学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

废纸脱墨热分散机沉积物化学组成及其形成机理

作　者: 葛杰
导　师: 张辉
学　校: 南京林业大学
专　业: 制浆造纸工程
关键词: 废纸脱墨盘式热分散机沉积物化学组成固体颗粒模型流体动力学成垢机理
分类号: TS745
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 25次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

低碳经济概念和节能减排要求的提出使得废纸制浆成为现代造纸工业中不可缺少的部分。废纸的回收利用既节约能源,又能减轻环境污染；废纸脱墨制浆造纸系统中设备结垢问题日益严重,其中热分散机部位的结垢问题尤为突出,严重影响设备生产效率、能耗和产品质量；加上纸机不断向大型化、高速化、自动化方向发展,结垢问题造成成纸质量的下降和生产效率降低。故本文的研究,为热分散沉积物的控制提供理论指导,促进我国造纸业向绿色低碳产业方向发展。本文在理论分析沉积物的种类和浆料流体动力学的基础上,采用化学和仪器分析方法分析了齿盘垢的化学成分；对DIP系统中添加的化学品和热分散系统关键设备的结构与运行技术参数进行深层次的剖析；进一步对浆流中的固相进行固体颗粒模型分析,并利用Fluent流体软件对浆流进行模拟与分析,进而探讨了热分散沉积物化学与物理形成机理；最后对热分散机结构的设计提出了一些设想。本文研究成果如下：(1)在制浆过程中,热分散工序除掉的胶粘物总量低于粗筛、精筛、前浮选3个工序；但热分散处理使其前后浆料的胶粘物去除率达到85%。(2)废纸脱墨产新闻纸系统热分散机盘垢化学组成为少量齿盘金属(0.5%以下)、MgCl2、CaCl2(MgCl2和CaCl2两者所占质量分数在4.5%～5%之间)、Si02(37.2%)、CaMgSi2O6(2.5%)、CaSiO3(21.2%)、CaCO3(11.2%)、CaMgSiO4(4.5%)、Ca(OH)2(1.8%)、CaO(0.4%)、MgO(0.8%)和以细小纤维为主的有机物(15%左右)；Ca2+总含量11.40%,Mg2+总含量1.44%,其中硅溶胶(SiO2·nH2O)为主要粘合介质。(3)热分散机沉积物是由DIP系统中的NaOH、CaCl2、硅酸钠、螯合剂、脱墨剂、甲脒亚磺酸和絮凝剂等化学品的添加并与纤维和硅溶胶等相互作用形成。(4)热分散机齿盘内沉积物与其它关键部位的沉积物相比,沉积物组成种类多,且结垢情况严重。(5)可以通过以下措施来实现热分散机齿盘沉积物的控制：增加打浆度；减小颗粒度；降低浆料流速；降低流体粘度；降低流体密度；降低浆料浓度；增加流动强度；降低作用时间和作用面积(通过降低齿的排列密度,降低齿槽的深度,减少齿数来实现)；调低动盘转动角速度；调大盘间距；增加设备表面光滑度。(6)热分散机盘片垢物的形成与流体物理参数的动态分布密不可分；齿盘内的固液两相流体的动能和热能过低,因此盘片内易生成垢且垢物硬度大；控制热分散机盘内沉积物生成的根本在于减缓盘内浆料动能和热能变化趋势。

全文目录

致谢  3-4
摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-24
  1.1 论文的背景和意义  10-11
    1.1.1 热分散在制浆造纸中的重要性  10
    1.1.2 研究热分散沉积物成因机理的必要性  10-11
    1.1.3 课题的意义  11
  1.2 热分散系统概况  11-12
    1.2.1 热分散设备的发展情况  11-12
    1.2.2 盘式热分散机概况  12
  1.3 造纸沉积物种类及研究进展  12-19
    13.1 微生物垢  12-13
    1.3.2 无机垢  13-15
    1.3.3 有机垢  15-17
    1.3.4 水溶性有机垢  17
    1.3.5 国内外造纸行业沉积物研究现状  17-19
  1.4 固液两相流研究进展  19-22
    1.4.1 两相流体力学的形成  19
    1.4.2 国内外固液两相流研究历程  19-21
    1.4.3 固液两相流分析方法  21
    1.4.4 国内外浆料流体动力学研究现状  21-22
  1.5 论文研究的主要内容、目标、特色及创新点  22-24
    1.5.1 论文研究的主要内容和目标  22
    1.5.2 论文的主要特色  22-23
    1.5.3 论文的创新点  23-24
第二章实验原料及方法  24-28
  2.1 实验试样  24-25
  2.2 主要实验试剂及仪器  25
  2.3 实验方法  25-27
    2.3.1 胶粘物的检测  25-26
    2.3.2 XRD分析  26
    2.3.3 FTIR分析  26
    2.3.4 总硬度测定  26
    2.3.5 钙离子测定  26
    2.3.6 镁离子测定  26-27
    2.3.7 ICS分析  27
  2.4 本章小结  27-28
第三章热分散机沉积物成分分析  28-41
  3.1 热分散系统及其化学品的添加  28-36
    3.1.1 热分散系统设备技术参数及沉积物形成环境  28-32
    3.1.2 热分散系统化学品添加及其对沉积物形成的影响  32-35
    3.1.3 DIP各主要工段胶粘物分析  35-36
  3.2 热分散沉积物成分分析结果与讨论  36-40
    3.2.1 XRD分析  36-37
    3.2.2 FTIR分析  37-38
    3.2.3 钙镁离子含量分析  38-39
    3.2.4 阴阳离子的ICS分析  39-40
  3.3 本章小结  40-41
第四章热分散机沉积物形成机理分析  41-54
  4.1 热分散机沉积物与其他部位沉积物的红外比较  41-45
    4.1.1 1#多盘过滤器沉积物红外谱分析  41-42
    4.1.2 料塞螺旋沉积物红外谱分析  42-43
    4.1.3 2#多盘过滤器沉积物红外谱分析  43
    4.1.4 网前箱沉积物分析  43-44
    4.1.5 成型网沉积物分析  44-45
  4.2 热分散盘沉积物固体颗粒模型  45-50
    4.2.1 模型的建立  45-46
    4.2.2 颗粒主要受力概况  46-49
    4.2.3 颗粒各作用力方向的确定  49-50
  4.3 固体颗粒模型受力分析  50-52
    4.3.1 流体作用力分析  50-52
    4.3.2 颗粒实际受力分析  52
  4.4 本章小结  52-54
第五章热分散系统的浆料流体动力学数值模拟  54-68
  5.1 FLUENT流体软件功能介绍  54
  5.2 基本方程和湍流模型  54-55
  5.3 模拟步骤  55-56
  5.4 模拟结果分析  56-66
    5.4.1 动态压力与速度对比分析  56-60
    5.4.2 温度分布情况的分析  60-62
    5.4.3 湍流动能与网格雷诺数的比较分析  62-66
  5.5 本章小结  66-68
第六章结论与展望  68-70
  6.1 结论  68-69
  6.2 展望  69-70
主要参考文献  70-73
附录:FULENT 6.2.16软件模拟过程  73-76
攻读硕士学位期间发表的论文  76-77
详细摘要  77-78
Abstract  78-79

废纸脱墨热分散机沉积物化学组成及其形成机理

内容摘要

全文目录

相似论文