麥草不同蒸煮方法中主要化學(xué)成份降解的動力學(xué)研究.pdf

1、麥草作為纖維造紙原料，在我國具有重要地位。研究其蒸煮過程脫木素、纖維素和半纖維素降解的動力學(xué)，并利用其研究結(jié)果對蒸煮質(zhì)量進行控制，具有重要意義。 本文通過對不同蒸煮溫度不同反應(yīng)時間所得紙漿中木質(zhì)素、半纖維素和纖維素含量的分析，對麥草燒堿-蒽醌法和硫酸鹽-蒽醌法的制漿反應(yīng)動力學(xué)和蒸煮歷程進行了研究。結(jié)果表明，隨著溫度的升高，紙漿中三組分含量迅速下降，化學(xué)反應(yīng)速率增快。研究發(fā)現(xiàn)，與蒸煮時間相比，麥草脫木素過程受溫度的影響更大。本文通

2、過建立反應(yīng)動力學(xué)方程獲得了麥草燒堿-蒽醌法和硫酸鹽-蒽醌法制漿化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)以及反應(yīng)級數(shù)。 木質(zhì)素的降解動力學(xué)方程 AP—AQ 法為：-dL/dt=KL(OH<'->)<'1.13～1.20>(AQ)<'0.12～0.25>，活化能 E=34212 Cal/mol。KP—AQ 法脫木質(zhì)素反應(yīng)動力學(xué)方程為：-dL/dt=KL(OH<'->)<'1.26～1.39>(HS<'->)<'0.22～0.24>(AQ)<'0.64～0.

3、67>，活化能E=29270 Cal/mol。KP—AQ 法脫木質(zhì)素速度較AP—AQ 法快。麥草 AP—AQ 法和 KP—AQ 法中木質(zhì)素的脫除分為三個階段，即主要脫木質(zhì)素階段、補充脫木質(zhì)素階段和殘余脫木質(zhì)素階段。大量的木質(zhì)素降解階段 AP—AQ法溶出的木質(zhì)素量為總木質(zhì)素的54％左右，而 KP—AQ 法中則溶出60％左右。 半纖維素降解動力學(xué)方程AP—AQ法為：—dC<,半纖維素>/dt=K·C<,半纖維素>(OH<'->)<'

4、2.84～3.49.>(AQ)<'0.24～0.27>活化能 E=4194 Cal/mol。KP—AQ 半纖維素降解動力學(xué)方程為：—dC<,半纖維素>/dt=K·C<,半纖維素>(OH<'->)<'3.17～4.65.>(SH<'->)<'1.06～1.39.>(AQ)<'1.13～1.41>，活化能E=5210 Cal/mol。麥草AP—AQ法和KP—AQ 法中戊聚糖的降解主要發(fā)生在蒸煮初期，AP—AQ法140℃時，半纖維素的吸附作用

5、明顯。KP—AQ 法蒸煮中戊聚糖的降解五分鐘后進入第二個階段，第一階段戊聚糖降解量約占整個戊聚糖降解量的90％左右。KP—AQ 法半纖維素的保留率高于 AP—AQ 法。 纖維素降解動力學(xué)方程AP-AQ法為：—dC<,纖維素>/dt=K·C<,纖維素>(OH<'->)<'2.11～2.82.>(AQ)<'0.70～0.76>，活化能 E=39077 Cal/mol。KP-AQ 法纖維素降解動力學(xué)方程可以描述為：—dC<,纖維素>/

6、dt=K·C<,纖維素>(OH<'->)<'7.46～8.47>(SH<'->)<'1.40～2.54.>(AQ)<'2.21～2.81>，活化能 E=34949 Cal/mol。麥草AP—AQ法中溫度為100℃時纖維素幾乎沒有降解，當溫度由120℃升高至160℃纖維素降解量增加了3％，與KP—AQ法相似。隨著堿濃增加AP—AQ法和KP—AQ法中纖維素降解都加劇，且AP—AQ 法比 KP—AQ 法降解程度略大。 麥草AP—AQ法