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《天津科技大学》 2009年
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稻草亚硫酸钾法制浆工艺和机理的研究

张杰  
【摘要】: 禾草类植物纤维原料是制浆工业的重要原料之一。但在稻草碱法制浆过程中,蒸煮黑液碱回收利用等方面的困难,造成了资源浪费和环境污染严重等问题。为了丰富稻草资源利用的途径,以及弥补肥料钾元素的缺乏,采用海水提钾制取的亚硫酸钾蒸煮稻草(以下简称海水亚硫酸钾),这样不仅利用海水资源,降低了蒸煮的生产成本,并且还利用了蒸煮废液中富含农作物生长需要的钾元素和有机物,作为农业肥料灌溉农田或作为制备农业有机肥料的原料,实现农业生产——稻草利用——制浆——肥料——农业生产的循环经济目的。 本论文采用单因素优选法,研究了稻草亚硫酸钾法制浆的最佳工艺条件。讨论了药液用量、蒸煮最高温度和保温时间对蒸煮的影响,确定了蒸煮实验的最优化工艺条件。在稻草最优化工艺的基础上,讨论了麦草亚硫酸钾法蒸煮中亚硫酸钾用量对蒸煮的影响。结果表明,稻草亚硫酸钾法制浆较适宜的工艺条件为:亚硫酸钾用量14%,氢氧化钾用量3%,升温时间1.5h,最高温度170℃,保温时间2h,液比1:6。在此较适宜的工艺条件下,稻草亚硫酸钾浆的粗浆得率为47.41%,卡伯值17.4。麦草亚硫酸钾法制浆的工艺条件为:亚硫酸钾用量15%,氢氧化钾用量3%,升温时间1.5h,最高温度170℃,保温时间3h,液比1:6。 研究了新型蒸煮助剂磷酸钾和常规蒸煮助剂蒽醌、CT-1在稻麦草的亚硫酸钾蒸煮中的作用,并研究了硫酸铵对稻草亚硫酸钾法蒸煮的影响。实验结果表明磷酸钾对稻草和麦草亚硫酸钾蒸煮具有不同程度降低纸浆硬度的作用效果。蒽醌对于麦草亚硫酸钾法蒸煮有显著作用。而蒽醌和CT-1对于稻草亚硫酸钾法蒸煮没有起到明显作用。硫酸铵对稻草亚硫酸钾蒸煮有不利影响。在蒸煮中添加硫酸铵使浆料卡伯值上升,粗浆得率降低。 以优化的工艺条件进行蒸煮实验,研究其脱木素规律和反应历程。结果表明:脱木素过程可以分为从50℃开始到最高温度170℃的快速脱木素阶段和从最高温度170℃保温开始到蒸煮结束的慢速脱木素阶段。其中有73.06%木素在快速脱木素阶段脱除。 用海水制取的亚硫酸钾用于稻草蒸煮,其结果与化学纯亚硫酸钾的蒸煮结果相似。
【学位授予单位】:天津科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TS743

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【引证文献】
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