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液比对桉木硫酸盐法制浆节能减排的影响

来源:论文学术网
时间:2024-08-20 12:03:38
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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、

【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


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