液比对桉木硫酸盐法制浆节能减排的影响

【摘要】：桉树是一种优良的造纸纤维原料，大力发展桉树人工速生林是解决我国森林资源严重匮乏的重要途径。随着国家产业结构的调整，造纸工业朝着高质量、低消耗、低污染、低排放的现代化大工业方向发展，因此如何在制浆过程中得到高质量纸浆的同时实现节能减排是一个迫切需要解决的问题。本文以桉木作为原料，研究了硫酸盐法蒸煮过程中，不同液比下木素的脱除规律、液比对后续洗浆耗水量的影响、液比对制浆效果的影响以及甲醇的生成规律，为生产过程中提高纸浆质量，减少洗浆耗水量以及控制甲醇的排放提供理论指导。 论文首先研究了液比对硫酸盐法蒸煮过程中脱木素的影响；在此基础上，建立了基于蒸煮液比、纸浆修正卡伯值预测溶解木素量的数学方程，即C_(LS)=1.94(45-Kappa~M)(L-1.8)+136。结果表明：在蒸煮前期（保温15min前），相同卡伯值条件下，液比变化对溶解木素的扩散几乎无影响；在蒸煮后期（保温15min后），相同卡伯值下，液比减小木素溶出量随之减少。 接下来研究了硫酸盐法制浆中液比对后续纸浆洗涤耗水量的影响。通过模拟工业上螺旋挤浆机和三段洗浆机相结合的洗涤方式，建立了洗涤耗水量的计算方程；据此，得出了不同液比及终点卡伯值下纸浆洗涤所需的耗水量。结果表明：蒸煮液比每增加0.5个单位，纸浆的吨浆洗涤耗水量则平均下降约1.0m~3-1.5m~3；蒸煮终点卡伯值每上升一个单位，则吨浆洗涤耗水量增加0.1m~3-0.2m~3。这对生产过程中根据终点卡伯值的变化及液比的波动来调整洗涤用水量具有一定的指导意义 此外还研究了液比对硫酸盐法制浆效果的影响。结果表明：增大液比使得蒸煮液碱浓降低，所以其蒸煮效率下降；而纸浆的粗浆得率、黏度、纤维的平均长度与卡伯值之间的关系几乎不受液比的影响。另外，随着蒸煮液比的增大，相同卡伯值下的纸浆筛渣率下降、纤维长度分布的均一性升高，分界点的液比为4.5。因此，从减小筛渣率以及提高纸浆纤维分布均匀性的角度来说，适宜的蒸煮液比应定为4.5。 最后，论文研究了硫酸盐法制浆过程中不同液比下甲醇的生成规律。在相同H因子下，蒸煮液比越大，甲醇的生成量越小。蒸煮过程中对甲醇的反应级数为2.03，对有效碱浓度的级数为0.655。根据蒸煮过程中甲醇生成与有效碱浓度、H因子之间的关系，建立了桉木硫酸盐法蒸煮过程中甲醇生成的动力学模型。该动力学模型的预测值与实验值呈现出很好的线性关系，相关系数为0.98。表明该模型具有很高的准确性，可为硫酸盐法蒸煮过程中甲醇生成的预测和控制提供很好的理论依据。 【关键词】：桉木 液比 脱木素 洗浆 纤维均一性 甲醇
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TS74
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 目录9-13
• 第一章 绪论13-29
• 1.1 研究背景13-15
• 1.1.1 中国制浆造纸工业的发展现状和面临的问题13-14
• 1.1.2 中国制浆造纸工业的发展趋势14-15
• 1.2 桉树的生物特性以及桉树人工林的发展现状15-17
• 1.2.1 桉树的生物特性15-17
• 1.2.2 桉树人工林的发展现状17
• 1.3 硫酸盐法制浆工艺17-21
• 1.3.1 硫酸盐法制浆生产流程17-19
• 1.3.2 硫酸盐法制浆过程中的脱木素反应19-20
• 1.3.3 硫酸盐法制浆的主要工艺参数20-21
• 1.4 纸浆的洗涤21-24
• 1.4.1 纸浆洗涤的目的和要求21-22
• 1.4.2 纸浆洗涤的原理、方式及影响因素22-23
• 1.4.3 纸浆洗涤的研究现状23-24
• 1.5 纤维形态及其与纸浆性质的关系24-25
• 1.5.1 数量平均纤维长度 Ln24
• 1.5.2 质量平均纤维长度 Lw24-25
• 1.5.3 质量加权平均纤维长度 Lww25
• 1.6 制浆过程中甲醇的产生及控制25-26
• 1.6.1 制浆过程中甲醇的产生25-26
• 1.6.2 甲醇对环境的危害26
• 1.6.3 甲醇的消除与控制26
• 1.7 本论文的研究意义和主要内容26-29
• 第二章 液比对尾叶桉硫酸盐法制浆中脱木素的影响29-39
• 2.1 原料与实验方法29-31
• 2.1.1 原料和药品29
• 2.1.2 实验设备29-30
• 2.1.3 蒸煮实验30
• 2.1.4 纸浆性能分析30
• 2.1.5 纸浆中 HexA 的测定30
• 2.1.6 黑液中溶解木素的测定30-31
• 2.2 结果与讨论31-38
• 2.2.1 液比对蒸煮过程中溶出木素含量变化的影响31-32
• 2.2.2 纸浆得率、卡伯值及 HexA 含量32-35
• 2.2.3 不同液比下溶解木素量与纸浆修正卡伯值的关系35-36
• 2.2.4 基于修正卡伯值及液比建立预测溶解木素量的数学方程36-37
• 2.2.5 目标卡伯值下液比对溶出木素的影响37-38
• 2.3 本章小结38-39
• 第三章 硫酸盐法制浆中液比对后续洗浆耗水的影响39-49
• 3.1 原料与实验方法39-41
• 3.1.1 原料与药品39
• 3.1.2 仪器设备39-40
• 3.1.3 蒸煮实验40-41
• 3.1.4 分析与检测41
• 3.2 结果与讨论41-48
• 3.2.1 不同液比下纸浆卡伯值及溶出木素量的变化规律41-43
• 3.2.2 自由黑液体积的变化规律43-45
• 3.2.3 纸浆所持有的黑液中溶解木素浓度的变化规律45
• 3.2.4 纸浆洗涤过程中数学方程的推导45-47
• 3.2.5 蒸煮液比对洗浆用水量的影响47-48
• 3.3 本章小结48-49
• 第四章 液比对速生桉木硫酸盐法制浆效果的影响49-65
• 4.1 原料与实验方法49
• 4.1.1 原料与药品49
• 4.1.2 仪器设备49
• 4.1.3 蒸煮实验49
• 4.1.4 纸浆性能的分析49
• 4.2 液比对硫酸盐法制浆中纸浆性能的影响49-56
• 4.2.1 纸浆卡伯值的变化规律以及预测方程的建立49-52
• 4.2.2 蒸煮液比对纸浆黏度的影响52-53
• 4.2.3 蒸煮液比对纸浆的粗浆得率的影响53-54
• 4.2.4 蒸煮液比对纸浆中 HexA 含量的影响54-56
• 4.3 液比对硫酸盐法制浆中纤维均一性的影响56-63
• 4.3.1 蒸煮液比对筛渣率的影响57-58
• 4.3.2 蒸煮液比对纸浆纤维长度均一性的影响58-63
• 4.4 本章小结63-65
• 第五章 液比对桉木硫酸盐法制浆废液中的甲醇生成规律的影响65-74
• 5.1 原料与实验方法65-66
• 5.1.1 原料与药品65
• 5.1.2 仪器设备65
• 5.1.3 蒸煮实验65
• 5.1.4 甲醇的检测65-66
• 5.2 结果与讨论66-72
• 5.2.1 不同液比下甲醇浓度以及生成量随蒸煮时间的变化66-67
• 5.2.2 不同液比下有效碱浓度随 H 因子的变化67-69
• 5.2.3 不同液比下甲醇生成量随有效碱浓度的变化69-70
• 5.2.4 甲醇生成动力学方程70-71
• 5.2.5 甲醇生成动力学模型的求解及评价71-72
• 5.3 本章小结72-74
• 第六章 结论与展望74-76
• 本实验的主要结论74-75
• 本实验的创新之处75
• 对未来的工作建议75-76
• 参考文献76-82
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果82-83
• 致谢83-84
• 附件84

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

中国桉树种植与制浆造纸研讨会纪要    

桉树速生丰产林——我国林浆纸一体化的必然选择    徐大平;

造纸工业节能减排现状及政策    顾民达;

中国造纸工业发展成就及存在问题    顾民达;

低碳经济视角下的造纸工业节能减排    刘焕彬;

中国造纸工业迈上低排放低污染之路    顾民达;

新型洗浆设备——高浓黑液提取、洗浆机组    孙增贵;

造纸行业节水减排新形势、新难题与新技术    万金泉;

纤维平均长度及其仪器法测定结果分析    赖燕明,谢益民,伍红

尾叶桉硫酸盐法蒸煮工艺条件的优化    马邕文,周深桥,万金泉,曹晓瑶

乳酸分离稻草中纤维素和木质素的研究    朱丽琰;洪建国;李小保;高勤卫;窦圆圆;吴晶晶;叶菊娣;

我国木通科药用植物的种类与分布    吴连花;徐文芬;何顺志;

连栽桉树人工林及其林下植被的研究进展    明安刚;温远光;李武志;

竹簧碎屑稀硫酸水解及单糖组分研究    刘春;房桂干;邓拥军;李萍;殷燕飞;

美国杂交柳树的化学成分与成浆性能分析    庞久寅;孟庆繁;高文韬;刘喜宏;

木素结构分析方法研究进展    张应龙;张锐昌;张咏梅;艾明强;黄峰;

小型造纸厂节能电控系统改造设计    査长礼;唐飞;

大麻落麻制备粘胶纤维浆粕的蒸煮工艺初探    张杰,周永凯,张建春

大麻杆芯粘胶短纤维生产工艺    周永凯;张杰;张建春;

羟基自由基活性氧处理机械草浆分离半纤维素和木质素    于跃;陈宣宇;张鹏;

不同树龄红皮云杉材性及其硫酸盐法制浆性能的研究    张红杰;雷鸣;胡惠仁;王军辉;

不同树种材性和制浆性能的研究    李建国;张红杰;胡惠仁;王军辉;黄秦军;

几种典型速生纸浆材材性与纤维特性比较    雷鸣;张红杰;李建国;

麦草蒸汽爆破预提取聚戊糖对碱法制浆性能影响的研究    周敏;冯文英;

桑枝条制浆的研究与评价    杜建阳;段经奎;徐琼波;

绿液预处理对麦草化学成分及酶水解糖化的影响    黄婷;陆青山;金永灿;谷峰;张厚民;Hasan Jameel;Richard Phillips;李忠正;

慈竹化机浆化学预处理条件探索    梁芳敏;沈葵忠;房桂干;邓拥军;李萍;高桂林;韩善明;焦健;

制浆造纸企业大型循环冷却水站的设计    冯二军;

麦草碱预提取液制备低聚木糖的研究    徐明;张升友;苏振华;张羽;冯文英;

慈竹竹黄两步法水解制糠醛    殷艳飞;房桂干;邓拥军;韩善明;焦健;刘姗姗;刘春;

阔叶木生物质精炼两种利用模式的研究    迟聪聪

胶粘物盘式热分散机理与能耗建模研究    朱小林

废纸二次纤维氰乙基化改性及制备复合材料的研究    张春红

造纸企业减排行为的影响因素及其作用机理研究    林永居

面向低碳经济的中国铅锌工业发展研究    卜华白

基于CFD的高浓漂白塔稀释区流场及卸料系统的研究    曾劲松

非木材纤维强化全无氯漂白技术的研究    刘艳兰

橡实基复合高分子材料的制备与性能研究    李守海

贵州南部桉树引种与施肥效果研究    周家维

生物酶对造纸纤维改性的研究    周楫

废弃植物纤维资源中药香茶菜药渣制浆造纸性能研究    袁琳

HW公司绿色发展战略研究    王珂

高得率浆细小纤维染色研究    曹楠

AKD施胶增效作用及机理研究    肖建芳

制浆造纸废水深度处理技术的研究与应用    关分派

Co-salen催化氧化木素—碳水化合物复合体及脱木素局部化学研究    秦建新

黄竹、龙竹高纯纤维素制备新工艺的研究    黄睿

Co-salen配合物催化氧化木素模型化合物的机理研究    邓日灵

甘蔗渣低温氧碱制浆系统的研究    韩绍中

虫胶深加工及应用的基础研究    黄喜坚

采用挤压──扩散置换设备组合提高麦草浆黑液提取率的探讨    林乔元

制浆造纸厂的废气处理    王永伟,郑秋香

现代纸业循环经济    潘锡五

中国造纸协会关于造纸工业“十一五”发展的意见    

造纸产业发展政策    

PPI公布2006年全球营收前百大纸业公司排名榜 晨鸣、玖龙、理文、华泰、太阳入围全球百大纸企    

中国造纸工业2007年度报告    

中华纸业30年发展数字解析    郝永涛;

麦草浆黑液提取方法的探讨 挤压过滤——扩散置换集成提取技术    王学军;王守清;张金霞;马玉春;陈艳娟;

造纸工业节能减排现状及政策    顾民达;

工业包装及技术用纸专业委员会成立大会 硫酸盐法制浆专业委员会第二次例会在佳木斯召开    

竹子超声波硫酸盐法制浆的研究    黄彩霞;黎振球;

超声波作用下竹子硫酸盐法制浆    张元静;黎振球;李敬华;于光;

蓝花楹的化学组成及其硫酸盐法制浆特性    赵志法;谢益民;雷晓春;李昭成;

废弃杨梅树皮硫酸盐法制浆造纸的初步研究    张元静;黎振球;李敬华;吕兴华;刘宝强;

硫酸盐法制浆木节子处理系统简介    徐宗明

防锈原纸硫酸盐含量的变化与控制    陈志文;

对硫酸盐法制浆中碱抽提的探讨    刘建杰;牛立平;丁文慧;

大黄竹、棉竹和小楠竹硫酸盐制浆工艺探讨    庞业娟

减少硫酸盐法制浆中臭气的研究    宋海农;柴欣生;朱红祥;朱俊勇;王双飞;

硫酸盐法制浆蒸煮液除杂初探    李秋芳;

深度脱木素技术的进展    周燕;谢益民;杨志勇;赵志法;绍震宇;

Solaris~水热器技术在高浓纸浆加热及节省漂白剂上的应用介绍    蔡怡;

上海星火制浆造纸厂麦草备料工艺的选择    夏冠雄;

制浆蒸煮过程自动控制系统    冯永祥;崔新民;贾颖力;

麦草甲酸法蒸煮过程中木素结构变化的研究    王君;樊永明;郭奉华;潘文音;

合理利用非木材纤维资源制浆造纸    胡宗渊;

不同树种材性和制浆性能的研究    李建国;张红杰;胡惠仁;王军辉;黄秦军;

一种制高强度棉浆的方法    袁志平;

硫酸盐木浆酶法打浆的工厂试验    秦梦华;李宗全;魏琳;

依托主业 多元化经营    陈津龙 李翔

陈嘉翔获国际造纸界杰出成就奖    记者 冯海波

全无氯漂白(TCF)环境友好造纸    罗少初

造纸黑液能制优质有机复合肥    张园

造纸黑液能制优质有机复合肥    顾莹

岳阳纸业：企业管理人人有份    记者 龙行才 张春保

碱法制浆造纸黑液治理技术在沪问世    张园

“泉林模式”用掉草浆造纸半世恶名    本报记者周雁凌 季英德 见习记者王学鹏

你了解一次性纸杯吗？    特邀主持人 李樱之　特约撰稿人 江素

再生植物纤维循环回用过程中纤维角质化机理及纤维性能改性研究    陈杨梅

酶预处理对马尾松TMP性能和磨浆能耗的影响及机理研究    罗清

静态顶空分析的新理论、新技术及其在制浆造纸中的应用    胡会超

农业废弃物固体碱预处理过程中木素的结构表征及其脱除机理研究    杨秋林

SPORL预处理技术在木质生物质转化中应用研究    朱文远

液比对桉木硫酸盐法制浆节能减排的影响    袁金龙

思茅松常规硫酸盐法制浆中半纤维素的预提取及应用    袁敬

超细蒽醌的制备表征及其在桉木硫酸盐法制浆中应用研究    林能镖

超临界氨法制浆新工艺的研究    李敬华

漆酶对高得率纸浆成纸性能及其木素结构的影响    王娟

三种阔叶木速生材原料硫酸盐法制浆性能的研究    郭薇

四种相思树材硫酸盐法制浆性能研究    邓拥军

速生材制浆性能综合评估研究    璩爱玉

酶处理速生杨高得率浆纤维形态与物理结构的研究    王治艳

植物纤维磨浆中酶/化学品复合的作用    黄金锋