基于制浆废液和麦草废渣的生物质颗粒燃料预测模型的建立及分析

以麦草制浆备料工段中产生的麦草废渣和制浆过程产生的制浆废液为原料,通过混合压缩成型工艺制备麦草废渣颗粒燃料,以期提高制浆造纸工业废弃物的利用价值。为探究制浆废液对生物质颗粒燃料成型的影响机制,参照麦草废渣组分,将粉末状商业纯纤维素和半纤维素在质量比10.17∶7.62下与制浆废液混合,制备生物质颗粒燃料模型,并通过曲线拟合建立生物质颗粒燃料预测模型,探究制浆废液中固形物含量对颗粒燃料成型性能及其物理性能的影响机制。结果表明:制浆废液可以提高燃料颗粒间的黏结力,有利于颗粒燃料成型,改善了麦草废渣颗粒燃料的物理性能。当制浆废液固形物含量为10.28%时,麦草废渣颗粒燃料显示出较好的物理性能,其抗渗水性为84.90%,压缩应力为1.45 MPa。生物质颗粒燃料预测模型对麦草废渣颗粒燃料物理性能的预测结果误差小于5%,显示出较高的预测精度。研究结果可为生物质颗粒燃料的制备技术提供理论参考,同时为制浆造纸工业废弃物的综合利用提供新思路。

基于麦草废渣模型颗粒燃料的构建探究制浆废液对颗粒燃料性能的影响

分别以麦草废渣、纤维素/半纤维素为原料,掺杂制浆废液,通过直接压缩成形,制备了生物质颗粒燃料及其模型物,并对生物质颗粒燃料的物理性能和燃烧性能进行了研究。结果表明,制浆废液中因含有木质素、糖类等有机成分而具有较好的黏结性,能够提高颗粒燃料的物理性能。由固含量4.29%的制浆废液制备的模型颗粒燃料,横向抗压强度和燃烧热值最高值分别为128.28 MPa和16 806.4 J/g,明显高于由水制备的颗粒燃料,但该模型燃料的综合燃烧特性指数降低为1.69×10^(-9)%^(2)/(min^(2)·℃^(3))。

麦渣与制浆废液共混制备成型颗粒燃料及其燃烧特性分析

为研究麦渣与制浆废液共混制备的成型颗粒燃料的燃烧特性,通过热重分析法对其燃烧热力学及燃烧动力学进行了研究。结果表明:制浆废液的添加使颗粒燃料出现固定碳的二次燃烧阶段,有利于降低成型颗粒燃料的挥发分、固定碳燃烧阶段的点火温度及最大燃烧速率温度,对颗粒燃料的燃烧有正向协同作用;制备的颗粒燃料的一阶动力学模型拟合曲线的相关系数在0.95以上,颗粒燃料在挥发分燃烧和固定碳燃烧阶段的活化能和指前因子均随制浆废液的添加而降低。当废液固形物质量分数为53%时制备的成型颗粒燃料,其挥发分燃烧阶段和固定碳燃烧阶段的活化能为72.85和83.52 kJ/mol,指前因子为2.82×10^(6)和3.73×10^(5) min^(-1)。制浆废液的添加使颗粒燃料更易燃烧,且燃烧过程稳定不易爆燃。

碱性及中性亚硫酸盐制浆废液用作锌矿粉粘合剂

对落叶松AS-AQ法制浆废液和杨木NS-AQ法制浆废液的混合液用作锌矿粉的成型粘合剂进行了研究,并与酸性亚硫酸盐法木浆废液及亚硫酸氢镁法苇浆废液的粘结效果进行了比较。结果表明,混合液的适宜应用工艺条件是:干燥温度165℃,干燥时间20min,物料配比为:锌矿粉∶废液用量∶水=75∶3.75∶1(质量比)。在各自的适宜工艺条件下,取相同的废液用量,混合液具有最好的粘结效果。

改性亚硫酸盐制浆废液对沙土结构的作用研究

利用木质素磺酸盐与丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)等单体的接枝共聚反应,直接对亚硫酸盐制浆废液(SSL)进行接枝改性。研究了SSL及不同接枝改性产物对沙土结构的影响,当施用剂量为0.2%时,用AA和AM接枝改性产物处理的沙土样品中干态稳定性团聚体(>0.25mm,COAs)含量分别提高到47.6%和45.9%,水稳定性团聚体含量分别提高到38.1%和39.9%。二元接枝改性产物中,AA/AM比率为20/80时产物的沙土改良效果最好。本文还将聚合物对土壤的作用机理进行了评述;提出干燥状态下阴离子基团与沙土颗粒的结合强于非离子基团的结合,聚合物与沙土之间的结合与粘接作用有关。

改性碱法制浆废液共聚物降粘剂的研究

聚合物钻井液在深井阶段使用过程中,发生稠化时,若采用传统的降粘剂处理,会因降粘剂兼有的分散作用而改变体系的不分散性。因此,需要研制出一种新型降粘剂,使它能同聚合物相互作用,一定程度上遮盖聚合物的吸附基团,削弱聚合物同粘土的桥联结构,使其收缩就可能使体系降粘。研究出了以碱法制浆废液、2丙烯酰胺基2甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)、二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)为原料合成钻井液降粘剂的方法,讨论了合成条件对共聚物降粘剂降粘性能的影响,并对产物的降粘能力进行了评价。实验结果表明,所合成的产品具有良好的降粘能力、抗温、抗盐和抗钙性能,加量为0.3%时,降粘效果最佳;抗温达150℃,抗NaCl达30%,抗CaCl2达1.0%。

制浆废液处理污泥改良酸性土壤的试验研究(Ⅰ)——污泥改土对土壤性质的影响

采用室内塑制质反应器培养方法,研究了制浆废液处理的木质素污泥对酸性土壤的改良效果。结果表明,木质素污泥能有效改良土壤酸性,使达到植物生长发育适宜的pH条件。同时,利用污泥改土能有效抑制酸壤中毒害元素的活性,有利于提高土壤中有效磷的含量,对促进植物吸收营养元素具有积极作用。木质素污泥改土的适宜用量为耕层土壤量的0.25%～0.50%,细度≤0.9mm。

化学机械法制浆废液中污染物质的白腐菌降解 第3部分 白腐菌生化降解前后废液的气相色谱/质谱分析

在采用白腐菌处理化学机械法制浆废液探索研究的基础上 ,利用气相色谱 /质谱联用检测技术 ,分析了生化处理前后废液中有机污染物的变化。研究结果表明 ,CTMP制浆废液中的毒性有机污染物主要为含有不同取代基的芳香族酚类、醇类、醛类、醚类、酯类和有机酸类等。预处理段废液和磨浆段废液相比 ,主要污染成分的相对含量存在着差异。经过白腐菌生化处理之后 ,废液中检测出来的污染物种类和含量均发生了明显变化 ,多种芳香族化合物的结构及其联接键发生断裂破坏 ,废液有机污染物的毒性显著降低。

制浆废液木质素类固沙剂研究进展

介绍了制浆废液木质素的结构特征、不同改性方法制备的木质素类固沙剂的结构与固沙效果,并提出了木质素类固沙剂的改性研究思路。制浆废液中木质素来源丰富、价格低廉,改性后可提高沙子或土壤的抗压强度、抗风蚀强度、聚集体的含量等,因而在防风固沙方面逐渐成为研究热点。

CTMP制浆废液污染特征及脱色方法

研究了马尾松-尾叶桉CTMP制浆废液的污染特征及脱色方法。结果表明,CTMP制浆废液污染负荷高,其多酚类有机物中酚羟基的离子化作用及与金属离子的络合作用以及木素类物质是导致废液颜色深的主要原因,并且色度随废液pH值的升高显著增加。通过与活性炭吸附法、混凝法、电絮凝法和Fenton试剂法的分析比较,认为动态复合电解法是CTMP制浆废液高效、经济和可行的脱色方法。

化学机械法制浆废液中污染物质的白腐菌降解 第1部分 CTMP废液的污染负荷与白腐菌生化降解的探索研究

研究了马尾松 尾叶桉热磨化学机械法制浆废液的污染特性及其生化可降解性 ,探索了利用白腐菌降解废液中污染物质的可行性 ,分析了污染物质生化降解的过程及其影响因素。研究结果表明白腐菌能够适应热磨化学机械法制浆废液的水质条件 ,有效地降解导致耗氧量的污染物质 。

化学机械法制浆废液中污染物质的白腐菌降解 第2部分 无外加营养盐条件下污染物质的白腐菌生化降解

进行了白腐菌处理化学机械法制浆废液的工艺实验研究 ,包括利用白腐菌降解酶的作用去除污染物质与脱色的可行性、生化处理过程影响因素的分析。研究结果表明白腐菌具有降解废液中污染物质的能力。在无外加营养盐的条件下 ,白腐菌可以直接利用废液中存在的碳水化合物降解产物作为碳源生长 。

利用高得率浆制浆废液改善OCC纸浆的物理性能

将杨木APMP制浆废液与阳离子醚化剂进行改性反应,研究了醚化剂用量不同的改性废液对OCC纸浆物理性能的影响。同时考察了应用助留体系改善未改性废液中半纤维素在纸料中的留着效果。结果表明,废液改性反应中阳离子醚化剂用量为80%(对废液中半纤维素质量)时,改性废液对OCC纸张物理性能的改善效果最为明显。同时,助留体系对改善废液中半纤维素在浆料中的留着效果显著,最佳助留体系为:HCS-CPAM二元助留体系。

从APMP制浆废液分离所得半纤维素的改性和应用

以从APMP制浆废液中分离的半纤维素为原料,将其用醚化剂阳离子化后用于纸张物理性能的增强。结果表明,阳离子半纤维素的最佳制备条件是醚化剂用量为100%、NaOH用量为6%(均为对半纤维素绝干质量比)、反应时间为4 h和温度为65℃,此时得到取代度为0.08的季铵型半纤维素。采用红外光谱对改性前后半纤维素的结构进行表征。改性后的季铵型半纤维素对阔叶木浆、针叶木浆以及OCC纸浆均具有明显的增强作用。

造纸制浆废液减水剂研究

针对不同原料、不同制浆蒸煮方法产生的四种废液 ,通过简短的工艺回收、改性制得以木质素磺酸盐为主要成分的复合型减水剂。对其减水等性能进行了研究。其结果表明 ,掺量 2‰～ 5‰时净浆流动度为 10 9～ 174毫米 ,掺量 2‰～ 3‰时砂浆减水率为 15 .3%～ 16 .7% ,砂浆 3天、7天减水抗压强度比均大于 115 %。

杨木APMP制浆废液化学成分的分析

对杨木APMP制浆废液的组分进行了定性和定量分析。结果表明,杨木APMP制浆废液的固含量为12.3%,废液的主要成分为半纤维素、木素、抽出物和无机物,其相对含量分别为54%、17%、14%和15%。杨木APMP制浆废液甲基叔丁基醚(MTBE)抽出物的气相液相质谱仪(GSMS)分析结果显示,抽出物中含有25种物质,其中小分子羟基酸和木素降解产物的含量分别为12%和50%。脂肪酸和甾醇是杨木APMP制浆废液亲脂性抽出物的主要成分,含量分别为29%和9%。

碱性和中性亚硫酸盐法制浆废液合成木素铁铬盐的研究

对中性亚硫酸钠 -蒽醌法杨木浆废液 (NS L)和碱性亚硫酸钠 -蒽醌法落叶松废液 (AS L)及二者的混合液 (体积比 4∶1 ) (M L) ,作了合成木质素铁铬盐的研究。并与酸性亚硫酸盐法木浆废液 (Ca L)及亚硫酸氢镁法苇浆废液 (Mg L)的合成木质素铁铬盐进行了比较。结果表明 ,浓H2 SO4 用量、反应温度和反应时间是反应的主要影响因素。NS L的适宜反应条件是 :反应温度 :40℃ ;反应时间 :60min ;浓H2 SO4用量 3/ 50 (对 50 %固含量的废液 )。AS L的适宜反应条件是 :反应温度 :50℃ ,反应时间 :70min ,浓H2 SO4 用量 4/ 4 0。M L的适宜反应条件是 :反应温度 :50℃ ;反应时间 :70min ;浓H2 SO4 用量 3/ 4 0。在各自的适宜反应条件下 ,实验用各种废液合成的木质素铁铬盐 ,其全铁和全铬含量 ,都符合国家行业标准的要求 ,络合度的测定值为 :NS L 93 4,AS L 93 0 ,Mg L 90 0 ,M L 86 0 ,Ca L 75 0。

棉杆制浆废液生物转化液对茄子种子萌发和幼苗生长的影响

[目的]为制浆造纸废水的资源化利用提供科学依据。[方法]以茄子种子为材料,清水处理为对照,研究不同稀释倍数棉杆制浆废液枯草芽孢杆菌转化液对种子萌发和幼苗生长的影响。[结果]稀释5、10、15、20、25、30倍的转化液处理后,种子的出苗率分别为28.5%、56.0%、64.7%、52.0%、35.0%、60.0%、40.67%;综合各项指标,稀释10倍的转化液对茄子种子萌发的促进作用最明显;转化液稀释15倍的试验组茄子幼苗鲜重为对照组的3.3倍,株高比对照组增高了1倍,子叶叶绿素含量比对照组提高了16.3%。[结论]稀释适宜倍数的棉杆制浆废液生物转化液对茄子种子萌发和幼苗生长具有较好的促进作用。

制浆废液制备固沙材料及其在植被恢复上的应用(系列报道之四) 固沙材料对植被恢复的促进作用

在宁夏沙漠化地区开展了利用禾草制浆废液合成的新型生物质固沙材料对固沙和植物生长作用的研究。结果显示,在流动沙丘上喷施生物质固沙材料,可在24h内与表层沙粒快速形成固结层,具有良好的防风固沙作用,并可促进沙生植物的生长;木质素固沙材料1％～2％的浓度和2．5L／m2的剂量既可有效固沙,同时还可减缓水分蒸发,对植物的发芽、生长及生物量积累均起到了良好的作用;一年生和多年生固沙植物的合理选配,可有效地提高生物固沙效果。生物质固沙材料的应用实现了化学固沙和生物固沙的有机结合,为干旱、半干旱地区的生态环境建设提供了一项新的技术措施。

制浆废液燃烧膨胀性初探

研究了杨木、麦草和稻草制浆废液燃烧的膨胀性VIE值。影响VIE值的因素有制浆原料、制浆方法等,特别是废液中SiO_2含量对VIE值影响较大。