棉纖維素強化氧化清潔工藝的研究

【摘要】：傳統(tǒng)的棉纖維素生產是以棉短絨為原料,經過高溫堿法蒸煮、次氯酸鈉漂白等工序制得。蒸煮與漂白是精制棉生產的主要環(huán)節(jié),也是制漿工業(yè)污染物的產生環(huán)節(jié)。蒸煮工段產生的黑液COD值高,有機質濃度高,粘度大,pH值高,色澤深,不易處理,產品得率低。次氯酸鈉漂白,產生了大量的二噁英,這些問題均嚴重束縛了我國棉短絨制漿行業(yè)的發(fā)展。如何使企業(yè)擺脫末端治理方式,使其改變落后的傳統(tǒng)工藝發(fā)展清潔工藝,是擺在科研工作者面前的重大實踐和理論問題。 本課題對強化氧化制漿工藝進行了研究,從源頭上消除了污染,改變了高耗能、高耗水、高污染的狀況,降低了制漿成本,是實現(xiàn)該行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。本論文將高級氧化技術應用于制漿過程,對強化氧化清潔工藝的制備條件進行了探索和研究,確定了適宜的制漿條件,并且篩選了不同的助劑以及復合配方,來考察了對棉漿粕的得率、聚合度、白度和COD量等指標的影響。 實驗結果表明： (1)通過精制棉強化氧化清潔工藝與傳統(tǒng)工藝對比發(fā)現(xiàn),強化氧化清潔工藝的液比降低,實現(xiàn)了高濃連續(xù)制漿；為了得到同一聚合度,將降聚時間由150min縮短到20min,最高溫度由160℃降低至不到100℃,反應條件溫和,減少了制漿過程中能量的消耗。制漿過程中噸漿COD的排放量由400kg降至120kg。 (2)通過篩選助劑,優(yōu)化了制漿工藝條件,使制漿得率提高3%—6%,棉漿白度大大提高9.5%ISO。 (3)選用幾種方法處理精制棉廢水進行實驗,發(fā)現(xiàn)采用每種方法都有各自的局限性。因此,面臨廢水的治理難度、環(huán)境的污染,發(fā)展新型清潔制漿工藝是刻不容緩的。 (4)通過對強化氧化工藝與傳統(tǒng)老工藝的制漿殘液的表征,結果表明,采用清潔制漿新工藝后,木素的主要發(fā)色基團和助色基團被氧化。 【關鍵詞】：強化氧化 棉纖維素 助劑 殘液
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：X38
【目錄】：

• 學位論文數(shù)據(jù)集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-11
• Contents11-14
• 前言14-15
• 第一章 文獻綜述15-33
• 1.1 課題背景15-18
• 1.1.1 精制棉行業(yè)在國民經濟中的地位及作用15
• 1.1.2 精制棉行業(yè)面臨的問題15-17
• 1.1.3 高級氧化技術在制漿廢水處理中的應用17-18
• 1.2 清潔制漿工藝研究進展18-27
• 1.2.1 開展清潔生產的目的18-20
• 1.2.2 制漿造紙工業(yè)推行清潔生產的必要性20-21
• 1.2.3 深度脫木素技術21-22
• 1.2.4 漂白技術22-24
• 1.2.5 助劑在制漿中的應用24-27
• 1.3 木素的研究方法27-31
• 1.3.1 氫氧化鈉制漿中木素的反應28
• 1.3.2 過氧化氫與木素的反應28-30
• 1.3.3 光譜在木素結構研究上的應用30-31
• 1.4 研究內容31-33
• 第二章 強化氧化清潔工藝的研究33-59
• 2.1 強化氧化清潔工藝與傳統(tǒng)工藝對比33-37
• 2.1.1 工藝流程33
• 2.1.1.1 傳統(tǒng)工藝流程33
• 2.1.1.2 強化氧化清潔工藝流程33
• 2.1.2 實驗材料及試劑33-34
• 2.1.2.1 棉短絨33-34
• 2.1.2.2 羥基自由基活性氧34
• 2.1.3 實驗分析與檢測34
• 2.1.4 添加助劑的工藝比較34-36
• 2.1.5 新老工藝對比36-37
• 2.2 助劑對清潔制漿工藝影響37-57
• 2.2.1 工藝條件的選擇37-44
• 2.2.1.1 實驗助劑37
• 2.2.1.2 實驗方法37-38
• 2.2.1.3 結果與討論38-44
• 2.2.2 助劑投加量實驗44-57
• 2.2.2.1 實驗條件44
• 2.2.2.2 單個助劑的結果與討論44-49
• 2.2.2.3 復合助劑的結果與討論49-57
• 2.3 研究小結57-59
• 第三章 精制棉廢水的處理研究59-69
• 3.1 實驗部分59-61
• 3.1.1 實驗機理59-60
• 3.1.2 實驗廢水與藥劑60-61
• 3.1.3 實驗方法61
• 3.2 結果與討論61-67
• 3.2.1 Fenton法處理棉漿廢水61-65
• 3.2.2 過氧化鈣法處理棉漿廢水65-66
• 3.2.3 混凝法處理棉漿廢水66-67
• 3.3 研究小結67-69
• 第四章 不同制漿工藝的殘液紅外光譜分析69-75
• 4.1 紅外光譜的原理69
• 4.2 樣品制備和檢測69
• 4.3 結果與討論69-75
• 第五章 結論75-77
• 參考文獻77-83
• 附錄83-87
• 致謝87-88
• 研究成果及發(fā)表的學術論文88-90
• 作者及導師簡介90

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