麦草尿素-过氧化氢清洁制浆工艺的研究

【摘要】：本论文实验探讨了不同尿素-过氧化氢制浆工艺条件下麦草的成浆性能。选择低于传统化学浆的蒸煮温度进行蒸煮，以降低过氧化氢的无效分解和节约制浆能耗，实现麦草浆的低能耗清洁生产，并降低环境污染。 首先探讨了麦草尿素-过氧化氢化学法制浆工艺。设计了5因素4水平实验，实验以尿素用量（10%，20%，30%，40%）、过氧化氢用量（10%，15%，20%，25%）、液比（1：4，1：5,1：6，1：7）、蒸煮温度（130℃，135℃，140℃，145℃）和保温时间（90min，120min，150min，180min）作为5因素变量，研究每个因素的4个水平对纸浆得率、卡伯值、聚合度和纤维形态的影响。通过5组对比实验得出了较优制浆工艺条件为：尿素用量30%、过氧化氢用量20%、液比1：4、温度145℃和保温时间120min，此条件下所得纸浆的各项性能较理想，纸浆得率为30.31%，纸浆的卡伯值为23.31，纸浆的聚合度为749。 研究探讨了麦草氢氧化钾加强的尿素-过氧化氢化学法制浆工艺。探讨了3种不同尿素-过氧化氢制浆工艺条件下尿素用量对麦草制浆性能的影响。结果显示，纸浆得率、卡伯值和聚合度随着尿素用量的增加而有所降低，这说明在氢氧化钾加强的尿素-过氧化氢制浆工艺中，尿素对木素的脱除效果不明显，同时对纸浆中的纤维素有一定的降解损伤。在相同20%过氧化氢用量下，2段氢氧化钾加强的制浆工艺可提高纸浆的白度，纸浆白度高达72.5%ISO，而未全都加入氢氧化钾的其他2组实验纸浆的白度均在50%ISO以下，可见，氢氧化钾的加入明显提高木素的脱除率，进而提高纸浆的白度。 研究探讨了麦草尿素-过氧化氢化学机械法制浆工艺。第1组实验在保持化学预处理工艺中尿素、过氧化氢、温度、液比和时间不变的条件下，探讨了氢氧化钠用量（0%，1%，2%，4%，8%，10%）对麦草化学机械制浆性能的影响，随着氢氧化钠用量的增加，纸浆得率从89.7%下降到70.12%，纸浆强度性能逐渐提高，浆料纤维平均长度从0.434mm上升到0.652mm，光散射系数逐渐降低，纸浆白度也有一定程度影响。第2组实验在保持其它化学预处理工艺条件不变的前提下，探讨了尿素用量（4%，8%，12%，16%）对麦草化学机械制浆性能的影响，随着尿素用量的增加，纸浆得率略有降低，纸浆白度有所提高，提高了2.7%ISO，光散射系数略有降低，纸浆的强度和纤维形态无明显变化。第3组实验为两段化学预处理工艺，主要探讨了第2段化学预处理工艺中不同尿素和氢氧化钠用量对麦草化学机械制浆性能的影响，实验结果同实验组1-2组。 【关键词】：麦草 尿素 过氧化氢 制浆
【学位授予单位】：齐鲁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TS743
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第1章 绪论11-27
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 麦草作为非木材纤维原料的特点12
• 1.3 尿素的性质和特点12-15
• 1.3.1 尿素的基本性质和用途12-13
• 1.3.2 尿素在制浆中的作用13-15
• 1.4 麦草化学法制浆工艺15-20
• 1.4.1 麦草化肥法制浆15-18
• 1.4.2 麦草氨法制浆18
• 1.4.3 麦草亚铵法制浆18-19
• 1.4.4 氧碱法制浆19-20
• 1.5 麦草化学机械法制浆工艺20-21
• 1.6 麦草漂白工艺21-24
• 1.6.1 过氧化氢漂白22-23
• 1.6.2 生物酶漂白23-24
• 1.7 论文研究的目的、意义和内容24-27
• 1.7.1 论文的研究目的和意义24
• 1.7.2 论文的主要研究内容24-27
• 第2章 麦草尿素-过氧化氢化学法制浆工艺27-41
• 2.1 实验原材料与方法27-30
• 2.1.1 原料27
• 2.1.2 仪器与设备27
• 2.1.3 蒸煮27
• 2.1.4 筛浆27-28
• 2.1.5 H_2O_2含量的测定28
• 2.1.6 纸浆得率的测定28
• 2.1.7 纸浆卡伯值的测定28-29
• 2.1.8 纸浆聚合度的测定29-30
• 2.2 结果与讨论30-39
• 2.2.1 尿素用量对麦草尿素-过氧化氢化学法制浆性能的影响30-32
• 2.2.2 H_2O_2用量对麦草尿素-过氧化氢化学法制浆性能的影响32-34
• 2.2.3 液比对麦草尿素-过氧化氢化学法制浆性能的影响34-36
• 2.2.4 温度对麦草尿素-过氧化氢化学法制浆性能的影响36-38
• 2.2.5 保温时间对麦草尿素-过氧化氢化学法制浆性能的影响38-39
• 2.3 本章小结39-41
• 第3章 麦草氢氧化钾加强的尿素-过氧化氢化学法制浆工艺41-53
• 3.1 实验原材料和方法41-42
• 3.1.1 原料41
• 3.1.2 仪器与设备41
• 3.1.3 蒸煮41-42
• 3.1.4 纸页抄造42
• 3.1.5 分析检测42
• 3.2 结果与讨论42-51
• 3.2.1 实验 A 组工艺条件下尿素用量对纸浆的影响42-45
• 3.2.2 实验 B 组工艺条件下尿素用量对纸浆的影响45-48
• 3.2.3 实验 C 组工艺条件下尿素用量对纸浆的影响48-51
• 3.3 本章小结51-53
• 第4章 麦草尿素-过氧化氢化学机械法制浆工艺53-65
• 4.1 实验原料和方法53-55
• 4.1.1 原料53
• 4.1.2 实验仪器53
• 4.1.3 制浆方法53-55
• 4.2 结果与讨论55-64
• 4.2.1 实验组 A 中氢氧化钠用量对麦草化机浆的影响55-58
• 4.2.2 实验组 B 中尿素用量对麦草化机浆的影响58-60
• 4.2.3 实验组 C 中氢氧化钠和尿素用量对麦草化机浆的影响60-63
• 4.2.4 不同尿素用量的浆粕的 SEM 浆粕观察63-64
• 4.3 本章小结64-65
• 第5章 结论65-67
• 5.1 结论65
• 5.2 创新之处65-66
• 5.3 下一步的研究工作66-67
• 参考文献67-73
• 致谢73-75
• 在学期间主要研究成果75

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