甘蔗渣1，4-丁二醇溶劑法制漿工藝及機(jī)理研究.pdf

1、有機(jī)溶劑法制漿的生產(chǎn)過(guò)程無(wú)臭氣、成漿容易漂白、木素和其他副產(chǎn)品容易回收進(jìn)行綜合利用，是一種無(wú)硫的清潔化制漿工藝。其中以乙醇和甲醇為代表的低級(jí)脂肪醇(沸點(diǎn)小于100℃)是溶劑法制漿最常用的有機(jī)溶劑，但是這類(lèi)溶劑具有沸點(diǎn)低、高揮發(fā)性和易燃等特性，在制漿過(guò)程易產(chǎn)生高壓，對(duì)制漿設(shè)備及過(guò)程操作的安全性要求很高，而且溶劑回收困難。為此，本研究以高沸醇(1,4-丁二醇，沸點(diǎn)：235℃)為溶劑，探索甘蔗渣高沸醇溶劑法制漿的工藝及其機(jī)理。研究?jī)?nèi)容主要包括

2、：制漿工藝、漿料洗滌工藝、蒸煮反應(yīng)歷程、脫木素反應(yīng)和碳水化合物降解動(dòng)力學(xué)。研究結(jié)果如下： 1、甘蔗渣高沸醇(1,4-丁二醇)為溶劑的制漿蒸煮工藝探索試驗(yàn)表明：溫度對(duì)蒸煮效果影響最大，從同時(shí)制備木素和紙漿的角度，適宜的蒸煮工藝條件為：1,4-丁二醇醇溶劑濃度60％，蒸煮溫度190℃，蒸煮時(shí)間90min，液比1:6。 2、酸催化對(duì)甘蔗渣1,4-丁二醇溶劑法制漿的影響研究表明：(1)酸催化劑(甲酸、醋酸、檸檬酸)的加入能夠明顯

3、加快木素脫除，能降低蒸煮最高溫度和減少保溫時(shí)間，其中檸檬酸的催化效果最為明顯；(2)加入甲酸、醋酸、檸檬酸作為催化劑和未添加催化劑的1,4-丁二醇制備的漿料物理性能指標(biāo)比較顯示：加入酸催化劑會(huì)使?jié){料抄紙強(qiáng)度下降；(3)紅外分析表明：加入酸催化劑對(duì)1,4-丁二醇制漿過(guò)程獲得的木素的結(jié)構(gòu)影響不大。 3、甘蔗渣1,4-丁二醇制漿洗滌工藝的研究結(jié)果：通過(guò)洗滌前后漿料卡伯值變化表明，洗滌段數(shù)、洗滌溶劑濃度是高沸醇溶劑制漿的漿料洗滌最大影響

4、因素。纖維表面SEM分析顯示：水洗不能有效洗掉溶劑制漿的漿料纖維表面吸附的木素，兩段溶劑洗滌能有效洗掉附著在纖維表面的溶出木素。本實(shí)驗(yàn)條件下，甘蔗渣1,4-丁二醇制漿的漿料洗滌適宜工藝為：洗滌溶劑濃度大于60％，時(shí)間30min，溫度80℃，液比1∶6，溶劑洗滌段數(shù)2段。 4、蒸煮反應(yīng)歷程研究表明：甘蔗渣1,4-丁二醇蒸煮制漿體系的pH值對(duì)蒸煮過(guò)程中碳水化合物和木素的溶出影響較大，蒸煮前期兩者溶出速率較快，后期趨于平緩。甘蔗渣1,

5、4-丁二醇蒸煮脫木素動(dòng)力學(xué)表現(xiàn)出兩個(gè)階段：木素主要脫除階段和木素殘余脫除階段，各階段木素濃度對(duì)脫木素反應(yīng)均為擬一級(jí)反應(yīng)，主要木素脫除階段和殘余木素脫除階段活化能分別為98.6kJ/mol和152.3kJ/mol。1,4-丁二醇蒸煮甘蔗渣制漿過(guò)程各階段碳水化合物濃度對(duì)碳水化合物降解反應(yīng)均為擬一級(jí)反應(yīng)，主要碳水化合物降解階段和殘余碳水化合物降解階段的活化能分別為117.4 kJ/mol和125.9 kJ/mol。 本論文提出了適合甘