非木材自苛化堿回收及黑液燃燒法除硅機理的研究.pdf

1、本論文針對非木材纖維原料制漿廠廣泛存在的“硅干擾”和白泥回收綜合利用問題，提出一種新的黑液燃燒法除硅技術(shù)，并將其與黑液自苛化相結(jié)合，在黑液燃燒過程中完成黑液自苛化的同時降低黑液硅含量。從而為解決“硅干擾”問題、降低白泥產(chǎn)量提供理論依據(jù)。文章從以下幾個方面展開了研究：
　　（1）竹漿黑液VIE值測定方法的研究
　　通過響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計，對竹漿黑液的固含量、加熱時間、加熱溫度和黑液添加量四個因素進行優(yōu)化，獲得竹漿黑液 VIE值測定

2、最佳工藝條件，為堿回收黑液的燃燒提供合理的數(shù)據(jù)支撐。研究表明：通過響應(yīng)面設(shè)計得到黑液VIE值與黑液固含量（A）、加熱時間（B）、加熱溫度（C）、和黑液質(zhì)量（D）之間關(guān)系的二次回歸方程模型，且其合理性比較高。各因素對黑液VIE值顯著性影響的大小順序依次為：加熱溫度（C）>加熱時間（B）>固形物含量（A）>黑液質(zhì)量（D）。進而得出竹漿黑液VIE值測定的最佳參數(shù)為：固形物含量55wt.％，加熱時間40min,加熱溫度360℃，黑液添加量5g。

3、
　?。?）竹漿黑液流變性能的研究
　　降低竹漿黑液黏度，改善其流變特性可以為優(yōu)化竹漿黑液堿回收系統(tǒng)各單元設(shè)計提供有效幫助。采用 AR2000ex旋轉(zhuǎn)流變儀對不同濃度（50~78 wt.%）的硫酸鹽竹漿黑液在不同溫度下的流變性能進行分析。結(jié)果表明：硫酸鹽竹漿中高濃黑液在0.1～100s-1的剪切速率范圍內(nèi)近似于非牛頓流體，并產(chǎn)生剪切-稀化現(xiàn)象。在高溫、高固形物含量條件下，剪切-稀化的特性更加明顯。在較低溫度下，黑液體系所表現(xiàn)

4、出的彈性模量和黏性模量相當(dāng)。當(dāng)固形物含量比較高時，黑液體系的彈性固體特性比較明顯，此時當(dāng)外界受力不足以完全破壞其結(jié)構(gòu)時，其回復(fù)的能力比較大，從而會產(chǎn)生增稠現(xiàn)象。此外，黑液在低剪切速率下黏度與剪切速率的關(guān)系呈現(xiàn)不規(guī)則變化，但在一定的剪切速率范圍內(nèi)，黏彈性特征符合冪律區(qū)規(guī)律。
　?。?）ICP法分析黑液無機元素含量
　　文章提出一種采用ICP分析黑液中無機元素含量（Si、Mg、Al、Ca、B）的方法。該方法采用硝酸/過氧化氫（測

5、硅時添加氫氟酸）消解體系對黑液樣品進行預(yù)處理。黑液樣品的消解量為1g，硝酸和過氧化氫的添加量為：10：4，消解后所得樣品為無色透明試樣，滿足ICP測樣要求。且ICP法測定黑液體系中的硅、鋁、鈣、鎂等元素具有較好的準(zhǔn)確度和精度，實驗所得相對標(biāo)準(zhǔn)偏差低于0.8%，回收率在98%~103%之間。
　?。?）鎂鹽除硅劑除硅效果的研究
　　分別采用氧化鎂和硫酸鎂作為燃燒法除硅劑添加到黑液當(dāng)中。實驗所得氧化鎂的最大除硅率為33%。硫酸鎂

6、除硅劑的添加量為2.0%時，除硅率可以達(dá)到82%，反應(yīng)生成類似 Mg2Al4Si5O18的沉淀物，該物質(zhì)的粒徑大約為21.20μm，比表面積為47.30 m2/g。黑液樣品的TG-FT-IR分析結(jié)果顯示，黑液樣品在210℃和840℃左右出現(xiàn)最大失重，最大失重處產(chǎn)生的主要熱解產(chǎn)物有CO2、CH4、H2O、醛酮類化合物和醇酚類化合物等。
　?。?）自苛化協(xié)同黑液燃燒法除硅的研究
　　分別對添加硼酸鈉苛化劑和同時添加硫酸鎂除硅劑和