竹浆黑液木质素热解油分子尺寸的量子化学计算及其分布特性研究

黑液木质素主要以生物质制浆造纸过程中的固体残渣形式存在,是一种潜在的生产高价值化学品的原料。本研究采用异核单量子相干核磁共振技术(HSQC-NMR)表征了竹浆黑液木质素和热解重油,并用量子化学计算方法研究了黑液木质素在600℃高温条件下热解油组分的分子尺寸。结果表明,竹浆黑液木质素由G型、S型和H型木质素单元构成,热解油的主要组分为酚类、酮类、醇类和醚类化合物。热解油小分子组分的y维度与动力学直径主要集中在6.5~8.4Å区域。根据量子化学计算结果,木质素催化热解制备高品质液体燃料可选用孔径尺寸在6.5~8.4Å的分子筛催化剂。     

落叶松树皮快速热解油的成分分析研究

利用红外光谱、差热扫描以及气相色谱-质谱联用等先进的分析手段对落叶松树皮快速热解油的主要成分进行了分析.结果表明:落叶松树皮快速热解油的成分非常复杂,含有很多酚类、醛类、酮类物质以及不饱和的C=C键和柔性集团;快速热解油中酚类物质的含量约为33%,不同的酚类物质反应活性不同,其中含有三反应活性点、二反应活性点和单反应活性点的酚类物质占热解油的比例分别为:20%、10%、3%;在140℃的条件下,热解油中的酚类物质和醛类物质发生的固化放热反应和纯酚醛树脂相类似.     

工业碱木素裂解技术研究与经济分析

采用自行设计的高温裂解床研究了工业碱木素在不同温度下的热解产物分布规律;利用色谱仪和气质联用仪分析了热解的液相产物(热解油)的主要组成。研究结果表明:在550℃下热解,工业碱木素的热解油产物比较高,工业碱木素的热解油化学组分繁多,不同温度下的热解产物组成变化较大,同时产物中发现未被彻底裂解而保留的分子量较高的物质,热解液相产物主要组成是分子结构简单的酚类、菲类、酮类、有机酸等物质。经过对裂解技术与传统燃烧技术进行粗略经济分析可见,通过裂解工艺将碱木素进行高值化利用,其价值超过传统燃烧工艺。     

生物质快速热解生物油产率和组分的影响因素

生物质快速热解是能源转化中效率较高的一种。本文从物料特性(物料组成、粒径、含水率)和反应条件(升温速率、反应温度、滞留时间、压力和催化剂)两方面对影响生物油产率和组分进行论述,分析了影响生物油组分的主要因素:物料组成、反应温度和催化剂,对影响生物油产率的主要因素物料粒径、温度和气体停留时间进行阐述。     

制浆造纸业的生物精炼化 快速热解和热解油的制造与应用

林、农作物生物质如林木加工残留物和农作物残留物秸秆等,是制浆造纸和快速热解共同使用的主要原材料。但林、农生物质大多要取自边远农村或山区,原料供应是遇到的大问题。鉴于此,制浆造纸厂大多应建在离城市较远、生长林农生物质较近之处。实际上,快速热解已开通了新的渠道:因快速热解的主要产成品是热解油(或称生物油),其得率最高可达70%~75%之多,热解油可用作价格低廉的燃料,制浆造纸业大公司,如Fortum与Metso、VTT、UPM已有将快速热解生产车间与制浆造纸业的供热、供电用的热电站(C H P)组合在一起的案例,热解油作为热电站的能源;开通的另一个渠道则是在原料基地处建造小型网络状加工点,就地加工林农生物质,就地供电、供热。这个网络也可由制浆造纸厂牵头筹建管理,它既为地方的发展提供了能源,也大大增强了纸业自身的动能,促进了纸业的发展。事实证明,快速热解生产热解油设备简单、成本低,热解油作为燃料使用效果显著。本文介绍的六种热解加工器不少已经商业化。也介绍了已经商业化的成功范例,供读者参考。     

热解条件对造纸黑液热解气化特性的影响研究

采用高温水平管式热解炉结合气相色谱分析(GC)、气相色谱-质谱联用分析(GC/MS)和扫描电镜分析(SEM)研究了麦草烧碱法黑液固形物(BLS)热解特性。同时,利用热重分析仪(TG)考察了制焦温度和气化温度对BLS半焦的CO_2气化特性的影响作用。实验结果表明,BLS热解过程中低于200℃时的失重是由结合水的释放造成的,200~400℃的失重是主要由H_2O和芳烃释放造成的,400~600℃的失重主要是由大部分的酚类、烷烃类和酮类释放造成的,600~1000℃的失重是由CO的释放造成的。BLS在400℃和500℃热解产生焦油主要成分是酚类、醇类、酮类和酸类化合物,700℃和800℃热解产生焦油主要成分为酚类和酮类化合物。BLS半焦的形成温度越低,其CO_2气化反应性越好;气化温度由800℃升高到1000℃时,可以明显提高BLS半焦的CO_2气化反应性。     

生物油脲醛树脂胶合成研究

以快速热解生物油为原料合成生物油脲醛树脂胶黏剂.对快速热解生物油进行脱水、碱活化.以胶合强度和甲醛释放量为目标,选取碱活化生物油尿素替代率Sr、甲醛与脲素的摩尔比F/U及碱活化生物油与甲醛反应时的pH值为实验因子,设计3因素3水平的正交实验优化合成工艺.研究这3个因子对生物油脲醛树脂胶粘剂性能的影响.结果表明,影响生物油脲醛树脂胶粘剂胶合强度和甲醛释放量的主要因素为碱活化生物油尿素替代率;优化工艺为:碱活化生物油尿素替代率为20％,F/U为1.5,生物油与甲醛反应时的pH为10.0.     

造纸黑液热解机理研究进展

介绍了国内外关于黑液热解机理方面的研究,包括动力学实验与模型研究,黑液中各种有机组分对热解气体、焦油、焦炭产物形成的贡献,以及硫和钠两种重要过程元素在黑液热解过程的热化学行为.对黑液热解研究方向提出了建议.     

造纸黑液热解机理研究进展

介绍了国内外关于黑液热解机理方面的研究,包括动力学实验与模型研究,黑液中各种有机组分对热解气体、焦油、焦炭产物彤成的贞献,以及硫和钠两种重要过程元素在黑液热解过程的热化学行为.对黑液热解研究方向提出了建议.     

碱木素热解特性的初步研究

用热重分析法研究了从黑液中提取碱木素的热解行为及其动力学规律,并分析了碱木素在不同升温速率下的热解特性。结果表明,碱木素的非等温失重过程由脱水、保持、剧烈失重和缓慢失重4个阶段组成,其热解的主要阶段大约在250～500℃,热解开始较早且持续的时间较长,热解后残余物的质量分数高达30%;根据Coats-Redfern法可描述热解过程并计算出样品在不同升温速率下的热解动力学参数。     

稻草的氧碱法制浆(5)——对循环制浆过程黑液的评价

稻草的黑液循环氧碱法制浆在保证获得稳定的制浆质量的前提下,可使碱浸渍黑液和氧气蒸煮黑液的固含量分别提高到１６％和１１％左右,且氧气蒸煮黑液可省去脱硅处理。     

具有黑液处理段的麦草酶法制浆

在酶法化学制浆时,对酶处理后的麦草再进行黑液处理,并进而蒸煮成浆,研究了具有黑液处理段的酶法化学制浆效果.结果表明,与对照浆相比,相同蒸煮条件下酶处理可以使纸浆卡伯值多降低约2个单位,但对纸浆得率影响不大,蒸煮后黑液的有效碱浓度增加.在较低的蒸煮用碱量条件下,提高预处理黑液的有效碱浓度,有利于降低纸浆的硬度,但当用碱量较高时,增加预处理黑液的有效碱浓度对减少纸浆的卡伯值作用不大.     

麦草碱预提取制备低聚木糖并改善纸浆及黑液性能

利用稀碱蒸煮对麦草进行预提取,对提取液进行纯化、酶解,并外对预提取后的固体物料进行烧碱法蒸煮.分析了提取液、低聚木糖溶液的成分和预提取后固体物料及所制得纸浆的组分含量,考察了纸浆的特性及黑液物化性能,探讨了预提取的作用效果.结果表明,预提取最佳用碱量为4％～6％,低聚木糖得率可达7.22％,聚合度为2.32;后续低碱蒸煮获得纸浆的卡伯值、黏度均与对照纸浆相近,白度、裂断长、撕裂指数和耐折度等均高于对照浆;黑液黏度低于对照黑液,高位发热量高于对照黑液,可达到15MJ/kg 以上.     

麦草浆黑液碱回收现状及有关问题的探讨

在总结已有麦草浆碱回收工程成功经验的基础上，从提取、硅干扰、蒸发、燃烧、苛化等各方面，分析了存在的问题，并提出相应的措施，希望能对麦草浆碱回收工程的实践有所裨益。     

蒸发燃烧一体化草浆黑液碱回收系统

以草浆黑液浓度特征为依据,开发了蒸发燃烧一体化碱回收工艺。热风炉作为草浆造纸碱回收蒸发燃烧一体化的创新设备,用于向碱炉炉膛灌输热量、维持了蒸发燃烧的热平衡;旋风喷淋蒸发器是该系统用于余热回收和碱灰回收的设备。同时对黑液提取工艺和绿液苛化工艺进行了改进,从而开发出了一种低投入．效益尚好、少排放的草浆造纸碱回收系统。其中的设备有多台获得发明专利。     

麦草浆黑液中LCC组分及黑液热解处理研究

从麦草浆黑液中分离并鉴别LCC组分,指出麦草浆黑液LCC含量要比马尾松浆黑液高5.35倍,证实LCC是麦草浆黑液高粘度和低燃烧膨胀性的主要原因之一。采用原料高温蒸煮和黑液高温裂解的热处理工艺,可以使麦草浆黑液LCC含量降到拉近马尾松浆黑液的含量,粘度降低40%左右,VIE值提高3倍左右,但仍明显差于马尾松浆黑液。本文还比较了两种处理工艺的优劣。     

苇浆黑液碱回收白泥精制填料碳酸钙的研究

本文通过对碱法苇浆黑液苛化白泥的精制工艺的研究,优化了苇浆黑液苛化白泥为碳酸钙填料的精制工艺。     

一种快速测定桉木碱法制浆黑液中残余有效碱的方法

研究了一种快速测定桉木碱法制浆黑液中残余有效碱的方法.该方法是在黑液中加入适量BaCl2溶液后,采用0.100 mol/L的标准盐酸溶液直接滴定,省去标准滴定法中样品静置沉淀及过滤等步骤.对桉木不同蒸煮工艺下产生的黑液样品的滴定结果表明,桉木碱法制浆黑液中残余有效碱直接滴定法的终点pH值为10.2;且终点pH值在10.2±0.05范围内的测定精度可以满足残余有效碱分析的要求.该方法操作简单、准确性好,适用于生产中对桉木黑液残余有效碱的快速测定,也可供其他碱法制浆生产企业参考.     

纤维密封材料生产中助滤体系的应用研究

研究了一种快速测定桉木碱法制浆黑液中残余有效碱的方法。该方法是在黑液中加入适量BaCl₂溶液后,采用0.100 mol/L的标准盐酸溶液直接滴定,省去标准滴定法中样品静置沉淀及过滤等步骤。对桉木不同蒸煮工艺下产生的黑液样品的滴定结果表明,桉木碱法制浆黑液中残余有效碱直接滴定法的终点pH值为10.2;且终点pH值在10.2±0.05范围内的测定精度可以满足残余有效碱分析的要求。该方法操作简单、准确性好,适用于生产中对桉木黑液残余有效碱的快速测定,也可供其他碱法制浆生产企业参考。