MgO代替NaOH对杨木P-RC APMP工艺及浆张性能影响

论文摘要

P-RC APMP （Preconditioning followed by Refiner Chemical Treatment, Alkaline Peroxide Mechanical Pulp）是一种高效、清洁的高得率制浆方法,所生产的化学机械浆已成为目前最具发展前景的浆种之一。传统的过氧化氢漂白体系的碱源是NaOH,由于NaOH的强碱性,制浆过程中会有许多木材组分溶出,从而导致制浆废液中含有较多的阴离子垃圾和较高的COD负荷,并造成纸浆得率损失。弱碱性的MgO取代强碱性的NaOH用于制浆则可以改善这些问题。本论文以三倍体毛白杨为实验原料,在高浓停留段分别以不同的MgO取代NaOH比例进行P-RC APMP制浆,从多方面探讨MgO取代NaOH对杨木P-RC APMP工艺及浆张性能的影响。首先,探讨高浓停留段工艺参数（NaOH用量、H202用量和反应时间）对纸浆性能的影响,在主要考虑纸浆的白度和松厚度指标的情况下,对高浓停留段工艺参数进行优化。结果表明：优化后高浓停留段的工艺条件为：NaOH用量3.5%、H202用量3.5%、时间90min。然后,在优化的工艺条件下,研究高浓停留段不同的MgO取代NaOH比例对纸浆性能的影响。结果表明：随着MgO取代NaOH比例的增加（0%-60%）,纸浆抗张强度、撕裂强度指标下降,纸浆白度、不透明度、光散射系数、纸浆松厚度均增大；当MgO取代NaOH比例为40%时,纸浆白度提高2.35个百分点,松厚度和光散射系数分别提高11.9%和12.4%,而纸浆抗张指数和撕裂指数分别下降23.9%和22.4%。其次,分别探讨MgO取代NaOH对高浓停留段漂白反应历程和制浆废液的影响,用以揭示MgO取代NaOH作为碱源的优势。结果表明,MgO取代50%NaOH作为碱源后,漂液pH值始终较取代前低1.2-1.5个单位,浆料中碳水化合物和木素溶出减少,纸浆得率提高。在高浓停留段漂白反应历程中,苯醇抽出物不但不能被完全除去,反而在反应后期会有部分己溶出的苯醇抽出物重新吸附到纤维上。在高浓停留段,碳水化合物和木素的溶出过程分为两个阶段：0-45min为大量快速溶出阶段；45-120min为少量缓慢溶出阶段。在高浓停留段,采用MgO取代50%NaOH后,所得制浆废液的电导率、浊度、阳离子需求量和CODcr均明显降低,在漂白终点,采用MgO取代50%NaOH后,制浆废液电导率下降25.6%,浊度下降11.0%,阳离子需求量下降38.4%,CODcr下降18.5%.在高浓停留段,制浆废液中的碳水化合物主要是由木糖和阿拉伯糖组成。由制浆废液中糖类组分的变化,可知,采用MgO取代50%NaOH作为碱源后,高浓停留段漂白过程中可以避免阿拉伯糖溶出和减少木糖的溶出。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 三倍体毛白杨概述
• 1.1.1 三倍体毛白杨简介
• 1.1.2 三倍体毛白杨制浆特性
• 1.2 高得率浆
• 1.2.1 高得率浆特点
• 1.2.2 高得率浆的漂白特点
• 1.2.3 高得率浆的应用
• 1.3 碱性过氧化氢漂白
• 2O₂漂白机理'>1.3.1 H₂O₂漂白机理
• 2O₂漂白中的作用'>1.3.2 碱在H₂O₂漂白中的作用
• 2O₂漂白中的作用'>1.3.3 镁盐在H₂O₂漂白中的作用
• 2O₂漂白'>1.3.4 镁碱代替钠碱应用于H₂O₂漂白
• 2）代替NaOH的H₂O₂漂白原理'>1.3.5 镁碱（MgO/Mg（OH）₂）代替NaOH的H₂O₂漂白原理
• 1.4 APMP/P-RC APMP制浆工艺
• 1.4.1 APMP制浆工艺
• 1.4.2 APMP制浆工艺特点
• 1.4.3 P-RC APMP制浆工艺
• 1.4.4 P-RC APMP制浆工艺特点
• 1.4.5 APMP工艺与P-RC APMP工艺对比
• 1.4.6 P-RC APMP工艺存在的问题
• 2O₂漂白的研究现状'>1.5 镁碱代替钠碱用于高得率浆H₂O₂漂白的研究现状
• 2O₂漂白的研究进展'>1.5.1 国内镁碱代替钠碱用于高得率浆H₂O₂漂白的研究进展
• 2O₂漂白的研究进展'>1.5.2 国外镁碱代替钠碱用于高得率浆H₂O₂漂白的研究进展
• 2O₂漂白对浆料溶出组分的影响'>1.6 碱性H₂O₂漂白对浆料溶出组分的影响
• 2O₂漂白对碳水化合物的影响'>1.6.1 碱性H₂O₂漂白对碳水化合物的影响
• 2O₂漂白对木素的影响'>1.6.2 碱性H₂O₂漂白对木素的影响
• 2O₂漂白对抽出物的影响'>1.6.3 碱性H₂O₂漂白对抽出物的影响
• 1.7 研究内容、目的与意义
• 1.7.1 研究内容
• 1.7.2 研究目的
• 1.7.3 研究意义
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验药品
• 2.1.3 实验仪器
• 2.2 实验流程
• 2.2.1 木片预处理
• 2.2.2 一段化学预浸渍和二段挤压疏解
• 2.2.3 二段化学预浸渍
• 2.2.4 磨浆
• 2.2.5 高浓停留段
• 2.2.6 磨浆后处理
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 打浆度的测定
• 2.3.2 手抄片的抄造
• 2.3.3 手抄片物理性能的测定
• 2.3.4 水分的测定
• 2.3.5 溶出量的计算
• 2.3.6 综纤维素含量的测定
• 2.3.7 聚戊糖含量的测定
• 2.3.8 苯醇抽出物含量的测定
• 2.3.9 木素含量的测定
• 2.3.10 糖类组分的测定
• 3 结果与讨论
• 3.1 高浓停留段主要工艺参数对P-RC APMP纸浆性能的影响
• 3.1.1 高浓停留段NaOH用量对纸浆性能的影响
• 2O₂用量对纸浆性能的影响'>3.1.2 高浓停留段H₂O₂用量对纸浆性能的影响
• 3.1.3 高浓停留段漂白时间对纸浆性能的影响
• 3.1.4 高浓停留段工艺参数优化小结
• 3.2 高浓停留段MgO取代NaOH的比例对P-RC APMP纸浆性能的影响
• 3.2.1 不同MgO取代NaOH的比例对纸浆白度的影响
• 3.2.2 不同MgO取代NaOH的比例对纸浆松厚度的影响
• 3.2.3 不同MgO取代NaOH的比例对纸浆光学性能的影响
• 3.2.4 不同MgO取代NaOH的比例对纸浆强度性能的影响
• 3.2.5 高浓停留段MgO取代NaOH比例的优化
• 3.3 高浓停留段MgO替代NaOH对P-RC APMP纸浆配抄性能的影响
• 3.4 MgO取代NaOH对P-RC APMP高浓停留段漂白反应历程的影响
• 3.4.1 MgO取代NaOH对漂液pH值的影响
• 3.4.2 MgO取代NaOH对纸浆得率的影响
• 3.4.3 MgO取代NaOH对纸浆中综纤维素含量的影响
• 3.4.4 MgO取代NaOH对纸浆中聚戊糖含量的影响
• 3.4.5 MgO取代NaOH对纸浆中木素含量的影响
• 3.4.6 MgO取代NaOH对纸浆中苯醇抽出物含量的影响
• 3.5 MgO取代NaOH对P-RC APMP制浆废液的影响
• 3.5.1 MgO取代NaOH对制浆废液电导率和浊度的影响
• 3.5.2 MgO取代NaOH对制浆废液阴离子垃圾和CODcr的影响
• 3.5.3 MgO取代NaOH对制浆废液糖类组分的影响
• 4 结论
• 4.1 本论文的主要结论
• 4.2 本论文的创新点
• 5 展望
• 6 参考文献
• 7 论文发表情况
• 8 致谢