毕业论文《玉米秸秆清洁制浆》.doc

玉米秸秆清洁制浆作者姓名 —专 业 林产化工指导教师姓名 专业技术职务 副教授摘要 1第一章综述 31.1秸秆的现状 41. 1.1国内秸秆利用现状 41.1.2国外秸秆利用现状 41.1.3秸秆的主要成分 61 - 2秸秆的利用途径 81.2. 1秸秆肥料 91.2.2秸秆饲料 91.2.3其它应用 91.2.4作为造纸原料 91.3本论文的研究内容及意义 10第二章 实验部分 112.1准备阶段 112. 1. 1 材料 112.1.2实验仪器 112. 1.3实验试剂 112.2实验阶段 122.2. 1 备料 122. 2. 2原料水分及浆料水分的测定 122.3 1艺条件的研究 142. 4实验步骤 142. 4. 1酸水解工艺条件的确定 142.4.2碱蒸煮工艺条件的优化与确定 144. 3不同的预处理条件对烧碱-蔥醍法蒸煮的影响 19第三章结论 263.1酸水解工艺条件 262碱蒸煮工艺条件的优化与确定 263. 3不同的预处理条件对烧碱-蔥醍法蒸煮的影响 264总结 26参考文献 28致谢 29本论文主要研究了玉米秸秆的清洁制浆工艺首先对玉米秸秆进行稀酸水解预处理，以除去秸秆中的半纤维素。

再对所得浆料进行常规烧碱一蔥醞法蒸煮，得出碱蒸煮的最优工艺条件通过分析比较玉米秸杆直接进行烧碱—蔥醍法蒸煮与经稀酸预处理后再进行烧碱一蔥醍法蒸煮所得浆的得率、各化学组分变化及最后成纸性能，来找到一种较合理的玉米秸秆清洁制浆工 艺通过对实验数据分析比较，得出稀酸预水解后玉米秸秆碱蒸煮的最佳 工艺条件为：氢氧化钠用量 仃％，蔥醞用量0.05% ,温度160°C ,液比1:5 , 处理时间2ho经稀酸预水解后玉米秸秆，经常规烧碱•蔥酿法蒸煮，在同 样用碱量条件下，成纸性能低于未经酸处理浆料的成纸性能关键词：玉米秸秆稀酸预处理清洁制浆工艺优化ABSTRACTThe papers are clear pulping of com stalk preliminary study .First, the semicellulose in the corn stalk is dislodge through acid hydrolysis of it. We can find the suitable condition, through analyse data of the different papers9 performances what in the different conditions. Second, cooking experiment of corn stalk with different alkali charge is carried out in order to find out the pulping conditions of corn stalk. At last, by comparing the pulp yield, the change of chemical constituent and the performance of papers with conventional alkaline pulping with them through acid treatment, we can get optimal clear pulping condition for the corn stalk through acid hydrolysis : alkali charge is 17%, consistency of anthraquinone is 0.05%, temperatures is 160°C, liquor-to-wood-ratio is 1:5, processing time is 2h. After cooking the corn stalk through acid hydrolysis with the same alkali charge, the performance of papers is poor comparing those untreated by H2SO4Key words: Corn stalks ; Acid treatment; Clear pulping ; Optimum process・第一章综述我国的生物质资源十分丰富，年产量约11145亿吨，仅生物秸秆就达7亿多吨, 其中玉米秸秆约占35%：1\农作物秸秆均为一年生植物，是潜在的可再生纤维资 源。

造纸是我国具有悠久历史的传统丁业，纤维原料亦是发展现代造纸T业的瓶 颈之一，而对木浆纤维短缺这一现实，能否对农作物秸秆进行资源性开发，通过 科学合理的技术手段，使Z成为生物质材料，是具有现实意义的话题，值得分 析探讨1・1秸秆的现状1.1.1国内秸秆利用现状世界人口的迅速增长，需求更多的农作物供给为了增加粮食生产，必须在有 限的耕地面积上更多地增加投入,其结果是粮食产量明显提高，秸秆等副产品的 数量也在不断增加在人们设法增加粮食生产的同时，乂有许多物资没有被利用 而废弃，导致能量转化食物的效率有所降低据不完全统计，全球每年产生的生 物质160亿吨左右，其中约40亿吨可作为人类食物或动物饲料，其它75 %则 成为废弃物我国农作物秸秆年总产量约为7亿吨，小麦、水稻和玉米三大作 物秸秆约占我国秸秆总量的84%,而麦草所占比例最大达30%以上据称，我国 冃前的秸秆利用率约为33%,全国每年有4亿余吨的闲置秸秆资源，可利用的潜 力很大在我国，传统上秸秆是农村生活燃料、大牲畜草料与有机肥料的主要来 源，部分还作为农舍建材等用途，秸秆是农村的一项宝贵资源但随着农村经济 的发展，用化肥大量使用替代传统秸秆肥料、用化石燃料替代传统秸秆燃料，机 械替代畜力，规模化养殖大量使用配合饲料等，使秸秆逐步由资源变成废弃物， 发生大量秸秆丢弃、焚烧现象⑵。

冃前，我国的秸秆利用方式与传统模式相比已有了较大变化，尤其是一批新 型秸秆利用技术的开发应用，使秸秆利用途径不断拓宽农作物秸秆利用主耍有 6种方式：一是生活燃料，约占秸秆总量的38%；二是畜牧饲料，约占秸秆总量 的23%；三是秸秆直接还田，约占秸秆总量的17%；四是沼气或垫圈原料、大棚 覆盖物等，约占秸秆总量的6%；五是造纸、手工业品、建筑材料、燃料酒精等 丁•业原料，约占秸秆总量的3%；六是直接焚烧或废弃，约占秸秆总量的13%〃总体上看，我国冃前的秸秆利用还主要以农业、农村和农民利用为主.秸秆 利用的水平和产业化程度很低突出表现在技术落后、秸秆经济还没形成、产业 化水平低，现代科学的综合利用技术体系尚未真正建立起來这一方面与政府重 视不够、资金投入与优惠政策不足有关，国家对秸秆的综合利用还没有形成有效 政策机制和补贴措施；另一方面，与秸秆综合利用科技支撑能力弱，核心技术和 设备的产业化水平低，以及不能适应千家万户小规模分散经营体制有关⑷1.1.2国外秸秆利用现状当今全球纸张生产发展趋势表明，越来越多的国家正尝试开发满足本国 需求的纸浆造纸生产装备在此形势下，木材纤维廣乏的国家和地区正尝试 建立一种不同于传统且基于当地原料的生产方式。

当然，不只是纤维原料 匮乏的地区会做这样的尝试，纤维资源丰富的国家同样在寻找其他原料来 代替或者补充以阔叶木为主的纤维原料因此，采用一年生植物制浆被认为 越来越重耍，尤其是纤维匮乏地区在20世纪末出现了全球木材原料紧缺的现彖，所以造纸T业被迫寻找 木材纤维原料的替代品因原料供应苛刻，亚洲及中东一些地区将生产集 中在采用非木材原料上虽然看来不够现实，但可以认为非木浆产量每年 会有12%-15%的增长率⑸由于种植的相对集中，玉米杆很适合用于小规模的制浆生产，伊朗， 巴基斯坦和埃及已经开始采用玉米杆制浆，或者将玉米杆用作化工原料 1837年，欧洲尤其是澳大利亚第一次尝试用玉米杆浆生产纸板和包装用 纸⑹丹麦：秸秆串起“黄金圈”丹麦是世界上首先使用秸秆发电的国家位于丹麦首都哥本哈根以南的阿维 多发电厂建于上世纪90年代，被誉为全球效率最高、最环保的热电联供电厂乞一 而在这座现代化的电厂里，最引人注冃的既不是造型独特的梯形厂房，也不是现 代化的发电设备，而是在燃料库房内堆放整齐的秸秆它们不再是废料，而成为 发电厂的核心原料农民收获粮食后，把秸秆卖给电厂，阿维多电厂每年燃烧15万吨秸秆，可满 足儿十万用户的供热和用电需求。

由于和煤、油、天然气相比，秸秆成本低、污 染少，可称得上电厂最划算的一笔买卖此外，秸秆燃烧后的草木灰还可以无偿 地返回给农民作为肥料使用秸秆发电，电厂降低了原料的成本，白姓享受了便宜的电价，环境受到 保护，新能源得以开发，同时还使农民增加了收入，真正串联起了一个“黄金圈”美国：秸秆乙醇成新宠美国有24个农业州，每年都有大量的秸秆需耍处理根据美国农业部一项 统计资料，全国每年能够收集起来的小麦秸秆就多达4500万吨，仅占当年所有小 麦秸秆的50%秸秆在美国的用途很广，可用作饲料、手工制品等，有的地方还 用來盖房，将整捆的秸秆高强度挤压后填充新房的墙壁美国加大了秸秆综合回收利用的研发力度，极力推动可再生能源事业的发 展美国能源部的网站上明确指出，小麦秸秆是可再生生物能源的一个重耍来源在美国，新起的替代燃料特别是生物燃料的开发利用，得到了联邦政府的大 力支持，同时也引起了社会齐界的极大兴趣2007年6月11日，美国农业部和能 源部联合发布声明，由农业部出资1400万美元、能源部出资400万美元，共同设 立一项基金，资助有关生物燃料、生物能源及相关产品的研究与开发根据“美 国可再生燃料协会”提供的数据，美国冃前有116个乙醇提炼厂家，每年可以生 产59亿加仑的乙醇，另外还有81个新厂家正在建造Z中。

美国最近成立了一个名 叫“美国生物燃委员协会”的机构，其使命就是鼓励美国的消费者、金业与地方 政府更多地使用生物燃料作为替代燃料在美国，每生产1加仑乙醇，可以得到 51美分的政府补贴加拿大：玉米秸秆要还出在加拿大首都渥太华，每年5月播种玉米，一般到10月收获如果把玉米作 喂牛的青贮饲料，那就耍提前丁9月收割玉米收割机连玉米秆带玉米穗一起收 割，边收割边把玉米穗和玉米秆同时切碎，然后运送到农场储存，储存期可达1 年10月份玉米已经成熟，收割时，玉米收割机一边收割一边把玉米秆切碎，切 碎的玉米杆作为肥料返到出里日本：主耍作肥料 未来作燃料冃前口本秸秆的主要处理方式有两种：混入土中还为肥料，以及作粗饲料喂 养家畜根据近年统计数据，稻秸秆最多的是翻入土层中还田，约占68%,其次 作为粗料养牛的约占10. 5%；与畜粪混合做成肥料约占7. 5%；制成畜栏用草垫约 占4. 7%；小部分难于处理的秸秆就地燃烧，约占4.1%冃前，日本正在积极挖掘枯秆的燃料转化潜力有官员表示，当务Z急是开 发岀利用植物纤维的生物燃料，避免影响粮供应价格对于燃料和粮食都依赖进 口的日本来说，这一点尤为重要据悉口本地球环境产业技术研究机构与本田技 术究所，共同研制出从秸秆所含纤维素中提取酒精燃料的技术，向着实用化边出 一步。

秸秆被人们用作燃料、肥料、饲料、建筑材料、褥草、造纸原料、培养食用 菌的材料及编织等，但在很多地方每年仍有大量秸秆作为废物就地烧毁1976 年英格兰有41%的小麦秸和6%的大麦秸烧在地里在环境保护H益受到重视的今 天，不少国家已禁止采用就地烧毁的做法从食物生产的经济效益出发，把秸秆 所含的营养物质更有效地通过反自动物转化为肉、奶等产品无疑有很大的吸引 力。