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China Pulp & Paper （Monthly） China Pulp & Paper is a monthly publication and published jointly by China Technical Association of Paper Industry (CTAPI) and China National Pulp and Paper Research Institute Co. Ltd.(CNPPRI).As one of the most impor...more

China Pulp & Paper Vol.42 No.3,2023

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    • 化学机械法制浆全过程水污染源的等标污染负荷解析
      CAI Hui,ZHU Wenyuan,WANG Shumei,XU Jun,CAO Chunyu,LIU Junjie,TIAN Chao
      采用等标污染负荷法对化学机械法制浆过程各工序的废水量及主要特征水污染物种类、浓度和存在状态进行定量解析。结果表明，备料工序主要水污染物是COD、悬浮物（SS）和BOD；木片洗涤、挤压撕裂、螺旋压榨、筛选净化浓缩工序的主要水污染物是BOD、COD和SS；主要污染源集中在筛选净化浓缩和螺旋压榨工序，其中筛选净化浓缩工序等标污染负荷比为50.12%~51.17%，螺旋压榨工序为43.40%~44.21%，这2个工序等标污染负荷比累计达到90%以上；全过程主要水污染物为BOD、COD和SS，累计负荷比达到了80%以上，是废水治理的重点关注对象。该研究结果可为典型化学机械法制浆生产全过程水污染物的环境影响程度评价和管理控制提供有效依据。
      2023,42(3):1-5    [摘要](75)    [PDF](30)
    • 竹材两段挤压浸渍化学机械法制浆废水污染特性比较
      PAN Aixiang,FANG Guigan,TIAN Qingwen,LIU Xingjian,YIN Hang,YANG Qiang,HAN Shanming
      本文探讨了不同化学浸渍NaOH总用量下，慈竹和毛竹的化学机械法制浆性能；研究并比较了废水和CODCr产生量，探讨了废水的pH值、COD污染负荷、BOD5、总氮、总磷等关键参数对生化处理的影响；测定了废水固形物的灰分及灰分中主要金属离子的含量，分析了用碱量与制浆得率及废水污染负荷的关系，探讨了废水总有机碳与COD污染负荷的相关性。结果表明，相同浸渍用碱量下，慈竹化机浆强度性能明显高于毛竹化机浆。2种化机浆综合废水产生量6.20~7.73 m3/t，pH值均大于8.5，CODCr产生量178.88~410.44 kg/t，用碱量与制浆得率和废水CODCr污染负荷相关，废水总有机碳与CODCr相关。
      2023,42(3):6-12    [摘要](55)    [PDF](25)
    • 基于深度强化学习的造纸废水处理过程多目标优化
      LU Zaohao,MAN Yi,LI Jigeng,HONG Mengna,HE Zhenglei
      本课题提出了一种基于多智能体深度强化学习的动态优化方法，以期实现造纸废水处理过程的运行成本和能耗的协同优化。实验采用了基准仿真1号模型（BSM1）模拟造纸废水处理过程的生化反应和沉淀过程，并利用模型数据对强化学习智能体进行训练，最后用实际的造纸废水数据对搭建的模型系统进行验证。结果表明，基于多智能体深度强化学习的废水处理系统能够保障排水质量，实现成本与能耗的多目标优化控制，其性能表现优于传统方法。
      2023,42(3):13-22    [摘要](57)    [PDF](32)
    • 基于DPM模型的碱回收炉竹浆黑液雾化数值模拟研究
      WANG Yiwei,XU Yongjian,CHEN Shenglin,GUO Kangkang,YUE Xiaopeng
      为高效回收高固含量竹浆黑液的化学品和热能，改善其雾化性能，本研究采用DPM（discrete phase model）模拟研究碱回收炉中高固含量竹浆黑液的雾化性能。通过建立的碱回收炉三维几何模型，采用Fluent软件对碱回收炉进行冷态流场模拟，研究了黑液黏度、雾化锥角及粒径范围对碱回收炉中黑液雾化效果、颗粒分布、熔融物垫层形成的影响。结果表明，增大黑液黏度对液滴破碎影响显著，而对于分散沉降的影响远不及雾化锥角及初始液滴尺寸；碱回收炉前墙上、下二次风之间区域存在结渣风险。液滴粒径大于0.5 mm时，黑液液滴主要受重力作用下沉至垫层，能有效减少气流的机械携带现象。
      2023,42(3):23-32    [摘要](55)    [PDF](25)
    • 煅烧温度和保温时间对废纸造纸污泥热分解产物特性的影响
      PENG Tianxiang,GONG Jian,DONG Yifeng,SU Zhouhu,ZHANG Chengxin
      为提高废纸造纸污泥的资源化利用效率，选取郑州市某造纸厂废纸造纸污泥为实验原料，采用热分析-质谱联用仪（TA-MS）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等现代仪器进行表征，探究煅烧温度和保温时间对废纸造纸污泥热分解产物特性的影响规律。结果表明，废纸造纸污泥的热分解过程主要分为水分析出、有机物分解、高岭石转化和碳酸钙分解4个质量损失阶段；废纸造纸污泥的主要矿物成分为方解石、石英和高岭石，提高煅烧温度和延长保温时间有利于提高方解石的结晶度；与未煅烧样品相比，煅烧温度550 ℃时的废纸造纸污泥灰的碳含量降低约30%，煅烧温度850 ℃时的污泥灰的碳含量降低约85%，保温时间8 h时的污泥灰的碳含量降低约44%；适量掺入废纸造纸污泥灰有助于提高水泥胶凝体系的活性。
      2023,42(3):33-39    [摘要](56)    [PDF](39)
    • 酸性低共熔溶剂预处理制备含木质素的纤维素纳米纤丝及其复合膜的研究
      LI Zhan,JIANG Chuang,NING Chenxi,REN Qian,HOU Qingxi,LIU Wei
      采用酸性低共熔溶剂（deep eutectic solvent，DES）预处理并结合高压均质法制备了含木质素的纤维素纳米纤丝（lignin-containing cellulose nanofibril，LCNF），并与聚乙烯醇（PVA）共混制备了LCNF/PVA复合膜，探讨了2种酸性DES预处理的效果，分析比较了LCNF的特性及LCNF/PVA复合膜的性能。结果表明，乳酸-氯化胆碱（LC）和乙酸-氯化胆碱（AC）对半纤维素的提取率均达到78%以上，其中LC预处理后用乙醇洗涤的处理方式对木质素的提取率高达61.2%；DES预处理后，乙醇洗涤有利于木质素的分离；利用LC制备的纤维素纳米纤丝（LC-E-LCNF）的直径为50~100 nm；相较于纯PVA膜，LCNF/PVA复合膜的疏水性明显提高，应力提升至70.3 MPa，紫外屏蔽性接近100%，且具有良好的热稳定性和雾度，以及一定的保鲜性能，该复合膜有望应用于食品包装领域。
      2023,42(3):40-46    [摘要](59)    [PDF](33)
    • 食品包装用水性丙烯酸酯防油剂的制备及应用性能研究
      WEI Xinxin,WANG Yulong,DAI Yang,LI Yulin,HU Kexin,KUANG Yishan,SHI Menghua,DONG Chao,LIU Chunjing,LI Dan,WU Xuexun
      以淀粉、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸为主要原料，通过自由基聚合法进行接枝共聚制备了水性丙烯酸酯无氟防油剂，对其化学结构、粒径、Zeta电位和成膜性进行了分析。将水性丙烯酸酯防油剂涂布在原纸上制得食品包装用防油纸，对防油纸的动态油接触角、防油防水性能、耐高温性能、抗冷冻性能和再制浆性能进行了研究。结果表明，合成的水性丙烯酸酯防油剂粒径分布均匀，稳定性良好，平均粒径和Zeta电位分别为254.2 nm和-39.74 mV；防油剂可赋予纸张优良的防油性和防水性，当涂布量为7.5 g/m2时，防油等级可达10.2级，Cobb值从原纸的24.2 g/m2降低至1.9 g/m2；且防油纸具有良好的耐高温性能、抗冷冻性能和可再制浆性能。
      2023,42(3):47-52    [摘要](58)    [PDF](26)
    • OCC制浆过程中淀粉溶出及其对纸浆性能影响
      WANG Hao,LIU Chunlan,FU Rundong,YU Menghui,WANG Gaosheng
      本实验主要研究了OCC制浆过程中淀粉变化及其对纸浆滤水性能和强度的影响，同时探讨了淀粉酶处理对OCC纸浆性能的影响。结果表明，OCC中淀粉含量达10.6%（相对于绝干原料），在制浆过程中（包括碎浆和打浆）10%~20%的淀粉溶出；脱水过程在去除溶出淀粉的同时还会改善纸浆滤水性能，降低纸浆强度；淀粉酶不但降解溶出的淀粉，同时也降解纤维上附着的淀粉，使得纸浆得率下降，废水污染负荷增大。
      2023,42(3):53-58    [摘要](52)    [PDF](23)
    • 微纳米纤维复合滤纸反吹性能的研究
      LIU Sihan,LIANG Yun,RAN Chao,YU Tian,TANG Min
      本研究探讨了3种微纳米纤维复合滤纸在不同面流速及发尘浓度条件下的反吹性能，主要对初始过滤效率接近的湿法纤维复合滤纸、熔喷纤维复合滤纸和静电纺纤维复合滤纸的性能进行了对比研究。结果表明，在面流速11.1 cm/s、发尘浓度1 g/m3时，没有反吹的情况下，湿法纤维复合滤纸、熔喷纤维复合滤纸和静电纺纤维复合滤纸的一次容尘量分别为85.3、84.8、64.1 g/m2；而容尘性能不佳的静电纺纤维复合滤纸在反吹过程中表现优异，完成30次反吹清灰用时约3700 s，是一次容尘实验时用时的13.8倍，终止时阻力为554 Pa；湿法纤维复合滤纸与熔喷纤维复合滤纸的反吹用时分别为2587、2527 s，明显低于静电纺纤维复合滤纸，终止阻力分别为854和724 Pa。随着面流速从11.1 cm/s提高至19.4 cm/s，或发尘浓度由1 g/m3增加至4 g/m3时，滤材的反吹清灰用时均急剧下降。
      2023,42(3):59-68    [摘要](54)    [PDF](26)
    • 碳点/纤维素纳米纤维复合薄膜的制备及性能研究
      CHEN Hao,LIU Hao
      以异抗坏血酸钠为碳源，采用水热法合成新型纳米抗菌材料——碳点（CDs），并与纤维素纳米纤维（CNF）共混制备CDs/CNF复合薄膜。结果表明，CDs的平均粒径为（4.6±1.8）nm，添加CDs可提升复合薄膜的紫外阻隔性能和柔韧性，复合薄膜的抗菌和抗氧化性能与CDs的含量呈正相关，但是高含量的CDs会降低复合薄膜的疏水性和拉伸强度。添加7%含量CDs的复合薄膜的对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径分别达到16.88 mm和14.34 mm，CDs/CNF复合涂层能够延缓草莓的腐败。
      2023,42(3):69-77    [摘要](53)    [PDF](26)
    • 氧化铝纤维的泡沫成形技术研究
      YANG Huikang,HOU Fuqing,DING Nengxin,ZHANG Chunhui
      本研究采用泡沫成形技术制备了密度低且匀度优异的氧化铝纤维纸，重点研究了氧化铝纤维泡沫浆料体系的构建及氧化铝纤维长度及含量对泡沫特性、成纸匀度的影响。结果表明，聚氧化乙烯（PEO）与双子季铵盐（GS）组合下的泡沫浆料体系可对氧化铝纤维进行有效分散，成形后纸张匀度最佳；与湿法成形相比，采用泡沫成形技术有利于氧化铝纤维的分散，同时提高纤维含量。当纤维含量0.2%时，长度为36 mm的氧化铝纤维泡沫成形纸张的匀度指数为109，较6 mm氧化铝纤维湿法成形纸张的匀度指数（187）降低了42%。当氧化铝纤维含量为1.2%时，其泡沫成形纸张的匀度指数为105，较含量0.2%下的湿法成形纸张的匀度指数（187）降低了44%。
      2023,42(3):78-86    [摘要](68)    [PDF](35)
    • 纤维形态分析在二醋酸纤维素生产过程中的应用
      LIU Jia,WANG Jie,XING Qingjian,ZHOU Jianqiu,CHEN Xiaolu,HUANG Yuqing
      本研究通过对浆粕研磨后的纤维形态进行分析，研究了切断纤维比例、细小纤维含量对醋化反应速率、二醋酸纤维素片（醋片）颗粒数的影响，分析了醋片丙酮溶液中不溶物的组成及高乙酰化值不溶物的变化趋势。结果表明，提高切断纤维比例可加快醋化反应速率，但随着反应程度增加，高乙酰化值不溶物增多；调节研磨后切断纤维比例可优化醋片5~10 μm颗粒数，本研究通过数据拟合得出切断纤维比例为56.0%时，5~10 μm颗粒数达最小值4013个，对应的细小纤维含量为9.75%，反应速率为0.425 ℃/min，即研磨机动静磨盘间隙为4 mm，能最大限度减少5~10 μm颗粒数，从而改善醋片的可纺性。
      2023,42(3):87-94    [摘要](67)    [PDF](32)
    • 基于多源数据与K-means聚类的地域特征关联纸质包装色彩应用研究
      MIAO Mingrui,XIONG Jinghua,FENG Lyuhang,XU Dawei
      以哈尔滨中央大街景区为研究对象，采用OSM开源地图平台、百度API平台配合ArcGIS10.6平台、Python平台获取数据，通过Matlab平台下DeepLabV3+模型对获得的街道图像进行语义分割，通过K-means聚类算法以HSB色彩空间为模型基准，绘制色彩散点聚类模型、色彩连续性模拟模型与片段色彩聚类模型对中央大街景区进行可视化分析，并提出地域特征关联纸质包装设计的色彩应用建议。多源数据结合K-means聚类法可以在短时间内相对快速、精准、科学完成纸质包装色彩提取与应用策略制订，其结果能够体现地域文脉特色，提升地域特色包装辨识度，有助于实现地域特征关联纸质包装色彩方案优选，为纸质包装色彩应用提供参考。
      2023,42(3):95-103    [摘要](54)    [PDF](23)
    • 纳米纤维素中氢键网络调控技术的研究进展
      CHEN Qinghui,ZHU Menglin,WU Chaojun,CHEN Yehong
      本文讨论了近年来采用衍生化、低共熔溶剂和离子液体处理等技术调控纳米纤维素中氢键网络的研究成果，对比分析了各种技术的调控机理，归纳总结了氢键网络的变化对纳米纤维素结构与性能的影响，简单介绍了分子模拟在氢键断裂与重构研究方面的应用，展望了纳米纤维素氢键网络调控的发展方向。
      2023,42(3):104-113    [摘要](57)    [PDF](43)
    • 木质素影响木质纤维原料酶解的作用机理及其研究进展
      LI Jiaquan,LI Penghui,XU Yexuan,WU Wenjuan
      作为木质纤维素生物乙醇制备过程中必不可少的步骤，酶水解可对木质纤维素进行高效且经济的转化，也是实现工业化生产木质纤维素生物乙醇的关键步骤。木质素作为木质纤维素主要组分之一，其对酶促反应的作用，在影响木质纤维素酶水解转化的因素中极其重要。目前，木质素对木质纤维素的酶水解主要表现为抑制，体现在空间位阻、非生产性吸附（包括疏水作用、静电作用、氢键作用）以及生成的可溶性酚类化合物的影响3个方面。本文综述了近年来木质素在木质纤维素酶水解转化作用的研究，并对木质纤维素生物乙醇的发展和工业化生产前景做出了展望。
      2023,42(3):114-121    [摘要](54)    [PDF](28)
    • 纸基电磁干扰屏蔽材料研究进展
      MENG Bangai,GUO Daliang
      本文介绍了碳纤维、石墨烯、碳纳米管、MXene及多种填料协同改善纸基电磁干扰屏蔽材料性能的研究进展，总结了纸基复合电磁干扰屏蔽材料的研究热点。研究开发超薄、高韧、优异屏蔽效能，且具有多层结构特点的产品是纸基复合屏蔽材料重要发展趋势。
      2023,42(3):121-125    [摘要](49)    [PDF](24)
    • 中国造纸业碳效率时空分布特征及驱动因素分析
      CUI Zichan,WANG Lanhui
      本课题基于非期望产出的超效率松弛值测算模型（Super-SBM模型）对2002—2019年中国造纸业碳效率进行计算，构建空间马尔科夫链概率转移矩阵，从省域尺度探索了中国造纸业碳效率的时空分布特征及演进规律，并采用双向固定效应模型，对不同类型碳效率区的驱动因素进行分析。结果表明，研究期内，中国造纸业碳效率呈现为“南高北低”，东南沿海-中西南地区-北部地区碳效率逐渐降低的空间格局，行业发展水平与碳减排能力具有协同变化特征，高水平的行业发展是造纸业提高碳减排能力的必要条件；碳效率类型具有相对稳定性，实现跨越式发展可能性较小；除产业结构对造纸业不同类型碳效率水平均具有显著影响外，城镇化发展水平、能源结构以及环境规制具有明显的阶段性特征。
      2023,42(3):126-136    [摘要](53)    [PDF](25)
    • 纸机排风对周边环境的影响及治理方法
      LI Wenbin,WANG Hua,LIAO Changlyu,WANG Rui,PENG Hong
      随着城市化的推进，很多厂区距离居民区甚至市区较近，原本排放达标的排气对周边环境的影响越来越明显，如白色烟羽、腐蚀、恶臭（异味）等，部分地方环保开始要求工厂对纸机网部、密闭气罩的排风进行除臭、除雾处理。另外排风含湿量大，通过对气罩排风系统的水回收利用可大幅减轻整个项目用水量指标和废水处理的压力。
      2023,42(3):137-144    [摘要](56)    [PDF](24)

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