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制浆原理与工程复习重点

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第一章备料

1.木材备料一般采用什么流程?原料场应符合哪些要求?流程:去皮、锯木、除节和劈木、削片。

原料场符合的要求:①防火、②运输方便、③排水通畅、

④通风良好、⑤照明。

2.木材去皮的方法有哪些?常用的剥皮设备有哪些?原理如何?

去皮的方法:人工去皮、机械去皮(刀式去皮、摩擦去皮、挤压去皮、圆环式剥皮机或旋刀式剥皮机、Rosser 刀辊式剥皮机)、水力去皮、化学去皮。

常用的剥皮设备:滚刀式剥皮机、圆筒式剥皮机、圆环式剥皮机或旋刀式剥皮机、Rosser刀辊式剥皮机、水力喷射式剥皮机。

原理:滚刀式剥皮机:将原木放在楞架上,利用转动的滚刀,沿原木的纵向削去一道树皮,然后翻转机将原木翻动一定角度,再削去一道树皮。

圆筒式剥皮机:原木从圆筒的进料端连续地进入,在桶内做无规则的滚动,并被圆筒内壁的钢梁带着,随着圆筒的旋转而提升,再落下,逐渐从筒的一端移向另一端,原木之间、原木与筒壁之间发生摩擦、碰撞。使树皮剥离。

圆环式剥皮机或旋刀式剥皮机:利用一个旋转圆环,在圆环上装有好几个带有刮铲刀片的支臂,当木片通过圆盘时,对它施加径向和切向的压力。利用树皮和木材形成层之间的结合力较弱的特点剥皮。

Rosser刀辊式剥皮机:利用一个快速的附有多个切削刀的刀辊,刀辊上的切削刀切削和刮铲掉原木上的树皮。

水力喷射式剥皮机:直接以高压水射向原木以脱除树皮。

4.影响削片的质量因素有哪些?

影响木片长度的主要因素是在具有适当的安刀角的前提下的刀距、投木角和投木偏角大小。影响木片厚度的主要因素是刀高。影响木片斜度的主要因素是投木角和投木偏角。木片的合格率。

5.一般常用的木片筛选设备有几种?其特点如何?

常用的木片筛选设备有:圆筛、平筛、盘式筛。

圆筛:具有结构简单、设备维修容易等优点,但它占地面积大,筛选有效面积小,筛孔易堵塞。

6.用于草片筛选的设备有哪些?

辊式除尘机、锥形筛、吸尘风机、水膜除尘器。

7.用于稻麦草备料除尘的方法有哪些?各有什么特点?方法:干法、湿法、干湿结合法。

干法:工艺成熟,投资少,能耗小,容易操作,但飞尘污染大,草片所带灰尘等杂质多,制浆用碱量高,得率低,纸浆质量不高,硅干扰大。

湿法:①草捆直接投入碎草机,无干法备料噪声和粉尘,改善工作环境,减低了劳动强度。②草叶、泥沙等去除率高,净化效果好,使灰分、苯醇抽出物含量降低,减少了蒸煮和漂白的化学品用量,尤其是SiO2的降低有利于黑液碱回收。③草片被纵向撕裂,草节部分被打碎,有利于药液的浸透。④蒸煮的草片水分稳定,有利于控制液比,尤其是对连续蒸煮有利。⑤纸浆得率高,强度好,易于滤水。⑥设备投资大,维修费用高,动力消耗大,生产成本高。

干湿结合法:蒸煮得率高,纸浆强度大,匀整性好原料损耗低,汽和电负荷匀衡,自动化程度高,节省药液,劳动生产率高,劳动强度低,工作环境得以改善以及成浆质量稳定。

8.稻麦草湿法备料的流程如何?有何特点?

流程:整捆的麦草由运输带直接送入碎解机中,在底刀和强大的涡流作用下,草捆被打散、撕裂和切断。碎草片穿过筛孔由草料泵抽出,不能通过筛孔的重杂质由排渣机连续排出。

特点:①草捆直接投入碎草机,无干法备料噪声和粉尘,改善工作环境,减低了劳动强度。②草叶、泥沙等去除率高,净化效果好,使灰分、苯醇抽出物含量降低,减少了蒸煮和漂白的化学品用量,尤其是SiO2的降低有利于黑液碱回收。③草片被纵向撕裂,草节部分被打碎,有利于药液的浸透。④蒸煮的草片水分稳定,有利于控制液比,尤其是对连续蒸煮有利。⑤纸浆得率高,强度好,易于滤水。⑥设备投资大,维修费用高,动力消耗大,生产成本高。

设备原理:半湿法和干法设备相同,蔗渣由机壳上方进料口加入,在高速旋转的飞锤作用下回旋,并和导向板、筛板碰撞、摩擦以至于打散,使蔗髓借助离心力从底部的筛板筛出除髓后的蔗渣从末端排出。

湿法设备原理:在水力碎浆机中蔗渣在转动叶轮和固定叶片的摩擦作用下,松散开来,蔗髓穿过水力碎浆机底部的筛板,不断随水流出。

第二章化学法制浆

1.解释化学法制浆常用名词术语。

活性碱:烧碱法蒸液中的活性碱指NaOH,硫酸盐法蒸煮液中的活性碱指NaOH+Na2S,常以Na2O或?有效碱:烧碱法指NaOH,硫酸盐法指NaOH+1/2Na2S,常以Na2O

或NaOH表示。?活化度:碱液中活性碱对总可滴定碱的百分比。计算时,NaOH和Na2S等均以Na2O或NaOH 表示。?硫化度:白液的硫化度是指Na2S对活性碱的百分比。绿液的硫化度是指Na2S对总可滴定碱的百分比。计算时,NaOH和Na2S等均以Na2O或NaOH表示。?蒸煮液:蒸煮液系指原料蒸煮时所用的碱液⒃纸浆硬度:纸浆硬度表示残留在纸浆中的木素和其他还原性物质的相对量。可用高锰酸钾、氯或次氯酸盐等氧化剂测定,以用高锰酸钾最为普遍。

2.化学法制浆主要分哪几类?碱法和亚硫酸盐法制浆主要分为哪几种?各自的特点是什么?

化学法制浆:碱法制浆、亚硫酸盐法和溶剂法制浆。

碱法:烧碱法、;硫酸盐法、多硫化钠法、预水解硫酸盐法、氧碱法、石灰法、纯碱法等。最常用的是硫酸盐法和烧碱法。

亚硫酸盐法:酸性亚硫酸氢盐法、亚硫酸氢盐法、微酸性亚硫酸氢盐法、中性盐硫酸盐法和碱性亚硫酸盐法。碱法特点:碱法蒸煮对原料的适应范围比较广,硫酸盐法几乎适用于各种植物纤维原料,还可用于质量较差的废材、枝桠材、木材加工下脚料、锯末以及树脂含量很高的木材。烧碱法适用于棉、麻、草类等非木材纤维原料,也有用于蒸煮阔叶木的,很少用于蒸煮针叶木。3.硫酸盐法制浆和亚硫酸盐法制浆的优缺点是什么?

硫酸盐法蒸煮的优缺点

优点:①对原料适用范围广。②脱木素速率快,蒸煮时间较短。③纸浆强度高④蒸煮废液回收技术和设备比较完善。⑤硫酸盐浆的用途广,针叶木本色硫酸盐浆可用于抄造纸袋纸、电缆纸、电容器纸、包装纸。漂白浆用于生产文化用纸及其他用途。阔叶材和草类原料的硫酸盐浆常用于生产文化用纸或生产纸板等。⑥较少发生树脂问题和草类浆的表皮细胞群问题。⑦允许木片中有相当量的树皮。⑧可从一些材种的蒸煮放气时回收松节油和从蒸煮废液中提取塔罗油等副产品。

缺点:①纸浆得率低。②成浆颜色较深,比亚硫酸盐浆难漂。③蒸煮时产生的恶臭气体污染大气。亚硫酸盐法蒸煮的有缺点

优点:①本色浆较白,易漂。②得率较高。③生产精制浆不需要预水解。④各种原料的废液可用于生产饲料、酵母、粘合剂、香兰素等,针叶木的制浆废液可生产酒精。缺点:①原料要求比较严格。②大都需要耐酸设备。

③蒸煮时间较长。④亚硫酸盐浆的强度较硫酸盐浆低。

⑤亚硫酸盐法蒸煮废液的回收仍存在经济问题。4.蒸煮药液浸透的原理、影响因素和强化药液浸透的措施是什么?蒸煮药液浸透的原理:根据药液浸透推动力的不同,浸透形式可分为两类:一类是压力浸透,它的推动力是压力差,即毛细管作用和外加压力的作用。另一类是扩散浸透,即扩散作用,它的传质推动力是药液的浓度差。外加压力的高低和药液的黏度的大小都会影响压力浸透。纤维轴向的毛细管作用总是大于横向毛细管作用的50~100倍。扩散浸透效果主要取决于毛细管的有效截面积和药液的浓度差,同时还与药剂分子或离子的活性和大小有关,且受温度和原料水分影响。

影响因素:药液的组成温度、压力纤维原料的种类和料片的格。

强化药液浸透的措施:①蒸汽装锅和预气蒸。②蒸煮器外药液的预浸。③装锅送液时,适当提高药液温度,一般将药液预热至70~85℃后送入蒸煮器内。④抽真空。

⑤盐硫酸盐法蒸煮初期加入过量药液,浸透完全时“回水”(即将多余的药液抽出并加以回收)。⑥液相变压法:5.碱法和亚硫酸盐法蒸煮过程中木素和碳水化合物的反应类型有哪些?

碱法木素的化学反应类型:酚型α-芳基醚或α-烷基醚键的碱化断裂、酚型β-芳基醚键的碱化断裂和硫化断裂、非酚型β-芳基醚键的碱化断裂和硫化断裂、芳基-烷基和烷基-烷基间C-C键的断裂、甲基-芳基醚键的断裂、碱法蒸煮时木素发色基团的形成。

碱法蒸煮的碳水化合物的化学反应类型:①纤维的反应:纤维素的剥皮反应、纤维素的终止反应、纤维素的碱性水解。②半纤维素的反应:脱乙酰基、半纤维素总的反应情况、聚木糖的反应和保留、己烯糖醛酸。

亚硫酸盐法木素的化学反应:①酸性亚硫酸盐蒸煮时木素的化学反应:α-碳原子脱除酚型和非酚型的木素结构单元中的α-碳原子磺化。②碱性和中性亚硫酸盐法蒸煮木素的反应:酚型Cα和Cγ的磺化反应、酚型β-芳基醚键的断裂和磺化、酚型或非酚型甲基-芳基醚键的亚硫酸盐解。

亚硫酸盐法碳水化合物的化学反应:酸性水解、酸性氧化反应、单糖的氧化和分解反应

6.碱法蒸煮过程中,纤维素在什么情况下发生剥皮反应和碱性水解?如何减少纤维素的降解?

高温强碱的条件下发生剥皮反应和碱性水解。

将末端羰基氧化为羧基、将末端羰基还原为伯醇羟基、蒸煮时加入能与羰基起反应的化合物将还原性末端封锁。

7、试述木材与草类原料减法蒸煮脱木素反应历程的异同?

答:木材碱法蒸煮脱木素反应过程可分为三个阶段:初

始脱木素阶段,大量脱木素阶段,和残余木素脱除阶段。草类原料硫酸盐法或烧碱法蒸煮脱木素反应历程近视可分为大量脱木素阶段,补充脱木素阶段,残余木素脱除阶段。

8、试述碱法蒸煮得影响因素

答:㈠用碱量(effect of alkali charge)

a.用碱量的大小会影响脱木素速率和脱木素程度,同时也会影响碳水化合物的降解程度

b.当纸浆得率和质量要求和其它工艺参数不变时,提高用碱量是加快蒸煮速率、缩短蒸煮时间、提高产量的有效措施。

c. 蒸煮用碱量的大小,主要决定于原料的种类、质量和成浆的质量要求。

d. 蒸煮终了时蒸煮液中还必须有一定的残碱,一般4 - 10g/L,以利于后期木素的溶出。

(2)液比(Effect of Liquor-to-Wood Ratio)

液比与用碱量共同决定药液的浓度(C)。C会影响反应速率。

①用碱量一定时,液比↓,则C ↑,结果:

a.加快脱木素,缩短蒸煮时间;

b. 增加碳水化合物的降解,得率↓;

c. 汽耗↓;

d.若液比过小,液与料混合不匀,蒸煮不匀,粗渣率↑。

②直接通汽加热,液比可小些;间接加热,液比要大点。

③回转式蒸煮器蒸煮,液比可小些。④快速蒸煮,可适当缩小液比,但要保证药液良好循环。⑤若生产物理强度大,α–纤维素含量高的浆,宜用较低的药液浓度,较大的液比。⑥结构紧密的原料,可用较小的液比。

(3)硫化度①硫化度的大小影响蒸煮速率

在一定范围内,硫化度↑,可加快蒸煮,但若超过一定范围,效果不明显,甚至降低蒸煮速率。

②硫化度对浆得率和质量的影响

用碱量一定,适当提高硫化度,可提高得率,若过高,硫化木素不能充分溶出,浆质量下降。

(4) 蒸煮最高温度(Effect of Maximum Pulping Temperature – Tmax )

Tmax ↑,脱木素速率↑。

9、添加助剂的碱法蒸煮过程仲,蒽醌、多硫化钠和亚硫酸钠的作用各是什么?

答:AQ(蒽醌)的作用:提高脱木素速率,缩短蒸煮时间,保护碳水化合物,提高纸浆得率。缺点:蒽醌在碱法中溶解度小,蒽醌与浆料难以混合均匀,漂白浆泡沫多,打浆掃化慢,漂白困难多硫化钠得作用:增加[OHˉ],保护碳水化-合物,S2ˉ在碱性条件下把纤维素或半纤维素的还原性-CHO氧化为-COOH,以减少剥皮反应。缺点对设备腐蚀性强,温度大雨100°C时,Na2Sn分解。

亚硫酸钠的作用:(Na2SO3+NaOH)保护碳水化合物,减少剥皮反应。

10、什么叫H-因子?H-因子的意义是什么?如何如利用计算机控制蒸煮?

答:H—因子是个蒸煮温度得相对反应速率常数与蒸煮时间的定积分。H-因子的意义:同一原料,在用碱量,硫化度,液比等蒸煮条件相同时,控制H—因子相同,则其纸浆得率及浆中木素含量相同。利用计算机控制蒸煮:用计算机来控制间接蒸煮,连续蒸煮器的蒸煮质量,受到良好的效果。

由于蒸煮质量有很多影响因素,如有效碱,H-因子和硫化度等因此用微型计算机综合进行蒸煮质量的控制需要一个公式或数学模型。

其中T-因子是H-因子的改进形式,它考虑了化学药品浓度的影响,T-因子的定义如下:

T=[S/(2-S)]([EA/(L:W)]2 )式中S—硫化度;EA-有效碱用量;L:W-液比;H-H-因子

11、碱法蒸煮操作过程包括哪几个部分?

答:①装料,送液②升温,小放气③在最高压力或温度下的保温和蒸煮终点的确定(④大放气和放料12、小放气的作用是什么?

答:①排除蒸煮器内的空气和其他气体,消除假压,以利于温度的上升②小放气时,锅内产生自然沸腾,减少锅内不同的温度差和浓度差,利于药品得浸透和均匀蒸煮③松木原料蒸煮小放气时除了能排除空气以外,还能排除松节油和其他挥发性物质,通过小放气可对松节油进行收集。此外草类原料装液送料时由于草片吸收药液较快,因此草片中存在的空气没有木片多,升温时,进行或不进行小放气都可以。

13、提高碱法蒸煮脱木素选择性的四个基本原则是什么?

答:①蒸煮过程仲得碱液浓度尽量保持均匀,即在蒸煮初期碱液浓度适当低一些,接近蒸煮终了时碱液浓度适当高一些:②蒸煮液中HSˉ浓度应尽量高,特别是蒸煮初期和大量脱木素阶段开始时,应保持较高的HSˉ浓度;③蒸煮液中的溶解木素和Na+浓度应尽量低,特别是在残余木素脱除阶段;④保持较低的蒸煮温度,尤其是在蒸煮初期和后期。

15、与传统的卡米尔连续蒸煮相比较,EMCC(ITC)和低固形物蒸煮技术的特点是什么?

答:传统的卡米尔连续蒸煮器在木片预浸渍后,采用木片和全部蒸煮液一开始就接触,然后向同一方向移动并进行蒸煮,在171℃,蒸煮至终点,在扩散洗涤区加冷黑液降温至130℃进行喷放,在这种情况下,蒸煮液中的碱浓度愈来愈低,溶在蒸煮液中的木素浓度越来越大,这就限制了木片中的木素进行深度的脱除。EMCC将蒸煮区分为顺流和逆流蒸煮区两部分,而又将逆流蒸煮部分扩大到了逆流扩散洗涤区,而且整个系统都以同样的温度160℃进行蒸煮;EMCC技术采用了分段加入白液的方法,浸渍阶段加入了白液的总量的65%,顺流蒸煮区继续加入5%,原逆流区再加入10%,最后在原逆流洗涤区加入20%的白液以维持较高的碱浓。;卡米尔连续蒸煮器采用传统ITC技术时,在用碱量和得率相近的情况下,纸浆粘度对卡伯值的比较,ITC>MCC>CK.说明,ITC和MMC技术的纸浆不但脱除木素较多,而且纤维收到损伤也比较少。

低固形物蒸煮的工艺特点:

在蒸煮器的前段和后段同时抽取黑液;在黑液抽取处下方得蒸煮循环回路中加进白液和洗涤液,以保持恒定的液比和利用稀释作用以降低各蒸煮区内固形物得浓度;蒸煮白液在三处加入。与EMCC法相比,低固形物蒸煮有效碱浓度分布曲线更加均匀,制浆选择性进一步提高。深度脱木素的四个基本原则在低固形物的蒸煮过程中都得到了充分的应用。

低固形物蒸煮技术得几个工艺参数的变化:白液浓度低而均匀,浸渍开始后,整个蒸煮器碱浓度均低于15g/L (以NaOH计,下同);浸渍后至大量脱木素,残碱只有4g/L,而硫化度较高,HSˉ/OHˉ摩尔比〉3;由于洗涤区也改为逆流蒸煮区,蒸煮将结束时,浆中木素含量很低;整个过程,蒸煮液中溶解的木素等固形物含量低;蒸煮温度均匀。

16、为什么置换蒸煮可获得较低的硬度和较高黏度(聚合度)的纸浆?

答:用温黑液加压预浸渍,再用热黑液置换,可充分利用黑液中的热能,蒸煮加热到最高温度,(如170℃)仅需要少量的蒸汽。同时还利用了黑液中硫化物,因此,置换蒸煮比传统KP蒸煮更有选择性。传统的KP蒸煮开始的有效碱浓度高,而硫化度较低。相反,在RDH蒸煮里,开始有效碱浓度低而硫化度非常高,例如,温黑液硫化度73%,热黑液71%,因为蒸煮开始时大量温黑液和热黑液流过木片,所以木片受到大量的硫化物作用,置换蒸煮以高硫化度的液体进行循环,脱木素选择性很高。这就是为什么置换蒸煮有可能蒸煮出低卡伯值得浆料,而又能维持较好强度的原因。19、为什么硫酸盐法蒸煮的脱木素速率比烧碱法快?答:硫酸盐法蒸煮过程中,除去氢氧化钠和木素的反应外,硫化钠和木素的反应是脱木素的主要的反应,在Na2S的水溶液中,由于Na2S的离解,溶液中同时存在HSˉ硫氢根离子和S2ˉ,OHˉ的反应与烧碱法与木素的反应情形一样,除了OHˉ作用外,由于还有HSˉ和S2ˉ的存在,这些离子比OHˉ具有更强的亲核作用。因此,木素结构单元聚合体与亲核性较强的HSˉ和S2ˉ起的反应优于氢氧根离子的反应,所以木素与硫化钠的反应比氢氧化钠强,所以硫化钠引起的木素降解作用比氢氧化钠强,而且硫酸盐法蒸煮时,还能使在氢氧化钠作用下很难起反应的酚形β-芳基醚键也断开,而β-芳基醚键在木素结构中占相当大的比例,从而加速了木素的反应,加速了木素的降解。,所以说硫酸盐法蒸煮的脱木素比烧碱法的快。

量462.58kg(5)补加水量为36922L

第三章高得率制浆

1.什么是高得率浆?有哪些种类?

高得率浆在制浆过程中涉及机械处理过程的一类制浆方法。该类制浆方法就制浆得率来讲要高于相应的化学浆,故称为高得率制浆。

2.磨木机的磨浆机理和影响因素是什么?

(一) 磨浆原理

现代的磨浆理论,是压力脉冲理论, 磨木过程中纤维的离分为3个阶段::

(1) 由于磨石对原木的摩擦和压力脉冲作用,使木材加

热,木素软化。(2) 在摩擦力和剪切力的作用下离解纤维。

(3) 分离下来的纤维与纤维束进行复磨和精磨。

磨浆过程是一个能量传递和转换的过程,能量以摩擦能与动能两种形式表现出来。

质量的工艺因素

①原木的质量

木材水分、密度、材种及木材状况等。

水分40%~45%为宜.

②磨石表面状态

在一个刻石周期内,磨石经历三个变化阶段:

(1)自动磨钝阶段;(2)主要磨浆阶段;(3)缓慢下降阶段

③磨木比压

比压表示每单位磨碎面积上所受的压力。

磨木压力以平均压力表示。当其他条件不变时,增加比压可以提高磨木机的生产能力,单位电耗略有

降低,适当增加磨木比压,可改纸浆质量,但比压

太大,产量虽增加,但粗大纤维增多,强度降低。

④磨石线速度

磨石线速增加,磨木机生产能力和动力消耗随之增加,但在一定范围内单位动力消耗有所降低。

⑤磨木温度和浓度

磨木温度应指磨碎区温度,

生产中将浆坑温度作为磨浆温度,

浆坑温度由喷入的白水温度和喷水量来调节,

喷水量可调节浆坑浓度.

磨浆温度高,纤维充分软化,易于完整分离,可获得强度高﹑滤水性好的磨木浆.

通常浆坑温度为75~95℃。

⑥.磨石浸渍深度

高温低浓是较理想的磨浆条件,浆浓低于2.0%为低浓。(磨石在浆中的浸渍深度由浆坑档板调节,磨石浸入浆坑可清洗磨石表面,均匀冷却磨石。无浆坑磨木,

使磨石不浸入浆中,减少了磨石运行中的阻力,

使磨石可在较大负荷与线速下磨浆,采用高压喷

水,消除了复磨,降低了浆料打浆度及能耗,延长

了刻石周期,使浆料质量更稳定。)

3.盘磨机的磨浆机理和影响因素是什么?

盘磨机的磨浆机理:

破碎区。磨浆时木片首先进入磨盘中心部分的破碎区(又称膜腔)。此区齿盘间距最大,刀片厚,刀数少。在此区段,木片又在高温下首先被破碎成火柴状小木条。

粗磨区。此区域齿盘间隙由内向外逐渐变窄,原料停留时间长,逐渐被磨成针状木丝,在相互摩擦及齿盘作用下,进而被离解成纤维束及部分单根纤维。

精磨区。此区域位于齿盘外围,齿数增多,齿沟变窄,由粗磨区流过来的纤维束及单根纤维,在此受到进一步离解及一定程度的细纤维化后,离开盘磨机。

盘磨机的磨浆的影响因素:

①材种与料片规格

用密度小、生长快、秋材含量高、抽出物含量低的木材,可生产出强度较高的盘磨机械浆。

②磨浆浓度

浓度在20%-30%范围内.当采用分段磨浆时,第一段目的在于分离纤维,为减少纤维的切断,主要应靠

纤维间的相互摩擦作用分离纤维,因此,浆浓度

宜高些,一般在25%左右。第二段磨浆主要在于

发展强度,莫将浓度不宜太高,在20%左右。

浓度适当

摩擦

物料的

增大

降低

增大

浓度降低

降低

增大

降低

提高

作用

流动

③预热温度(压力)和预热时间

预汽蒸,使纤维胞间层的木素适度软化。

适宜的预热温度影在120-135°C范围,高于或低于此

温度范围,将对纸浆性质产生很大影响。

生产经验:100-300kPa 压力处理1-2min. 较宜。

④磨浆时能耗与能量分配

输入的能量主要用于纤维的离解与精磨上。圣朝表明,

离解知消耗较少的能量,大部分能量消耗与纤维

的精磨上。离解纤维的能量大多为总能耗的1/3。

结果表明,木片的纤维化占总能耗的20%-30%,

主要能量消耗于纤维的精磨上。

磨浆过程,会产生大量热汽,要进行热能回收。

⑤.磨盘间隙

磨浆时,有三个可控的重要参数,即浆浓、能耗、磨盘

间隙,三参数相互关联。

盘麽间隙在100μm-200μm。磨浆时,用于离解纤维,

间隙应大些;用于发展浆强度,间隙应小些。

维持能耗不变时,提高莫将浓度则间隙就要大些;如浓

度一定,则减小间隙,能耗就会增大。

?间隙固定浆浓↑能耗↑

?浆浓一定间隙↓能耗↑

?能耗一定间隙↓浆浓↓

⑥磨盘特性

磨盘特性主要包括齿型、磨盘锥度与齿盘材料等。

一般来说,宽齿主要用于离解纤维,窄齿主要用于发展

纤维强度磨盘在破碎区设计成有锥度的目的,一是使原

料易于进入,二是避免机械能量骤增。

磨盘材料影响磨盘寿命,常用铬镍钼合金齿盘。

4.为什么应分段磨浆?

合理的磨浆过程分为两步:

首先将木片离解成单根纤维,而尽量减少碎片生成及保

持纤维长度,这个阶段,磨浆浓度应高些,磨浆间

隙大些,使木片在相互磨擦作用下离解,减少纤

维的切断;

其后使离解的纤维束及单根纤维,进一步纤维化与细纤维化,纤维应受到较多的机械作用,增加单位时

间内纤维与齿盘刀缘接触的次数,此时磨浆浓度

应低些,盘磨间隙小些。

根据这个原则,盘磨机械浆的生产通常采用分段磨浆。

5.CTMP是如何发展起来的?其特点及应用范围如何?CTMP是化学热磨机械浆,具有得率高、污染负荷低,生产费用低和容易上马等优点,因此发展速度较快。

特点:CTMP的平均纤维长度较高,碎片含量低,起得率在90%-93%范围。由于化学处理程度很轻,CTMP所产生的污染很小。

与化学浆相比,CTMP纤维粗度较大,纤维较挺硬,具有优良的光学性能。

对比TMP,CTMP具有的优点为:①.长纤维组分多,纤维束少;②.具有较好的柔韧性,主要表现在具有较大的紧密性,改善了抗张强度与撕裂强度;③.可漂性得到改善,白度较高;④.CTMP中易于脱除树脂,这是因为在碱性条件下,磨浆时树脂组分得以很好分离,在随后的洗涤中极易除去。

应用范围:

①新闻纸②印刷书写纸③.薄型纸④纸板

⑤绒毛浆

6.CTMP的发展前景怎样?

由于CTMP的特性在较大的范围内可以调整,其在工业上的应用范围不断扩大,课制造各种文化用纸、薄型纸、生活用纸及纸板。

①新闻纸的生产

②印刷书写纸③.薄型纸④纸板⑤绒毛浆 P141

7.何为APMP?其生产流程、主要设备、特点及应用范围如何?

碱性过氧化氢机械浆(APMP)是在CTMP(即BCTMP)基础上发展起来的。APMP具有其他制浆方法所不能替代的优点:

①.APMP制浆采用了最新发展的木片预处理技术使制浆和漂白合二为一,不需单独的漂白车间,设备投资减少25%以上。

②与BCTMP相比,木片预汽蒸和化学浸渍都是在常压下进行,操作简单且能耗低。

③磨浆在常压下进行,无需建造热回收系统。

④.采用高压缩比螺旋撕裂机将木片挤成疏松的木丝团,扩大了比表面积,药液渗透作用增强。

⑤浆的物理性能和化学性能有所改善,可实现较高强度和较高白度。⑥APMP制浆过程中不使用亚硫酸盐,只用碱和过氧化氢等化学药品,废水中不含硫的化合物,治理相对容易,减轻了废水的污染负荷。

设备:常压预蒸仓、螺旋压榨浸渍器、滤液槽、浸渍管、磨浆机

特点:将制浆和漂白合二为一,制浆的同时完成漂白过程。

生产流程:木片洗涤→预汽蒸→一段挤压疏解→一段化学预浸渍→常压汽蒸→化学反应→二段挤压疏解→一段磨浆→段间洗涤→二段磨浆→消潜→成浆

应用范围:印刷纸

8.P-RC APMP与APMP有何区别?制浆性能有何不同?P-RC APMP制浆工艺流程与传统APMP制浆工艺大体相似,但仍有不同之处:

①P-RC APMP工艺在浸渍后取消了汽蒸处理;

②P-RC APMP工艺在第一段磨浆后不进行段间洗涤,二十设置了一个高浓贮浆(漂白反应)塔。

P-RC APMP浆与传统APMP浆相比,传统APMP浆具有较高的紧密和物理强度,而P-RC APMP浆具有较高的松厚度和光学性能。

9.化学机械浆有哪些?常见的有哪些?

化学机械浆有化学热磨机械浆CTMP、化学机械浆CMP、碱性过氧化氢机械浆APMP、磺化化学机械浆SCMP、化学磨石磨木浆CGW、爆破法制浆SEP、热磨机械化学浆OPCO、无硫化学机械浆NSCMP、生物化学机械浆Bio-CMP 常见的有:化学热磨机械浆CTMP、化学机械浆CMP、碱性过氧化氢机械浆APMP

10.什么是半化学浆?常见的半化学浆有哪些?其生产流程和特点如何?

半化学浆SCP,其化学处理程度较化学机械浆激烈,但较化学浆温和,原料受化学处理后,尚未达到纤维分离点,仍需靠机械方法进一步离解,但其粗浆较软,离解成纤维所需动力较少。木材原料得率65%-85%称半化学浆。

常见的半化学浆有:中性亚硫酸盐法半化学浆NSSC、碱性亚硫酸盐半化学浆ASSC

生产流程:蒸汽预热→药液浸渍→汽相蒸煮及液相蒸煮综合→第一段磨浆→段间洗涤→第二段磨浆→贮存特点:浆中保留较多的木素,抄出的纸页挺度大、耐折度低。

11.生产半化学浆和化学机械浆进行化学处理的目的是什么?

化学处理的目的,一是在保证高纸浆得率的基础上,制造出能满足某些产品性能(包括物理强度和光学性能)

的高得率纸浆;

二是为了降低生产成本,少用或不用高价的唱纤维化学浆;

三是开辟制浆原料来源,充分利用其他制浆方法不太适宜或较少使用的阔叶木,特别是蓄量较大的中等密度的阔叶木;

四是软化纤维,为提高强度,减少碎片,改善质量创造条件。此外,通过化学处理还可节约磨浆能耗,延长磨浆设备的齿盘或盘石的寿命等。

12.中性亚硫酸盐半化学浆NSSC有哪些特点?

从化学浆含有木素10%-20%,适于漂白的半化学浆也含木素8%-12%,由于浆中保留较多的木素,抄出的纸页挺度大、耐折度低。得率高低对浆的性质有显著影响,当NSSC浆得率超过80%时,物理强度较低,随着得率下降,强度也逐渐稳定的提高。在得率70%-80%范围内,NSSC 浆的强度可满足生产瓦楞原纸、粗包装纸和挂面纸板等的要求。

由于高的半纤维素含量,纸页变得挺硬、较脆并发出响声。由于易于打浆,适于制造防油纸与证券纸,但不适合生产卫生纸、餐巾纸和海报纸。

漂白NSSC浆可生产强度高、成形好的优良的印刷纸,也可替代部分化学木浆抄造书写纸、杂志纸和透明纸。

13.试述木片在盘磨机内的磨浆过程.

木片在磨浆时的变化过程为:木片在破碎区前收到轴头上转动的星形螺帽的撞击,而破裂成粗大纤维束与少量碎片;在盘磨机磨浆区圈,有相当数量的粗大纤维束产生再循环作用,即沿定盘的齿沟回流到破碎区,在沿动盘齿沟流向磨碎区外圈;在粗磨区,纤维受到盘齿剪切里面、压力、纤维间摩擦力及离心力等应力的复合作用而分级;在精磨区,纤维沿齿和齿沟向前流动,对纤维所作的大部分功在此区完成,且不会显著降低纤维的长度,浆强度在这区得到迅速发展。

14.比较常见高得率浆的性能特点及用途。

①磨石磨木浆

磨石磨木浆的浆料均一性较差,含有较多的纤维碎片及细小纤维,因此其强度性能较TMP等其他机械浆差。磨石磨木浆强度虽较低。但具有优良的不透明度,而且其单位动力消耗最低,使其生产成本低。因此,在新闻纸等印刷用纸中,仍作为主要的应用浆种。

②盘磨机械浆

与SGW和RMP相比,TMP含有相当多的长纤维和少量的细小组分,这是由于TMP在磨浆前木片经汽蒸后,能使大部分纤维保持完整。TMP在强度性能上较RMP有了较大改善,但由于解离了的单根纤维有可能被软化木素所覆盖,妨碍了分离纤维进一步帚化,因而其纤维较挺硬,柔韧性较低。另一方面,也导致TMP纤维表面强度不高与SGW相比其松厚度较大,因此抄出的纸页纸面较粗糙,容易起毛、掉粉,影响了应用范围的进一步扩大。

③化学机械浆工艺大大提高了浆料强度,使阔叶木纤维的应用范围扩大。

CTMP(或BCTMP)已成为TMP工艺的一种改进方法,它通过适度的化学预浸,以略微降低散射系数(即降低不透明度)为代价,改进了纸浆的结合性能,并降低了碎片含量。结合已有的过氧化物漂白技术,CTMP工艺已以合理的成本制造出了高白度纸浆,广泛用于高级文化用纸、多层纸板和生活用纸等。

④半化学浆(以NSSC为代表,上已述及)

第四章纸浆的洗涤、筛选与进化

1、什么叫做稀释因子,稀释因子的大小对洗涤效率和提取的废液浓度有何影响?

稀释因子(Dilution factor)(又称稀释度)表示洗涤每吨风干浆时进入所提取的废液中的水量(m3)。可由下式计算:

DF≈V-VO(m3/t风干浆)或DF≈VW-VP (m3/t风干浆) 式中 V-提取的废液量,m3/t风干浆;V0 –蒸煮后纸浆中的废液量,m3/t风干浆;V W-洗涤用水量,m3/t风干浆;V P-洗后浆带走的液体量,m3/t风干浆。

稀释因子大,说明洗浆用水量多,提取废液的浓

度低,但废液的提取率高,纸浆洗得干净。

2、什么叫做逆流洗涤?试说明多段逆流洗涤的特点及

影响因素。

逆流洗涤:浆料由第一段依次通过各段,从最后一段排出;洗涤水(一般为热水)则从最后一段加入,稀释并洗涤浆料,该段分离出来的稀温废液再用于前一段的浆料,此段分离出来的浓一些的废液再送往更前一段,供浆料洗涤之用,……如此类推,在第一段能够获得浓度最高的废液,送往碱回收或进行综合利用。多段逆流洗涤的特点:在各段中始终保持着洗涤液(较低浓度)与浆中废液(较高浓度)之间的浓度差,从而充分发挥洗涤液的洗涤作用,并达到废液增浓的目的。影响因素:

①浆料与洗涤液之间的接触面积②段数;为提高洗涤效

果,增大浆料与洗涤液的接触面积,段与段之间设置了带有搅拌设备的中间槽,使浓度较高、较紧密的浆料在槽中被打散和稀释;在洗浆机浓缩程度和洗涤用水量一定时,段数越多,最后一段送出的浆料越干净。但考虑到设备费用和操作费用等因素,多数不宜过多,一般在3~5段为宜。

3、反映洗涤用水量、洗涤程度及洗涤效率的参数有哪

些?试说明它们的意义

参数有:①洗净度,表示纸浆洗涤后的干净度。②置换比,表示洗涤过程中可溶性固形物实际减少量与理论最大减少量之比。DR=(w o-w M)/(w0-w w) w0-洗涤前浆内废液所含溶质质量分数,%; w M-洗涤后浆内废液所含溶质质量分数,% ;w W-洗涤液所含溶质质量分数,%;③稀释因子④洗涤损失,指洗涤过程的化学损失,一般用残留在每吨绝干浆中的溶质表示。⑤洗涤效率,指浆料通过洗涤系统后提取出的固形物占总共固形物的百分比。

⑥黑夜提取率,碱法制浆的黑夜提取率是指每吨浆提取出来送蒸发的黑夜溶质量对蒸煮后每吨浆黑夜总溶质量的百分比。

4、试论述过滤、挤压、置换洗涤方式的原理和特点。?过滤,指用具有许多微细孔道的物质(如滤网、滤布、多孔的薄膜或浆层)作介质,在压差的作用下,固体被截留,而液体滤出的过程。浓度低于10%时(造纸工业称为低浓),经常采用过滤的方式来洗涤纸浆并提取废液。

?挤压,指用机械设备(如压辊、螺旋等)对高浓浆料(浓度高于10%)进行过滤的操作。特点:可将未被稀释的废液分离出来,因而对废液回收和综合利用有利。?扩散(置换),指传质的过程,其推动力是浓度差。纸浆的扩散洗涤是利用浆中残留的废液溶质浓度大于洗涤液溶质浓度这一浓度差,使细胞腔和细胞壁中的废液溶质想洗涤液转移(即发生置换),直达到平衡。

5、试论述影响洗涤的因素对洗涤效果的影响。

①温度的影响。太高的温度会使滤液沸腾,从而破坏真空度,使洗浆效率下降②压差的影响。压力过高,浆层被压紧,会使毛细孔阻力增加,而过滤速度增加并不明显,同时容易损坏滤网,使纤维流失增加,洗涤效率下降③将层厚度、上浆浓度及出浆浓度的影响。浆层厚度的增加会使过滤阻力增大,过滤速度减慢,洗涤液与浆料的接触面积减少,不利于扩散;但是会增加生产能力。若其他条件不变,提高上浆浓度会使过滤网上的浆层厚度增加,生产能力提高;但同时会使洗涤质量和废液的提取率下降,洗涤效果下降。出浆浓度越大,洗涤损失越小,提取率越高。④蒸煮方法、浆的种类及纸浆硬度的影响。酸法浆由于对镁、钠等离子吸附率低,在得率相同时溶出的木素多,细胞的孔隙大,所以比碱法浆滤水性好,易于洗涤;木浆中由于杂细胞少,比草浆滤水性好,易于洗涤;硬浆比软浆滤水性好,但由于细胞壁孔隙少,扩散效果差。⑤洗涤用水量与洗涤次数的影响。在相同的情况下,洗涤用水量越多,浆会洗得越干净,提取率也会越高。但同时也会导致所提取的废液浓度低,从而增加蒸发废液时的耗气量。当洗涤水量一定时,洗涤次数越多,洗涤效果越好。

6、中浓洗浆机和高浓洗浆机各举一例,并简述其工作原理及优缺点。

中浓洗浆设备—鼓式真空洗浆机;工作原理:当小室1向下逐渐浸入稀释的浆中时,经过的是与大气相同的自然过滤区Ⅳ,此时靠浆液的静压使滤液进入小室,排除小室的空气,同时网面上形成了浆层;当小室1继续转动到真空过滤区Ⅰ时,在高压差下强制吸滤,浆层的厚度进一步增加,并在转出液面后被逐步吸干;当它继续向上转入真空洗涤区Ⅱ时,鼓面上的浆层被喷淋、洗涤,洗液被吸入鼓内,完成置换洗涤操作;小室继续转动,再经过剥浆区Ⅲ时,小室与大气相通或导入压缩空气,浆料就很容易地从网上卸下来。这样周而复始,连续进行洗涤和浓缩的操作。(图见168页)

优缺点:操作方便,成熟可靠,洗浆质量好,废液提取率较高,还可以直接观察浆料上网、洗涤、卸料等情况,新的机型自动化程度高,并设有自动保护系统,整机性能稳定。但是它存在结构相对复杂,多台串联时占地面积大,易产生泡沫,安装楼层的标高要求高,稀释洗涤所用废液泵扬程高,洗涤温度不能过高,投资较大等缺点。

高浓洗涤设备—双网挤浆机。工作原理:浆料以一定的浓度和速度从网前箱喷射上网,现在网上利用自身重力进行脱水,然后进入由双网逐渐合拢的楔形区,在上网和下网的挤压和真空箱抽吸力的作用下双面脱水,并利用网在导辊的包绕段上的张力,在S形的回转区逐渐增大挤压力脱水,最后通过数对压辊或由强力挠性带动压辊形成宽压区压榨脱水。优缺点:该设备结构简单,占地面积小、造价低不需要高位安装,建筑费用较低。但浆中如有硬杂物容易损坏滤网和压辊,所以未洗的浆料需要预先进行高浓除渣和筛选等处理。

7、泡沫的形成原因是什么?如何预防和减少泡沫形成?消泡的方法有哪些?

泡沫形成的原因很多。一方面是原料本身含有很多分子量大的有机物,如表面活性较大的树脂、脂肪及皂化物等,它们溶出易产生稳定的泡沫。另外,浆料输送、机械搅拌和稀释混合等操作以及强烈的冲击喷射使空气混入,以及温度、粘度、PH等条件变化也是形成泡沫的外因。碱法制浆由于会形成许多皂化物而非常容易产生泡沫。

预防和减少泡沫形成的措施:①尽量使用贮存时间较长的原料,因为贮存可以降低易产生泡沫的有机物含量。

②尽量避免或减少空气混入浆和废液中。真空(或压力)

洗浆机中间槽的搅拌器应淹没在浆液内部,并控制搅拌速度,避免浆料翻腾剧烈;尽可能建立封闭系统,浆管出口也要深入浆层以下足够的深度。③尽可能地使废液保持较高的温度,这样不仅对碱回收有利而且难以形成稳定的泡沫。

消泡方法:①静止消泡②机械消泡③抽吸消泡④高压蒸汽消泡⑤消泡剂消泡

8、筛选和进化的基本原理及目的是什么?

基本原理:筛选是利用粗筛中杂质与纤维的几何尺寸大小和形状不同,利用带有孔或缝的筛板,在一定的压力下使细浆通过筛板。杂质被阻留在进浆侧,从而和纤维分离的过程。去除的杂质主要是化学浆中未蒸解的纤维束以及磨木浆中的粗木条、粗纤维束等。净化是利用杂质和纤维的密度不同来分离的。去除的杂志主要是砂石、金属杂质、橡胶、塑料等。

目的:一是满足纸浆的质量要求;二是保护后续设备不因浆中含有杂质而被损坏。

9、什么是筛选(进化)效率?什么是排渣率?什么是浆渣中的好纤维率?

筛选(进化)效率(Screening efficiency, cleaning efficiency):指浆料中含有的杂质被去除的百分率,通常用尘埃度来代表杂质的含量。筛选(进化)效率=(进浆尘埃数-良浆尘埃数)/进浆尘埃数×100%

排渣率(Reject rate):指筛选(进化)后排出的浆渣占进浆的百分比。

浆渣中的好纤维率(Fiber rate in reject):浆渣中能通过40目网的好纤维量占总渣浆量的百分率。

10、试述高频振框式平筛及ZSL1~4型离心筛的工作原理及优缺点。

高频振框式平筛的工作原理:未选浆料从进浆箱流入筛框内,在压力差和筛板振动作用下,纤维通过筛孔,进入混凝土槽。槽内设有浆位调节板,控制良浆位略淹没筛板,使其既作为阻力使筛框振幅保持稳定,又起到淘洗筛板上附粘于粗渣上的好纤维的作用。未通过筛板的浆渣,逐步向前移动,直到筛板的未端,落入粗节槽内。在浆渣出口上方装有高压喷水管,冲洗筛板上的粗渣,以防浆渣带走合格纤维。优缺点:除节能力强,动力消耗低,占地面积小,对浆料适应能力强,生产能力大,操作简单,维护容易。但是喷水压力要求较大;而且由于不封闭,操作环境较差。

ZSL1~4 的工作原理:纸浆从离心筛的一端进入,在具有3个区德转子叶片作用下,在筛板内做旋转运动,离心力大于重力时,在筛鼓内形成略带偏心的环流,上部浆环较薄,下部浆环较厚。好纤维由于比重较大,迅速靠近浆环的外圈随水穿过筛孔。粗渣因比重较轻、尺寸较大,悬浮于浆环的内层。从空心轴的两头向Ⅱ区和Ⅲ区送入稀释水,通过叶片夹层喷到筛板上,对筛板进行冲洗,并使鼓内的浆层保持适当的浓度和厚度,避免浓度过大而糊筛板和排渣量过大。良浆穿过筛板后从筛浆机底部侧管流出;粗渣从另一端的下部流出。优缺点:生产能力好,筛选效果好,电耗低,占地小,设备重量轻,筛选浓度高,尾渣量少,浆渣中好纤维率低,结构简单、维修方便,运行平稳等优点。

11、简述压力筛的工作原理及影响因素。

压力式筛浆机简称压力筛。工作原理:压力筛是全封闭的,未筛选的浆料在一定压力下切向进浆,良浆在压力作用下通过筛板,粗渣被阻留在筛板表面,并向下移动排出。筛板的清洗是靠压力脉冲来实现的,当旋翼旋转时,其前端与筛板的间隙很小(一般为0.75~1.0mm),将浆料压向筛板外;随着旋翼的后部分与筛板的间隙逐渐增大,在高速下出现局部的负压,使筛板外侧的浆液反冲回来,粘附在筛孔上的浆团和粗大的纤维就被定时冲离筛板。旋翼经过后恢复正压,良浆又依靠压力差及另一个旋翼的推动,再次向外流,开始下一个循环。影响因素:①筛板的形式②筛孔大小、形状与间距③进浆浓度与进浆量④稀释水量与水压⑤压力差⑥转速⑦排渣率

12、试述锥形除渣器的工作原理。影响其操作的因素有哪些?

高压差涡旋除渣器也称锥形除渣器。影响因素:?进浆浓度;当压差一定时,进浆浓度增加,会使净化效率下降?压力差;指进浆口压力与量将出浆口压力之差。在其他条件不变时,增大压力差能提高净化效率和生产能力,同时使排渣率减小,从而使纤维损失率减少。?排渣率提高排渣率,会使杂质顺利地由排渣口排出,所以净化效率将提高。但另一方面,好纤维的损失率也必然会增加。?通过量;通过量小,表明设备个数过多,动力消耗大,通过量过大会降低除渣效率,增加纤维损失率。

13、洗涤、筛选与进化工艺流程的组合原则是什么?

洗涤、筛选与净化工艺流程组合的原则是:在满足产品质量的前提下,选择效率高、占地小、纤维损失小、动力消耗小、操作管理方便、建筑费用低、水耗低的设备。流程的设计应该兼顾产品质量、生产规模和经济状况、碱回收等废液处理要求以及对渣浆处理的要求等诸方面综合考虑。

14、什么叫做筛选净化的“级”和“段”,为什么要采用多级?为什么要采用多段?

“级“是指良浆(包括第一级处理原浆)经过筛选或净化设备的次数。级数越多,良浆经过的筛选或净化的设备次数越多,处理后的纸浆质量就越好。所以,多级筛选或净化的目的是提高良浆的质量。

“段“则是指尾浆(包括第一段处理原浆)经过筛选或净化设备的次数。当通过一次筛选或净化后的尾浆中含有较多的好纤维时,将这些尾浆再进行一次筛选或净化时,叫二段筛选或净化。所以,多段筛选或净化的目的是为了减少好纤维随浆渣流失。

15、常用的浓缩设备有哪些?简述其结构和工作原理。常用的浓缩设备有:圆网浓缩机、侧压浓缩机和鼓式真空浓缩机等。

①圆网浓缩机结构简单,主要由圆网槽和转动的圆网

笼组成,并分为有刮刀和无刮刀两种。工作原理:当低浓的浆料进入网槽后,由于网内外的液位差,而使浆料中的水滤入网笼内,从一端或两端排出。

浓缩后的纸浆附在网上,随网笼转出浆面,并转移到压辊上,然后由刮刀刮下或由喷水管的水冲下,并排出。

②侧压浓缩机又称加式脱水机,它有一个在进浆侧形

成高浆位的浆槽浆位的浆槽,而在出浆侧的下方低液位处,借一个压辊来封闭浆槽与网鼓之间的缝隙。网鼓和压辊具有相同的速度。工作原理:被浓缩的浆料沿网鼓的转动方向由上而下,经脱水和压辊压干后用刮浆刀从压辊上刮下来。包胶压辊的两侧装有杠杆加压装置,可以调节压辊的压力,以控制出浆浓度。

③鼓式真空浓缩机,该机与洗涤和提取废液用的鼓式

真空洗浆机的工作原理和结构基本相同。

16.纸浆贮存的目的是什么?常用的贮浆池有哪几种?简述其结构特点。

纸浆贮存的目的:

①满足连续性生产的需要

②保证前后工段的生产正常进行

③稳定酱料浓度、质量,减少波动的作用

常用的贮浆池有贮浆池和贮浆塔

按贮浆的浓度课分为低浓贮浆设备和中浓贮浆设备两类。低浓是指纸浆浓度一般在5%以下;中浓是指纸浆浓度一般在8%-15%之间。

低浓贮浆设备分为卧式和立式两类。常用设备有卧式贮浆池和立式方浆池两种。中浓贮浆设备是立式贮浆塔,可分为带稀释装置的低浓泵送浆和不带稀释低浓泵送浆两种。

贮浆池体一般为钢筋混凝土结构,贮存质量要求高的纸浆时,浆池内壁要加铺一层水磨石或上釉瓷砖,以减少纸浆附粘于池壁;贮浆塔一般由碳钢制造,内壁可以砌上釉瓷砖,也可以由不锈钢制造。纸浆贮存设备的底部一般设有推进器,以保持纸浆的浓度均匀,并使纤维保持悬浮状态。

17.根据本章知识,试拟出200t/d漂白硫酸盐苇浆洗涤、筛选和净化流程,并说明理由。

第五章废纸制浆

1、正向除渣器和逆向除渣器的工作原理和主要工艺

参数(浆浓、压力等)有何不同?

除渣器的基本原理是靠离心力将废杂质与纤维分离。废纸浆的除渣利用杂质与纸浆相对密度不同将废纸浆中的重杂质(金属、石、砂、玻璃等)或轻杂质(泡沫、塑料、树脂等)除去。

正向除渣器运行的主要工作参数为:

①进浆浓度。一般不超过0.7%,过大则净化

效率下降。

②进出浆压力差。应有一最小压差来产生适合

除渣器运作的漩涡流动模型。达到这一值后,通过除渣器的浆流量将随压差的增大而增加。压差过大会使浆料发生湍流而使净化效率下降。良将和粗渣间的压力差决定除渣器的排渣量,压差越大,粗渣量就越高。

③纸浆的游离度。高游离度的浆如OCC脱水较

易,沿器壁的浓缩程度高,因而排渣量高。应适当减少良浆和粗渣的压力差。

④排渣率。排渣率过小会降低净化效率,无排

渣就无排渣效果;排渣率过大会增加纤维损失且会扰乱器内的漩涡流动而使净化效率降低。

逆向除渣器的工作原理正向除渣器完全相同,只是良浆和粗渣的位置调换了,质量重的部分为良浆,质量轻的部分为粗渣。逆向除渣器通常有较大的粗渣排放量(可达进浆量的40%~60%),以保持一个稳定的漩涡流动模型。通常筒体较长,直径较小,需要较大的压力降。

2、试述去除胶黏物的措施。

沥青:通过把沥青或其他热熔物分散成肉眼看不见的微粒并均匀地分布在纸浆中,而在最后的成品中不容易察觉出来。沥青分散处理原理主要为机械物理作用,首先将净化、筛选后的含沥青废纸浆汽蒸加热,使沥青成为熔融状态,然后经螺旋机械作用使之分散于纸浆中。

热熔胶:冷处理法和热分散法。①冷法处理:冷法就是不加热,而是利用热熔胶颗粒尺寸比纤维

大或相对密度比纤维小,采用缝型筛或逆向除渣器

除去未熔化的热熔胶颗粒,或者采用缝型筛和逆向

除渣器相结合除去热熔胶颗粒。

②热法处理:采用机械作用与热分散作用相结合

的方法,将经过离解和初步净化的废纸浆料送入热

分散系统。废纸首先浓缩至25%~35%的干度,用螺

旋输送器将浆料送入加热螺旋,用饱和蒸汽加热到

90℃(低温)或110~120℃(高温)的温度,使浆

料中挥发性物质蒸发,用喂料螺旋送入热分散机。

利用高浓度纤维之间的强烈摩擦作用,使粘在废纸

上的热熔物在机械作用下与纤维分开,并分散成微

小颗粒,均匀地分散在纤维中间,不对纸张生产造

成危害。

3、一般脱墨分成哪几个步骤?试比较浮选法脱墨和

洗涤法脱墨的原理及其优缺点。

脱墨大致可以分为3个步骤:①疏解分离纤维;

②使油墨从纤维上脱离;③把脱离出来的油墨粒子

从浆料中除去。

原理:①洗涤法的脱墨工艺是一个水力分离的过程。要求油墨粒子要小,细致分散,并要亲水,保持在水相中,通过反复洗涤浆料,使废纸中的油墨除去②浮选法是利用纤维、填料及油墨等组成的可湿性不同,运用不同颗粒具有不同的表面性能的机理来达到分离的一种方法。

优缺点:①洗涤法脱墨较干净,所得纸浆的白度较高,灰分含量较低,脱墨操作方便,工艺稳定,电耗较低,设备费用较少,其缺点是用水量大,纤维流失率高。②浮选法的优点是纤维流失少,得率高,化学药品和用水量较少,污染少;其缺点是白度较洗涤法低3%~4%ISO,设备费用较高,工艺条件要求较严格,动力消耗较大。③总的来说,洗涤法脱墨流程简单,一般原制浆流程稍加改造即可进行洗涤脱墨生产,投资省,上马快,适合小型浆厂或要求浆料灰分含量很低的废纸脱墨。浮选法脱墨,占地面积较大,投资较高,但综合效果比洗涤法好,省时、省水、省汽、省化学品,脱墨浆的得率较高,是废纸脱墨的发展方向。一般新建厂大多采用浮选法。

4、用于废纸脱墨的化学品有哪些?其作用如何?

①皂化剂。其作用是使纤维润胀,使油墨中的油

脂皂化,通过皂化使油墨的颜料粒子游离出来。同

时,可以使纸张中的松香皂化,便于纤维分散。②

湿润剂。与NaCO3、Na2SiO3等配合使用,能润湿颜

料粒子,使油脂乳化并溶出。它们能渗透到纤维内

部,而无破坏纤维的作用。③分散剂。接收碎浆时

分离出来的油墨颜料粒子,并使其保持悬浮状态,防止颜料粒子互聚,或被钙皂或镁皂生成的凝乳所

吸附。④吸收剂。可将颜料粒子和分散乳化的油脂

吸附在其表面上,而不被纤维吸附,以便用洗涤的

方法除去。⑤脱色剂和漂白剂。使用最多的是H2O2,H2O2既有漂白作用也有皂化作用,主要用于含机械

浆的废纸脱墨,以稳定和提高废纸浆的白度和白度

稳定性,同时还能促进纤维分散、油墨皂化及改变

其他成分如胶料、淀粉和油墨载体等的性质。⑥表

面活性剂。具有润湿、渗透、乳化、分散、洗净及

发泡等多种功能。⑦浮选促集剂。将碎浆时分离的

油墨粒子聚集在一起,然后由气泡带走而除去。⑧

脱黏剂。通常的方法有两种:机械法和化学法。机

械法是用筛缝很细的压力筛去除对压力敏感的胶

黏剂、聚苯乙烯泡沫和蜡等,用分散设备处理热熔

物和其他黏性物。黏着物的相对密度通常与

水相同,难以通过浮选或离心净化而去除,有些黏

着物能改变其形状而通过筛孔或筛缝。因此,必须

用化学方法除去黏着物的黏性,采用的方法包括分

散、去黏、钝化和附集,所用化学品主要有:无机

物(滑石和锆化合物)、分散剂/钝化剂和合成纤维。

⑨附集剂。主要用于静电复印废纸、激光打印废纸

等办公废纸的脱模,其目的是从化学性能上改变这

些废纸中的薄片状热溶性油墨的表面特性,降低油

墨粒子间排斥力和玻璃化温度,从而产生调色剂薄

片间的附集现象,最后形成较大的颗粒,通过缝式

压力筛和正向除渣器除去。

5、试述废纸脱墨的主要影响因素。

①废纸种类;②加料顺序;③脱墨温度;④脱墨

时间;⑤碎解浓度;⑥油墨性质;⑦脱墨PH;

⑧废纸疏解;⑨浆料洗涤。

第六章纸浆的漂白

1、试述纸浆漂白的目的和漂白方法的分类。

漂白的主要目的是提高纸浆的白度和白度稳定性。改善纸浆的物理化学性质,纯化纸浆,提高纸浆的洁净度,也是漂白的目的。

纸浆漂白的方法可分为两大类。一类称“溶出木素式漂白”,通过化学品的作用溶解纸浆中的木素使其结构上的发色基团和其他有色物质受到彻底的破坏和溶出。常用于化学浆的漂白。另一类称“保留木素式漂白”,在不脱除木素的条件下,改变或破坏纸浆中属于醌结构、酚类、金属螯合物、羰基或碳碳双键等结构的发色基团,减少其吸光

性,增加纸浆的反射能力。这类漂白方法常用于机械浆和化学机械浆的漂白。

2、 什么是纸浆的亮度和白度?纸浆的亮度和白度有

何区别?

亮度:是指浆张对波长457nm 的光的反射率。 白度:是从浆张反射出来的光使人眼产生的印象。

区别:纸浆的亮度是一种物理现象,使用不同的

仪器测定的结果有所不同。纸浆的白度是一种生理现象,是指纸浆对可见光谱中七种单色光全反射的能力。

3、 纸浆中主要有哪些发色基团和助色基团?纸浆漂

白的基本原理是什么?

纸浆中最重要的发色基团是木素侧链上的双键、

共轭羰基以及两者的结合,使苯环与酚羟基和发色基团相连接。如﹥C =O,﹥C =C ﹤,﹥C =S,-N =N -等。醌结构对纸浆的白度有重要的影响。此外,纤维组分中的某些基团与金属离子作用也可形成具有深色的络合物。浆中抽出物和单宁也有着色反应。 助色基团是含有未共享电子对的-OR 、-COOH 、

-OH 、-NH 2、-NR 2、-SR 、-Cl 和-Br 等。 原理:有色物质的脱色或者说漂白是通过阻止发

色基团间的共轭,改变发色基团的化学结构,消除助色基团或防止助色基团和发色基团之间的联合,防止产生新的发色基团等途径来实现。

4、 什么叫有效氯?什么叫有效氯用量?以Cl 2和ClO 2

为例,说明之。什么叫漂率、卡伯因子、残氯、漂损?

有效氯:指含氯漂白剂中能与未漂浆中残余木素

和其他有色物质起反应,具有漂白作用的那一部分氯,以氧化能力的大小表示。通常用碘量法测定,有效氯浓度用g/L 或%表示。

有效氯用量:施加的有效氯的质量对纸浆绝干质量的百分率。

Cl 2 +2KI → I 2 + 2KCl 2ClO 2 +10 KI +4 H 2SO 4 → 5I 2 +2KCl + 4K 2SO 4 + 4H 2O

71 135 71×5/135=2.63 1Kg ClO 2的氧化能力相当于2.63Kg Cl 2。

漂率:将浆漂到一个指定的白度所需的有效氯量对绝干质量的百分率。

卡伯因子:施加的有效氯用量(%)与含氯漂白前纸浆卡伯值之比。

卡伯因子=Cl 2与ClO 2施加量(%,以有效氯计)

/含氯漂白前纸浆卡伯值

残氯:漂白终点时,尚残存(未消耗)的有效氯,其含量通常用g/L 或%表示。

漂损:漂白过程中纤维的损失,用%表示。 漂损=(漂前纤维质量-漂后纤维质量)×100%/漂前纤维质量

5、 试述次氯酸盐漂液的组成与性质。

次氯酸盐漂液具有氧化性,在不同的PH 值下,

漂液的化学组成不同,因而漂液的氧化能力也不同。次氯酸盐漂液是由氯气与氢氧化钙或氢氧化钠的作用而得。当PH ﹤2时,溶液成分主要为Cl 2,PH ﹥9时主要成分为OCl -

。PH 值不仅影响溶液的组成,对其氧化性也有影响,HOCl 的氧化电势最大,氧化能力最强。Cl 2次之,OCl -

最小。 6、 试述次氯酸盐漂白的原理和影响因素。

原理:①次氯酸盐与木素的反应:次氯酸盐在漂

白的过程中,主要是攻击苯环的苯醌结构,也攻击侧链的共轭双键,OCl -与木素的反应是亲核加成反应,即次氯酸盐阴离子对醌型和其他烯酮结构的亲核加成,随后进行重排,最终被氧化降解为羧酸类化合物和二氧化碳。

②次氯酸盐与碳水化合物的反应:次氯酸盐是强

氧化剂,如在中性或酸性条件下,则形成的次氯酸是更强的氧化剂,对碳水化合物有强烈的氧化作用。次氯酸盐漂白时纤维素的氧化反应:在碱性介质中,C 2、C 3和C 6上的羟基氧化成羰基后,很快继续氧化为羧基,但在酸性介质中,C 2和C 3上形成羰基的速率比羰基氧化成羧基的速度大得多。同时,在酸性和中性介质中,糖苷键易氧化断裂形成具有葡萄糖酸末端基和阿拉伯糖末端基的纤维素。

影响因素:①有效氯用量;②PH ;一般控制漂初PH 在11~12,漂终PH 应在8.5以上。③浆浓;约6%~20%。④温度;一般控制在35~40℃。⑤时间;次氯酸盐单段漂时间一般为1~3h 。

7、 纸浆次氯酸盐漂白时为何PH 值要控制在碱性范围

内?试从纤维素的氧化反应说明之。

次氯酸盐与纤维素的反应,一般说有三种:一是

纤维素的某些羟基氧化成羰基,二是羰基进一步氧化成羧基,三是降解为含有不同末端基的低聚糖甚至单糖及相应的糖酸和简单的有机酸。三种氧化反应的速度取决于PH 。PH 高些,羰基氧化成羧基的速度大于羰基形成的速度,PH 为6~7时,羰基形成的速度快于被氧化成羧基的速度。纤维素氧化降解的结果,导致漂白浆α-纤维素含量减少,黏度下降,

铜值和热碱溶解度增加,致使纸浆强度下降和返黄。

在酸性和中性条件下,形成的羰基多,易造成纸浆的返黄。因此,应绝对避免在中性条件下进行漂白。

8、试述氯—水体系的性质与组成。

氯与水接触后,首先是溶解于水中,然后进行可逆的水解反应:Cl2+H2O?HOCl+H+Cl-25℃时,平衡常数K1=3.94×10-4。次氯酸只能部分电离:HOCl?H+ + OCl-,25℃时,平衡常数K2= 5.6×10-8。

组成:PH﹤2时,氯—水体系以Cl2为主,随着PH值的提高,逐渐以HOCl为主(PH=4~6时,几乎100% HOCl),随后以OCl-为主(PH≥9.5时100%为OCl-)。

9、试述氯与木素和碳水化合物的反应。

氯与木素的反应主要有:A.芳环取代;B.亲电置换;C.氧化反应

①分子氯Cl2产生的正氯离子Cl+是亲电攻击剂,

易与木素发生氯化取代。用Cl x表示苯环任意位置上的取代。若苯环上C4醚化,按取代反应定位规律,C5先进行氯化,然后是C6和C2进行氯化。实际上,由于C4醚化使C5钝化,而C2又受空间阻碍的影响,C5和C2的氯化取代较为困难。氯化取代的结果,木素大分子有可能变成小一些的分子,同时,苯环上的氯水解后形成羟基,增加了亲水性,这些都对浆中残留木素的溶出有利。②侧链α-碳原子上有适当的取代后,可能进一步被氯亲电置换,导致木素侧链的断裂,木素大分子溶解。侧链断裂后进一步氧化成为羧酸也是通过亲电加成和水解反应进行的。③苯环烷氧基的脱甲基过程,是一种氯化取代或氯化加成的过程,脱下来的佳绩形成了甲醇。木素在氯化的同时,还存在氧化的作用。氧化反应促进醚键(即C4—O—木素的连接)的断裂,出现邻苯醌的结构,并进一步氧化为己二烯二酸(黏康酸)衍生物,最后氧化裂解成为二元羧酸的碎片。

氯与碳水化合物的反应:纸浆氯化的脱木素选择性是有一定限度的,氯化后纸浆黏度的降低,表明氯化过程中碳水化合物受到某种程度的降解。氯化过程中氯与碳水化合物的反应为:氯与聚糖配糖键的攻击,导致这些部位上链的断裂,生成醛糖和糖醛酸末端基,致使纸浆黏度降低,形成的己醛糖被氧化成相应的糖醛酸,继而变成戊醛糖和戊糖酸。

在氯化过程中还可能使伯醇基和仲醇基分别氧化为醛基和酮基。虽然这类反应不会直接导致聚糖链的断裂,但产生的羰基会根据位置的不同使配糖链活化,从而易受酸或碱水解。10、氯化后的纸浆为何要进行碱处理?影响碱处理的工艺因素有哪些?

原因:氯化木素只有一部分能溶于氯化时形成的酸性溶液,还有一部分难溶的氯化木素需在热碱溶液中溶解。碱处理主要是除去木素和有色物质,并溶出一部分树脂。

影响因素:用碱量、温度、时间和浆浓。①用碱量。用碱量取决于制浆方法、未漂浆的硬度和氯化用氯量等。一般NaOH用量为1%~5%,终PH值在

9.5~11之间。根据实验数据,在充分洗涤的情况下,

针叶木硫酸盐浆碱处理段NaOH用量为氯化段用氯量的一半加0.3%,阔叶木硫酸盐浆按用氯量的一半加0.2%掌握。②温度。一般碱处理温度为60~70℃。

③时间。氯化后的碱处理时间一般为60~90min。④

浆浓。碱处理纸浆浓度一般为8%~15%,但趋向于上限浓度。碱处理时,添加助剂可以减少碳水化合物降解反应的发生。可以添加的助剂有KBH4、Na2SO3或H2O2,其作用是还原或氧化碳水化合物的羧基末端基,减少剥皮反应,有些还有加强脱木素的作用。

11、试述二氧化氯脱木素原理。

(1)ClO2与木素的反应:ClO2 是一种游离基,很容易攻击木素的酚羟基使之成为游离基,然后进行一系列的氧化反应: ClO2 酚型木素结构反应;与非酚型的木素结构单元反应;与环共轭双键反应。(2)ClO2与碳水化合物的反应:酸性降解和氧化反应。

12、试述氧脱木素的原理。

(1)氧与木素的反应:氧与酚型木素结构的反应、氧与环共轭羰基的反应。(2)氧与碳水化合物的反应:碱性氧化降解反应、剥皮反应、还原性末端基的氧化。13、两段氧脱木素与一段氧脱木素的工艺条件有何区别?

两段氧脱木素:一般第一段加化学药品,第二段加氧压。优点:两段氧脱木素的脱木素率可达67%-70%,且脱木素选择性好,漂白浆的强度高,化学品的耗用量减少,漂白废水的COD负荷降低。

14、试述高得率纸浆漂白的特点。

(1)采用保留木素的漂白方法;(2)适应多种漂白工艺;(3)对纸浆原料材种和材质有选择性;(4)对金属离子的敏感性强;(5)漂白废水污染少。

15、试述高得率浆过氧化氢漂白的原理及其影响因素。原理:过氧化氢漂白机械浆和化学机械浆主要是靠H2O2离解生成的氢过氧阴离子(HOO—),使纸浆中的发色基团退色,从而提高浆料的白度。

提高白度的原理:破坏或减少双键和羰基等发色基团。

影响因素:(1)制浆方法:SGW>PGW>CTMP>TMP>RMP。(2)H2O2用量:1%-3%(若为两段漂:第一段2%-2.5%;第二段1.5%-2.0%)。(3)NaOH、Na2SiO3用来控制合适的PH 值,初始PH:10.5-11,终点PH:9.0-9.5。(4)漂白浓度:4%-35%,浆浓升高,漂白剂浓度相应增大,反应速度加快,节约蒸汽,提高白度。机械浆多用高浓(25%-35%),化学浆多用中浓(10%-15%)。(5)螯合剂预处理:EDTA,DTPA,STPP。(6)漂白温度和时间:低温(35-44℃),中或高碱度,长时间(4-6 h);中温(60-79℃),中等碱度,中等时间(2-3 h);高温(93-98℃),低碱度,短时间(5-20min)。

16、试述高得率浆连二亚硫酸盐漂白的原理及其影响因素。

漂白原理:连二亚硫酸盐能还原纸浆木素中的苯醌结构、松柏醇(双键)结构,使之变成无色的产物。本身氧化成亚硫酸盐,亚硫酸氢盐本身也能破坏与苯环共轭的双键。

影响因素:(1)Na2S2O4用量:0.25%-1.0%。PH值:4.5-6.5之间(5.5-6.0之间效果更好)。(3)浆浓:3%-5%。(4)温度:45-60℃。(5)时间:30-60min。(5)螯合剂:STPP,EDTA,DTPA。

17、试述过氧化氢、连二亚硫酸盐、甲脒亚磺酸在废纸浆漂白中的应用。

(1)废纸浆的过氧化氢漂白:H2O2广泛用于废纸浆的漂白。H2O2漂白废纸浆的方法有多种,方便灵活,可以把H2O2漂液加入水力碎浆机中,也可在漂白塔或分散机中进行。在中浓或低浓水力碎浆机中进行H2O2漂白,加入H2O2、NaOH 和Na2SiO3等化学品,有时也加DTPA和表面活性剂。通常PH值控制在10.0-10.5,反应温度45-50℃,时间约30min。

硅酸钠的作用是:①过氧化氢的保护剂,减少H2O2的无效分解。②H2O2助漂剂,加Na2SiO3后,浮选后废纸浆的白度明显比补加Na2SiO3的高。③油墨收集剂,防止油墨重新沉积在纤维上,并防止油墨聚集成大的粒子。(2)废纸浆的连二亚硫酸盐漂白:连二亚硫酸盐是一种还原性漂白剂。由于其还原电势高,能脱除废纸浆中的染料和其他有色物。用于漂白含机械浆的脱墨浆时,能提高纸浆的白度,所用的条件与漂白TMP时相似,但PH值稍高,一般为5.5-7.5。连二亚硫酸盐比氧化性漂白剂能更有效地将废纸浆脱色。

(3)废纸浆的甲脒亚磺酸漂白:甲脒亚磺酸(FAS),也称二氧化硫脲,分子式为H2N(NH)CSO2H。是一种很有效的还原剂,它在碱性溶液中生产次硫酸和次硫酸钠。次硫酸和次硫酸钠均具有强还原性,能改变纸浆中的发色基团结构,减轻对光的吸收,提高白度。甲脒亚磺酸的脱色效果特别好,对空气的氧化和过度金属离子的催化分解不敏感,使用时也不必酸化,而且无毒无味,使用方便,易生物降解。其主要缺点是价格较高。

18、化学浆与高得率浆返黄机理有哪些主要的不同?减轻化学浆与高得率浆返黄有哪些措施?

返黄机理:木素含量高的机械浆、化学机械浆和其他高得率浆的返黄是由光和热的诱导引起的,但光诱导返黄比热诱导返黄更重要,或者说,光化学氧化是高得率浆返黄的主要原因。

化学浆的返黄也是热和光的诱导产生的。但是化学浆的光诱导返黄不如机械浆那样重要。影响高纯度漂白化学浆返黄的原因,主要是由于:①不恰当的生产工艺条件使纤维素和半纤维素受到氧化产生了各种形式的羰基和羧基造成的,其中羰基的影响最大。②浆料中的树脂。

③过度金属离子。

措施:(1)提高未漂纸浆的质量;(2)选用合适的漂白剂和漂白方法;(3)采用合理的漂白工艺;(4)掌握合理的浆板干燥和贮存条件;(5)抑制高得率浆的光诱导返黄。

第七章制浆废液和固体废弃物的回收和利用

1、叙述黑液的化学组成、物化性能及其对蒸发的影响。黑液的固形物可分为由无机物和有机物。碱法黑液:其无机物约占30%-35%,有机物约占65%-70%。酸法红液:其无机物约占10%-15%,而有机物约占85%-90%。

无机物主要是蒸煮废液中残余的化学药品;蒸煮过程中发生化学反应而产生的无机产物;和制浆原料中的有机物化合的金属盐基;制浆原料本身带来的无机物成分,如硅的化合物等。无机物是燃烧法回收废液过程中再生蒸煮液的主要化学药品来源。

有机物主要包括制浆原料在蒸煮过程中降解产物、溶出物等,如木素、纤维素、半纤维素、淀粉、树脂、色素及有机酸等。有机物是燃烧法回收蒸煮废液时产生热值的主要来源。

废液的性质及其对蒸发的影响:①浓度:废液的浓度表示废液中固形物的含量,可以相对密度、波美度以及质量分数表示。②黏度:黏度在废液进行蒸发增浓过程中是一项很重要的物理指标,它与废液的流送性能和蒸发效率具有密切的关系。影响废液黏度的因素很多,比如制浆方法、制浆原料、废液浓度和温度等。其中,温度和浓度对废液黏度的影响最大。一般黏度值随温度的升高而下降,所以在生产过程中适当提高废液温度,有助于提高废液的提取率和蒸发浓缩效率。在温度一定的条件下,黏度一般随浓度的提高而增加。当废液浓度较低

时,其黏度随浓度变化的幅度不是太大,但当浓度提高到某一个值时,废液黏度就会骤然上升,习惯上把这一浓度值叫做“临界浓度”。“临界浓度”值的高低,在一定程度上反应了一种废液的黏度性能,进一步反应了废液的蒸发增浓性能。通常草浆黑液由于硅含量较高等原因,其“临界浓度”较木浆黑液低,这就使得草浆黑液的蒸发增浓较木浆黑液难度大,从而在一定程度上也影响了草浆黑液的碱回收过程。降低废液黏度较常用的办法是在黑液中添加NaOH。③沸点升高:废液由于含有一定的无机盐成分,所以其沸点通常较水高,这种性质叫做沸点升高,它影响着废液的蒸发增浓效率。沸点升高随废液浓度、黏度的增加而增加。④燃烧值:单位质量的废液固形物燃烧时产生的热量叫做废液的燃烧值,用MJ/kg表示。废液固形物中有机物含量越高,其燃烧值也就越高,越有利于回收。木素含量高的废液的燃烧值较木素含量低的废液高。⑤起泡性:制浆原料中的木素、脂肪以及树脂等成分在碱法蒸煮过程中会形成碱木素和皂化物等物质存在于蒸煮废液中,这些物质一般具有较强的表面活性,在空气中一经搅拌便会形成泡沫。泡沫的产生对废液回收会造成不利的影响,因此,生产上采取一定的消泡措施是很必要的。⑥腐蚀性:黑液对金属设备的碱性腐蚀很小,而酸性腐蚀比较严重。红液一般对金属设备的酸性腐蚀性较黑液强得多。⑦胶体性:黑液中存在多种胶体物质,所以黑液具有胶体的性能。⑧表面活性及黏结性:废液中的木素化合物通常具有一定的表面活性(如分散性),同时,红液又具有黏结性能。⑨可发酵性:红液中通常含有一定量的还原性糖分,可以产生发酵反应,在采用特定工艺处理后,可以制取酒精和酵母等产品。⑩草浆黑液的特性:1)浓度低;2)SiO2含量高;3)黏度大,相同波美度下,草浆黑液黏度比木浆黑液高2-3倍;4)同一波美度下,沸点升高低于木浆黑液;5)细小纤维含量多;6)除含有木素胶体外,还含有水玻璃胶体(Na2O·nSiO2),PH 降低或浓度增大时易沉淀,水玻璃胶体对CO2非常敏感,经短时间贮存,黑液内就会生成分布极细的沉淀。

2、影响多效蒸发站的蒸发强度和蒸发效率的主要因素有哪些?

(1)蒸发效数:每千克新蒸汽从黑液中蒸发的水量(kg)叫做蒸发比。蒸发效数越多,其蒸发比越大,热效率越高。常用4-6效。效数=蒸发比/0.8。(2)总温差:总温差即所用新蒸汽的温度与末效黑液温度之差。总温差与传热量之间的关系为:Q=KA△t 。总温差与进入系统的蒸汽压力、冷凝温度、系统真空度等因素有关。一般控制冷凝器排水温度为40℃左右,而末效真空度以不超过91.2kPa为宜。(3)供液温度:供液温度过低,黑液不易沸腾,单向液流增加,传热系数减小,从而影响蒸发效率;供液温度过高,进入蒸发器后会产生骤然蒸发现象,对蒸发系统造成脉动影响。要求供液温度比器内的黑液沸腾温度低2-3℃。(4)供液浓度:供液浓度过高,黏度较大,传热条件较差;供液浓度过低时,达不到出效黑液浓度的要求,含皂化物量较高的黑液还会产生大量的泡沫,对蒸发造成不利(产生所谓“跑黑水”现象)。可用浓黑液或半浓黑液来调节进效黑液的浓度。(5)供液流量:决定流速。还应做到供液量稳定,若不稳定则会结垢。(6)黑液的性质:黑液的黏度、比热、沸点、胶体性、起泡性等,都会影响到蒸发强度和蒸发的进行情况。(7)冷凝水的排除:冷凝水膜越薄,传热系数K越大,反之,则K越小。(8)蒸发设备(9)蒸发器的结垢(10)不凝结气体的排除。

3、简述总传热系数的概念,它包含哪些因素?

因为有Q=KA△t,K即为总传热系数,单位为kJ/(m2·h·℃).

4、蒸发器运行中有哪些不凝性气体?它的来源?如不及时排出对蒸发有哪些危害?

在不凝结气体中通常含有一些诸如H2S、RSH(硫醇)等臭气。黑液中的Na2S,在蒸发、燃烧过程中,容易生成H2S,即:Na2S+2H2O→2NaOH+H2S↑。

5、黑液燃烧过程分哪几个相关的阶段?这几个阶段主要的反应是什么?

硫酸盐法黑液的燃烧过程可分为三个阶段:①黑液蒸发干燥阶段;②有机物的热裂解和炭化以及无机物的硫酸盐化阶段;③无机物熔融以及补加芒硝的还原阶段。

在第一阶段中,入炉黑液在热炉气的作用下进一步干燥至水分含量达10%-15%时,形成黑灰。烟气中所含的SO2、SO3以及CO2与黑液中的活性碱及有机结合钠等起化学反应;黑液中的游离NaOH和大部分的Na2S都转变为Na2CO3、Na2SO3、Na2SO4和Na2S2O3等。

在第二阶段中,黑灰最后剩下的水分逐渐被蒸发掉,温度迅速升高到400℃左右时,有机物快速分解为CH3OH、CH3COOH、CH3SH、H2S、酚、低分子的醛酸以及结构复杂的烷基硫化物等有机气体,并与进入炉膛的二次风和三次风混合后发生气相燃烧,生成CO2、H2O、CO、H2S、SO2、SO3等气体。还有一部分有机物发生碳化作用,变成元素碳,供芒硝还原用。另外,与有机物结合生成的钠化合物也发生分解反应,生成Na2CO3。热解后的剩余无机物中主要成分是Na2CO3和Na2S,部分有机物结合钠和硫

经反应后变成Na2S、Na2SO3 和Na2S2O3等。燃烧过程中,即使操作工艺条件控制合适,也约有50%的有机物结合硫可能在热分解时转化为无机硫化物,所以燃烧过程中硫损失量很大。

在第三阶段中,在高温下无机物熔融,同补加的芒硝发生的主要反应是:Na2SO4+4C==Na2S+4CO↑。足够高的温度和足量的元素碳存在,是保证芒硝还原反应顺利进行的重要条件。

6、绿液苛化的原理是什么?影响绿液苛化的因素有哪些?

燃烧黑液产生的无机熔融物溶解于稀白液或水中,形成的溶液由于含有少量的Fe(OH)2而成绿色,成为绿液。苛化过程分为两步进行:第一步为石灰的消化:CaO+H2O →Ca(OH)2 。第二步为Na2CO3的苛化,生成NaOH:Ca(OH)2+ Na2CO3→2NaOH+CaCO3↓。苛化的基本原理是:CaO+H2O+Na2CO3→2NaOH+CaCO3↓。

影响绿液苛化的因素:1)绿液浓度和组成:绿液浓度通常以绿液中总碱量或碳酸钠含量的多少来表示。随着绿液浓度的增加,苛化率出现下降趋势。浓度过高,对苛化过程不利;浓度过低,制得的白液浓度也低,对蒸煮不利。生产过程中一般控制绿液总碱浓度为100-110g/L(NaOH计)。2)温度:温度影响石灰的消化和苛化反应的进程,石灰消化时要求较高的温度,以获得较高的消化率和消化速度,通常要求绿液温度达到85-90℃。一般苛化温度控制在90-100℃。3)时间:石灰消化所需时间与石灰的质量有关。石灰质量好则消化时间只需1-2min,质量不好则需10min以上。所以,选用的石灰消化器在使用时应该保证有20min左右的消化时间。苛化反应时间与温度的关系较大,如苛化温度在100℃左右时,苛化时间为90min左右即可。4)石灰质量及其用量:石灰中CaO含量越高,杂质含量越少,对苛化越有利。石灰用量适当过量,略高于理论计算值,这是因为苛化反应不仅在溶液中进行,而且在固相即在Ca(OH)2 颗粒表面上进行。一般认为采用过量5%的石灰即可。5)搅拌:适当的搅拌,对于苛化反应的充分进行具有重要的意义。但是搅拌不易过分剧烈,否则会造成苛化产生的CaCO3颗粒过小而影响白液的澄清。

工程地质分析原理总复习

软弱结构面:延伸较远、两壁较平滑、充填有一定厚度软弱物质的结构面,如泥化、软化、破碎薄夹层等的面。天然应力状态:地壳岩体内的天然应力状态,是指未经人为扰动的,主要是在重力场和构造应力场的综合作用下,有时也在岩体的物理、化学变化及岩浆侵入等的作用下所形成的应力状态,常称为天然应力或初始应力。隆爆:表现为近地表出现细长的隆褶或类似低角度逆断层的断隆,一般高度较小,而延伸长度较大。蓆状裂隙:在出露于地表的侵入岩体中,由于区域性卸荷剥蚀,广泛见于一种近地表平行分布的区域性裂隙发育,通常上部较密,向下逐渐变稀疏,即蓆状裂隙。岩芯饼化现象:钻进过程中岩芯裂成饼状的现象是高地应力区所特有的岩体力学现象。岩饼的厚度与岩芯的直径有一定的关系,一般约为直径的1/4到1/5;所有岩饼的表面均为新鲜破裂面,而且边缘部分粗糙,多数内部隐约见有顺槽,或沿一个方向的擦痕和与之正交的拉裂坎。蠕变:固体材料在恒定荷载作用下,变形随时间缓慢增长的现象。松弛:粘弹性固体材料在恒定应变下,应力随时间衰减的现象。差异卸荷回弹:在卸荷回弹变形过程中,会因岩体中各组成单元力学性能的差别、应力历史的不同以及岩体结构上的原因,引起差异回弹而在岩体中形成一个被约束的残余应力体系。活断层:目前还在持续活动的断层,或在历史时期或近期地质时期活动过、极可能在不远的将来重新活动的断层。蠕滑(稳滑):断层持续不断缓慢蠕动的称为蠕滑或稳滑。粘滑:断层间断地、周期性突然错断的为粘滑。地震烈度:是地震时一定地点的地面振动强弱的尺度,是指该地点范围内的平均水平而言。地震

基本烈度:在今后一个时期内(一半取100年)在一定地点的一般场地条件下可能遭遇的最大烈度。地基土的卓越周期:表层沉积能对基岩传来的地震波起选择放大作用,某些周期的地震波在表土层中多次反射叠加而增强,这样就会使表层振动中这类周期的波多而长,这就是该表层土的卓越周期,也就是它的自振周期。震源:弹性波的地下发源地。震中:震源在地面上的投影。震源深度:震中到震源的距离。地震波:地震时震源释放的应变能以弹性波的形式向四面八方传播,这种弹性波就是地震波。它包括两种在介质内部传播的体波,即纵波和横波。砂土液化:饱和松砂的抗剪强度趋于零,由固体状态转化为液体状态的过程和现象。振动液化:饱和砂土在地震荷载作用下,产生超孔隙水压力。随着超孔隙水压力的不断增加,砂土的抗剪强度降为零,完全不能承受外荷载而达到液化状态。涌沙:砂土液化后在薄弱部位开裂,阻力减小,上升水流流速大、水头损失小。因而在裂缝处出现喷水冒砂现象。流砂:饱和松砂中剪应力增大时,在不排水条件下的剪缩势使土内孔隙水压力大幅度提高,土强度骤然下降,导致砂土无限流动的现象。管涌:在渗流作用下,土中细颗粒随渗流水从自由面向内部逐渐流失形成管状通道的现象。岩石质量指标RQD:用直径75mm金刚石钻头在钻孔中连续采取同一层的岩芯,其长度大雨10cm的芯段之和与该岩层钻探总进尺的比值,以百分率表示。

环境工程原理考试重点

环境工程原理考试要点(待完善版) 类型: 一:填空(15分) 二:名词解释(15分) 5个 三:简答题(20分) 4个 四:计算题(50分) 4个 一:填空(15分)因为老师没给,只说了简单所以不好说(下面的仅供参考)

二:名词解释(15分) 5个 16选5 1、球形度:它是表征球形颗粒的形状与球形颗粒的差异程度, 又称为形状系数。 2、干扰沉降:在流体中,如果流体的分率较高,颗粒之间有显 著的相互作用,容器壁面对颗粒沉降的影响也不 可忽,此种沉降称为干扰沉降。

3、分离因数:将同一颗粒在同一种流体中的离心沉降速度与重 力沉降速度的比称为分离因数。 4、分割颗径:粒级效率正好为50%的颗粒直径,称为分割粒径。 5、深层过滤:是指流体中的固体颗粒被过滤介质内部的空隙拦 截在介质的微孔流道内,固体颗粒不形成滤饼。 6、固体流态化:是指将大量固体颗粒悬浮于流动的流体之中, 并在流体作用下使颗粒作翻滚运动,类似于液 体的沸腾状态。 7、傅里叶定律:内涵为通过等温面的导热速率与温度梯度和传 热面积成正比,即(P136)。 8、热导率:单位时间内单位面积上通过的热量与温度梯度的比 例系数 9、对流传热系数:在对流传热过程中由牛顿冷却定律定义热流 密度q与ΔT成正比。 10、菲克定律:在单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面 积的扩散物质流量与该截面处的浓度梯度成正 比,即。 11、漂流因子:总体流动对传质速率的影响程度,表达式为 P/PBMm。(P212) 12、双膜理论:双模理论基于双模模型,他复杂的的对流传质 过程描述为吸收质以分子扩散形式通过两个串

工程地质分析原理(参考模板)

《工程地质分析原理》复习资料 一、名词解释 【工程地质条件】指的是与工程建筑有关的地质条件的总和。包括地形地貌、岩石与土的类型及其工程地质性质、地质构造、水文地质条件、物理地质作用及天然建筑材料等方面。 【工程地质问题】工程建筑与工程地质条件(地质环境)相互作用、相互制约所引起的、对建筑本身的顺利施工和正常运行,对建筑的安全或对周围环境可能产生影响的地质问题,称为工程地质问题。 【工程地质任务】研究人类工程活动与地质环境之间的相互制约,以便合理开发和有效保护地质环境,防治可能发生的地质灾害。 【天然斜坡】在一定的地质环境中,在各种地质营力作用下形成和演化的自然历史过程的产物,未经人为扰动。 【人工边坡】人类为某种工程、经济目的而开挖的,往往是在自然斜坡的基础上形成的,具有规则的几何形态。 【粘滑】活断层出现的间断地、周期性的突然错动现象称为粘滑。 【地震效应】在地震作用影响所及的范围内,于地面出现的各种震害或破坏,称之为地震效应。 【地基效应】地基效应指的是地震使松软土体出现压密下沉、砂土液化、淤泥塑流变形等,从而导致地基失效,使上部建筑物破坏的效应。 【全迹长】裂隙的两个端点在测网上、下界测线位置以内,裂隙的可见迹长称为全迹长。 【半迹长】裂隙的一端延伸出测网的顶、底界外,而另一端在测网内出现,且与中线相交时,裂隙在中测线上的交点与裂隙在洞壁上的端点之间的距离称为裂隙的半迹长。 【截(断)半迹长】裂隙在中测线的交点至裂隙与测网顶、底界交点之间的距离定义为裂隙的截半迹长。【泥石流】泥石流又称山洪泥流,是发生在山区的一种含有大量泥砂、碎石块的暂时性急水流。 【拱坝】是指一种在平面上向上游弯曲,呈曲线形、能把一部分水平荷载传给两岸的挡水建筑,是一个空间壳体结构。 【重力坝】重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积挡水建筑物,其基本剖面是直角三角形,整体是由若干坝段组成。 【地震烈度】地震时一定地点的地面震动强度的尺度,是指该地点范围内的平均水平而言。 【潜蚀】当渗流力达到一定值时,土中的某些颗粒就会被渗透水流携带和搬运,这种地下水的侵蚀作用称为潜蚀。 【渗透变形】当渗透力达到一定值时,岩土中一些颗粒、甚至整体就发生移动,从而引起岩土体结构变松,强度变低的变形和破坏现象称为渗透变形。

2020年智慧树知道网课《环境工程原理》课后章节测试满分答案

第一章测试 1 【判断题】(100分) 本门课程的名称是《环境工程原理》吗? A. 错 B. 对 第二章测试 1 【单选题】(5分) 将此物理量换算为SI单位:某物质的比定压热容c p=0.24BTU/(lb·℉)=() A. 1.005kJ/(kg·m) B. 1.005kJ/(kg·℃) C. 1.005kg/(kJ·℃) D. 5.965kJ/(kg·℃) 2

【单选题】(5分) 将此物理量换算为SI单位:质量1.5kgf·s2=() A. 14.7kg B. 24.5kg·m C. 14.7kg·m D. 24.5kg 3 【单选题】(5分) 将此物理量换算为SI单位:表面张力70dyn/cm=() A. 1.58N/m B. 1.58N·m C. 0.074N·m D. 0.074N/m 4 【单选题】(5分)

某室内空气中O3的浓度是0.08×10-6(体积分数),在1.013×105Pa、25℃下,用ug/m 3表示该浓度为()ug/m3。 A. 89.45 B. 195.6 C. 157.05 D. 23.65 5 【单选题】(5分) 某一段河流上游流量为36000m3/d,河水中污染物的浓度为3.0mg/L。有一支流流量为1 0000m3/d,其中污染物浓度为30mg/L。假设完全混合。求每天有()kg污染物质通过下游某一监测点。 A. 258.7 B. 599.65 C. 408.02 D. 8.87

6 【单选题】(5分) 某河流的流量为3.0m3/s,有一条流量为0.05m3/s的小溪汇入该河流。为研究河水与小溪水的混合状况,在溪水中加入示踪剂。假设仪器检测示踪剂的浓度下限为1.0mg/L。为了使河水和溪水完全混合后的示踪剂可以检出,溪水中示踪剂的最低浓度是()mg/L,需加入示踪剂的质量流量是()g/s。假设原河水和小溪中不含示踪剂。 A. 60;3 B. 61;10.9 C. 61;3.05 D. 0.1525;0.0076 7 【单选题】(5分) 有一个总功率为1000MW的核反应堆,其中2/3的能量被冷却水带走,不考虑其他能量损失。冷却水来自于当地的一条河流,河水的流量为100m3/s,水温为20℃。如果水温只允许上升10℃,冷却水需要()m3/s的流量。 A. 5.26 B. 15.94 C. 159.5 D. 25.26

环境工程原理 重点 整理

第七章 过滤分类:1、按过滤机理分:表面过滤和深层过滤;2、按促使流体流动的推动力分:重力过滤、真空过滤、压力差过滤、离心过滤。 表面过滤(滤饼过滤):常发生在过滤流体中颗粒物浓度较高或过滤速度较慢、滤饼层易形成的情况下 深层过滤:常发生在滤料内部、固体颗粒物浓度稀的情况下。它是利用过滤介质间的间隙进行过滤的过程。 过滤比阻是单位厚度过滤介质或滤饼层的阻力 目数:泰勒标准筛系列的各个筛以筛网上每英寸长度的孔数为其筛号,也称目数。 过滤水头损失曲线偏离理想曲线的原因在滤料表面有悬浮物沉积,造成表面的堵塞 可压缩滤饼:S=0.2~0.8 不可压缩滤饼:S=0 第八章 1.吸收:吸收是根据混合气体各组分在同一种液体溶剂中的物理溶解度(或化学反应活性) 的不同,而将气体混合物分离的操作过程。 2.吸收的类型:按溶质和吸收剂之间发生的作用分:物理吸收和化学吸收;按混合气体中 被吸收组分的数目分:单组分吸收和多组分吸收;按在吸收过程中温度是否变化分:等温吸收和非等温吸收。在这些吸收过程中,单组分的等温物理吸收过程是最简单的吸收过程,也是其他吸收过程的基础。 3.溶质在气、液两相间的平衡关系就决定了溶质在相间传质过程的方向、极限以及传质推 动力的大小,是研究吸收传质过程的基础。 4.气-液平衡:在一定的条件(温度、压力等)下,气相溶质与液相吸收剂接触,溶质不 断地溶解在吸收剂中,同时溶解在吸收剂中的溶质也在向气相挥发。随着气相中溶质分压的不断减小,吸收剂中溶质浓度的不断增加,气相溶质向吸收剂的溶解速率与溶质从吸收剂向气相的挥发速率趋于相等,即气相中溶质的分压和液相中溶质的浓度都不再变化,保持恒定。此时的状态为气、液两相达到动态平衡状态。 5.亨利定律:在稀溶液条件下,温度一定,总压不大时,气体溶质的平衡分压和溶解度成 正比,其相平衡曲线是一条通过原点的直线,这一关系称为亨利定律。 6.亨利定律三种形式和三者的关系:1)PA*=EXa,PA*——溶质A在气相中的平衡分压, Pa;XA——溶质A在液相中的摩尔分数;E——亨利系数,Pa。2)PA*=CA/H,H——溶解度系数,kmol/(m3.Pa).3)yA*=mxA,yA——与溶质平衡的气相中的溶质的摩尔分数,m——相平衡常数,无量纲。三者系数的关系:E=mp E=c0/H,c0——液相总物质的量的浓度,kmol/m3 (P270可能有补充) 7.吸收过程的机理:吸收过程是一种典型的溶质由气相向液相的两相传递过程,这个过程 可以分解为以下3个基本步骤:1、溶质由气相主体传递至气、液两相界面的气相一侧,即气相内的传递;2、溶质在两相界面由气相溶解于液相,即相际传递;3、溶质由相界面的液相一侧传递至液相主体,即液相内的传递。 8.双膜理论:1、相互接触的气、液两相流体间存在着稳定的相界面,界面两侧分别有一 层虚拟的停滞气膜和停滞液膜。溶质分子以稳态的分子扩散连续通过这两层膜。2、在相界面处,气、液两相在瞬间即可达到平衡,界面上没有传质阻力,溶质在界面上两相的组成存在平衡关系。3、在膜层以外,气、液两相流体都充分湍动,不存在浓度梯度,组成均一,没有传质阻力;溶质在每一相中的传质阻力都集中在虚拟的停滞膜内。(示意图在P274的图8.2.2)

环境工程原理知识点总结

第II篇思考题 第一章绪论 1.“环境工程学”的主要研究对象是什么? 2. 去除水中的溶解性有机污染物有哪些可能的方法?它们的技术原理是什么? 3. 简述土壤污染治理的技术体系。 4. 简述废物资源化的技术体系。 5. 阐述环境净化与污染控制技术原理体系。 6. 一般情况下,污染物处理工程的核心任务是:利用隔离、分离和(或)转化技术原理,通过工程手段(利 用各类装置),实现污染物的高效、快速去除。试根据环境净化与污染防治技术的基本原理,阐述实现污染物高效、快速去除的基本技术路线。 第二章质量衡算与能量衡算 第一节常用物理量 1.什么是换算因数?英尺和米的换算因素是多少? 2.什么是量纲和无量纲准数?单位和量纲的区别是什么? 3.质量分数和质量比的区别和关系如何?试举出质量比的应用实例。 4.大气污染控制工程中经常用体积分数表示污染物的浓度,试说明该单位的优点,并阐述与质量浓度的关系。 5.平均速度的涵义是什么?用管道输送水和空气时,较为经济的流速范围为多少? 第二节质量衡算 1.进行质量衡算的三个要素是什么? 2.简述稳态系统和非稳态系统的特征。 3.质量衡算的基本关系是什么? 4.以全部组分为对象进行质量衡算时,衡算方程具有什么特征? 5.对存在一级反应过程的系统进行质量衡算时,物质的转化速率如何表示? 第三节能量衡算 1.物质的总能量由哪几部分组成?系统内部能量的变化与环境的关系如何? 2.什么是封闭系统和开放系统?

3.简述热量衡算方程的涵义。 4.对于不对外做功的封闭系统,其内部能量的变化如何表现? 5.对于不对外做功的开放系统,系统能量能量变化率可如何表示? 第三章流体流动 第一节管流系统的衡算方程 1.用圆管道输送水,流量增加1倍,若流速不变或管径不变,则管径或流速如何变化? 2.当布水孔板的开孔率为30%时,流过布水孔的流速增加多少? 3.拓展的伯努利方程表明管路中各种机械能变化和外界能量之间的关系,试简述这种关系,并说明该方程的适用条件。 4.在管流系统中,机械能的损耗转变为什么形式的能量?其宏观的表现形式是什么? 5.对于实际流体,流动过程中若无外功加入,则流体将向哪个方向流动? 6.如何确定流体输送管路系统所需要的输送机械的功率? 第二节流体流动的内摩擦力 1.简述层流和湍流的流态特征。 2.什么是“内摩擦力”?简述不同流态流体中“内摩擦力”的产生机理。 3.流体流动时产生阻力的根本原因是什么? 4.什么情况下可用牛顿黏性定律计算剪切应力?牛顿型流体有哪些? 5.简述温度和压力对液体和气体黏度的影响。 第三节边界层理论 1. 什么是流动边界层?边界层理论的要点是什么? 2.简述湍流边界层内的流态,以及流速分布和阻力特征。 3.边界层厚度是如何定义的?简述影响平壁边界层厚度的因素,并比较下列几组介质沿平壁面流动时,哪个边界层厚度较大: (1)污水和污泥; (2)水和油; (3)流速大和流速小的同种流体。 4. 为什么管道进口段附近的摩擦系数最大?

《工程地质分析原理》学习指南

《工程地质分析原理》学习指南 《工程地质分析原理》是一门分析地质环境和人类工程活动相互作用的学科,同学们要实质性地学好本课程,不仅要了解地质体的属性,而且要对人类工程活动的特性有所了解,只有将“地质体”和“人类建筑活动”特点有效理解和掌握,才能学好这门交叉性学科。具体如下: (1)本课程是专业核心课,建议在此之前建议先修如下课程:《地质学基础》、《矿物岩石学》、《构造地质学》、《地貌及第四纪地质学》,《水文地质学》、《工程岩土学》、《土力学》、《岩石力学》。 (2)学习本课程的目的是熟悉各种主要工程地质问题,并掌握对它们进行分析评价的基本原理和方法。以便在今后工作中能根据具体地质条件和人类工程活动特点,判定主要工程地质问题进行合理的分析与评价并提供恰当的处理措施。实践经验证明,工程建筑物因地质原因产生问题主要是由于分析判断失误。所以,最重要的是学会具体问题具体分析,而不是记忆某些条文。 (3)本课程是一门工程实践性很强的课程,要真正融入贯通,必须通过地质工程实习,只能通过亲身实习才能对地质体和建筑物的相互作用深刻理解。 (4)本课程涉及的工程地质问题较广泛,包括边坡稳定性、隧洞稳定性、岩溶工程地质问题、地基稳定性、区域稳定性等多方面,其任何一个方面都是独立性很强的研究方向,且在以后的学习中还需不断深入,建议学生们在学习过程中,不求面面俱到,不求一蹴而就,而要着重注意学习方法和科学研究思维的培养; (5)本课程的很多内容和理论是基于我国西部复杂的工程地质问题归纳提炼而成,并随着大型建设工程的地质问题解决而逐步发展,尤其水电工程是西部显著的大型工程。因此,课程的很多内容是以水电工程为例,如地基岩体稳定性研究中,不是传统的土质地基竖向荷载,而是以斜向荷载作用下的岩质地基为例,再如水库诱发地震,蓄水条件下边坡稳定性等等。 (6)本课程自始至终贯穿着一个力与强度的观点,理解这一点对于学好本课程非常关键。如在边坡工程中强调的是地应力和岩体强度的矛盾,若地应力超过岩体强度,则边坡失稳,否则边坡稳定;再如在地下洞室中强调的是次生应

环境工程原理知识重点归纳

第一章绪论 1.“环境工程学”的主要研究对象是什么? 2. 去除水中的溶解性有机污染物有哪些可能的方法?它们的技术原理是什么? 3. 简述土壤污染治理的技术体系。 4. 简述废物资源化的技术体系。 5. 阐述环境净化与污染控制技术原理体系。 6. 一般情况下,污染物处理工程的核心任务是:利用隔离、分离和(或)转化技术原理,通过工程手段(利用各类装置),实现污染物的高效、 快速去除。试根据环境净化与污染防治技术的基本原理,阐述实现污染物高效、快速去除的基本技术路线。 第二章质量衡算与能量衡算 第一节常用物理量 1.什么是换算因数?英尺和米的换算因素是多少? 2.什么是量纲和无量纲准数?单位和量纲的区别是什么? 3.质量分数和质量比的区别和关系如何?试举出质量比的应用实例。 4.大气污染控制工程中经常用体积分数表示污染物的浓度,试说明该单位的优点,并阐述与质量浓度的关系。 5.平均速度的涵义是什么?用管道输送水和空气时,较为经济的流速范围为多少? 第二节质量衡算 1.进行质量衡算的三个要素是什么? 2.简述稳态系统和非稳态系统的特征。 3.质量衡算的基本关系是什么? 4.以全部组分为对象进行质量衡算时,衡算方程具有什么特征? 5.对存在一级反应过程的系统进行质量衡算时,物质的转化速率如何表示? 第三节能量衡算 1.物质的总能量由哪几部分组成?系统内部能量的变化与环境的关系如何? 2.什么是封闭系统和开放系统? 3.简述热量衡算方程的涵义。 4.对于不对外做功的封闭系统,其内部能量的变化如何表现? 5.对于不对外做功的开放系统,系统能量能量变化率可如何表示? 第四章热量传递 第一节热量传递的方式

工程地质分析原理

1.结构面主要类型:从成因角度:原生结构面,构造结构面,表生结构面 2.岩体,结构面(体),岩体结构 岩体:指与工程建设有关的那一部分地质体。它处于一定的地质环境中,被各种结构面所分割。结构面:岩体中具有一定方向、力学强度相对(上下岩层)相对较低而延伸(或具一定厚度)的地质界面。结构体:由结构面分割、围成的岩石块体(相对完整)。岩体结构:由岩体中含有的不同结构面和结构体在空间的排列分布和组合状态所决定。 3.岩体结构分类:按建造特征:块体状结构,块状结构,层状结构,碎块状结构,散体状结构。按改变程度:完整,块裂化或板裂化,碎裂化,散体化。 4.研究岩体的结构特征的意义: a. 结构面是岩体中力学强度相对较薄弱的部位,导致岩体的不连续性、不均一性和各面异性。b. 岩体结构特征对岩体的变形、破坏方式和强度特征起重要的控制作用。c. 在地表的岩体,其结构特征在很大程度上决定了外营力对岩体的改造程程。d.对岩体结构的研究还可推广于宏观地质体,应用于区域构造稳定性评价之中。总之,对岩体结构特征的研究,是分析评价区域稳定性和岩体稳定性的重要依据。 5.地应力:指存在于地壳中的未受工程扰动的天然应力。 6.天然地应力类型,分布规律:类型:三向相等的静水应力式,竖直应力为主,水平应力为主。分布规律:1地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应力场,是时间和空间的函数2实测竖直应力基本接近于上覆岩层的重量3水平应力普遍大于竖直应力4最大水平主应力和最小水平主应力也随深度呈线性增长 7.我国地应力场的空间分布特点:a. 各地的最大重应力方向呈明显规律性:大致与察隅和伊斯兰堡连线的夹角平分线方向一致。仅伊斯兰堡外侧和察隅外侧不同。b. 三向应力状态与由此决定的现代构造活动呈规律分布:①潜在逆断型应力状态主重要分布于喜马拉雅山前缘一带。(与印度板块碰撞有关)②潜在走滑型应力状态区主要分布于中、西部广大地区。③潜在正断型和张剪性走滑型应力状态区,主要分布于西藏高原(正断型)、东北、华北地区,汾渭地堑(张剪走滑型)。 8.高地应力存在的地质地貌标志:1隆爆现象2谷下水平卸荷裂隙及谷坡内的水平剪切蠕动变形带3应力释放型的深大拉张变形带4蓆状裂隙 9.岩体变形破坏的阶段:1压密阶段2弹性变形阶段3稳定破裂发展阶段4不稳定的破裂发展阶段5强度丧失和完全破坏阶段 10.岩体破坏的基本形式:按机制分,剪切破坏和拉断(张性)破坏。 11.岩体变形破坏的时间效应类型:蠕变,松弛 12.粘滑:指剪切破坏过程中,由于动、静摩擦角的差异或由于凸起体剪断、翻越,或由于转动磨擦中的翻转所造成的剪切位移突跃现象。 13.空隙水压力变化原因:①地下水补排条件变化②岩体受荷状态变化③岩体变形、破裂:1封闭水体,破裂形成使空隙水压力降低甚至形成负压,形成膨胀强化现象。2非封闭水体,破裂扩容超过地下水补给,亦可形成膨胀强化现象。3“水击”现象。 14.岩体变形破坏的地质力学模式:基本单元:拉裂,蠕滑,弯曲,塑流。基本组合地质模式:蠕滑—拉裂,滑移—压致拉裂,弯曲—拉裂,塑流—拉裂,滑移—弯曲。 15.活动断层概念,划分(按应力状态),活动方式:活断层指目前还在持续活动,或在近期地质历史时期活动过,极可能在不远的将来重新活动的断层。按构造应力状态,活断层可划分为三类:走向滑动型(平移断层),逆断层,正断层。活断层活动的两种基本方式:粘滑和稳滑。

环境工程原理必看

简答题 1.简述环境科学与环境工程的概念及其各自内容。 环境科学的定义:就是以人类与环境这对矛盾为对象,研究其对立统一关系的发生和发展调节和控制以及利用和改造的科学。环境科学要探索全球范围内的环境演化规律;人类活动与自然生态之间的关系;环境变化对人类生存的影响;以及区域环境污染的防治技术和管理措施。 环境工程的定义:运用工程和生态学的原理和方法,防治污染,合理利用自然资源,保护和改善环境质量。水质净化与水污染控制技术、大气(包括室内空气)污染控制技术、固体废弃物处理处置与管理和资源化技术、物理性污染(热污染、辐射污染、噪声、振动)防治技术、自然资源的合理利用与保护、环境监测与环境质量评价等传统的内容,还包括生态修复与构建理论与技术、清洁生产理论与技术以及环境规划、管理与环境系统工程等。 2.什么是浊度?浊度的单位有哪些?它们之间是什么关系? 浊度是用以表示水的浑浊程度的单位。浊度是由于不溶性物质的存在而引起液体的透明度降低的一种量度。不溶性物质是指悬浮于水中的固体颗粒物(泥沙、腐殖质、浮游藻类等)和胶体颗粒物。常见的单位有以下几种:JTU-杰克逊浊度,NTU-散射浊度,FTU-乌洛托品-硫酸肼配制浊度。1JTU=1mg/L的白陶土悬浮体。40度FTU=40度NTU≈40度JTU 3.简述活性污泥法的净化机理。 在活性污泥处理系统中,有机底物从废水中被去除的实质就是有机底物作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢与利用的过程,这一过程的结果是污水得到了净化,微生物获得了能量而合成新的细胞,活性污泥得到了增长。 一般将这整个净化反应过程分为三个阶段: 1)初期吸附;(吸附) 2)微生物代谢;(稳定) 3)活性污泥的凝聚、沉淀与浓缩(分离) 简述除尘的本质机理。 4.简述除尘的本质机理。 将含尘气体引入一种或几种力作用的机器,使颗粒相对运载气流产生一定的位移,并从气流中分离出来,最后沉降到捕集器表面上。其中作用力包括:外力(重力,离心力,惯性力,静电力,磁力,热力等),流体阻力,颗粒间相互作用力。 5.煤的工业分析是工业用煤中最常用的分析方法,同时也是评价工业用煤的主要指 标,试简要说明其测定内容。 在国家标准中,煤的工业分析是指包括煤的水分(M )、灰分(A )、挥发分(V )和固定碳(Fc ) 四个分析项目指标的测定的总称。煤的工业分析是了解煤质特性的主要指标,也是评价煤质的基本依据。通常煤的水分、灰分、挥发分是直接测出的,而固定碳是用差减法计算出来的。广义上讲,煤的工业分析还包括煤的全硫分和发热量的测定,又叫煤的全工业分析。 6.工程上常把固体废物沼气化处理的生物化学反应分为液化阶段和气化阶段,试简 述液化阶段和气化阶段中的微生物类型及其在有机固体废物沼气化过程中的作用。 产液阶段:主要菌为非产甲烷菌,分为水解菌和酸化菌。主要的作用:为产甲烷菌提供养分,创造适宜的氧化还原环境,为产甲烷菌消除部分有毒物质。和产甲烷菌共同维持发酵系统的

工程地质分析原理

绪论 1、工程地质学:研究地质环境和人类工程活动之间相互制约相互作用的关系,并保证这种关系向良性发展的学科。 2、工程地质条件:与工程活动有关的地质环境。 a、岩(土)体类型及工程地质性质; b、地质构造(区域稳定性); c、地形地貌; d、水文地质条件; e、物理地质现象(不变地质现象); f、天然建筑材料(土料、石料)。 3、工程地质问题:威胁和影响工程建筑物设计合理、安全可靠、正常运行。 a、区域稳定性问题; b、岩(土)体稳定问题; c、与渗流有关的问题; d、与河湖冲淤有关的问题。 4、工程地质分析的基本方法: a、自然历史分析法(定性分析); b、数学力学分析法: 地质条件—概化—>地质模型—边界条件—>数学力学模型——>数值模拟—验证—>定量评价(预测) c、模型模拟实验法:模型试验法(相同原理);模拟实验法(相似原理)。 d、工程地质类比法(比拟法):拟建区与地质条件相似的已建区进行比较,应用已建区的一些成果。 5、工程地质学的基本任务:研究人类工程活动与地质环境之间的相互制约,以便合理开发和有效保护地质环境,防治可能发生的地质灾害。 第一章.地壳岩体结构特征的工程地质分析 1、结构面:指岩体中具有一定方向、力学强度相对较低,两向延伸的地质界面。 2、结构体:结构面在空间的分布和组合可将岩体切割成不同形状并包围的岩石块体。 3、结构面的成因类型: 4、岩体结构分类: a、整体块状结构:整体结构(连续介质)、块状结构(不连续介质); b、层状结构:层状结构、薄层状结构(均为不连续介质); c、碎裂结构:镶嵌结构、层状碎裂结构、碎裂结构(均为不连续介质); d、散体结构(似连续介质)。 第二章.地壳岩体的天然应力状态 1、天然应力:存在于地壳中未受工程扰动的应力状态。

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1、工程地质学(Engineering geology):工程地质学是地质学的分支学科。它是一门研究与工程建设有关的地质问题、为工程建设服务的地质科学,属应用地质学范畴。 2、工程地质条件(Engineering geological condition):指与工程建设有关的地质因素的综合。它是 在口然地质历史发展演化过程中形成的,是客观存在。地质因素包括岩土类型及其丄程性质、地质结构、地貌、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料等方面,它是一个综合概念。 3、工程地质问题(Engineering geological problem):指工程地质条件与建筑物Zl'可所存在的矛盾或问题。 4、工程地质学的研究对象:就是研究地质环境与工程建筑物之间的关系,促使二者之间的矛盾转化、解决。 1、活断层(active fault):指H前止在活动的断层,或近期曾冇过活动而不久的将来可能会重 新活动的断层。 2、砂土液化:饱和砂土住地震、动力荷载或其他外力作川下,受到强烈振动而丧火抗剪强 度,使砂粒处于悬浮状态,致使地基是小的作用 3、斜坡(slope):是指地壳表部一切具有侧向临空而的地质体,是地表广泛分布的一种地貌形 式。一般可分为天然斜坡和人工边坡。 4、天然斜坡:指白然形成、未经人工破坏改造的斜坡,如沟谷岸坡、山坡、海岸等。 5、人工边坡:指经人工开挖或改造形成的斜坡,如渠道边坡、基坑 6、斜坡变形破坏是内、夕卜动力地质作用及人类活动作用下,斜坡岩土体处于不稳定状态或失稳的一种现象。 7、斜坡破坏系指斜坡岩(上)体中已形成贯通性破坏面时的变动。 8斜坡变形:在贯通性破坏面形成Z前,斜坡岩体的变形与局部破裂 斜坡中已有明显变形破裂迹象的岩土体,或已查明处于进展性变形的岩土体,称为变形体。 9卸荷回弹(unloading rebound)是斜坡岩体内积存的弹性M变能释放而产生的。 10斜坡蠕变是在坡体压力(以白重应力为主)长期作用下发生的一种缓慢而持续的变形,这种变形包含某些局部破裂,并产生一些新的表生破裂面。 11、崩塌:是指陡坡上的岩土被多组结构面分割,在重力和其他外力作用下,突然脱离母体, 以垂 直运动为主快速向卜-崩落的表牛地质现象。 12、滑坡:斜坡上的部分岩体,沿着一定的贯通性剪切破坏而,产生以水平运动未知的向下滑移的表生地质现象。 13、扩离是由于斜坡岩(土)体中下伏平缓产状的软弱层塑性破坏或流动引起的破坏,软层上覆岩(土)体或做整体,或被解体为系列块体向坡前方向“漂移“o 14、渗透力(seepage force)或动水压力(hydrodynamic force):地卜水在渗流过程中作用于岩土体上的力。 15、渗透变形(seepage deformation)或渗透破坏(seepage failure):当渗透力达到一定值时,岩土 中一些颗粒、英至整体就发生移动,从而引起岩土体的变形和破坏。这种作用或现象,称为~。 抗渗强度:土体抵抗渗透变形的能力。 16、管涌(piping)或潜蚀(suffosion):在渗流作用下,单个土颗粒发生独立移动的现象。可分为垂直管涌和水平管涌。 17、流土(quick soil, quicksand):在渗流作用下,一定体积的土体同时发生移动的现象。 -般发生在均质砂土层和亚砂土层中,流沙就是,危害大于管涌。 18、岩溶作用:地卜?水和地表水对可溶性岩石的破坏和改造作丿IJ。 ? 岩溶:岩溶作用及其所产生的地质现象和水文现象的总称。国际上称为喀斯特(karst)

环境工程原理复习材料考试必备

物理吸收:如果气体溶质与吸收剂不发生明显反应,而是由于在吸收剂种的溶解度大而被吸收,成为物理吸收。 化学吸收:如果溶质与吸收剂(或其中的活性成分)发生化学反应被吸收。 吸附平衡:在一定条件下,当流体(气体或液体)和吸附剂接触,流体中的吸附质将被吸附剂所吸附。当吸附速率和解吸速率相等时,气固相中的吸附质浓度不再改变时。 反应操作:利用化学或生物反应进行工业生产或污染物处理时,需要通过反应条件等的控制,使反应向有利的方向进行。为达到这种目的而采取的一系列工程措施通称为反应操作。导温系数:是物质的物理性质,它反映了温度变化在物体中的传播能力。 导热系数:是导热物质在单位面积、单位温度梯度下的导热速率、表明物质导热性的强弱,即导热能力的大小。 绝对黑体:表示落在物体表面上的辐射能力能全部被物理吸收,这种物体称为绝对黑体。黑体具有最大的吸收能力,也具有最大的辐射能力。 绝对白体:表示落在物体表面上的辐射能全部被反射出去,若入射角等于反射角,侧物体称为镜体,若反射情况为漫反射,该物体称为绝对白体。 化学平衡:化学平衡是指在宏观条件一定的可逆反应中,化学反应正逆反应速度相等,反应物和生成物各组分浓度不在改变的状态。 1、环境学科的任务:环境学科是研究人类活动与环境质量关系的科学,其主要任务是研究人类与环境的对立统一关系,认识两者之间的作用与反作用,掌握其发展规律,从而保护环境并使其向有利于人类的方向演变。 2、环境工程学的任务:利用环境学科与工程学的方法,研究环境污染控制理论、技术、措施和政策,以改善环境质量,保证人类的身体健康、舒适的生存和社会的可持续发展。 3、环境工程学的研究对象:水质净化与水污染控制技术、大气(包括室内空气)污染控制技术、固体废弃物处理处置与管理和资源化技术、物理性污染(热污染、辐射污染、噪声、振动)防治技术、自然资源的合理利用与保护、环境监测与环境质量评价等传统的内容,还包括生态修复与构建理论与技术、清洁生产理论与技术以及环境规划、管理与环境系统工程等。 4、污染物处理工程的核心:利用隔离、分离、转化等技术原理,通过工程手段,实现污染物的高效、快速去除。 5、环境工程学主要研究对象有:水质净化和水污染的防治和处理、大气质量净化和大气污染的防治和处理、固体废弃物污染的防治和资源利用、物理性污染的防治和处理、对自然资源的合理利用和保护、环境监测、环境质量的检测与评价。 6、阐述实现污染物高效、快速去除的基本技术路线:首先对隔离、分选、转化的方式进行优选组合,再对装置进行优化设计和对操作方式和操作条件进行优化,最后对介质的混合状态、流体流态进行优化和对物质能量的迁移和反应速率进行强化,从而达到污染物高效去除的目的。 7、当系统中流速、压力、密度等物理量只是位置的函数,不随时间变化,称为稳态系统;当上述物理量不仅随位置变化,而且随时间变化,称为非稳态系统。 8、用来描述物体或系统物理状态的可测量性质称为它的量纲。量纲与单位的区别:量纲是可测量的性质;单位是测量的标准,用这些标准和确定的数值可以定量地描述量纲。

工程地质分析基本知识方法第一套试卷答案解析

工程地质分析原理期末考试试卷(1-4卷) 答案见后面 一. 比较每组名词之异同(任选6个,每个5分,共计30分) 1. 工程地质条件/ 工程地质问题 2. 结构面/ 结构体/ 岩体结构 3. 岩石/ 岩体 4. 自重应力/ 构造应力 5. 变异应力/ 残余应力 6. 变形/ 破坏 7. 蠕滑(稳滑)/ 粘滑 8. 地震的震级/ 烈度 9. 砂土液化/ 震动液化/ 涌沙 二、简述题(任选10题,每题7分,共计70分) 1. 阐述人类工程活动与地质环境的相互关系。 2. 简述岩体的基本特征。 3. 简述建造和改造对岩体结构的影响。 4. 根据裂隙岩石三轴压缩过程曲线,分析岩体变形破坏基本过程和阶段划分。 5. 试分析岩石(体)沿原有结构面的剪切机制与过程。 6. 在工程地质评价中,如何判别活断层?(活断层的鉴别标志。) 7. 场地地震效应的有哪些类型,各有何特征? 8. 简述水库诱发地震的特点。 9. 简述砂土地震液化的机制。 10.简述砂土地震液化的判别方法有哪些? 11. 简述砂土地震液化的防护措施。 12. 简述地面沉降的形成机制及形成条件。

工程地质分析原理期末考试试卷(2卷) 一. 比较每组名词之异同(任选6个,每个5分,共计30分) 1. 工程地质条件/ 工程地质问题 2. 结构面/ 结构体/ 岩体结构 3. 自重应力/ 构造应力 4. 变形/ 破坏 5. 围岩应力/ 山岩压力(山压) 6. 凯塞尔(Kaiser)效应/ 岩爆 7. 屈服强度/ 残余强度/ 长期强度 8. 蠕变/ 松弛 9. 固结灌浆/ 帷幕灌浆 二、简述题(任选10题,每题7分,共计70分) 1. 人类工程活动中可能遇到的主要工程地质问题有哪些? 2. 简述岩体结构面的成因类型及主要特征。 3. 分析影响岩体天然应力状态的主要因素及其作用。 4. 试分析岩石(体)沿原有结构面的剪切机制与过程。 5. 简述斜坡岩体应力场的基本特征。 6. 简述斜坡变形破坏的地质力学模式及其形成机制和演化规律? 7. 简述斜坡变形破坏的防治措施。 8. 简述山岩压力(山压)的类型和特点。 9. 简述脆性围岩的变形破坏的类型和特点。 10. 简述塑性围岩的变形破坏的类型和特点。 11. 简述高地应力区的主要地质标志? 12. 简述坝基岩体滑动破坏的形式及各自的特点和发生条件。 13. 改善坝基稳定性的措施有哪些?

环境工程原理复习题样本

59. 一球形石英颗粒, 在空气中按斯托克斯定律沉降, 若空气温度由20℃升至50℃, 则其沉降速度将___________ 。 60. 降尘室的生产能力只与降尘室的__________和__________有关, 而与__________无关。 61.03007过滤介质阻力忽略不计, 滤饼不可压缩, 则恒速过滤过程中滤液体积 由V 1 增多至V 2 =2V 1 时则操作压差由ΔP 1 增大至ΔP 2 =_______。 62. 0308已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S, q e 为V e /S, V e 为过 滤介质的当量滤液体积( 滤液体积为V e 时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介 质的阻力) , 在恒压过滤时, 测得Δτ/Δq=3740q+200 则过滤常数K= _______, q e =_______。 63.03013 一个过滤操作周期中, ”过滤时间越长生产能力越大”的看法是_____, ”过滤时间越短, 生产能力越大”的看法是_____。过滤时间有一个_____值, 此时过滤机生产能力为______。 64.03014 过滤机操作循环中, 如辅助时间τ D 越长则最宜的过滤时间将______。 65. 03015 对不可压缩性滤饼dV/dτ正比于ΔP的____方, 对可压缩滤饼dV/dτ正比于ΔP的____方。1; 1-S 66.03016 对恒压过滤, 介质阻力能够忽略时, 过滤量增大一倍, 则过滤速率为原来的________。 67. 03017对恒压过滤, 当过滤面积S增大一倍时, 如滤饼不可压缩, 则过滤速率增大为原来的____倍, 如滤饼可压缩, 过滤速率增大为原来的____倍。 69.03025按φ s =A p /A定义的球形度( 此处下标p代表球形粒子) , 最大值 为___φ s 越小则颗粒形状与球形相差越___。

环境工程原理复习

第一章:绪论 1. 水的化学处理法: 中和法(酸碱反应)、化学沉淀法(沉淀反应、固液分离)、氧化法(氧化反应)、还原法(还原反应)、电解法(电解反应)、超临界分解法(热分解、氧化还原反应、游离基反应等)、气提法,吹脱法,萃取(污染物在不同相之间的分配)、吸附法(界面吸附)、离子交换法(离子交换)、电渗析法(离子迁移)、混凝法(电中和、吸附架桥作用)2. 废物资源化技术: 焚烧(燃烧反应)、堆肥,沼气发酵(生物降解)、离子交换(离子交换)、溶剂萃取(萃取)、电解(电化学反应)、沉淀(沉淀)、蒸发浓缩(挥发)、湿式氧化、重力分选、离心分离、热解、微波热处理、破碎分选、气化发电、厌氧生物处理。 3 如何快速高效去除污染物: 首先对隔离、分选、转化的方式进行优选组合,再对装置进行优化设计和对操作方式和操作条件进行优化,最后对介质的混合状态、流体流态进行优化和对物质能量的迁移和反应速率进行强化,从而达到污染物高效去除的目的。 5. 环境净化与污染控制技术原理: 四大原理:隔离、分离、转化、稀释 污染物处理工程的核心是利用隔离、分离、转化等技术原理,通过工程手段实现污染物的高效,快速去除。 第二章:质量衡算和能量衡算: 1. 质量衡算:(稳态系统)质量衡算的三要素,步骤计算P26 三要素:划定衡算系统、确定衡算对象、确定衡算基准。 第三章:流体流动 1.伯努利方程的作用:判定流动方向;选择流动机械;确定进出口断面的能量差。 2. 流体阻力损失的产生原因及影响因素: 阻力损失起因于黏性流体的内摩擦力造成的摩擦阻力和物体前后压差引起的形体阻力。 流体阻力损失的影响因素:流体的流动形态、流体的性质、流体流过的距离、物体表面的粗糙度、物体的形状。 第四章:热量传递 1. 热量传递主要有三种方式: 热传导、对流传热和热辐射 热传导又称热,使指通过物质的分子、原子和电子的振动、位移和相互碰撞发生的热量传递过程。 对流传热指流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程,通常也指流体与固体壁面之间的热传递过程。 物体由于热的原因而放出辐射能的过程,称为热辐射。 2. 对流传热边界层的传热机理: 固体壁面处的热量首先以热传导方式通过静止的流体层进入层流内层,在层流内层中传热方式亦为热传导;然后热流经层流内层进入缓冲层,在这层流体中,既有流体微团的层流流动,也存在一些使流体微团在热流方向上作旋涡运动的宏观运动,故在缓冲层内兼有热传导和涡流传热两种传热方式;热流最后由缓冲层进入湍流核心,在这里,流体剧烈湍动,由于涡流传热较分子传热强烈得多,故湍流核心的热量传递以旋涡运动引起的传热为主,而分子运动所引起的热传导可以忽略不计,就热阻而言,层流内层的热阻占总对流传热热阻的大部分,故该层流体虽然很薄,但热阻却很大,因之温度梯度也很大。湍流核心的温度则较为均匀,热阻很小。

工程地质分析原理

工程地质分析原理 课 程 设 计 学校:西安石油大学 院系:地球科学与工程学院 主题:①地震与活断层相关 班级:地工1201班 姓名:王昊 学号:201211070108

一、目的和基本要求 根据《工程地质分析原理》课程设计指导书,本课程设计是工程地质分析原理教学环节的延续,目的是巩固课堂所学理论知识,加深对工程地质问题的理解和分析能力,规避不必要的地质灾害,学会所学知识并利用所学知识正确分析预防工程地质灾害,如地震,活断层,水库诱发地震等。对所得结果做分析研究,最终得到报告一份 目的如下: 1.认识活断层及活断层的危害。 2.了解国内外活断层研究现状及存在的问题 3.地震的工程地质研究 4.水库诱发地震活动的工程地质分析问题 二、课程设计主要内容 活断层这个术语是二十世纪初提出来的,一直被人们所研究。它是指现今正在活动的断层,或近期曾活动过、不久的将来可能会重新活动的断层。活断层是目前地震学和构造学研究重点,对活断层进行科学的评价和合理的分析对于工程建设和城市规划等有着重要的现实意义。 1认识活断层 活断层是深大断裂复活运动产物,国内外大量的研究结果表明,活断层往往是地质历史时期产生的深大断裂,在挽近期及现代地壳构造应力条件下重新活动而产生的。

活断层是新构造运动的一种表现形式, 它可以是老构造的继承或复活, 也可以是新的断裂构造。我国活断层的分布,总体来说是继承了老的断裂构造,东部地区以NE和NNE 走向的正断层和走滑-正断层为主,西部地区以NW和NWW 走向的走滑和逆冲-走滑断层为主。 活断层主要有粘滑型断层和蠕滑型断层。前者的围岩强度高,断裂带锁固能力强,能不断积累应变能,易造成大的地震。后者反之,且断裂带内含有软弱充填物,或孔隙液压和地温的高异常带内,断层活动一般无地震发生,有时可伴有小震。 2活断层的危害 活断层对地区的地壳稳定性有着重要的影响,是地震、崩塌、滑坡、地裂缝、砂土液化、地表断错、火山爆发等多种地质灾害的诱发原因,对工程设施具有重大的破坏作用。地震发生常受断层控制,特别是中强以上地震与活断层的关系更为明显。例如,1976年唐山地震震中区破坏殆尽的严重震灾带沿唐山IV-V号发震断层分布;1987年美国Whittier Narrows地震造成8人死亡和3亿多美元的经济损失,专家认为,该地震就是由位于洛杉矶市隐伏活断层引起的,而且在未来还有可能再次引发强震;1995年日本阪神地震的重灾带集中在野岛—会下山—西宫断层沿线,90%以上的震亡人数集中在沿断2~3km的宽度范围内。

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