论文总字数：16893字

摘 要

本课题以麦草秸秆为实验原材料，经水热预处理后，采用自制催化剂WQQ催化加氢降解秸秆中的半纤维素成分，利用氨水溶解秸秆中的木质素成分并最终获得粗浆。本课题分别考察了半纤维素降解和木质素去除的最佳工艺条件，发现半纤维素降解的最适反应条件为反应温度140 ℃，反应时间2 h，氢气压力1.5 MPa，固液比为1:7，固固比为10:3，在此工艺条件下，半纤维素的降解率为41.22%；氨水除木质素的最适反应条件为反应温度140 ℃，保温时间3 h，升温时间1 h，氨水浓度25%，在此工艺条件下，木质素的脱除率为62.65%。本课题在制浆过程中产生的废液中含有木质素铵盐，可被制成有机肥料，既实现资源的有效利用又保护了环境。

关键词：半纤维素 木质素 催化加氢 碱溶 木质素铵盐

Research on new technology of straw pulping

Abstract

In this paper, the wheat straw was used as raw materials.After pretreating with water, the catalyst WQQ was used to catalyze the degradation of hemicellulose and the lignin was removed by using ammonia hydroxide.Finally,the coarse pulp was required.The paper investigated the most optimal conditon of both hydrogenation degradation and lignin removal.It was found that the optimum condition for the degradation of hemicellulose are as follow:140 ℃ of the reaction temperature,2 h of the reaction time,1.5 MPa of the pressure, 1:7 of the solid-liquid ratio and 10:3 of the solid-solid ratio.Under the condition,the degradation rate of hemicellulose was 41.22%.For lignin removal,the optimum condition are as follow:140 ℃ of the reaction temperature,3 h of the reaction time,1 h of the heating time and 25% of the ammonia hydroxide.Under the condition,the lignin removal rate was 62.65%.In this research, the waste liquid produced in the process of pulping contains lignin ammonium salt, which can be made into organic fertilizer.It can realize the effective utilization of resources and protect the environment.

Key Words：Hemicellulose；Lignin；Hydrogen degradation；Alkali solution；lignin ammonium salt

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 文献综述 1

1.1前言 1

1.2秸秆制纸浆的方法 2

1.2.1 化学制浆法 2

1.2.2生物制浆法 2

1.2.3物理法制浆 3

1.3本课题的研究目的及意义 4

1.3.1研究的目的及意义 4

1.3.2 研究内容 5

第二章 实验材料与方法 6

2.1实验器材与仪器 6

2.1.1实验材料 6

2.1.2实验试剂 6

2.1.3实验器材 6

2.2实验方法 7

2.2.1秸秆的水热预处理 7

2.2.2秸秆的加氢降解 7

2.2.3氨水除木质素 7

2.3分析方法 7

2.3.1液相色谱 8

2.3.2半纤维素降解率 10

2.3.3固形物得率 10

2.3.4木质素脱除率 10

2.3.5粗浆提取物得率 10

第三章 结果与讨论 12

3.1半纤维素降解的条件优化 12

3.1.1反应温度对秸秆加氢降解的影响 12

3.1.2反应时间对秸秆加氢降解的影响 13

3.1.3氢气压力对秸秆加氢降解的影响 13

3.1.4固液比对秸秆加氢降解的影响 14

3.1.5固固比对秸秆加氢降解的影响 15

3.2氨水除木质素的条件优化 16

3.2.1反应温度对制浆的影响 16

3.2.2保温时间对制浆的影响 17

3.2.3升温时间对制浆的影响 18

3.2.4氨水浓度对制浆的影响 19

第四章 结论与展望 21

4.1结论 21

4.2展望 21

参考文献 22

致 谢 24

文献综述

1.1前言

我国是一个农业大国，农业秸秆种类繁多、数量巨大、分布广泛，秸秆年产量达到6亿多吨，但其中被用于制浆的秸秆仅占0.05%，被制成肥料的仅占12%，大约60%的秸秆被废弃或就地焚烧造成浪费。焚烧的秸秆不但会产生大量二氧化硫污染空气，而且会破坏土壤结构，降低农田质量。目前，我国用于造纸的植物纤维原料短缺，大约有1/3的纤维原料源于进口^[1]，并且这种短缺程度在短期内仍呈现增加的趋势，因此，当务之急，我们应该解决造纸行业的原料供给问题，而秸秆纤维素便具有较大的发展潜力，可以充分利用农业秸秆这一资源。适于造纸用的农业秸秆需具有资源量丰富、纤维含量高、纤维形态好等特点^[2]，在造纸行业中常被作为造纸原料。若能合理利用秸秆制浆，可充分发挥秸秆数量大的特点，在增加农民收入和降低环境污染的同时，减轻我国造纸工业对进口原料的依赖。因此，对于造纸行业来说，应进一步重视稻草和玉米等农作物秸秆，充分发挥其优势以制造纸浆。

目前，造纸工业存在“五高两低”的弊端，即高物耗、高能耗、高水耗、高污染、高时长和低质量、低产量^[3]，其中“高污染”是造纸工业面临的一大难题。造纸过程产生的黑液是污染环境的主要原因，黑液中含有一定量的硅，硅的存在导致黑液中的化学物难以回收利用^[4]。黑液中还含有一定量的木质素，木质素具有多个活性基团，可吸附污水中的金属离子，此外它在表面活性剂、絮凝剂、土木工程等方面应用广泛，具有可循环使用的优点^[5]，但黑液中的木质素大多都没有被回收而是被废弃，即造成浪费又污染环境。黑液还可被有效转化为有机肥料应用于农业生产中。在提倡绿色工业的当下，对黑液的研究极为重要，若能有效得将木质素从黑液中提取出来或将黑液转化为有机肥料，都可大大得减少造纸过程中黑液的排放量，达到减少污染的目的，实现秸秆的清洁制浆。如今，除了传统制浆技术，我国发展出了许多新型制浆技术，但这些工艺都具有一定的局限性，如果比对各工艺技术的优缺点，充分发挥其各自的优点，扬长避短，合理组合，则能有效得将“五高两低”变为“五低两高”。

1.2秸秆制纸浆的方法

1.2.1 化学制浆法

1.2.1.1亚硫酸盐蒸煮法

请支付后下载全文，论文总字数：16893字