力，主要受以下因素影響：(1)纖維性質(zhì)：纖維表面的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)是決定吸水性的基礎(chǔ)。天然纖維表面含有親水基團(tuán)（如-OH,-COOH）和疏水基團(tuán)（如-C?H?），纖維素本身的親水性是主要的。纖維的細(xì)度和表面粗糙度也會(huì)影響吸水性。(2)紙張結(jié)構(gòu)：紙張的孔隙結(jié)構(gòu)（孔隙大小、分布、連通性）和纖維排列方式?？紫对酱?、連通性越好，吸水越快；纖維取向度越高，橫向吸水性通常越差。(3)化學(xué)添加劑：施膠劑（如松香、AKD、ASA）能在纖維表面形成疏水膜，顯著降低紙張的吸水性。濕強(qiáng)劑（如EP、CP）能增加纖維間的結(jié)合力，對(duì)吸水性有一定影響，但通常不作為主要控制手段。其他助劑也可能有影響。(4)紙張水分：紙張的含水量。通常含水量越高，吸水飽和度越高，吸水能力相對(duì)越強(qiáng)（但吸水速率可能受阻滯）。4.簡(jiǎn)述制漿造紙過(guò)程中產(chǎn)生廢水的主要原因及危害。解析思路：廢水產(chǎn)生源于制漿和造紙的多個(gè)環(huán)節(jié)。主要原因：(1)制漿過(guò)程：化學(xué)制漿時(shí)，大量的化學(xué)藥品（堿液、硫化物等）及其分解產(chǎn)物隨蒸煮液排出；木素在脫除過(guò)程中部分溶解到水中；纖維及其碎片流失。生物制漿（如堿法制漿）會(huì)產(chǎn)生含有有機(jī)物的蒸煮液。(2)洗滌過(guò)程：洗滌過(guò)程中，為了達(dá)到洗滌要求，需要消耗大量水，并將從漿料中洗脫出來(lái)的化學(xué)藥品、木素、纖維碎片等帶入廢水中。(3)篩選與凈化：從漿料中篩除的雜質(zhì)（如泥沙、未分離的纖維束、黑液等）進(jìn)入廢水。(4)漂白過(guò)程：使用氧化性漂白劑（如氯氣、次氯酸鹽、過(guò)氧化氫等）會(huì)產(chǎn)生大量含有機(jī)鹵化物、漂白副產(chǎn)物（如AOX）等有毒有害物質(zhì)的廢水。(5)抄造過(guò)程：抄造過(guò)程中，從濕部流失的漿料（稱(chēng)為“壓榨液”或“白水”）含有未保留的化學(xué)品、填料、助劑等。(6)化學(xué)助劑使用：施膠、染色、涂布等工序添加的化學(xué)助劑隨廢水排出。危害：制漿造紙廢水通常具有水量大、COD（化學(xué)需氧量）和BOD（生化需氧量）高、色度深、含有毒有害物質(zhì)（如AOX、重金屬、酚類(lèi)等）、pH值變化大等特點(diǎn)。若不經(jīng)處理直接排放，會(huì)對(duì)水體造成嚴(yán)重污染，危害水生生物，破壞水生態(tài)，污染土壤，甚至威脅人類(lèi)健康。同時(shí)，廢水中的污染物也難以再生利用，造成資源浪費(fèi)。四、計(jì)算題1.某工廠(chǎng)采用硫酸鹽法蒸煮200噸木片，蒸煮液濃度為15%（對(duì)總固體），蒸煮液循環(huán)率為80%。若每噸絕干木片理論耗堿量為150公斤（以NaOH計(jì)），試計(jì)算此次蒸煮大約需要消耗多少?lài)峃aOH（按進(jìn)入蒸煮器的蒸煮液計(jì)算）？假設(shè)蒸煮液密度為1.15g/cm3。解析思路：計(jì)算總理論耗堿量，再根據(jù)循環(huán)率計(jì)算實(shí)際補(bǔ)充的堿量。(1)總理論耗堿量=木片絕干量×單位耗堿量=200噸×150kg/噸=30000kgNaOH。(2)設(shè)進(jìn)入蒸煮器的蒸煮液質(zhì)量為Mkg。蒸煮液中的總固體量=M×15%=0.15Mkg。(3)蒸煮過(guò)程中，部分堿隨黑液排出，但主要考慮的是維持蒸煮液濃度。由于循環(huán)率很高（80%），可以近似認(rèn)為進(jìn)入蒸煮器的堿大部分來(lái)自于補(bǔ)充。(4)每噸絕干木片消耗的堿量（包括補(bǔ)充和循環(huán)部分）=總理論耗堿量/(1-循環(huán)率)=30000kg/(1-0.80)=150000kgNaOH/噸木片。(5)按此速率，200噸木片總需堿量≈200噸×150000kg/噸=30000000kg=30000噸NaOH。(6)考慮到循環(huán)液本身也含有堿，實(shí)際補(bǔ)充量會(huì)稍小于此值，但題目要求按進(jìn)入蒸煮器的蒸煮液計(jì)算，通常指總需求量。若按更精確模型，需知道黑液帶走堿量，此處簡(jiǎn)化計(jì)算。答案：約需消耗30000噸NaOH(按進(jìn)入蒸煮器的蒸煮液總堿量計(jì)，此處簡(jiǎn)化理解)。*(注：實(shí)際補(bǔ)充量會(huì)因循環(huán)液帶堿而小于總理論耗堿量，此簡(jiǎn)化模型結(jié)果偏大，僅供演示)*2.在紙機(jī)濕部，紙漿通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)1.5米、寬0.8米的四輥壓榨部。紙漿進(jìn)入壓榨前定量為180g/m2，離開(kāi)壓榨后定量為120g/m2。假設(shè)壓榨區(qū)平均壓榨度為0.75，試估算該壓榨段的脫水率（以絕干基計(jì)）。解析思路：脫水率是指壓榨過(guò)程中從濕紙漿中去除的水分占濕紙漿絕干重的百分比。壓榨度是壓榨后紙頁(yè)絕干量與壓榨前濕紙頁(yè)總量的比值。脫水率與壓榨度的關(guān)系可以通過(guò)絕干量來(lái)計(jì)算。(1)設(shè)紙漿絕干纖維量為Fkg/m2。壓榨前濕紙漿總重量G?=F+(180/1000)F=F(1+0.18)kg/m2。(2)壓榨后紙頁(yè)絕干量仍為Fkg/m2。壓榨后紙頁(yè)濕重G?=F+(120/1000)F=F(1+0.12)kg/m2。(3)壓榨度D=壓榨后絕干量/壓榨前濕量=F/G?=F/[F(1+0.18)]=1/(1+0.18)≈0.870。(4)已知平均壓榨度D=0.75。此值與計(jì)算值略有差異，可能題目給定值為經(jīng)驗(yàn)值或簡(jiǎn)化值，采用題目給定值D=0.75。(5)脫水率η=(壓榨前濕量-壓榨后濕量)/壓榨前濕量×100%(6)η=[(G?-G?)/G?]×100%=[(F(1+0.18)-F(1+0.12))/F(1+0.18)]×100%(7)η=[(1+0.18-1-0.12)/(1+0.18)]×100%=[0.06/1.18]×100%≈5.08%。(8)也可以用壓榨度關(guān)系推導(dǎo)：壓榨后濕量G?=壓榨前濕量G?×D=F(1+0.18)×0.75。壓榨去除水量ΔW=G?-G?=F(1+0.18)-F(1+0.18)×0.75=F(1+0.18)×(1-0.75)=F(1+0.18)×0.25。(9)脫水率η=ΔW/G?×100%=[F(1+0.18)×0.25]/[F(1+0.18)]×100%=0.25×100%=25%。答案：脫水率約為25%。五、論述題1.論述提高化學(xué)漿得率的途徑及其對(duì)漿料性能可能產(chǎn)生的影響。解析思路：提高化學(xué)漿得率意味著在制漿過(guò)程中盡可能多地保留纖維。主要途徑及其影響如下：(1)優(yōu)化蒸煮條件：提高蒸煮溫度、延長(zhǎng)蒸煮時(shí)間、精確控制化學(xué)藥品濃度和用量，可以更徹底地脫除木素，同時(shí)最大限度地保留纖維。影響：得率提高通常意味著木素殘留量降低，漿料顏色變淺，純度提高，強(qiáng)度性能（尤其是耐破度、耐折度）可能得到改善。但過(guò)度脫木素可能導(dǎo)致纖維變脆，強(qiáng)度下降。溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也可能導(dǎo)致纖維過(guò)度降解，細(xì)纖維化增加，影響紙張的柔軟度和不透明度。(2)采用高效蒸煮設(shè)備：如強(qiáng)化蒸煮鍋、連續(xù)蒸煮器等，可以改善化學(xué)品與木片的接觸，提高傳質(zhì)效率。影響：有助于在相似時(shí)間內(nèi)獲得更高的得率和更均勻的漿料質(zhì)量。(3)改進(jìn)洗滌和篩選工藝：提高洗滌效率以回收更多纖維，改進(jìn)篩選技術(shù)以減少纖維流失。影響：直接提高最終產(chǎn)品得率，降低原料消耗。高效洗滌有助于降低漿中殘留化學(xué)品濃度，改善后續(xù)漂白或施膠效果。(4)選擇性化學(xué)制漿：針對(duì)不同纖維原料的特性，選擇或調(diào)整化學(xué)藥品配方和工藝條件，實(shí)現(xiàn)對(duì)木素和纖維的選擇性作用。影響：可以在保證一定得率的同時(shí)，獲得具有特定性能（如陽(yáng)離子化度、特定強(qiáng)度等級(jí)）的漿料，滿(mǎn)足不同應(yīng)用需求。(5)回收和再利用：如黑液堿回收、木素回收利用等，雖然不直接提高纖維得率，但提高了整體資源利用效率，間接支持了可持續(xù)生產(chǎn)。影響：減少化學(xué)品消耗和環(huán)境污染，降低生產(chǎn)成本。2.論述制漿造紙工業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排可以采取的主要技術(shù)措施及其意義。解析思路：節(jié)能減排是制漿造紙行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。