液比對桉木硫酸鹽法制漿節(jié)能減排的影響

【摘要】：桉樹是一種優(yōu)良的造紙纖維原料，大力發(fā)展桉樹人工速生林是解決我國森林資源嚴重匱乏的重要途徑。隨著國家產(chǎn)業(yè)結構的調整，造紙工業(yè)朝著高質量、低消耗、低污染、低排放的現(xiàn)代化大工業(yè)方向發(fā)展，因此如何在制漿過程中得到高質量紙漿的同時實現(xiàn)節(jié)能減排是一個迫切需要解決的問題。本文以桉木作為原料，研究了硫酸鹽法蒸煮過程中，不同液比下木素的脫除規(guī)律、液比對后續(xù)洗漿耗水量的影響、液比對制漿效果的影響以及甲醇的生成規(guī)律，為生產(chǎn)過程中提高紙漿質量，減少洗漿耗水量以及控制甲醇的排放提供理論指導。 論文首先研究了液比對硫酸鹽法蒸煮過程中脫木素的影響；在此基礎上，建立了基于蒸煮液比、紙漿修正卡伯值預測溶解木素量的數(shù)學方程，即C_(LS)=1.94(45-Kappa~M)(L-1.8)+136。結果表明：在蒸煮前期（保溫15min前），相同卡伯值條件下，液比變化對溶解木素的擴散幾乎無影響；在蒸煮后期（保溫15min后），相同卡伯值下，液比減小木素溶出量隨之減少。 接下來研究了硫酸鹽法制漿中液比對后續(xù)紙漿洗滌耗水量的影響。通過模擬工業(yè)上螺旋擠漿機和三段洗漿機相結合的洗滌方式，建立了洗滌耗水量的計算方程；據(jù)此，得出了不同液比及終點卡伯值下紙漿洗滌所需的耗水量。結果表明：蒸煮液比每增加0.5個單位，紙漿的噸漿洗滌耗水量則平均下降約1.0m~3-1.5m~3；蒸煮終點卡伯值每上升一個單位，則噸漿洗滌耗水量增加0.1m~3-0.2m~3。這對生產(chǎn)過程中根據(jù)終點卡伯值的變化及液比的波動來調整洗滌用水量具有一定的指導意義 此外還研究了液比對硫酸鹽法制漿效果的影響。結果表明：增大液比使得蒸煮液堿濃降低，所以其蒸煮效率下降；而紙漿的粗漿得率、黏度、纖維的平均長度與卡伯值之間的關系幾乎不受液比的影響。另外，隨著蒸煮液比的增大，相同卡伯值下的紙漿篩渣率下降、纖維長度分布的均一性升高，分界點的液比為4.5。因此，從減小篩渣率以及提高紙漿纖維分布均勻性的角度來說，適宜的蒸煮液比應定為4.5。 最后，論文研究了硫酸鹽法制漿過程中不同液比下甲醇的生成規(guī)律。在相同H因子下，蒸煮液比越大，甲醇的生成量越小。蒸煮過程中對甲醇的反應級數(shù)為2.03，對有效堿濃度的級數(shù)為0.655。根據(jù)蒸煮過程中甲醇生成與有效堿濃度、H因子之間的關系，建立了桉木硫酸鹽法蒸煮過程中甲醇生成的動力學模型。該動力學模型的預測值與實驗值呈現(xiàn)出很好的線性關系，相關系數(shù)為0.98。表明該模型具有很高的準確性，可為硫酸鹽法蒸煮過程中甲醇生成的預測和控制提供很好的理論依據(jù)。 【關鍵詞】：桉木 液比 脫木素 洗漿 纖維均一性 甲醇
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TS74
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 目錄9-13
• 第一章 緒論13-29
• 1.1 研究背景13-15
• 1.1.1 中國制漿造紙工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和面臨的問題13-14
• 1.1.2 中國制漿造紙工業(yè)的發(fā)展趨勢14-15
• 1.2 桉樹的生物特性以及桉樹人工林的發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.2.1 桉樹的生物特性15-17
• 1.2.2 桉樹人工林的發(fā)展現(xiàn)狀17
• 1.3 硫酸鹽法制漿工藝17-21
• 1.3.1 硫酸鹽法制漿生產(chǎn)流程17-19
• 1.3.2 硫酸鹽法制漿過程中的脫木素反應19-20
• 1.3.3 硫酸鹽法制漿的主要工藝參數(shù)20-21
• 1.4 紙漿的洗滌21-24
• 1.4.1 紙漿洗滌的目的和要求21-22
• 1.4.2 紙漿洗滌的原理、方式及影響因素22-23
• 1.4.3 紙漿洗滌的研究現(xiàn)狀23-24
• 1.5 纖維形態(tài)及其與紙漿性質的關系24-25
• 1.5.1 數(shù)量平均纖維長度 Ln24
• 1.5.2 質量平均纖維長度 Lw24-25
• 1.5.3 質量加權平均纖維長度 Lww25
• 1.6 制漿過程中甲醇的產(chǎn)生及控制25-26
• 1.6.1 制漿過程中甲醇的產(chǎn)生25-26
• 1.6.2 甲醇對環(huán)境的危害26
• 1.6.3 甲醇的消除與控制26
• 1.7 本論文的研究意義和主要內容26-29
• 第二章 液比對尾葉桉硫酸鹽法制漿中脫木素的影響29-39
• 2.1 原料與實驗方法29-31
• 2.1.1 原料和藥品29
• 2.1.2 實驗設備29-30
• 2.1.3 蒸煮實驗30
• 2.1.4 紙漿性能分析30
• 2.1.5 紙漿中 HexA 的測定30
• 2.1.6 黑液中溶解木素的測定30-31
• 2.2 結果與討論31-38
• 2.2.1 液比對蒸煮過程中溶出木素含量變化的影響31-32
• 2.2.2 紙漿得率、卡伯值及 HexA 含量32-35
• 2.2.3 不同液比下溶解木素量與紙漿修正卡伯值的關系35-36
• 2.2.4 基于修正卡伯值及液比建立預測溶解木素量的數(shù)學方程36-37
• 2.2.5 目標卡伯值下液比對溶出木素的影響37-38
• 2.3 本章小結38-39
• 第三章 硫酸鹽法制漿中液比對后續(xù)洗漿耗水的影響39-49
• 3.1 原料與實驗方法39-41
• 3.1.1 原料與藥品39
• 3.1.2 儀器設備39-40
• 3.1.3 蒸煮實驗40-41
• 3.1.4 分析與檢測41
• 3.2 結果與討論41-48
• 3.2.1 不同液比下紙漿卡伯值及溶出木素量的變化規(guī)律41-43
• 3.2.2 自由黑液體積的變化規(guī)律43-45
• 3.2.3 紙漿所持有的黑液中溶解木素濃度的變化規(guī)律45
• 3.2.4 紙漿洗滌過程中數(shù)學方程的推導45-47
• 3.2.5 蒸煮液比對洗漿用水量的影響47-48
• 3.3 本章小結48-49
• 第四章 液比對速生桉木硫酸鹽法制漿效果的影響49-65
• 4.1 原料與實驗方法49
• 4.1.1 原料與藥品49
• 4.1.2 儀器設備49
• 4.1.3 蒸煮實驗49
• 4.1.4 紙漿性能的分析49
• 4.2 液比對硫酸鹽法制漿中紙漿性能的影響49-56
• 4.2.1 紙漿卡伯值的變化規(guī)律以及預測方程的建立49-52
• 4.2.2 蒸煮液比對紙漿黏度的影響52-53
• 4.2.3 蒸煮液比對紙漿的粗漿得率的影響53-54
• 4.2.4 蒸煮液比對紙漿中 HexA 含量的影響54-56
• 4.3 液比對硫酸鹽法制漿中纖維均一性的影響56-63
• 4.3.1 蒸煮液比對篩渣率的影響57-58
• 4.3.2 蒸煮液比對紙漿纖維長度均一性的影響58-63
• 4.4 本章小結63-65
• 第五章 液比對桉木硫酸鹽法制漿廢液中的甲醇生成規(guī)律的影響65-74
• 5.1 原料與實驗方法65-66
• 5.1.1 原料與藥品65
• 5.1.2 儀器設備65
• 5.1.3 蒸煮實驗65
• 5.1.4 甲醇的檢測65-66
• 5.2 結果與討論66-72
• 5.2.1 不同液比下甲醇濃度以及生成量隨蒸煮時間的變化66-67
• 5.2.2 不同液比下有效堿濃度隨 H 因子的變化67-69
• 5.2.3 不同液比下甲醇生成量隨有效堿濃度的變化69-70
• 5.2.4 甲醇生成動力學方程70-71
• 5.2.5 甲醇生成動力學模型的求解及評價71-72
• 5.3 本章小結72-74
• 第六章 結論與展望74-76
• 本實驗的主要結論74-75
• 本實驗的創(chuàng)新之處75
• 對未來的工作建議75-76
• 參考文獻76-82
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果82-83
• 致謝83-84
• 附件84

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