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[硕士论文] 洪梨梨
化学工程 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:行业标准推荐的烟用接装纸中六价铬Cr(Ⅵ)的固相萃取净化-连续流动分析方法,检出限为0.07 mg/kg,而实际样品中的六价铬含量多数低于该值,故无法准确测定。
  本文通过优化前处理的方法,通过用pH8.0的磷酸盐缓冲液超声萃取试样中的六价铬60 min,过滤后再用聚酰胺SPE柱净化,定容,以1,5-二苯基碳酰二肼做显色剂,在酸性条件下显色,在540nm处测定。测定的变异系数和加标回收率分别为0.41%和84-95%,该方法适用于六价铬含量在0.04~25μ g/L的水松纸的六价铬含量测定,测定准确且效率高,检出限达到0.01 mg/kg,满足实际检验中准确测定六价铬的需求。
  同时,该方法也适用于烟用内衬纸和包装纸中六价铬的检测。
  将该方法制定为企业标准,为日常烟用接装纸中六价铬的检测提供简便、高效的方法保障。
[硕士论文] 陆新宗
森林工程 东北林业大学 2018(学位年度)
摘要:纸浆模塑包装材料是以废旧瓦楞纸板、废纸或林业木质剩余物为原料,通过制浆、抄造、脱模、成型等工艺得到的绿色包装材料。当今时代,能源短缺、资源匮乏、环境问题等日益突出,实现包装行业的绿色可持续发展迫在眉睫。近年来,纸浆模塑包装材料在食品、轻工、电子等行业的应用越来越普遍,但由于其强度较小、疏水性差、易返黄等缺点,其在高端产品上的应用却很少。
  本研究以杨木化学机械浆(CTMP)为原料,利用漆酶介体体系(LMS)对纸浆进行改性,研究改性中漆酶介体体系对纸浆模塑包装材料抗张强度、疏水性能以及白度的影响,以单因素实验和正交实验为研究方法,以扫描电镜观察、红外光谱分析以及化学分析等为手段,通过纸浆模塑包装材料表面纤维的变化、木素结构及含量的变化,揭示漆酶介体体系对纸浆模塑包装材料性能的影响。
  本研究开展的主要工作包括:纸浆模塑包装材料制备工艺及参数的研究;纸浆模塑包装材料性能测试及表征方法的确定;漆酶介体体系单因素对纸浆模塑包装材料性能的影响研究;漆酶介体体系优化及优化条件的确定;优化后漆酶介体体系对纸浆模塑包装材料抗张强度、疏水性能和白度的影响研究。得出主要结论如下:(1)确定了以杨木剩余物为原料的纸浆模塑包装材料制备工艺参数。(2)在单因素分析中,漆酶用量、反应时间和介体用量在改性纸浆模塑包装材料的过程中起到关键性作用,pH值和反应温度主要对纸浆模塑包装材料的性能起到了间接性的影响。(3)利用正交实验确定了漆酶介体体系优化条件。(4)经优化后的漆酶介体体系处理的纸浆模塑包装材料,其纤维形貌及木素结构和含量发生了改变。(5)纸浆模塑包装材料性能与漆酶介体体系优化前相比,抗张强度提高了38.4%,接触角提高了38.9%,达到疏水材料的标准,白度降低了10.5%。
[硕士论文] 刘艳艳
制浆造纸工程 广西大学 2018(学位年度)
摘要:本研究以阔叶材构树皮为原料,采用Soda制浆工艺生产构树皮化学浆,探讨了与甘蔗渣浆配抄薄页纸的纸张性能。同时分析了其黑液特性,并通过热解黑液直接回收蒸煮化学品。并建立了制浆厂废水回用的水流量分析模型并进行模拟运算与分析,为构皮制浆确定合理的工艺方法和废液处理条件提供理论依据。得出以下结论:
  (1)通过单因素实验和响应面分析实验对构树皮制浆工艺条件进行优化,得出最优工艺条件:Na2CO3用量15.24%,蒸煮温度129.44℃,保温时间56.27min,液比1∶5。优化结果为:纸浆得率65.23%,卡伯值12.25。
  (2)用显微镜观察纸浆纤维形态,得出纤维平均长度为8.94mm,长宽比是494,是优质纤维原料。通过扫描电镜和X射线衍射分析,表明用Na2CO3制浆和NaOH制浆所得纤维结构相同。并用少量构树皮浆与漂白甘蔗渣浆配抄薄页纸,其定量为30g/m2。当构树皮浆与甘蔗渣浆配比为25∶75时,纸张的撕裂指数达到5.76mN·m2·g-1,达到了薄页包装纸国家质量标准的要求。
  (3)对黑液进行元素分析、红外光谱(FTIR)、气质联用(GC-MS)和热重分析可知,黑液中有机物结构主要有包括芳香族化合物、有机酸类、酮类、烷烃类、烯类和杂环化合物,成分较复杂。并用红外光谱分析得出市售碳酸钠和回收的化学品的化学结构相似,说明回收化学品中主要成分为碳酸钠。
  (4)根据实验基础数据,建立水平衡分析模型,对废水排放量进行计算,结果说明没有废水排放,能够实现废水的循环利用。
[硕士论文] 吕权峰
制浆造纸工程 广西大学 2018(学位年度)
摘要:漂白废水中可吸附有机卤素(Absorbable Organic Halogen,AOX)主要来源于未漂浆残余木素与含氯漂剂的反应。木素化学结构复杂,不同化学结构的木素对漂白过程AOX的生成产生极大影响。本课题以桉木为原料,系统地研究了不同制浆阶段木素与二氧化氯反应生成AOX的机理。结果如下:
  首先用弱酸水解酶法木素方法(Enzymatic/Mild Acidolysis Lignin,EMAL)从桉木原料和纸浆中分离木素,由单因素实验,得出最佳反应条件为:酶解时间2d,底物浓度为5%,酶用量为60FPU.g-1,此时木素最佳得率为54.1%,纯度为92.98%。利用红外光谱(Fourier Transform infrared spectroscopy,FTIR)和核磁光谱(NMR)对优化条件下提取的木素结构进行表征。结果显示,分离所得木素具有典型的紫丁香基(S型木素)和愈创木基(G型木素)特征峰,并且纤维素、半纤维素及碳水化合物的特征峰含量很小,表明提取的木素结构完整,纯度和得率都较高。
  采用FTIR、凝胶渗透色谱(Gel Permeation Chromatography,GPC)、13C-NMR以及2D-HSQC-NMR等分析方法对木素结构进行表征。FTIR分析结果表明,与原料木素相比,未漂浆木素反应后苯环结构被破坏的较为严重。与二氧化氯反应后,原料木素中的羰基数量减少,未漂浆增多,说明未漂浆木素与二氧化氯反应时会形成羧酸或含羧基的产物。GPC分析结果表明,原料木素和未漂浆木素的数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)和多分散性(Mw/Mn)均下降,二氧化氯对未漂浆木素的高分子量部分的氧化降解要优于原料木素,然而二氧化氯对原料木素和未漂浆木素的低分子部分氧化降解程度相差不大。13C-NMR定量分析结果表明,二氧化氯对原料木素和未漂浆木素中的β-O-4键都有不同程度的破坏,二氧化氯对未漂浆木素中的芳基醚键反应活性更大;反应后原料木素中芳环取代碳原子含量变高,而未漂浆木素则变低,表明了原料木素中缩合结构含量增加。2D-HSQC-NMR分析结果表明,原料木素的愈创木基结构比紫丁香基结构更易被氧化降解,木素侧链α碳上的羰基、双键发生氧化反应,导致α-COOH增加,形成了含有α-COOH的S型木素。原料木素的β-O-4、β-β、苯基香豆满结构均具有一定程度的降解,β-1结构已被完全破坏。与原料木素相同的是,未漂浆木素的愈创木基结构和紫丁香基结构也受到严重降解,木素的β-O-4、苯基香豆满结构都易被二氧化氯降解。
  采用卤素分析仪研究了原料木素及未漂浆木素与二氧化氯反应过程中AOX生成量随反应时间的变化规律。结果表明,刚开始5min内,AOX生成速率非常快,在此阶段分别形成60%和32%的AOX;10min后,AOX生成速率明显变小,AOX生成量变化不明显;反应25min后,AOX生成量又继续增大,木素与转换形成的次氯酸和氯气继续反应,这导致了AOX生成量的继续增加。GC-MS分析结果表明,原料木素与未漂浆木素分别与二氧化氯反应产生的AOX产物中,氯苯或氯酚类物质占主要成分。检测到原料木素与二氧化氯反应生成的6种氯苯氯酚类物质结构较复杂,相对分子质量较大,另外小分子有机氯化物总含量比例较小,仅为1.8%;而未漂浆木素与二氧化氯反应主要生成3种氯苯氯酚类化合物,小分子有机氯化物总含量大幅上升,为24.24%。
  为了研究木素与二氧化氯漂白环境下生成AOX的机理,采用量子化学方法,利用分子模拟技术分别计算了β-O-4型木素结构和S型木素单元的分子轨道能量分布,设计了木素与二氧化氯反应生成2-氯-3,5-二甲氧基-甲基苯、4-氯-间苯二酚和2-氯-1,4-苯二酚的三条反应路径,然后进行过渡态搜索。结果表明,生成2-氯-1,4-苯二酚的反应路径的活化能最小为83.51kcal.mol-1,为最佳反应路径。从分子水平找到S型木素和二氧化氯反应生成AOX的关键点。
[硕士论文] 尚琦
交通运输规划与管理 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:随着国民经济的快速迅猛发展,物流运输行业的发展也是日新月异,无论是货物的发送者、物流公司以及货物的接受者都非常希望货物在被运输的过程当中,即使受到外界的各种冲击和振动都能够尽可能地保持完好无损,使得被运输的货物的破损率能够降低到最小值,从而降低经济损失。这就促使研究者对于货物的缓冲包装进行更进一步的发掘和研究,在研究过程中既要求包装材料要尽可能地绿色环保,又要求包装材料要有很好的缓冲效果。由此使得纸质缓冲包装材料应运而生,其中在纸质包装材料当中要数蜂窝纸板以及瓦楞纸板,这两种纸质包装材料得到了许多研究学者的厚爱,然而许多研究学者也发现虽然这两种包装材料的具有一定的缓冲效果,但各自有各自的适用范围,蜂窝纸板在承受比较大的压力载荷时,其缓冲效果就是非常理想,在承受一些比较小的压力载荷时,其缓冲效果却不是很理想;而瓦楞纸板缓冲效果则恰恰相反。正因为如此,本课题将瓦楞纸板和蜂窝纸板这两种缓冲包装材料组合在一起形成新型的组合纸板一瓦楞-蜂窝组合纸板,研究瓦楞纸板-蜂窝组合纸板的各种缓冲性能,从而为缓冲包装材料的生产厂商提供一定的理论依据。
  首先,本课题通过研究了一些国内外的研究学者在蜂窝纸板、瓦楞纸板以及瓦楞纸板-蜂窝组合纸板的研究现状,分析了这些国内外研究学者在这些方面的研究成果,另外也阅读了大量有关缓冲包装材料的理论知识以及国内外相关的标准规范文件。与此同时,对于蜂窝纸板、瓦楞纸板以及瓦楞纸板-蜂窝组合纸板的研究现状成果有了非常详细的了解,并且对于蜂窝纸板、瓦楞纸板以及瓦楞-蜂窝组合纸板的静态压缩试验以及振动传递试验的各项试验要求有了详细的了解。
  其次,对于瓦楞-蜂窝组合纸板的力学特征、夹层板理论进行了相关研究,并且对蜂窝夹层结构进行了受力分析。
  最后,在对蜂窝纸板四个阶段创建的模型进行详细分析研究后,依据国家标准中的关于静态压缩试验以及振动传递试验的试验方法及要求,对蜂窝纸板、瓦楞纸板以及瓦楞-蜂窝组合纸板分别进行了相关试验,通过试验得到蜂窝纸板、瓦楞纸板以及瓦楞-蜂窝组合纸板各自的静态压缩试验和振动传递试验的相关数据曲线图,并进行了试验分析对比,得到各自的缓冲优势。
  本课题进行的一系列试验研究以及通过相应的研究分析得到的相关研究结果,将会对于货物在实际的运输过程当中进行的缓冲包装起到一定的理论参考作用。
[硕士论文] 张海川
制浆造纸工程 广西大学 2018(学位年度)
摘要:纸浆中的己烯糖醛酸(HexA)不仅影响纸浆卡伯值的测定,而且是二氧化氯漂白过程中形成可吸附有机氯化物(AOX)的主要物质之一。在漂白前或漂白过程中降解除去HexA对提高纸浆脱木素效率及降低漂白废水污染负荷都具有重要的意义。
  本文以蔗渣浆为原料,先通过单因素实验结合响应面分析了高温二氧化氯漂白(D-hot)过程中影响HexA降解的主要因素并优化了反应条件,然后分析了纸浆中残余HexA对D-hot的影响,通过构建数学模型研究了HexA在D-hot过程中的降解动力学。通过对比传统二氧化氯漂白(D0),利用FT-IR、XPS及SEM-EDS等探讨了D-hot对蔗渣纤维的影响和脱木素过程木素的微区分布,并对漂白废水中的AOX组分和木素降解产物做了分析,揭示了D-hot过程中AOX的减量机制和蔗渣纤维的化学变化。具体的研究内容和结果如下:
  利用响应面分析法对蔗渣浆中HexA氧化降解工艺进行优化。以反应温度、pH及反应时间为响应因子,HexA降解量为响应值,根据中心组合试验设计(CCD),做3因素3水平响应面分析。分析各个因素的显著性和交互作用,得出HexA氧化降解的较优工艺条件为:反应温度为94.7℃,pH为3.7,反应时间为124min,该条件下蔗渣浆中HexA降解量为10.5μmol·g-1。
  通过UV-Vis确定漂白纸浆中HexA的量,研究半纤维素连接的HexA对D-hot段二氧化氯用量,纸浆卡伯值、白度返黄和漂白废水特性的影响,同时使用AOX分析仪,COD分析仪和TOC分析仪分别对漂白废水中的AOX,COD和TOC的含量进行测定分析。结果表明,与对照漂白相比,D-hot可以减少二氧化氯的用量,降低漂白浆的卡伯值并改善漂白浆的返黄值;随着漂白温度的升高,AOX含量显著降低,COD和TOC值增加。通过构建数学模型研究HexA在D-hot段的降解动力学。结果表明HexA在高温二氧化氯漂白体系中的降解为拟一级反应。漂白体系的pH影响HexA的降解,当pH为3.2时,活化能为2.23kJ·mol-1,表明HexA在该条件下降解非常快。
  研究了D-hot对蔗渣纤维特性和漂白废水中AOX生成的影响。利用卤素元素分析仪分别分析了D-hot与D0废水中AOX的含量,利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)检测到D0段废水中主要含氯代烃和氯代二酚,D-hot段漂白废水中氯代烃的种类非常少,氯酚类物质未检测到。通过对高温二氧化氯脱木素废水GC-MS分析及前后的蔗渣纤维利用ATR-FTIR结合XPS进行检测分析,结果表明:高温二氧化氯脱木素选择性好,能有效地除去蔗渣浆中残余的酚型木素结构和半纤维素支链连接的HexA。相同漂白化学品用量条件下,D-hotEpD全漂浆的白度高于D0EpD全漂浆的白度;获得相同白度的纸浆时,D-hotEpD漂白废水中AOX的总量为D0EpD漂白废水中的50%。该研究对蔗渣浆利用高温二氧化氯漂白工业化具有指导作用。
  蔗渣浆D-hot处理后,通过对纤维用SEM-EDS和FT-IR分析,漂白废水用GC-MS分析研究D-hot过程蔗渣纤维中木素的微区分布和木素的结构变化。X射线衍射(XRD),Kajaani FS300纤维分析仪和光学分析仪对漂白浆蔗渣纤维的晶体结构,纤维形态和光学特性进行表征分析。结果表明,温度在木质素解聚和半纤维素降解中起关键作用。随着温度从60℃升高到95℃,蔗渣纤维P层木素含量降低28.39%,S层木素降低20.93%。所得到的D-hot段漂白废水中主要含有氧化木素和糠醛衍生物。与对照相比,D-hot预处理可以提高氧化木质素的种类;此外,经预处理的蔗渣浆白度为59.71%ISO,结晶指数为70.84%,纤维长宽比为50.84和光学特性均优于D0漂白。因此,D-hot漂白蔗渣浆在造纸和纤维材料应用领域有巨大的潜力。
[硕士论文] 金叶
制浆造纸工程 广西大学 2018(学位年度)
摘要:中国竹资源丰富,且竹纤维是较好的非木材纤维原料,以竹资源代替木材资源是解决造纸原料紧缺的一条重要途径。但是,高得率竹浆有难漂白、易返黄,这限制了其应用范围。本论文主要研究了粉单竹竹青成分(如蜡质、色素、甾醇、脂肪酸、甘油树脂等成分)对SCMP制浆及返黄的影响。实验结果表明:
  1.SEM观察竹青表面有一层致密的蜡质层。采用溶剂提取法提取蜡质,GC-MS分析发现竹青蜡质成分含有烃类、酸类、酚类、酮类、醛类等物质。在磺化、磨浆后,这些物质可能残留在纸浆中。在H2O2漂白过程中,消耗漂白药液,影响漂白效果。
  2.采用超声波提取法提取竹青色素,最佳提取工艺:乙醇浓度90%,料液比1∶35g·mL-1,超声温度55℃,超声时间40min,考虑成本问题,竹青色素应提取两次,色素粗提率为3.49%,叶绿素提取率为0.39%。利用柱层析分离、NMR、FTIR分析,竹青粗提液中除含有叶绿素和类胡萝卜素外,还含有甾醇类、脂肪酸类、甘油树脂类、芳香烃类等物质。分析竹青化学成分,竹青中含有较多的1%NaOH抽出物、苯-醇抽出物和木素,抽出物中含有O-H、C=C、C=O、N=N、C-O等基团。
  3.研究去除竹青前后竹子原料、SCMP浆以及漂白SCMP浆的化学成分,比较去除竹青前后SCMP浆苯-醇抽出物成分、纤维表面形态及表面元素,可知竹青在磺化、磨浆过程中,影响药液的渗透,进而影响抽出物的溶出,在漂白过程中,抽出物消耗漂白药液,影响漂白效果。
  4.研究去除竹青前后SCMP浆一段漂后残余H2O2浓度及pH值,发现在漂白过程中,抽出物阻止漂白药液的渗透,影响漂白效果。未去除竹青SCMP浆经过一段漂,二段漂以及苯-醇抽提后再漂白,白度分别提高了24.47%ISO、34.62%ISO、25.46%ISO,去除竹青后SCMP浆白度分别提高了24.91%ISO、36.40%ISO、25.06%ISO,可知去除竹青后SCMP浆可漂性能好,苯-醇抽出物对漂白有影响。研究去除竹青前后SCMP浆光热诱导返黄现象,去除竹青SCMP浆可漂性能好,经过二段漂后,返黄值下降大。
[硕士论文] 张华兰
制浆造纸工程 中国林业科学研究院 2018(学位年度)
摘要:我国竹材资源十分丰富;《造纸工业十三五规划》鼓励发展竹浆生产。高得率制浆技术具有原料利用率高,投资省,废水易于处理等特点,竹材高得率制浆技术的应用是竹浆产业健康发展的重要途径。以贵州赤水产竹子为研究对象,探索了竹材化学机械法和半化学法的制浆性能和漂白性能,优化了制浆和漂白工艺技术,分析了以上工艺过程制浆废水的污染特征和负荷,初步探讨了半化学法制浆蒸煮废液中木质素综合利用的可能性。
  对竹片进行压溃后筛选分离去除部分薄壁细胞组织(简称“竹黄”),去除率为11.4%,所得纤维物料简称为“竹丝”。对原竹和竹丝分别进行了化学组成分析和纤维形态分析。结果表明,与原竹相比,竹丝中灰分降低了38.6%,纤维素含量增加了4.71%;竹黄灰分含量约为原竹的3倍,戊聚糖含量为原竹的1.5倍;竹丝纤维平均长度与原竹近似,证实对竹片的压溃并没有切断纤维作用。
  采用碱性过氧化氢、碱性亚硫酸钠、烧碱等三种化学预浸渍工艺,分别对竹丝进行化学机械法制浆。比较不同化学品预浸渍制得的竹材化学机械浆的磨浆能耗、制浆性能、可漂性能及其废液的污染特征和发生量。结果表明:三种不同化学预浸渍工艺,竹丝化学机械法制浆性能差异较大,①碱性过氧化氢法预浸渍,磨浆比能耗最低,为1368kWh/t,浆料白度最好,为36.3%ISO,废水发生量和SS都最低,纸浆紧度最高;②烧碱法预浸渍,磨浆比能耗较高,为1668kWh/t,浆料颜色偏深。③碱性亚硫酸钠预浸渍,磨浆电耗介于以上两种方法之间、浆料白度(31.9%ISO)居中,浆料的松厚度(3.43cm3/g)最好。
  选用优化后的碱性过氧化氢预浸渍工艺(2%H2O2)制取的竹丝化学机械浆为原料,利用过氧化氢、过氧乙酸等不同漂白剂对其进行了不同段数组合的漂白性能研究,提高竹浆的可漂性。研究结果表明,在相同的过氧化氢用量(12%H2O2)下,三段过氧化氢组合漂白(2%+4%+6%)纸浆的白度为72.1% ISO,比二段过氧化氢组合漂白(2%+10%)纸浆白度66.8% ISO高出5.3个ISO百分单位。采用过氧乙酸对化机浆进行活化预处理,再进行过氧化氢漂白,推荐的优化漂白工艺条件:①过氧乙酸活化段:过氧乙酸用量2%,pH6,浓度20%,温度70℃,时间60 min。②过氧化氢漂白段:过氧化氢用量8%,硅酸钠2%,二乙基三胺五乙酸(DTPA)0.2%,氢氧化钠用量5.5%,浓度20%,温度90℃,时间60 min。漂后纸浆白度可达到70.5% ISO。采用甲脒亚磺酸(FAS)和Na2S2O4对过氧化氢漂白后浆进行补充漂白(三段H2O2漂白和一段FAS或Na2S2O4还原漂白),在过氧化氢用量10%(2%+4%+4%)和FAS用量2%时,纸浆白度可达到76.2% ISO;在过氧化氢用量10%(2%+4%+4%)和Na2S2O4用量2%时,纸浆白度可达到73.2% ISO,漂白竹浆达到了较好的白度水平。
  本色生活用纸市场发展十分迅速,半化学浆比化机浆纤维柔软,可用于高档本色生活用纸的生产。另外,在具有化学法制浆和碱回收生产线的综合工厂,可以采用半化学法制浆,制浆浓废液经蒸发或膜处理预浓缩后,合并进入碱回收系统。分别采用碱蒽醌法(Soda/AQ)和碱性亚硫酸钠(AS)等不同蒸煮条件,比较竹丝半化学浆的制浆性能。结果表明,温和Soda/AQ法具有最高的粗浆得率和卡伯值,其次是AS法,Soda/AQ法蒸煮粗浆得率低,同时其卡伯值也最低。AS法粗浆的保水值最高,其浆料具有较好的亲水吸水性能。Soda/AQ法半化学浆强度最好,AS法半化学浆可漂白性能最好,温和Soda/AQ半化学浆挺度最好。污染负荷由高到低的顺序为:Soda/AQ工艺>AS法工艺>温和Soda/AQ工艺。
  对竹材半化学浆蒸煮浓废液综合利用进行了初步探索,半化学浆蒸煮后提取浓废液,进行浓缩,替代部分苯酚合成酚醛树脂,红外和热重分析表明,Soda/AQ法和AS法半化学浆木质素都具有较低分子量,均含有大量羟基、甲氧基等活性基团,但Soda/AQ法木质素的活性基团比AS法木质素多。回收木质素的加入使合成酚醛树脂的热稳定性有所降低。
[硕士论文] 石凡
机械工程 山东大学 2018(学位年度)
摘要:双辊挤浆机是制浆行业中用于废液提取及纸浆漂白洗涤的主要设备之一,挤浆辊是双辊挤浆机中的核心元件。以往中小型挤浆辊都是按照经验方法进行设计,没有科学规范的强度设计方法。随着制浆造纸业产能要求的提高,大型双辊挤浆机应运而生,挤浆辊尺寸及载荷等也随之大幅增加,原有的经验设计方法已不能保证大型挤浆辊使用的安全性。
  本文根据挤浆辊各零部件的结构及受力特点,建立了挤浆辊的变截面简支梁力学模型,分析了挤浆辊各零部件在其工作最大静力作用下的应力状态,运用畸变能强度理论进行了挤浆辊的静强度工程设计。在静强度设计基础上,根据挤浆辊载荷循环特性,考虑挤浆辊各疲劳强度影响因素,运用许用应力法和安全系数法进行了挤浆辊各零部件的疲劳强度设计。基于挤浆辊静强度工程设计方法及疲劳强度许用应力法,利用Visual Basic语言开发了挤浆辊静强度及疲劳强度校核程序。
  运用有限元分析软件,根据挤浆辊结构及载荷特点建立了挤浆辊整体有限元模型,模拟了挤浆辊各零部件在其工作最大静力作用下的Von-Mises应力分布状态,并与静强度工程设计方法的分析结果进行了比较,两种设计方法得到的危险点位置一致,且危险点处的Von-Mises应力值相差在合理范围以内,验证了静强度工程设计方法的有效性。利用ANSYS Fatigue疲劳分析工具,基于静强度有限元分析结果,通过选取及修正挤浆辊各零部件的应力寿命疲劳曲线,设定疲劳分析模块参数,求解了挤浆辊各零部件的疲劳强度安全系数,并与疲劳强度工程计算结果进行了比较,两种方法相差值在合理范围以内,验证了疲劳强度工程设计方法的有效性。
  挤浆辊隔板与支撑装置间及筛网与支撑装置间的过盈配合量对连接件强度有较大影响,而且不同于常规过盈配合方式,这两部分过盈配合方式均为多段式过盈配合,难以利用常规数值方法分析过盈量与连接件强度间的关系。本文利用有限元分析软件建立了不同过盈量下的挤浆辊隔板与支撑装置间及筛网与支撑装置间过盈连接的有限元模型,分析了过盈量与各连接件强度及可传递转矩间的关系,绘制了相应的关系曲线。同时考虑了挤浆辊实际工作温度对各连接件间过盈量的影响,得到了满足强度条件和传递转矩条件的隔板与支撑装置间及筛网与支撑装置间过盈量设计范围。
[硕士论文] 秦晓静
材料物理与化学 浙江理工大学 2018(学位年度)
摘要:中国大量利用竹材造纸,然而竹浆绿液因其高硅含量给碱回收及白泥碳酸钙的回收利用带来一系列的问题。因此,为了充分发挥竹材纤维原料制浆造纸的优势,必须解决“硅干扰”问题。本文采用两种方法对竹浆绿液进行除硅研究,探究了不同反应条件对绿液除硅率的影响,同时对除硅后的绿液苛化制备白泥碳酸钙的性质进行表征,以期对竹浆白泥资源化利用提供理论指导。
  首先采用预苛化法对竹浆绿液进行除硅研究,结果表明,绿液除硅率随着反应时间及生石灰加入量的增加而升高,却随着反应温度的升高而降低。在20℃下,当加入苛化所需生石灰量的30%在搅拌速度为400rpm下反应60min时,绿液除硅率达84.62%;取除硅后的绿液苛化制备白泥碳酸钙(CCC),并采用激光粒度仪、X射线衍射仪、傅立叶红外光谱以及扫描电镜对CCC的性质进行分析,结果表明,当预苛化生石灰加入量从0%升高至30%,CCC体积平均粒径从19.70μm降低至14.21μm,降低了约27.89%,随着生石灰加入量的增加,CCC粒径均匀性较好,颗粒较小;CCC晶型不因生石灰加入量的多少而发生变化,均为方解石型和文石型,而硅酸钙以无定型存在于CCC中;FTIR表明同等条件下经20℃预苛化除硅后苛化制备的CCC中的硅含量比90℃低;扫描电镜表明经20℃C预苛化除硅后,苛化CCC的微观形貌随着生石灰加入量的增加而逐渐从无定型态变为较规则的柱状。
  采用络合法对绿液进行除硅,结果表明,绿液除硅率随反应时间和络合剂C用量的增加而升高,然而改变反应温度对绿液除硅率基本没有影响。当络合剂C用量(络合剂C加入量与绿液中硅含量摩尔比,下同)为2∶1,反应时间为15min时,绿液除硅率达91.75%;对络合法产生的硅颗粒的沉降性能及滤水性能进行检测发现,硅颗粒的沉降性能及滤水性能随着反应温度的升高明显改善;保持反应条件相同,吸附剂M用量的增加对绿液除硅率及pH基本没有影响,却使硅颗粒滤水性能得到改善,且高温(90℃)下硅颗粒滤水性能的改善程度明显比同等条件下的低温(20℃)好。当收集绿液体积为200ml,吸附剂M用量(加入吸附剂M与硅渣的绝干质量比)从0∶1升高至5∶1时,90℃下滤水时间由8.78min降低至7.9min,而相同条件20℃下滤水时间由23.067min降低至23.008min。对除硅后的绿液苛化制备白泥CCC的性能进行表征,结果表明,90℃下,随着络合剂C用量的增加,CCC粒径逐渐均匀;当络合剂C用量从0∶1增加至1.5∶1,CCC比表面积从7.28m2/g降低至1.95m2/g,降低了73.2%,当络合剂C用量增加至2∶1,CCC比表面积增大至2.91m2/g;CCC晶型不因络合剂C用量的多少而发生变化,均以文石型及方解石型存在,而硅酸钙以无定型存在于CCC中;红外光谱表明,当络合剂C用量与绿液中硅含量之比为1.5∶1和2∶1时,没有检测到硅酸钙的存在;扫描电镜图可以看出,CCC微观形貌随着络合剂C用量的提高逐渐变为较规则的纺锤形,无定型结构明显减少。
[硕士论文] 王树君
轻工技术与工程 浙江理工大学 2017(学位年度)
摘要:每条板纸机生产线的主体部分基本都是由网部、压榨部、烘干部、施胶机、压光机(瓦楞原纸不配)、卷纸机、复卷机等部分组成。而压榨部又是板纸机最重要的组成部分。压榨部是通过辊子与辊相互挤压作用使得通过压区的纸幅进行强脱水,通过对纸页的挤压,纸页的紧度和表面的平滑度都得到提高和改善。在板纸生产线上,压榨部的配置型式根据纸种定量或车速不同而不同,常见配置形式有两道盲孔压榨、两道靴式压榨、一道盲孔和一道靴式压榨、四辊三压、靴压加光压等。因为进入压区的湿纸幅干度很低通常在20左右,所以纸幅的强度不是很高,还是相对脆弱的,这也就要求压榨部运行要极其稳定,最基本的和最重要的就是要保证压榨部要有很小的振动,否则容易造成压溃、断纸、纸张薄厚不均等情况发生。所以保证压榨部在较小的振动下运行非常重要,高速纸机一般在相互挤压的压榨辊上都会安装一些在线振动监测系统,来时时检测压区的振动。也可以通过离线振动监测仪器对压榨部重要的辊子进行定期的检测。
  本文汇总了关于我司和其它公司板纸机压榨部的异常振动案例。这些案例也都是利用某些在线振动监测仪器或离线振动检测仪器测得时域图、频域图、趋势图等,再利用振动分析理论,即不同的故障频率有其特殊频谱图形,根据一些特征频谱图形和数据来分析异常振动的振动源,并采取相应的措施来消除振动或减小振动,以便保证压榨部的正常运行。能够引起压榨部的振动原因很多,本文由于作者的经验有限,只是把经历过的和学习到其它公司振动进行了分析汇总,所以案例不全面,仅是一些典型的异常振动案例。
  作者写此篇论文的目的是希望这些案例能过给同行业同类型纸机管理人员以借鉴或参考,也希望同行业管理人员在遇到类似案例时能够相对迅速找出振动源后解决振动,以把损失降到最小。
[硕士论文] 林振浦
轻工技术与工程 浙江理工大学 2017(学位年度)
摘要:随着社会发展和人民的生活水平不断的提高,涂布牛卡纸的需求量也越来越大,并且涂布牛卡纸也逐步替代很多灰底自板纸的使用。涂布牛卡纸是低克重涂布纸、具有强度好、外观性能等优势,在小家电、啤酒、牛奶箱、饮料等市场得到认可,其主要客户群是消费品行业,占有比较好的使用量,特别是对纸箱的质量和印刷要求较高的消费品行业。这也要求涂布牛卡纸的质量必须较好、较稳定,才能适应目前的市场。本文主要也是对涂布牛卡纸进行了质量方面控制和优化方面的讨论。
  涂布原纸物理指标、外观质量对涂布牛卡纸的质量影响非常重要。本文对原纸的横幅定量、水分、耐破度、耐折度以及其它指标进行了讨论,并对原纸质量的改善进行了分析和总结。这些对涂布牛卡纸的质量改善有很重要的意义。另外,也对涂布牛纸的质量指标进行了讨论和改善优化。原纸的横幅水分、定量、厚度是非常重要,其的均匀性是涂布纸横幅指标很重要的要求。当然横幅绝干量和横幅水分偏差越小越好。原纸的匀度越好,纤维排列越均匀,使纸面有较好的外观特性。匀度越好,原纸的强度和平滑度越匀一。涂布牛卡纸最大的挑战之一就是横幅PPS的均匀性,其影响较大的是横幅水分、横幅涂布量均匀性。
  对涂布牛卡纸的涂布方式进行了分析和优化。如刮刀涂布的粗糙度影响因素、涂布刮刀的磨损分析和改善,涂布机的校正优化,涂布机的操作方法总结优化,以及涂料的一些对质量影响改善优化。本文也做了二道涂布与三道涂布的相关比较,三道涂布更具有优势。
  另外,本文分析了部分实验,验证了化学品的使用对涂布牛卡纸的质量影响,以及纸机的重大改造对质量提升也进行了分析说明。摇振装置对横幅绝干量2δ值有所降低,对成纸横幅偏差有一定的改善作用;对成纸挺度、耐折和PPS有一定的改善作用。三压改造对涂布纸生产的PPS有很大的提升,且涂布量明显下降;浮选改造改善了纸面胶粘物、提升了产品的质量以及纸机的运行效率。当然,随着纸机运行方面要求不断提高,各方面改造都会持续进行。
[硕士论文] 姜艳春
轻工技术与工程 浙江理工大学 2017(学位年度)
摘要:包装纸行业发展迅速,其中又以箱板纸需求量最大。本文以以废纸为原料的浙江某大型纸企箱板纸生产线为研究对象,具体分析了其造纸生产线流程,分析了该纸机纸幅在各个阶段脱水存在的缺陷,发现需要改进和优化的部分。
  分别分析和探讨网部脱水,压榨部脱水和干燥部纸幅脱水目前存在的问题,然后通过这些问题,提出优化和技术改造的方案。
  网部的脱水细致的分析了相关化学品、流浆箱、胸辊摇振、脱水元件、网部真空系统等影响脱水的因素;压榨部的脱水分析了靴压靴套、真空面板、毛布选型等影响压部脱水的因素;干燥部纸幅的脱水分析了蒸汽冷凝水系统和气罩通风系统等影响脱水的影响。
  针对这些相关影响脱水的因素,对纸机纸幅各阶段的脱水做出了详尽的探讨和优化,比结合长期的数据跟踪,分析优化后对成纸质量和产量产生的影响。提出了纸机要想在激烈的市场竞争中得以生存和发展,纸机的脱水相当重要,怎样提高产量,怎样节能降耗,必然要求他们对纸机做出相应的技改和优化。
[硕士论文] 王海涛
轻工技术与工程 广西大学 2017(学位年度)
摘要:蔗渣化学热磨机械浆(CTMP)具有得率高,对环境友好等优点。本文以蔗渣为原料,研究化学热磨机械浆制浆工艺对于得率、磨浆能耗、纤维特质及纸张性能的影响,并利用蔗渣CTMP与废纸浆进行制备瓦楞原纸,主要研究内容及结果如下:
  研究了制浆工艺对纸浆得率、磨浆能耗、纤维特性及纸张性能的影响,结果表明:从纸浆得率及磨浆能耗考虑,比较合适的制浆工艺是氢氧化钠用量为6%,最高理温度为110℃,保温时间为30min,此时纸浆得率92.1%,磨浆能耗为940Kw·h·t-1,抄造成的纸张耐破强度达到1.93KPa·m2·g-1,抗张指数为44.32N·m·g-1,环压指数为9.87N·m·g-1。
  利用光学显微镜、扫描电镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱分析了不同制浆条件下纤维性质的变化,结果发现一段磨浆后片状细小纤维比较多,经过第二段磨浆之后,纤维分丝帚化明显,表面变得粗糙,有微细纤维产生。随着化学处理程度的加剧,纤维素结晶区逐渐降低,纤维表面木素含量降低,纤维表面C-O、O-C-O或者C=O比例变高。这有利于纤维之间形成更多的氢键,提高纸张性能。
  以CTMP与废纸浆为原料制备瓦楞原纸,从废纸浆添加量、废纸浆打浆度、阳离子聚丙烯酰胺用量研究其对瓦楞原纸纸张性能的影响。结果显示:随着废纸浆用量的增加,纸张耐破指数、抗张指数、环压指数下降,废纸浆比较合适的添加量为20%,此时制备的瓦楞原纸达到国家优等品要求。废纸浆打浆度为24°SR,纸张抗张指数最好。阳离子聚丙烯酰胺用量由0.01%增加至0.05%,填料留着率由为40.82%升高至81.47%,浆料滤水性能也有了提高,阳离子聚丙烯酰胺用量在0.03%时最佳。
[硕士论文] 曹春晓
动力工程 浙江工业大学 2017(学位年度)
摘要:目前关于纸浆泵的研究,大部分集中在半开式叶轮纸浆泵。而关于叶轮与盖板间隙的研究,目前均为半开式叶轮与前盖板间隙的研究,而未有全开式叶轮与后盖板间隙,空化性能的研究,本文对该领域的研究做了微小的贡献。
  纸浆泵叶轮与前后盖板的间隙的大小对纸浆泵的性能有着显著的影响,过大的间隙造成纸浆泵水力效率的下降,过小的间隙增加了生产、维护成本。因此,正确选取叶轮与前后盖板的间隙有助于纸浆泵的稳定高效运行,并提高纸浆泵的效率,降低企业能耗和成本有重大的意义。
  本文采用了速度系数法对纸浆泵主要过流部件进行了重新设计,三维建模,网格划分和模拟分析。通过设计5种不同的叶轮与前盖板间隙和5种不同的叶轮与后盖板间隙,对其进行非定常数值模拟。模拟结果表明,对所设计的模型纸浆泵,在叶轮与前盖板间隙b1=0.75mm,叶轮与后盖板间隙b2=0.5mm时,模型泵效率将达到最大值,且该数值符合生产加工、工程应用的实际需求。其中,模型泵在设计工况点的效率,满足75%的设计目标。
  对所设计的模型纸浆泵,本文采用完全空化模型,进行非定常数值模拟计算。模拟了5种不同叶轮与前盖板间隙变化时,各个监测点处的压力脉动特性和空化性能。
  通过监测点的时域图分析压力脉动特性,当叶轮与前后盖间隙较大时,能够有效的改善纸浆泵内的压力脉动特性。随着叶轮与前后盖板间隙的增大,泵的空化性能逐渐改善。
  选取了模型泵在额定设计工况点进行试验,试验结果与设计目标参数、数值模拟在总体上基本保持一致。说明本文设计的模型纸浆泵是技术先进的,数值模拟预测是可靠的、准确的。证实了本文的研究内容及成果具有一定的实用价值。
  由于时间有限,本文只是模拟了所设计模型纸浆泵的叶轮与前后盖板不同间隙的研究,以及空化性能。对其余不同扬程、流量的型号需要后续研究对其进行补充完善。
[硕士论文] 杨家万
轻工技术与工程 浙江理工大学 2017(学位年度)
摘要:造纸行业在国民经济和生产生活中具有举足轻重的地位,其中50%以上利用了废纸纤维资源。废纸造纸是现代造纸工业发展的重要成果,能有效地节约资源、保护生态、降低能耗、减少污染,能产生巨大的环境和经济效益,是维持社会可持续发展的循环经济的重要组成部分。一方面,废纸造纸技术历经数十年发展,工艺技术已十分成熟,但同时也存在着许多一直难以解决的问题,比如胶粘物问题一直困扰着现代废纸造纸企业;另一方面,随着公众美好生活需要,环保意识日益提高,对所生活和工作的周边环境提出更高要求的诉求,国家环保部门对各行业的清洁生产过程及环保要求也日趋严格,作为我国八大重点行业之一的造纸行业已持续受到国家环保部门的严格管控。
  随着一些新技术、新理念的不断出现,面对国家环保要求及市场竞争局面,对现代造纸企业来说,结合新技术、新理念、新设备对企业现有生产线存在问题进行针对性的工艺优化和技术改造,以解决生产运行问题,实现提高效率、节能降耗等,是十分可行也是非常必要的,同时也是企业在激烈的市场竞争中不断发展的必然趋势。由于废纸中的油墨、胶粘物等杂质对造纸生产及产品质量均产生较大影响,废纸浆中的杂质去除以及废纸制浆白水的清洁利用,对废纸造纸具有重要意义。
  本论文介绍了废纸造纸生产线实施的技术改造,包括增加浮选设备处理废瓦楞箱板纸(OCC)浆料,主要用于去除OCC浆料中胶粘物;以及增加大型浅层气浮设备处理纸机网下白水,以提高纸机白水清洁度,减少过多杂质在白水回用过程中的循环累积对生产系统的不利影响。通过对技术改造情况进行跟踪,结合实验数据及生产运行数据进行统计分析,客观评价了技术改造实施效果。结果表明,浮选设备对OCC长纤维浆料中胶粘物和灰分去除率分别达到34.49%和37.65%,对短纤维浆料中胶粘物和灰分去除率分别达到47.17%、30.82%,尾段精筛对长、短纤维浮渣中胶粘物去除率分别为77.47%、60.12%,生产涂布纸时断纸时间减少4.12h/月,时间效率由90.49%提高到91.93%,A级品率提高约0.31%,纸面胶粘物平均减少7.71个/m2,胶粘物客户投诉次数减少3.38次/月、投诉金额减少0.52万元/月,创造经济效益约为518.32万元/年,投资回报周期不到三年半,说明增加浮选设备对去除OCC浆料中胶粘物杂质有良好的效果。另外,纸机网下白水经大型浅层气浮处理后对去除纸机白水杂质效果明显,对白水中悬浮固体(SS)去除率达97.9%,化学需氧量(COD)平均降低48.6%,减少过多杂质在白水回用过程中的循环累积,减少回用白水中过多垃圾杂物对浆料清洁度的不利影响,利于白水回用。本次技术改造利于胶粘物等杂质的去除,改造后提高了纸机运行率、改善了成品纸质量,产生了良好的经济效益,说明OCC制浆过程采用浮选技术处理OCC浆料,用大型浅层气浮处理网下白水,是提高浆料清洁度、改善产品质量的有效途径。
[博士论文] 罗文伯
文化哲学 中国科学技术大学 2017(学位年度)
摘要:从东汉中期(约公元105年)以来,作为传统文化皇冠上的一颗明珠,中国的造纸技艺在欧亚大陆广为传播,很大程度上改变了人类的历史进程。然而近半个世纪以来,随着电子媒介的广泛运用,以及工业化大生产背景下的现代造纸,已让手工造纸走下最初的神坛,走入了一个小角落日渐式微。中国传统手工造纸技艺现状怎样,蕴含哪些文化和精神价值,该怎样适应现代社会等问题成为本研究着力探索的方向。这些问题的回答对中国非物质文化遗产的保护、传承与发展也有较强的借鉴意义。同时,在确定传统手工造纸的发展方向时,需要对现代社会机制内在的现代性和后现代性予以梳理,以至对从前现代的过去到现在再到将来的文化发展脉络有明晰的把握。进一步的,有着悠久历史积淀的中国,如今仍处在现代化的转型过程中,如何从纵贯千年的手工造纸中提取出传统文化基因并加以解密和重组,把沉重历史包袱转化成厚重文化底蕴,形成适应未来世界的新思想文化,亦有着深远的理论意义。
  论文共分为七章。第1章是绪论部分,对研究缘起及意义、国内外研究概况、研究思路和方法以及创新之处做了说明。第2章是对中国手工造纸的总体概述,在这一章里,对中国手工造纸的历史源流、革新发明、传播分布、品类特点都予以了介绍和探讨,重点对手工造纸的发明人之争问题进行了与瓦特的案例对比研究,同时依据长期的实地调查和文献查阅的资料积累绘制了国内现存手工造纸传承地分布图。第3章是中国手工造纸现代化的解构与要素分析,辨析现代性、后现代性和现代化的概念关系,分解论文命题的主客体及环境要素。第4、5、6三章分别选取安徽泾县宣纸、四川夹江竹纸、云南纳西族东巴纸三个有特色的代表性纸种作为案例调查研究,既是对第3章的手工造纸各抽象要素的具象化,又呈现中国传统手工造纸的详细面貌及发展困扰,为下一章的实践对策分析提供素材。第7章在之前六章的基础上进行中国手工造纸现代化建构的关键维度探析,是从产业、制度、精神三个维度对论文所要研究命题的集中作答。第8章总结论文的结论,针对不同人群给出手工造纸现代化建构的相应建议,在余论中论述传统的祛魅与超越,并给出了论文的不足之处和对后续研究的展望。
  本研究通过一系列文献阅读、调查访谈和对比分析,所得结论主要集中在以下三个方面。
  1、关于中国手工造纸的起源及现状
  造纸技术源自于西汉时的中国,东汉时的蔡伦是该技术的主要革新者和集大成者,参照瓦特对蒸汽机的改良,可以称蔡伦是造纸术的发明人。这一结论回应了长期以来学术界围绕造纸术发明人的争论。
  在现状方面,从总体上看,中国手工造纸在机制纸和电子媒介的双重冲击下,其影响力虽大不如前,但仍广泛分布在华夏大地上。
  2、关于中国手工造纸的现代化转型
  在手工造纸产业层面,应以开放包容、与时俱进的理性眼光来看待中国手工造纸的技艺改良。多渠道发展“体验式”的造纸文化旅游,充分运用手工造纸文化空间。应适应时代变化与媒介技术变革,探索手工纸与数字化出版融合路径。与现代生活相结合,拓展纸品时尚与艺术新领域。
  在制度层面,各个手工造纸区域可因地制宜的选择“生产型保护”或“被动型保护”的模式。在行业管理制度方面,应在现代企业制度基础上采用人性化的管理方法,重视创意和研发,并加大成果转化力度。通过发现青蒿素的案例与手工造纸对比,提出“非遗”科普的概念及其两种模式。
  在精神层面,造纸者应是具有职业意志而自由全面发展的现代人。手工造纸从彼时的“前沿科技”位移至此时的“文化遗产”,从科技-文化轴的前端“漂移”至后端,可作为难得的标志物反衬整个民族文化的变迁。此外,体悟手工造纸行业的意境美、心境美和超然美,主张深入发掘提炼其美学价值。
  3、关于中国手工造纸的文化及哲学意蕴
  手工造纸的发明和衍变体现出不同时代的价值理性。论文指出蔡伦造纸有其历史上的偶然性,反映着皇权的统摄力,而这一偶然性在客观上促进了古代社会文化的发展,以至与之前的造纸史形成了断裂与不连续性。而反映出现代性的机器化大生产的“机制纸”的出现,则是造纸史的又一次断裂,体现的是资本主义的话语权。在后现代的消费主义社会,手工造纸更多的意味着后工业化的文化空间和文化消费情境。
  手工造纸技艺反映出中国传统造物思想,道法自然、曲径含蓄、万物合一。拾起以手工造纸为代表的非物质文化遗产,唤起文化记忆,有助于社会系统与生活世界的重新协调,克服“生活世界的殖民化”。在余论中结合媒介变迁及人生价值论提出“儒本创开”的文化观点。
[硕士论文] 刘畅
森林经理学 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:近年来,随着科技的发展,人类社会的工业化水平越来越高,人们对于材料的要求也越来越高,而以石油、煤炭、天然气为代表的石化材料存在不可持续发展的问题,且这类能源材料的大量使用也会严重影响我们的生态环境,因此,高效开发利用一些可持续发展、生物相容、清洁环保的生物质材料成为了材料研究的热点,由于大部分生物质材料存在防水性较差、易翘曲变形等缺点,这大大限制了生物质材料的应用。纤维素作为一种储量丰富、来源广泛的生物质材料,具有环保、可再生等优点,但当前纤维素的利用普遍存在工业附加值较低、防水性较差的问题,这严重制约了它的高附加值利用。为进一步探索出纤维素材料改性的新方法,本研究利用有机-无机复合方法,以紫穗槐为原料制备了生物质纳米纤维素,并与纳米二氧化硅结合,构建了微纳米层级结构的复合材料,并对其进行疏水处理,得到超疏水纳米纸。通过微观结构表征和性能测试分析了内部微观结构、杂合效果和性能,得出如下主要研究结果:
  (1)以紫穗槐为原料,先进行化学预处理,然后通过高速研磨和高压均质机械处理,得到了直径尺寸主要为7-14 nm、长径比>1000、结构精细均匀的纳米纤维素。其结晶度高达54.67%,最大热解速率温度为336℃,是一种较理想的生物质纳米材料。
  (2)以纳米纤维素为原料,通过真空抽滤方法,成功制备了纳米纸。扫描电镜观察知,纳米纸表面平整,断面呈明显的层状结构,层与层之间为空间网缠结构。纳米纸具有良好的光学性能和力学性能,透光率高达90%,力学拉伸强度为59 MPa。
  (3)利用正硅酸乙酯,通过溶胶-凝胶方法制备出了纳米二氧化硅,直径约为350-400 nm;将纳米二氧化硅与纳米纤维素混合,经真空抽滤以及疏水处理,制备出了超疏水纳米纸;经工艺研究知,当两者质量配比达到1:1时,纳米纸静态接触角约为150°,初步可达到超疏水效果。
[硕士论文] 李子广
电路与系统 兰州理工大学 2017(学位年度)
摘要:随着经济的发展,人们的生活水平也不断提高,与此同时人们对生活质量的要求也相应提升。其中很重要的一点就是要有一个健康的生活环境。造纸业与我们的生活息息相关,我国已成为世界上生产和消费纸张量最大的国家。但是,造纸业是典型的高污染行业,尤其是造纸过程中产生的大量制浆废液,严重破坏生态环境。造纸厂所排放的废水(黑液)大部分是碱法制浆过程中形成的,所以要从根本上解决废液污染的问题,就必须研究造纸厂碱回收系统。
  首先,通过对各种黑液处理策略的比较,得出用碱回收法处理黑液是最佳的选择。分析造纸厂碱回收系统的工艺流程,可知闪蒸罐内黑液液位的平稳对碱回收系统的良好运行起着重要的作用。
  其次,关于黑液液位的控制,传统的控制方法为比例控制或PID控制。但是由于闪蒸罐内的液位具有非线性、时滞性和时变性的特点,所以用传统的控制方法很难取得良好的控制效果。现在模糊控制正在兴起,其具有反应迅速、鲁棒性好等特点。为了取得更好的控制效果,研究人员设计了阈值切换的多模控制器,此种控制器拥有多种控制方法的优点,能较好的实现对黑液液位的控制。但是通过分析阈值切换多模控制器的结构可知,在不同控制模式之间进行切换时必定存在波动干扰。为了取的更好的控制效果,本文提出基于模糊切换的多模控制方法,此方法通过模糊推理判断来实现不同控制模式之间的无差切换。分析闪蒸罐内液位的数学模型,利用MATLAB软件搭建控制模型,并进行黑液液位响应的模拟仿真。仿真结果表明:相比于PID控制和阈值切换的多模控制,使用模糊切换的多模控制方法控制黑液液位能够取得更好的控制效果。
  最后根据碱回收系统的需要配置相关的软硬件设备。通过USS通信协议为PLC与变频器建立联系,由PLC发送控制指令来使黑液液位保持平衡。将PLC与WinCC建立通信,通过WinCC创建监控界面并仿真。
[硕士论文] 徐彬
制浆造纸与工程 齐鲁工业大学 2017(学位年度)
摘要:随着人类生态文明的建设,环境保护越来越受到我们的重视。原有旧能源释放出大量的二氧化碳、微尘和少量的氮硫化合物,这些释放物破坏了大气质量,损害了人类的健康生活。因此,本文针对这一问题,立足造纸行业的污染特点,寻找一种可以替代旧能源体系的新能源。本文利用核磁和红外光谱表征了黑液碱木素的官能团结构,研究了黑液碱木素水热转化实验和添加四种催化剂的黑液碱木素水热转化实验,产物生物油分析结果表明碱木素降解产物主要是各种酚类化合物。
  本研究主要内容包括:⑴没有添加催化剂的碱木素水热转化实验,研究了产物分布与实验变量反应温度和反应时间的内在联系。碱木素水热降解产物包含苯酚、愈创木酚、紫丁香酚、香草醛、3-甲氧基-1,2-苯二酚、3,5-二甲氧基-4-苯甲醇、2-甲氧基-4-丙基苯酚、3-羟基-4-甲氧基苯基乙酮。反应温度从280℃到330℃,反应时间30 min-70 min。结果表明,碱木素降解产物生物油得率的最佳反应温度是300℃,最优反应时间是60 min,生物油得率93%。此外,添加乙醇作为溶剂的反应,随着乙醇用量的增长,生物油得率曲线直线下降。由生物油各种组分定量分析可知,从反应温度上看,愈创木酚、苯酚、紫丁香酚定量值在310℃取最优值。3-甲氧基-1,2-苯二酚定量值随温度升高变化范围很小。从反应时间上看,苯酚和3-甲氧基-1,2-苯二酚含量随时间的延长变化幅度很小,两者数值基本固定在0.20 mg/g。愈创木酚和紫丁香酚最佳定量值在60 min,前者含量值是1.7908 mg/g,后者含量值是2.0237 mg/g。由生物碳红外分析可知,温度变化对生物碳官能团结构没有影响,但随反应时间的延长,生物碳中各种苯环化合物含量增加。⑵添加催化剂Pt/C,碱木素降解产物组分中含有碱木素苯环结构被氧化断裂生成的小分子量的3-呋喃甲醛以及没有添加催化剂的碱木素水热转化产物。对产物定量分析可知,5-甲基-2-呋喃甲醛在220℃时没有检测到,之后含量保持在0.06mg/g基本不变。苯酚在220℃时定量值是0.0470 mg/g,在250℃之后,含量稳定在0.15 mg/g左右。愈创木酚含量与实验反应温度正相关,在280℃时最佳值是0.3932 mg/g。随着反应温度的增加,紫丁香酚含量也逐步增加,在280℃时达到最大值0.50mg/g。⑶添加催化剂Pd/C,碱木素降解产物组分与添加催化剂Pt/C降解产物组分相似。由产物的定量分析可知,随着反应温度的升高,愈创木酚含量先增加后减少,在280℃时取得最大值3.37 mg/g,之后其含量减少。紫丁香酚在实验中含量一直很高,300℃时达到最大值21.26 mg/g。4-羟基-3,5-二甲氧基苯甲醛含量和4-羟基-3,5-二甲氧基苯乙酮含量随着反应温度的增加先增加后降低,4-羟基-3,5-二甲氧基苯甲醛含量在260℃时达到最大值7.46mg/g,4-羟基-3,5-二甲氧基苯乙酮含量在280℃时有最大值是3.85 mg/g。⑷添加催化剂Pd-Ru/C,碱木素降解产物组分与没有添加催化剂的水热转化反应产物相似。由产物定量分析可得,紫丁香酚和愈创木酚含量随着温度的增加而增加,紫丁香酚在300℃时达到最大值19.70 mg/g,愈创木酚在300℃时达到最大值5.54 mg/g。随着反应温度的增加,4-羟基-3,5-二甲氧基苯甲醛含量先增加后降低,最优反应温度是280℃。4-羟基-3,5-二甲氧基苯乙酮含量与反应温度之间没有有规律的联系。⑸添加催化剂Pt/Al2O3,碱木素降解产物组分和没有添加催化剂的水热转化反应产物相似。由产物定量分析可知,紫丁香酚和愈创木酚含量随着反应温度的升高逐渐升高,愈创木酚含量在300℃时达到最大值5.64mg/g,紫丁香酚含量在300℃时有最大值21.05mg/g。4-羟基-3,5-二甲氧基苯甲醛含量与反应温度负相关,在240℃时取得最大值2.26mg/g。4-羟基-3,5-二甲氧基苯乙酮含量随着反应温度的升高而逐渐减少,在240度时取得最大值是8.99mg/g。
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