制浆蒸煮能量回收机理及应用研究

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1、陕西科技大学硕士学位论文制浆蒸煮能量回收机理及应用研究姓名：乔丽洁申请学位级别：硕士专业：化工过程机械指导教师：陈海峰20090521制浆蒸煮能量回收机理及应用研究摘要随着社会生产力和科学技术的发展，我国造纸工业也取得了极大的进展，但是近年来，能源的价格逐渐提高，能源成本与纤维原料、废水处理费用等一起构成了制浆造纸工厂运行成本的主要部分。我国造纸综合能耗远高于国际一般水平，能耗高、污染物排放量大已成为制约我国造纸工业发展的难题。因此用先进的能量分析方法改造造纸等传统产业，合理利用能量，研发高效制浆技术，既是提高经济效益和环境质量，又是降低其单位能耗的重要途径。本

2、论文在研究热喷放过程能量转换机理的基础上，根据常规蒸煮压力容器的设计方法，结合纸浆的流体力学特性，设计并加工了一套纸浆膨胀一阻尼器。由于“热喷放"过程纸浆强度降低的主要原因是纤维细胞内可汽化介质的闪蒸所引起，所以，研究纸浆加热过程液体膨胀汽化速率与纤维强度之间的关系，’寻找“热喷放”时不发生闪蒸的方法，就能保证纸浆的纤维强度。本论文用火甩分析法来计算蒸煮过程火甩效率与火用损失，以此来评价传统间歇蒸煮设备在热力学方面的完善程度，通过分析发现传统过程大量高品位的能量完全没有利用；所以根据能量守恒定律，只要利用了喷放过程大部分能量，就有可能避免闪蒸。由于喷放过程浆料的

3、闪蒸能量是由原来的静压能和热能转换而来，而且喷放过程浆料的湍流运动使纤维受到相互摩擦力和机械剪切力的作用，从而有可能改变其形态参数。本文实验利用所设计的膨胀一阻尼器模拟热喷放过程，并利用其中能量之后，对实验纸浆抄样，对其主要性能参数进行了检测，并利用扫描电镜对纤维形态进行了观察，研究了热喷放能量转换过程对纤维形态的影响程度，并分析了产生影响的原因。全压喷放时，就纤维网络的单根纤维而言，更多的是受与之相邻的纤维间的巨大内摩擦力而被相互挤压、揉搓、扭曲、纵向撕裂乃至进一步内、外细纤维化；这种细纤维化提高了纸页强度和柔韧性。这说明，适度湍流运动(全压喷放，0．8MPa

4、)对纸浆纤维的固有强度不会造成大的损伤，在这种较强的内摩擦力作用下，纤维的切断作用很少，而主要是使纤维发生细胞壁的位移和分层，发生内、外细纤维化作用，纤维变得柔软而富有润胀性，其结合作用增强，因而纸浆的使用品质不会受到影响。RESEARCHoNMECHANISMANDAPPLICATIoNoFENERGYlⅧCoVERYABSTRACTSignificantdevelopmentshavebeenmadeinpaperindustrywiththerapidlyprogressingsociety，scienceandtechnology．Butinrecent

5、years，thepriceofenergyismuchhigherthanthepastdayafterday．Therunningcostofthepapermakingplantsincludestheenergycost，fiberrawmaterialsandwastewatertreatingcost．ThesyntheticalenergyconsumptionofChinesepaperindustryoutclassestheaverageconsumptionofothercountries．Thehi曲energyconsumptionan

6、dmuchcontaminanthavebecomethebiggestpuzzleofourpapermakingindustry．Thustheadvancedmethodologiesofenergyanalysisshouldbeintroducedtomanytraditionalindustrieslikethis．atthesametimeusetheenergyefficiently，studyanddesignthepulpingtechnology，couldeitherimprovetheeconomicefficiency，andthee

7、nviromentquality，ordecreasetheenergyconsumption．AccordingtotheDesignbyRulesusedinpressurevessels，thisnovelisbasedontheresearchofmechanismofenergyconversioninblowingprocess，andcombinethecharacteristichydrodynamicofpaperpulp，andthenacoupleofdamperandexpanderhasbeendesignedandmanufactur

8、es．Sincethed