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非木材纤维原料碱法蒸煮甲醇的发生量及发生机理的研究

刘海学  
【摘要】: 制浆蒸煮过程中产生的甲醇等有机挥发物是制浆厂不容忽视的环境污染源。目前,国外对木材原料蒸煮过程中甲醇的发生量及其发生机理进行了较为深入系统的研究,而针对非木材纤维原料的研究尚处于空白阶段。本论文主要研究了非木材植物纤维原料碱法蒸煮过程中甲醇的发生量和发生机理。 首先确定采用固相微萃取—气相色谱联用的方法对黑液中甲醇含量进行测定,优化了固相微萃取—气相色谱法的萃取及解吸条件,结果如下:气液平衡时间30min、气液平衡温度60℃、萃取时间11min、萃取温度60℃、进样解吸时间5min、进样解吸温度280℃。并对本方法进行了验证,黑液中甲醇的加标回收率在96.35%—102.14%之间。 其次测定了不同原料不同蒸煮工艺甲醇的发生量,以每吨绝干浆产生的甲醇量表示,结果如下:麦草:烧碱法5.95-6.10kg/t;烧碱—蒽醌法5.13-5.51kg/t;硫酸盐法5.59kg/t。稻草:烧碱法5.00kg/t;烧碱—蒽醌法4.67kg/t。龙须草:烧碱—蒽醌法2.56kg/t。蔗渣:烧碱—蒽醌法3.57 kg/t。黄麻:烧碱法19.94kg/t;烧碱—蒽醌法20.80kg/t。荻:烧碱法5.46kg/t;烧碱—蒽醌法3.13kg/t;硫酸盐法4.67kg/t。芦苇:烧碱法12.24kg/t;烧碱—蒽醌法11.89kg/t;硫酸盐法13.11kg/t。棉秆:烧碱—蒽醌法48.46kg/t;硫酸盐法63.38kg/t。竹子:硫酸盐法25.17kg/t。 同时对烧碱—蒽醌法和硫酸盐法蒸煮不同原料小放气时甲醇的发生量进行了测定,结果如下:山东麦草2.03-2.29 kg/t;河南麦草2.13-2.40 kg/t;稻草2.70-3.09 kg/t;龙须草1.92-2.07 kg/t:荻1.30-1.62 kg/t;芦苇2.63-2.93 kg/t;黄麻3.72-3.84 kg/t;棉秆6.93-7.99kg/t:竹子0.86kg/t。 最后对硫酸盐法蒸煮竹片过程中甲醇的产生机理进行了研究。实验得出,甲醇的发生量随纸浆卡伯值的降低而升高;且降低用碱量、缩短保温时间、降低蒸煮温度都可以减少甲醇产生量。通过测定不同蒸煮温度下硫酸盐法蒸煮竹子所得浆料中的木素和聚戊糖含量,得出甲醇的发生量随着聚戊糖和木素溶出量的增加而增加,开始增加趋势平缓,随着蒸煮温度的升高,增加趋势显著。


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