【摘要】：近年來(lái),造紙工業(yè)排放的標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格,紙漿漂白段的污染控制成為實(shí)現(xiàn)造紙工業(yè)清潔生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。臭氧作為一種高效的含氧漂劑,越來(lái)越受到造紙工業(yè)的重視。低濃紙漿臭氧漂白工藝的研究將為臭氧在紙漿漂白中的工業(yè)化應(yīng)用提供一條更有效、更具有可操作性的途徑。闊葉木作為我國(guó)主要的造紙?jiān)牧现?選擇闊葉木漿作為本論文的研究對(duì)象,具有較為廣泛的針對(duì)性。本論文采用自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室低濃臭氧漂白反應(yīng)裝置對(duì)低濃硫酸鹽闊葉木漿的臭氧漂白工藝進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。首先,通過單因素實(shí)驗(yàn),探究漿濃、pH、臭氧用量、反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)低濃闊葉木漿臭氧漂白工藝的影響,得到各自較適宜的工藝條件范圍;在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用響應(yīng)面優(yōu)化法對(duì)臭氧漂白工藝條件進(jìn)行優(yōu)化,以漿濃、pH和臭氧用量為響應(yīng)因子,根據(jù)Box-Behnken實(shí)驗(yàn),分析3個(gè)因素及其交互作用對(duì)漂后紙漿白度、卡伯值以及黏度影響的顯著性,得到該低濃闊葉木漿臭氧漂白的較優(yōu)工藝條件為:漿濃3%,pH=2.0,臭氧用量1.0%,該實(shí)驗(yàn)條件下臭氧漂后闊葉木漿的白度、卡伯值、黏度分別為:43.5%ISO,7.47,700 mL/g。以臭氧用量作為自變量,研究臭氧漂白效果隨臭氧用量的變化,得到卡伯值隨臭氧用量變化的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑?K=7.359x(O_(3CON))~(-0.2318),以0.8%的臭氧用量為分界點(diǎn),分別得到黏度、白度隨卡伯值變化的分段函數(shù),并建立了漂白效率、選擇性與臭氧用量之間的關(guān)系模型。臭氧漂白的動(dòng)力學(xué)模型包含脫木素動(dòng)力學(xué)模型以及碳水化合物降解動(dòng)力學(xué)模型,結(jié)果表明,臭氧漂白過程反應(yīng)復(fù)雜,其反應(yīng)速率為多種因素共同作用的結(jié)果,對(duì)臭氧漂白的脫木素動(dòng)力學(xué)采用指數(shù)模型:脫木素反應(yīng)活化能E=40.190 KJ/mol。碳水化合物的降解動(dòng)力學(xué)可看做由兩個(gè)零級(jí)反應(yīng)組成:其中,E_2=68.133 KJ/mol,E_3=40.132 KJ/mol。根據(jù)漂后紙漿的紅外光譜、結(jié)晶度分析以及纖維形態(tài)觀察對(duì)臭氧漂白的機(jī)理進(jìn)行研究。紅外光譜分析和結(jié)晶度變化表明低濃紙漿的臭氧漂白會(huì)破壞苯環(huán)上的羰基等發(fā)色基團(tuán),使木素降解溶出,纖維素的純度提高;V助劑的添加可以提高漂后漿料的結(jié)晶度,使纖維素得到保護(hù)。纖維形態(tài)觀察發(fā)現(xiàn),臭氧漂白會(huì)對(duì)纖維表面造成損傷,使纖維表面出現(xiàn)嚴(yán)重的撕裂和分絲帚化現(xiàn)象;添加V助劑能有效保護(hù)纖維,減輕臭氧對(duì)其的破壞。
【圖文】：

圖 1-8 氧脫木素過程示意圖Fig.1-8 The sketch of oxygen delignification process木素的動(dòng)力學(xué)模型主要有兩大類，即雙一級(jí)脫木素動(dòng)應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型。其中雙一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型[74]，也被稱，該模型的應(yīng)用較為廣泛。類似于二氧化氯脫木素中的伯值的下降過程也被分為兩個(gè)階段。雙一級(jí)動(dòng)力學(xué)模1 1 2 22 2- -1 O 1 2 O 2- [OH ] [P ] [OH ] [P ]m n m ndKk K k Kdt+ 值， k—反應(yīng)速率常數(shù)， m、n 分別表示用堿量和氧木素階段，2 表示緩慢脫木素階段。學(xué)模型相對(duì)應(yīng)的是指數(shù)脫木素動(dòng)力學(xué)模型（假設(shè)脫木a -- [OH ] [P ]aEb cRTdKAe K

第一章 緒論究結(jié)果表明，高濃紙漿臭氧漂白時(shí)，未漂的桉木硫反應(yīng)的最大反應(yīng)速率分別為 58.6 和 132mmol/kg/速率則分別為 56.8 和 134mmol/kg/min，木素和己都發(fā)生在最初的 10 秒，并在不到 1 分鐘內(nèi)快速下氧漂白過程中，由于存在大量的水溶液，纖維的分溶液的化學(xué)吸收擴(kuò)散模型[88]（雙膜理論）對(duì)漂白過1-10）：
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TS745

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2660395