研究蒸煮反应动力学的实验和计算新方法

提出一种研究蒸煮反应动力学的实验和计算新方法。通过对不同恒温条件下的反应速率常数计算,采用与实际蒸煮反应相同的液比,用较短的时间周期的有效碱浓度变化值和木素含量变化值计算得出了硫酸盐法和烧碱蒽醌法棉秆蒸煮反应的活化能。棉秆硫酸盐法蒸煮反应的活化能和棉秆烧碱蒽醌法蒸煮反应的活化能在整个脱木素阶段基本是一致的。硫酸盐法蒸煮反应的活化能为95.0kJ/mol。烧碱蒽醌法蒸煮反应的活化能是138.1kJ/mol,高于硫酸盐法蒸煮反应活化能,说明硫酸盐法蒸煮脱木素反应比烧碱蒽醌更容易。     

硫酸盐法蒸煮中黑液回用对脱木素速率的影响

研究了回用黑液中可溶性木材组分对针叶木硫酸盐法蒸煮脱木素速率的影响。结果表明,加入黑液后,在大量脱木素阶段脱木素速率明显提高,残余木素脱除阶段脱木素速率降低。用不同孔径的陶瓷膜对针叶木制浆黑液进行分级,观察黑液中不同分子质量组分的木素如何影响脱木素速率。结果表明．脱木素速率主要取决于芳香族化合物的含量而不是木素碎片的大小。但是,低分子质量木素组分比高分子质量的木素组分含有更多的芳香族化合物：这些结果或许可以用来解释在针叶木硫酸盐法蒸煮的大量脱木素阶段加入工业黑液的积极作用。     

荻苇自催化乙醇法制浆反应动力学的研究

通过测定浆中残留木素与保温时间的变化规律,研究了荻苇自催化乙醇制浆的反应动力学.研究表明:荻苇自催化乙醇制浆脱木素反应为一级反应;脱木素速率明显地分为两个阶段:保温开始至30min左右为大量脱木素阶段,从保温30min至保温结束,为残余木素脱出阶段;大量木素脱出阶段和残余木素脱出阶段的反应活化能Ep和Er分别为77.13 kJ/mol和156.70kJ/mol.     

加勒比松Na2S预处理硫酸盐－AQ蒸煮脱木素的特点及反应动力学

本文对加勒比松Ｎａ２Ｓ预处理硫酸盐—ＡＱ法蒸煮的脱木素特点及脱木素反应动力学进行了研究，结果表明：由于在Ｎａ２Ｓ预处理段，Ｎａ２Ｓ大量渗透并与木素发生反应，有利于在蒸煮段木素的深度脱除，因此，在试验条件下，能获得卡伯值２０以下的低硬度纸浆，电镜—能谱分析结果证实其反应机理；脱木素反应动力学研究结果表明，在本试验条件下，Ｎａ２Ｓ预处理段及硫酸盐—ＡＱ蒸煮段的脱木素反应活化能分别为４１．１ＫＪ／ｍｏｌ及９４．２ＫＪ／ｍｏｌ。     

荻自催化乙醇制浆反应动力学的研究

对荻自催化乙醇法蒸煮脱木素动力学进行了研究.结果表明,荻乙醇制浆脱木素反应为一级反应.木素大量脱除阶段和木素残余脱除阶段的反应活化能分别为77.13 kJ/mol和156.7 kJ/mol,高于KP法,低于桉木、云杉、甘蔗渣自催化乙醇法.     

加勒比松Na2S预处理硫酸盐—AQ蒸煮脱木素的特点及反应动力学

本文对加勒比松Ｎａ２Ｓ预处理硫酸盐－ＡＱ法蒸煮的脱木煮特点及脱木素反庆动力学进行了研究，结果表明：由于在Ｎａ２Ｓ预处理段，Ｎａ２Ｓ大量渗透并与木素发生反应，有利于在蒸煮段未来的深度脱除，因此，在试验条件下，能获得卞伯值２０以下的低硬度纸浆，电镜－能谱分析结果证实其反应机理；脱木素反应学动力学研究结果表明，在本试验条件一，Ｎａ２Ｓ预处理段及硫酸盐－ＡＱ墨煮段的脱木素反应活化能分别为４１．１ＫＪ／ｍｉ     

碱法制浆蒸煮历程与动力学研究

硫酸盐法和烧碱蒽醌法作为主要的碱性制浆方法得到广泛应用。众多研究人员对这两种制浆方法蒸煮历程和动力学进行了深入细致的研究,一般认为蒸煮历程主要分为三个阶段：初始脱木素、大量脱木素、补充脱木素,不同原料不同方法其各个阶段不尽相同。不同制浆方法其蒸煮动力学有很大的区别,总的看来,碱法脱木素反应活化能：针叶木〉阔叶木〉草类。     

木素和碳水化合物化学结构对硫酸盐法制浆工艺及生物燃料生产的影响

大多数研究将重点放在认识单个木材组分的行为上,其目的旨在确定阔叶木材脱木素和碳水化合物的降解。这些研究倾向于测定脱木素速率或碳水化合物降解速率,但没有考虑某些相关变量引起的潜在相互影响。本文详细研究了大多数阔叶木材硫酸盐法制浆时木素和碳水化合物的降解过程,并测得桉木、山腊梅、蓝桉、枫香树、枫树、红橡树、红桤木、杨木和合欢树的脱木素速率;同时还研究了这些材种在主要脱木素阶段葡聚糖、聚木糖和总碳水化合物的溶解动力学。脱木素速率与碳水化合物的降解速率变化范围较大,与木材化学特性有关。结果表明,阔叶木硫酸盐制浆性能的差异主要受紫丁香基与愈疮木基比率和木素碳水化合物复合体（LCC）的影响。     

大豆秸秆乙醇预处理脱木素动力学研究

在保温温度170℃、保温时间90 min、乙醇浓度50%的条件下对大豆秸秆进行乙醇预处理,并对预处理后大豆秸秆进行成分分析,发现乙醇预处理主要脱除了大豆秸秆中的半纤维素和木素(脱除率分别为82.9%和62.0%)。动力学研究发现,乙醇预处理脱木素反应为一级反应,脱木素过程由大量脱木素段和补充脱木素段组成,且预处理反应进入补充脱木素段的温度要高于160℃。在保温温度为170℃时,大量脱木素段和补充脱木素段的木素脱除率分别为87.9%和12.1%。大量脱木素段主要脱除的是小分子木素(相对分子质量为9101);而补充脱木素段脱除的木素的相对分子质量较大,达到12961。对比2个阶段的木素脱除速率发现,大量脱木素段的脱除速率(k大=4×10-4 s-1)高于补充脱木素段(k补=4×10-5 s-1),说明大量脱木素段木素脱除速率较快。     

蓝桉的乙醇—水制浆动力学和浆的性能

蓝桉的乙醇-水(体积比为1:1)制浆法已分别在165、175和180℃的温度下进行过研究。所得浆未经过催化系统和预处理,仅为单段操作。浆得率在60%以上;浆的木素含量为10%,相当于除去木材中约70%的木素。 该动力学是以大多数制浆过程和脱木素反应为依据。在175℃时其制浆速率常数为     

甘蔗渣活性氧固体碱蒸煮的脱木素动力学

探讨了甘蔗渣活性氧固体碱蒸煮的脱木素过程及脱木素动力学.通过建立合适的动力学模型,求出相关的动力学参数.研究结果表明,升温阶段的50～140℃为初始脱木素阶段,140～170℃为大量脱木素阶段.在高温条件下进行保温时,80 min内木素脱除较快,保温时间超过80 min后,木素脱除不明显.氧脱木素对脱木素反应的级数为1.30,H2O2用量对脱木素反应的级数为0.044,氧压对脱木素反应的级数为0.32,反应活化能为98.57kJ/mol,指前因子为1.12×109.     

不同预处理方法对构树脱木质素动力学的影响

以构树为原料,利用碱和乙醇对其进行预处理,通过分析两种预处理方法脱木质素的动力学特性,比较它们在脱木质素速率及活化能方面的差异。结果表明,碱法和乙醇预处理构树脱木质素属于一级反应,脱木质素过程主要由大量脱木质素和残余脱木质素阶段组成。在碱法和乙醇预处理中,进入残余脱木质素阶段的温度分别高于130°C和150°C。脱木质素速率会随着预处理温度的升高而提高,且大量脱木质素阶段的速率高于残余脱木质素阶段。比较两种预处理方法的脱木质素动力学数据发现,低温时,两种预处理方法的脱木质素速率相同,而在中、高温时,碱法预处理的脱木质素速率略高于乙醇预处理。在大量脱木质素阶段,碱法预处理脱木质素的活化能为100.2 kJ/mol,乙醇预处理脱木质素的活化能为82.3 kJ/mol,说明乙醇预处理较碱法预处理更容易脱除木质素。     

描述桉木硫酸盐浆氧脱木素过程动力学的新模型

以桉木硫酸盐浆为原料,考察了氧脱木素温度、氧压、NaOH用量及反应时间对木素脱除程度的影响及残碱的变化规律。研究发现,氧脱木素过程溶液的NaOH浓度与纸浆卡伯值(用于表征纸浆木素含量)的自然对数之间呈线性关系;结合这一关系,建立了引入碱浓动态变化的氧脱木素动力学模型。结果表明,该模型能很好地预测桉木硫酸盐浆在各种工艺条件下的纸浆卡伯值(R2=0.980)。与传统氧脱木素动力学模型相比,该模型在参数量的控制及参数设置的合理性方面更具优势;由于考虑了过程残碱的变化,动力学模型参数的拟合结果更接近理论值。     

深度脱木素技术

介绍了蒸煮过程深度脱木素的原理以及此原理在蒸煮设备中的应用,同时对氧脱木素技术进行了探讨.     

落叶松制浆性能改善及其得率提高潜在途径的研究——第一部 分硫酸盐蒸煮脱木素动力学

详细研究了落叶松硫酸盐蒸煮脱木素各阶段的反应动力学特征，建立了相应的动力学模型。     

硫酸盐竹浆两段氧脱木素目标脱木素率的确定

研究两段氧脱木素工艺参数对硫酸盐竹浆脱木素率和黏度下降率的影响,分析了脱木素率与所得浆料中α-纤维素含量、聚戊糖含量和灰分之间的关系。结果表明,硫酸盐竹浆两段氧脱木素目标脱木素率约为68%较为适宜,其所对应的一段和二段氧脱木素活性碱用量、氧压、反应温度、反应时间分别为3.0%、0.9 MPa、80℃、40 min和2.0%、0.3 MPa、100℃、60 min。超过该脱木素率,尽管浆料中聚戊糖含量随脱木素率的提高有所下降,但α-纤维素含量在该过程中上升不明显,而黏度下降率则显著增加。另外,研究还发现,当两段氧脱木素活性碱总用量超过5.0%时,浆料黏度下降率急剧升高所对应的脱木素率转折点约为64%。在保证浆料黏度没有显著降低的前提下,为尽可能脱除木素(达到68%的目标脱木素率),两段氧脱木素活性碱总用量不应超过5.0%。     

表面活性剂强化的氧脱木素的研究

氧脱木素是TCF漂白和大部分ECF漂白的重要组成部分。为了提高氧脱木素率，尝试在氧脱木素中加入4种不同类型的表面活性剂，结果发现：阴离子型表面活性剂和非离子．阴离子复合型表面活性剂能有效地提高木素脱除率，且纤维粘度的损失不大，而阳离子型表面活性剂对脱木素有负面作用。当阴离子表面活性剂用量为1％时，木素脱除率从28．7％提高到51．5％，白度提高了8．83％ISO。纤维的SEM观察表明，表面活性剂强化的氧脱木素浆的纤维更为柔软润胀，部分分丝，暴露出更多的S2层。表面活性剂强化的氧脱木素和酶漂段、H2O2漂白结合的TCF漂白流程可将麦草烧碱．AQ浆漂到80％ISO以上的白度，而且浆料有很好的强度。