红麻硫酸盐法蒸煮的反应历程

以红麻全秆、秆芯和麻皮为原料,用八罐甘油浴加热蒸煮设备进行硫酸盐法蒸煮,研究了红麻全秆在硫酸盐法蒸煮中木素和碳水化合物的溶出规律,以及纸浆得率和硬度及蒸煮液浓度的变化规律,并对红麻全秆、秆芯和麻皮反应历程的异同点作了比较。 研究结果表明,红麻全秆和秆芯硫酸盐法蒸煮脱木素过程可分为三个阶段:初始脱木素阶段(130℃以前);主要脱木素阶段(130℃至在165℃下保温1小时);残余木素脱除阶段(保温1小时以后)。红麻皮脱木素可分为三个阶段:初始脱木素阶段(130℃以前);主要脱木素阶段(130℃至最高蒸煮温度165℃);残余木素脱除阶段(保温以后)。红麻主要脱木素阶段比木材早,而较草类原料晚。仅从脱木素规律来看红麻全秆和秆芯以保温2小时为宜,红麻皮以保温1小时为宜。     

介绍几个工厂的较合理的草类原料碱法蒸煮曲线

蒸煮曲线的制订,应当根据蒸煮脱木素的历程来考虑。草类原料的蒸煮脱木素历程,基本上可以分为三个阶段:(1)大量脱木素阶段,即升温到100℃以前的阶段,脱除的木素大约为60—75％;(2)补充脱木素阶段,即从100℃升温到最高温度(145—160℃)的阶段,脱除的木素大约为15—30％;(3)残余木素脱除阶段,即最高温度下的保温阶段,脱除的木素大约在5％以下。其中大量脱木素阶段最为重要,在此阶段,应该保证药     

棉秆硫酸盐法和烧碱-蒽醌法蒸煮历程的研究

研究了棉秆全秆硫酸盐法蒸煮和烧碱-蒽醌法蒸煮历程,分析了木素含量、木素脱除率、纸浆得率和碳水化合物降解率的变化.结果表明,棉秆硫酸盐法蒸煮与烧碱-蒽醌法蒸煮具有相似的蒸煮历程,脱木素过程分3个阶段:第1阶段,升温到140℃,属于脱木素初期阶段,木素脱除率达到45%左右;第2阶段,温度由140℃升到160℃,保温30min,属于大量脱木素阶段,木素脱除率达到90%左右;第3阶段,160℃下保温30min至蒸煮终点,属于补充脱木素阶段,木素脱除率达到98%以上.烧碱-蒽醌法蒸煮升温初期和保温初期反应比硫酸盐法强烈;硫酸盐法脱木素的选择性好于烧碱-蒽醌法;保温时间对棉秆蒸煮是必需的;这表明棉秆脱木素反应历程与一般草类原料有很大区别.     

巴西甘蔗渣烧碱-蒽醌法蒸煮机理的研究

对巴西甘蔗渣原料主要成分和烧碱-蒽醌法蒸煮机理进行了研究。结果表明:巴西甘蔗渣与中国甘蔗渣相比,其克拉森木素含量低,而综纤维素的含量高。巴西甘蔗渣烧碱蒽醌法脱木素的阶段性可分为大量脱木素、补充脱木素和残余脱木素三个阶段:即蒸煮温度升至100℃时,为大量脱木素阶段,木素脱除69.44%;当蒸煮温度从100℃升至160℃,此阶段为补充脱木素阶段,此阶段脱除24.18%的木素;在160℃保温150min期间为残余脱木素阶段,此阶段脱除3.38%的木素。     

棉短绒烧碱-蒽醌法蒸煮除尘机理的研究

对棉籽壳烧碱-蒽醌法蒸煮脱木素机理和棉短绒烧碱-蒽醌法蒸煮除尘工艺进行了研究,结果表明棉籽壳烧碱-蒽醌法蒸煮时,在升温至100℃时脱除34.57%的木素;当温度升到160℃时,木素的脱除率达到87.11%。因此,棉籽壳烧碱-蒽醌法蒸煮脱木素的阶段性可分为初始脱木素、主要脱木素和残余脱木素三个阶段。另外,影响棉短绒烧碱-蒽醌法蒸煮除尘的主要因素是用碱量,其次为蒸煮最高温度,影响最小的因素为保温时间。     

稻草原料蒸煮脱木素反应历程和动力学的研究

进行了稻草的烧碱、烧碱——蒽醌和碱性亚硫盐——蒽醌蒸煮反应历程的比较,以及烧碱法的脱木素动力学研究。 研究结果指出:烧碱法(包括烧碱——蒽醌法)脱木素历程可分为三个阶段,即90℃以前的大量脱木素阶段(木素脱除率达72％),从90℃——150℃为补充脱木素阶段(木素脱除率20％左右),最高温度(150℃)为残除脱木素阶段。保温阶段可以考虑取消。 在烧碱——蒽醌蒸煮中能够加快脱木素的速度,因此成浆点有较大的提前。 碱性亚硫酸钠——蒽醌(AS—AQ)蒸煮亦分为三个阶段。而纸浆得率比烧碱法高11％左右,对稻草原料来说AS—AQ是最好的蒸煮方法之一。 稻草烧碱法蒸煮脱木素反应是属于一级反应,它的活化能是11922cal/mol,烧碱——蒽醌法是10680cal/mol。     

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。     

龙须草自催化乙醇法制浆工艺及反应历程的研究

通过正交实验确定了龙须草自催化乙醇法制浆的工艺条件,并对其反应历程进行了研究。正交实验结果表明,最佳工艺条件为：蒸煮温度180℃,液比1：10,保温时间120min,乙醇浓度55％;反应历程研究结果表明：(1)木素的脱除分两个阶段：大量脱除阶段和残余脱除阶段;(2)木素和细浆卡伯值呈现很好的线性关系;(3)蒸煮至纤维分离点时,浆中仍有较多的木素,应继续保温;(4)成浆中保留了原料中的大部分灰分。     

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.     

马尾松硫酸盐法蒸煮反应历程的研究

木材中的主要组分在碱法蒸煮过程中都会发生变化,其中木素和碳水化合物的变化对制浆尤为重要。 木材碱法蒸煮过程中脱木素的反应,一般来说,可以分为三个阶段,即初始阶段、主要阶段和残余木素脱除阶段。由于蒸煮条件不同,特别是蒸煮最高温度不同,     

非木材原料碱法蒸煮甲醇产生机理的研究 第三部 分竹子硫酸盐法蒸煮过程中甲醇的产生与脱甲氧基的关系

硫酸盐法蒸煮过程中植物纤维原料所含有的甲氧基与氢氧化钠发生反应而产生甲醇。本文研究了竹子硫酸盐法蒸煮过程中甲醇产生历程与甲氧基脱除历程的关系,以及蒸煮用碱量、硫化度和保温时间等工艺参数变化时,甲醇发生量与甲氧基脱除率的变化规律。结果表明,甲醇产生历程与甲氧基脱除历程是不同的。甲醇产生历程分为两个阶段:第一阶段甲醇慢速产生阶段,从蒸煮开始升温到105℃,甲醇产生量为0.40 kg/t(odp);第二阶段甲醇快速产生阶段,从105℃到最高温度165℃下保温阶段,甲醇产生量由0.40增大到3.07 kg/t(odp)。甲氧基脱除历程分为两个阶段:第一阶段甲氧基快速脱除阶段,从蒸煮开始到升温至蒸煮最高温度;第二阶段为甲氧基慢速脱除阶段,最高温度(165℃)下保温阶段。增加用碱量、延长保温时间会增大甲醇发生量以及甲氧基脱除率。     

皇竹草KP-AQ法蒸煮性能及反应机理的研究

利用正交实验法提出皇竹草KP-AQ适宜蒸煮条件，并在该条件下研究了其蒸煮反应历程，对蒸煮纤维分离点作了探索。研究结果表明，皇竹草KP-AQ较佳蒸煮工艺条件为：用碱量17％(Na2O计)，硫化度15％，液比1：4，AQ用量0．08％，最高温度160℃，保温30min，细浆得率51．26％，卡伯值10．7；KP-AQ蒸煮脱木素具有阶段性，大量脱木素阶段为升温至105℃，脱除木素约68．03％(对原料中总木素)，补充脱木素阶段为105℃至160℃，保温约10min，脱除木素27．35％，残余脱木素阶段为在160℃下保温10—70min，脱除木素为1．48％；蒸煮纤维分离点在总蒸煮时间120min、蒸煮温度约160℃左右，粗浆得率53．2％，细浆卡伯值15.8，浆中总木素2．80％，总木素脱除率93．5％；碳水化合物、灰分和碱耗等变化具有禾草类相似的规律。     

草类原料碱法蒸煮脱木素反应历程

在木材碱法蒸煮过程中脱木素反应分为三个阶段:初始阶段、主体脱木素阶段和残余木素脱除阶段。 蒸煮初始阶段,木素除去很慢,脱木素速率与蒸煮条件无关。在此阶段中除去一部份“易溶木素” (或称“抽提木素”)。除去的量,文献所载数据相差很大。Daleski提到“易溶木素”仅占原料(黑松)中木素含量的3.5％。Basu在研究山毛榉中性亚钠法蒸煮动力学时指出:“易溶木素”占木材木素的4.17％。而有的文献报道     

麦草自催化乙醇制浆工艺及反应历程的研究

通过正交实验确定了麦草自催化乙醇制浆的工艺条件,并对其反应历程进行了研究。正交实验结果表明最佳工艺条件为：蒸煮温度195℃、液比1∶8、保温70min(升温120-130min)、乙醇和水的比例为55∶45。蒸煮脱木素历程分析表明麦草乙醇蒸煮可分为两个阶段：大量脱木素阶段和残余木素脱除阶段。     

草浆纤维结构的研究

从蒸煮的角度而言，草类原料的共同特点是木素很容易脱除在蒸煮温度100℃以前就已经大量脱木素了。其中稻草、蔗渣、龙须草的脱木素速率比荻、苇、芒杆更快。例如稻草和蔗渣碱法蒸煮时以40℃升温到90℃脱除木素就有70％以上，龙须草碱法煮时在80℃空转30min也能除去木素63升温到100℃脱木素68．5％（仅多脱去5．5％）。苇、荻硫酸盐蒸煮从50℃升温到90℃脱除木素65．3％，芒杆碱法蒸煮在80℃（空转30min并升温到110℃才脱去木素56％）可见稻草、蔗渣、龙须草做半化学浆在100℃以下即可达到脱木素60％以上，故开上连续煮器作为稻草、麦草、蔗渣、龙须草、荻、苇等半化学浆是完全合适的。     

大麻芯秆烧碱-蒽醌法制浆脱木质素反应历程

以大麻芯秆为研究对象,通过红外(IR)和13C-NMR对大麻芯秆木质素的结构进行了研究。研究了大麻芯秆烧碱-蒽醌法蒸煮脱木质素历程。根据木质素含量和碳水化合物含量的变化规律归纳出脱木质素历程的3个阶段：初期脱木质素阶段,温度升至145℃之前,木质素脱除率在32％左右;大量脱木质素阶段,从145℃到165℃保温60min,木质素脱除率近90％;补充脱木质素阶段,从165℃保温60min后到蒸煮末期。通过红外(IR)和13C-NMR对碱木质素的跟踪检测,对蒸煮各阶段中木质素结构的变化进行了分析。     

麦草亚铵法蒸煮规律性的研究

亚硫酸铵法蒸煮麦草，其蒸煮脱水素过程分为三个阶段：135℃之前药液对麦草的浸透－－磺化；到达最高蒸煮温度后及保温0.5小时，主要脱木素阶段（主要为磺化木素的溶出）；残余脱木素阶段。     

绿液预处理杨木硫酸盐法蒸煮脱木素反应历程研究

采用碱回收绿液对杨木木片进行预处理,研究了预处理后硫酸盐法蒸煮过程中脱木素反应历程及NaOH的消耗过程。研究表明,采用绿液预处理后,杨木木片得率为73.1%,木素脱除率为32.54%。预处理后的蒸煮过程中,在初始脱木素段,木素脱除率为14.52%;在大量脱木素段,木素脱除率为42.62%;残余脱木素段,木素脱除率仅为3.41%。这3个阶段的木素脱除率比传统硫酸盐法分别降低了3.55、19.38和9.11个百分点。NaOH几乎全部消耗在蒸煮初期和大量脱木素段,这2个阶段NaOH分别消耗了57.71%和42.29%;Na2S质量浓度在蒸煮初期逐渐减小,蒸煮的中后期又逐渐增大。绿液预处理硫酸盐法蒸煮不仅能提高脱木素选择性,还能提高蒸煮后浆料得率（达到50.8%）,比传统硫酸盐法浆料得率（47.9%）提高2.9个百分点。     

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。     

广东青篱竹硫酸盐法和烧碱-蒽醌法制浆机理的研究

进行了青篱竹硫酸盐法和烧碱-蒽醌法蒸煮历程的研究,其结果如下: 青篱竹硫酸盐法和烧碱-蒽醌法蒸煮脱木素历程和碳水化合物降解历程基本相同,大致可分为三个阶段: (1)初期脱木素阶段。即100℃前的升温阶段。该阶段,脱木素速率较快,碳水化合物降解速率也较快。 (2)中期脱木素阶段。指的是从100℃升温到最高温度160℃。在这个阶段,脱木素速率和碳水化合物降解速率稍有降低,竹片部分成浆。 (3)后期脱木素阶段。亦即160℃保温1小时。在这个阶段,脱木素速率降低,碳水化合物降解速率也有所降低。竹片完全分离成浆。两种蒸煮方法的规律基本一样,但烧碱-蒽醌法的碳水化合物降解少,纸浆得率高。 进行了广东青篱竹硫酸盐法和烧碱-蒽醌法蒸煮脱木素局部化学的研究,其结果如下: (1)青篱竹硫酸盐法蒸煮时,升温到140℃以前,纤维次生壁(S)的脱木素速率略高于纤维复合胞间层(CML)和细胞角(CC)的脱木素速率。140℃以后则CML和CC的脱木素速率将超过S的脱木素速率。 (2)青篱竹烧碱-蒽醌法蒸煮时,在整个蒸煮过程中,CML和CC的脱木素速率稍大干S的脱木素速率。 (3)青篱竹硫酸盐法和烧碱-蒽醌法局部化学的差别,在于蒽醌对CML和CC的木素有优先反应的趋势。