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麦草制浆工艺及高浓制浆设备的探索

李玉民  
【摘要】: 近年来,随着国民经济的飞速发展,国内纸张消费日趋旺盛,造纸工业飞速增长而造纸原料日趋短缺。非木材原料的各种传统制浆方式污染严重,其发展受到国家环保政策的很大制约。而我国非木材资源丰富,若弃之不用,同样会对环境产生污染,且造成大量资源浪费,为充分利用我国丰富的非木材原料,研究开发非木材原料无污染制浆技术就显得尤为重要。 本文包括无污染麦草预处理机械浆工艺研究和高浓磨浆设备的改进探讨两部分。 工艺实验部分探讨了浸渍时间、用碱量对麦草软化程度(有机物溶出量)的影响,确定了适宜的浸渍时间和用碱量;通过对麦草浸渍液的成分分析,主要是宏观分析即总固形物含量、有机物与无机物含量的分析,证明了在低用碱量、低反应温度等条件下对麦草原料进行较温和的软化处理后,就可在高浓条件下磨解成浆,浸渍残液经除砂后封闭循环回用,做到制浆过程用水不排水。 在实验室抄片机上用所制麦草浆预处理机械与废纸浆配抄瓦楞原纸,通过纸张性能检测可知,麦草预处理机械浆与不同比例废纸浆所配抄的瓦楞原纸,其抗张指数和环压指数均能达到国家B级以上标准。综合环压指数和抗张指数两方面的因素,麦草预处理机械浆配比为30%时纸张整体性能最佳。 纸张在无压榨、自由状态干燥(在烘箱中)与抄片机上正常条件下干燥相比,环压与抗张指数下降近50%,接近于瓦楞原纸D级标准的要求。在实际生产中由于压榨脱水和毛毯带压干燥,纸张性能会超过自由状态下干燥的纸张。 考虑麦草纤维的特点,为尽量保留麦草纤维的长度,本文对软化浸渍后的麦草进行了高浓磨浆。实验证明高浓磨浆对麦草原料的适应性较强,麦草原料用碱量在1%~4%的范围内变化时,纤维质量差别不大。但用碱量较小时高浓磨浆机容易出现堵塞,用碱量增加,堵塞次数减少。磨浆浓度对磨机的工作状态影响较大,浓度超过20%时,实验室高浓磨浆机容易出现堵塞,不能正常运行。 根据实验室小型高浓磨浆机磨浆时所遇到的问题,提出独具特色的偏心进料设计理念。通过对传统中心进料高浓磨浆机和新研制的偏心进料高浓磨浆机进料机构中纤维的受力分析及磨盘间纤维的受力分析,指出偏心进料高浓磨浆机能够顺利进料和降低能耗的原因及纤维原料在磨盘间运动的影响因素。为今后偏心进料高浓磨浆机的进一步优化提供参考。 在论文完成期间参加了偏心进料高浓磨浆机的中试,提出一些改进方案,试验表明,改进后设备运转较为成功。 本文提出制备麦草无污染预处理机械浆的新工艺,通过对麦草进行浸渍预处理及浸渍液循环回用,使制浆过程用水不排水。为我国麦草资源的合理利用开辟了一条新的途径。同时提出独具特色的偏心进料高浓磨浆机设计理念,丰富了我国高浓磨浆设备,使高浓磨浆设备更适合我国造纸原料的国情。


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