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1、玉米秸秆清洁制浆玉米秸秆清洁制浆作 者 姓 名 蔡晓旭 专 业 林产化工 指导教师姓名 王守娟 专业技术职务 副教授 目 录摘摘 要要 .1第一章第一章 综述综述 .31.1 秸秆的现状 .31.1.1 国内秸秆利用现状.31.1.2 国外秸秆利用现状.41.1.3 秸秆的主要成分.61.2 秸秆的利用途径 .71.2.1 秸秆肥料.81.2.2 秸秆饲料 .81.2.3 其它应用 .81.2.4 作为造纸原料.81.3 本论文的研究内容及意义 .9第二章第二章 实验部分实验部分 .102.1 准备阶段 .102.1.1 材料.102.1.2 实验仪器.102.1.3 实验试剂.102.2 实
2、验阶段 .112.2.1 备料 .112.2.2 原料水分及浆料水分的测定 .112.3 工艺条件的研究 .132.4 实验步骤 .132.4.1 酸水解工艺条件的确定 .132.4.2 碱蒸煮工艺条件的优化与确定 .132.4.3 不同的预处理条件对烧碱-蒽醌法蒸煮的影响 .18第三章第三章 结论结论 .253.1 酸水解工艺条件 .253.2 碱蒸煮工艺条件的优化与确定 .253.3 不同的预处理条件对烧碱-蒽醌法蒸煮的影响 .253.4 总结 .25参考文献参考文献 .27致致 谢谢 .28山东轻工业学院 2012 届毕业生毕业论文1摘摘 要要本论文主要研究了玉米秸秆的清洁制浆工艺。首先
3、对玉米秸秆进行稀酸水解预处理，以除去秸秆中的半纤维素。再对所得浆料进行常规烧碱蒽醌法蒸煮，得出碱蒸煮的最优工艺条件。通过分析比较玉米秸杆直接进行烧碱蒽醌法蒸煮与经稀酸预处理后再进行烧碱蒽醌法蒸煮所得浆的得率、各化学组分变化及最后成纸性能，来找到一种较合理的玉米秸秆清洁制浆工艺。通过对实验数据分析比较， 得出稀酸预水解后玉米秸秆碱蒸煮的最佳工艺条件为：氢氧化钠用量 17%,蒽醌用量 0.05%，温度 160，液比1:5，处理时间 2h。经稀酸预水解后玉米秸秆，经常规烧碱蒽醌法蒸煮，在同样用碱量条件下，成纸性能低于未经酸处理浆料的成纸性能。 关键词：玉米秸秆 稀酸预处理 清洁制浆 工艺优化山东轻工
4、业学院 2012 届毕业生毕业论文2ABSTRACTThe papers are clear pulping of corn stalk preliminary study .First, the semicellulose in the corn stalk is dislodge through acid hydrolysis of it. We can find the suitable condition, through analyse data of the different papers performances what in the different conditions
5、. Second, cooking experiment of corn stalk with different alkali charge is carried out in order to find out the pulping conditions of corn stalk. At last, by comparing the pulp yield, the change of chemical constituent and the performance of papers with conventional alkaline pulping with them throug
6、h acid treatment, we can get optimal clear pulping condition for the corn stalk through acid hydrolysis : alkali charge is 17%, consistency of anthraquinone is 0.05%, temperatures is 160, liquor-to-wood-ratio is 1:5, processing time is 2h. After cooking the corn stalk through acid hydrolysis with th
7、e same alkali charge, the performance of papers is poor comparing those untreated by H2SO4. Key words: Corn stalks ; Acid treatment ; Clear pulping ; Optimum process.山东轻工业学院 2012 届毕业生毕业论文3第一章第一章 综述综述我国的生物质资源十分丰富，年产量约11145亿吨，仅生物秸秆就达7亿多吨，其中玉米秸秆约占35%1。农作物秸秆均为一年生植物，是潜在的可再生纤维资源。造纸是我国具有悠久历史的传统工业，纤维原料亦是发展现
8、代造纸工业的瓶颈之一，面对木浆纤维短缺这一现实,能否对农作物秸秆进行资源性开发, 通过科学合理的技术手段, 使之成为生物质材料, 是具有现实意义的话题, 值得分析探讨。1.1秸秆的现状1.1.1 国内秸秆利用现状世界人口的迅速增长,需求更多的农作物供给。为了增加粮食生产,必须在有限的耕地面积上更多地增加投入,其结果是粮食产量明显提高,秸秆等副产品的数量也在不断增加。在人们设法增加粮食生产的同时 ,又有许多物资没有被利用而废弃 ,导致能量转化食物的效率有所降低。据不完全统计 ,全球每年产生的生物质160 亿吨左右 ,其中约 40 亿吨可作为人类食物或动物饲料 ,其它 75 %则成为废弃物。我国农
9、作物秸秆年总产量约为 7 亿吨 ,小麦、水稻和玉米三大作物秸秆约占我国秸秆总量的84% ,而麦草所占比例最大达 30 %以上。据称 ,我国目前的秸秆利用率约为33 % ,全国每年有4 亿余吨的闲置秸秆资源 ,可利用的潜力很大。在我国，传统上秸秆是农村生活燃料、大牲畜草料与有机肥料的主要来源，部分还作为农舍建材等用途，秸秆是农村的一项宝贵资源。但随着农村经济的发展，用化肥大量使用替代传统秸秆肥料、用化石燃料替代传统秸秆燃料，机械替代畜力，规模化养殖大量使用配合饲料等，使秸秆逐步由资源变成废弃物，发生大量秸秆丢弃、焚烧现象2。目前，我国的秸秆利用方式与传统模式相比已有了较大变化，尤其是一批新型秸秆
10、利用技术的开发应用，使秸秆利用途径不断拓宽。农作物秸秆利用主要有6种方式：一是生活燃料，约占秸秆总量的38；二是畜牧饲料，约占秸秆总量的23；三是秸秆直接还田，约占秸秆总量的17；四是沼气或垫圈原料、大棚覆盖物等，约占秸秆总量的6；五是造纸、手工业品、建筑材料、燃料酒精等工业原料，约占秸秆总量的3；六是直接焚烧或废弃，约占秸秆总量的133。总体上看，我国目前的秸秆利用还主要以农业、农村和农民利用为主秸秆利用的水平和产业化程度很低。突出表现在技术落后、秸秆经济还没形成、产业化水平低，现代科学的综合利用技术体系尚未真正建立起来。这一方面与政府重视不够、资金投入与优惠政策不足有关，国家对秸秆的综合利
11、用还没有山东轻工业学院 2012 届毕业生毕业论文4形成有效政策机制和补贴措施；另一方面，与秸秆综合利用科技支撑能力弱，核心技术和设备的产业化水平低，以及不能适应千家万户小规模分散经营体制有关4。1.1.2 国外秸秆利用现状当今全球纸张生产发展趋势表明， 越来越多的国家正尝试开发满足本国需求的纸浆造纸生产装备。在此形势下 ,木材纤维匮 乏的国家和地区正尝试建立一种不同于传统且基于当地原料的生产方式。当然，不只是纤维原料匮乏的地区会做这样的尝试， 纤维资源丰富的国 家同样在寻找其他原料来代替或者补充以阔叶木为主的纤维原料。因此 ,采用一年生植物制浆被认为越来越重要，尤其是纤维匮乏地区。在20世纪
12、末出现了全球木材原料紧缺的现象，所以造纸工业被迫寻找木材纤维原料的替代品。因原料供应苛刻，亚洲及中东一些地区将生产集中在采用非木材原料上。虽然看来不够现实，但可以认为非木浆产量每年会有12%-15%的增长率5。由于种植的相对集中，玉米杆很适合用于小规模的制浆生产，伊朗，巴基斯坦和埃及已经开始采用玉米杆制浆，或者将玉米杆用作化工原料。1837年，欧洲尤其是澳大利亚第一次尝试用玉米杆浆生产纸板和包装用纸6。丹麦：秸秆串起“黄金圈”丹麦是世界上首先使用秸秆发电的国家。位于丹麦首都哥本哈根以南的阿维多发电厂建于上世纪90年代，被誉为全球效率最高、最环保的热电联供电厂之一。而在这座现代化的电厂里，最引人注目的既不是造型独特的梯形厂房，也不是现代化的发电设备，而是在燃料库房内堆放整齐的秸秆。它们不再是废料，而成为发电厂的核心原料。农民收获粮食后，把秸秆卖给电厂，阿维多电厂每年燃烧15万吨秸秆，可满足几十万用户的供热和用电需求。由于和煤、油、天然气相比，秸秆
