秸稈木質(zhì)纖維素資源化利用

【摘要】：世界各國(guó)都普遍重視農(nóng)作物廢棄物秸稈的綜合利用。利用的途徑主要集中在能源、造紙、飼料和肥料等方面。這是世界上秸稈資源利用的普遍趨勢(shì)。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)雖然在上述領(lǐng)域分別開(kāi)展了秸稈的開(kāi)發(fā)利用,但是秸稈綜合利用水平還比較低。 本文研究了秸稈木質(zhì)纖維素農(nóng)作物廢棄物的資源化利用。分別考察了用全棉稈做為制漿造紙?jiān)?得出全棉稈制漿的最佳工藝條件；以及木質(zhì)纖維素制備燃料乙醇預(yù)處理工藝的研究,取得了一定的成果。主要結(jié)果如下： 1、本文以用全棉稈作為研究基礎(chǔ),對(duì)棉稈主要化學(xué)成分進(jìn)行了分析測(cè)定,并用紅外光譜分析手段對(duì)全棉稈木素結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行了分析,研究結(jié)果表明：全棉稈木素單元結(jié)構(gòu)為苯環(huán)對(duì)位取代,全棉稈木素中且含有較多的共軛酮基結(jié)構(gòu),造成了棉稈發(fā)色基團(tuán)多,成漿顏色深等問(wèn)題。 2、采用自主研制的含有羥基自由基活性氧藥液作為蒸煮劑,替代了傳統(tǒng)堿蒸煮的蒸煮劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：采用羥基自由基活性氧藥液作為蒸煮劑進(jìn)行制漿,在活性氧含量為30.10g/L,液比為3：1、溫度為100℃和保溫時(shí)間為90min時(shí),未漂漿的白度達(dá)到22.52%ISO,與傳統(tǒng)工藝相比提高了12.23%ISO。粗漿得率達(dá)到60.16%,相比提高了36.29%。采用低液比使得產(chǎn)生噸漿黑液排量比傳統(tǒng)工藝排量減少40%。 3、考察了TAED和電磁波對(duì)活性氧漂白過(guò)程的影響,采用活性氧漂白代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氯漂,減少了二次污染的產(chǎn)生。得出活性氧濃度為3%,MgS040.05％,NaSi043％,TAED濃度為10%,通過(guò)電磁波反應(yīng)器的反應(yīng)時(shí)間為2min時(shí),可以將未漂漿的白度達(dá)到51.50%ISO。 本文還對(duì)秸稈木質(zhì)纖維素制備燃料乙醇預(yù)處理工藝進(jìn)行了研究。傳統(tǒng)的方法不足以破壞纖維素晶體結(jié)構(gòu)以及大量脫除木質(zhì)素,或者有一定的效果但都存在能耗高、后續(xù)產(chǎn)生的環(huán)境污染問(wèn)題。本實(shí)驗(yàn)采用物理與化學(xué)相結(jié)合的方法對(duì)木質(zhì)纖維素制備燃料乙醇預(yù)處理工藝進(jìn)行研究,結(jié)果表明：采用含有羥基自由基活性氧藥液作為助劑,在液比為3：1,通過(guò)反應(yīng)器時(shí)間為3min、溫度為90℃時(shí),纖維素得率為85.98%,木質(zhì)素的去除率達(dá)到80.72%,結(jié)晶度下降了26.80%,還原糖得率達(dá)到60.8%. 【關(guān)鍵詞】：秸稈 制漿 纖維乙醇 可再生能源
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類(lèi)號(hào)】：X712
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-11
• CONTENS11-14
• 第一章 緒論14-34
• 1.1 選題背景14-19
• 1.1.1 能源危機(jī)14-16
• 1.1.2 環(huán)境污染危機(jī)16
• 1.1.3 秸稈資源概述16-19
• 1.2 秸稈利用研究進(jìn)展19-34
• 1.2.1 制漿造紙工藝19-28
• 1.2.2 秸稈木質(zhì)纖維素燃料乙醇預(yù)處理工藝研究28-34
• 第二章 秸稈結(jié)構(gòu)成分分析34-52
• 2.1 植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)34-35
• 2.2 原料成分分析35-39
• 2.2.0 原料35
• 2.2.1 分析方法35-36
• 2.2.2 結(jié)果測(cè)定36-39
• 2.3 秸稈與木材的比較39-40
• 2.4 細(xì)胞成分及反應(yīng)機(jī)理40-52
• 2.4.1 纖維素的組成與結(jié)構(gòu)40-44
• 2.4.2 半纖維素44-45
• 2.4.3 棉稈木素的結(jié)構(gòu)分析45-52
• 第三章 藥液成分分析52-56
• 3.1 羥基自由基的產(chǎn)生原理52
• 3.2 藥液成分分析驗(yàn)證52-56
• 3.2.1 成分分析52-53
• 3.2.2 成分穩(wěn)定性驗(yàn)證53-56
• 第四章 秸稈制漿工藝試驗(yàn)56-68
• 4.1 原料56
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方法56-58
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置56-57
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)流程57-58
• 4.2.3 正交實(shí)驗(yàn)條件58
• 4.3 正交實(shí)驗(yàn)分析檢測(cè)58-63
• 4.3.1 正交試驗(yàn)結(jié)果分析59-61
• 4.3.2 新老工藝實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比61-63
• 4.4 處理前后纖維形態(tài)掃描電鏡觀察63
• 4.5 電磁波協(xié)同過(guò)氧化氫漂白研究63-66
• 4.5.1 電磁波協(xié)同漂白實(shí)驗(yàn)64
• 4.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論64-66
• 4.6 助劑協(xié)同過(guò)氧化氫漂白研究66-68
• 4.6.1 TAED的助漂實(shí)驗(yàn)66-67
• 4.6.2 TAED的助漂活化機(jī)理初探67-68
• 第五章 木質(zhì)纖維素制備燃料乙醇預(yù)處理工藝研究68-76
• 5.1 試驗(yàn)材料68
• 5.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容68-70
• 5.3 試驗(yàn)方案70
• 5.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理70-72
• 5.5 結(jié)果分析72
• 5.5.1 纖維素、半纖維素、木質(zhì)素含量變化分析72
• 5.6 X衍射測(cè)定分析72-74
• 5.6.1 測(cè)定方法72-73
• 5.6.2 預(yù)處理前后結(jié)晶度變化分析73-74
• 5.7 預(yù)處理工藝對(duì)還原糖得率的影響74-75
• 5.8 結(jié)論75-76
• 第六章 結(jié)論與展望76-78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 附錄I 纖維素的測(cè)定81-83
• 附錄Ⅱ 半纖維的測(cè)定83-84
• 致謝84-85
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文85-86
• 作者及導(dǎo)師簡(jiǎn)介86

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