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    【研究】高溫高濃竹漿黑液流變性及膨脹性研究

    來源: 漿紙技術 編輯:岳小鵬杜鑫徐永建 時間:2021-07-08
    導讀:NaAlO2作為一種高效除硅劑,在燃燒法除硅工藝中的有較大的應用價值。
        以竹漿草漿為代表的非木材原料灰分含量高,且灰分中60%以上是SiO2,給堿回收系統帶來了一系列硅干擾問題。NaAlO2作為一種高效除硅劑,在燃燒法除硅工藝中的有較大的應用價值。
        1、高溫高濃竹漿黑液的流變特性
        當固形物含量大于50%時,竹漿黑液轉變為非牛頓流體,其流動特征與高分子材料中的假塑性流體類似,呈現出剪切稀化現象。本實驗中測試的黑液固含量高達70.19%和79.87%,含水量極少,在室溫條件下其形態己接近固體,難以流動。實驗在70℃和98℃高溫條件下對其粘度進行測試,研究其剪切稀化特性,實驗結果如圖1和圖2所示。


     
        在70℃溫度下,固含量為70.19%和79.87%的竹漿黑液的表觀粘度均隨著剪切速率的增加而迅速下降,并逐漸趨于一個常數,呈現出了假塑性流體的剪切稀化特性。
        在98℃溫度下,高固含量竹漿黑液在假塑性區域的粘度變化規律與溫度為70℃時非常相似,且溫度越高表觀粘度越低。但在第二牛頓區,黑液的表觀粘度出現先下降而后上升的趨勢,說明在剪切速率較高時出現了剪切增稠的現象。
        通過對比圖1和圖2中溫度不同的兩條曲線可以發現提高溫度可以有效降低黑液的表觀粘度,因此在管道輸送過程中,可以通過適當提高溫度來達到降粘的目的,降低堿回收單元的運營成本。同時,可以利用竹漿黑液的剪切稀化特性來改善黑液的運輸過程。
        2、添加NaAlO2對黑液VIE值的影響
        等溫膨脹體積指數簡稱VIE,指每克固形物在300℃下灼燒后膨脹的體積數,用來描述黑液固形物在脫水、炭化時的膨脹程度。
        在堿回收爐中,VIE值可以指示燃燒爐墊層的疏松程度和燃燒狀態,數值越大燃燒越充分,也因此成為堿回收過程中的一項重要指標。添加不同含量NaAlO2對黑液VIE值的影響如圖3所示。
        黑液VIE值與硅的含量、粘度以及無機物成分等密切相關。隨著硅含量的降低,VIE值明顯提高;粘度過大或者過小都不利于黑液擁有較好的膨脹性,而對黑液粘度影響較大的低聚糖和LCC含量都會對VIE值產生一定的影響;黑液中其他無機成分例如碳酸鈉、硫酸鈉、亞硫酸鈉含量的增高均會降低黑液的VIE值。
        由圖3可知,竹漿黑液的VIE值隨著NaAlO2添加量的增加出現先上升后下降的趨勢,并且在添加量為0.5%時出現最大值。但隨著無機鹽含量增加,抑制了黑液的膨脹,NaAlO2添加量為1%和1.5%時,VIE值有所下降,甚至低于不添加NaAlO2的空白樣。
        3、結論
        (1)適當提高溫度可以有效降低黑液的表觀粘度,減弱黑液的假塑性,有利于其在管道噴嘴的輸送,利用黑液的剪切稀化特性可以改善黑液的運輸過程;
        (2)在黑液輸送過程中,尤其在彎道、閥門、噴嘴處可能會引起流動障礙,適當提高溫度有助于黑液的軟化;
        (3)隨著NaAlO2添加量的增加,黑液的VIE值先增大后減小,且在NaAlO2的添加量為0.5%時達到最大值。

    作者:岳小鵬杜鑫徐永建
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