非木材原料碱法蒸煮中甲醇产生机理的研究第二部分 甲醇的产生历程

刘秋娟 李 鸣 何 亮 温建宇

(天津科技大学天津市制浆造纸重点实验室，天津，300457)

近年来，国家对环保与污染治理的重视程度进一步提高，尤其是对损害人们身体健康的突出环境问题更是十分关注。大气污染治理将是近几年环保工作的首要任务，工业废气对大气环境的污染越来越引起人们的重视。制浆过程中会产生多种大气污染物，其中，甲醇为碱法蒸煮过程中产生的主要醇类大气污染物[1]。蒸煮过程中产生的甲醇，部分存在于黑液中，部分随蒸煮小放气和大放气的气体排出。据报道，木材原料间歇蒸煮过程中产生的甲醇分布如下：①45%～60%随小放气和大放气的气体排出；②30%～40%存在于黑液中，随黑液进入蒸发系统；③10%～15%存在于本色浆中[2]。

禾本科原料和阔叶木的半纤维素中，聚4-O-甲基葡萄糖醛酸木糖占有较大比例。在碱法蒸煮过程中，支链基团4-O-甲基葡萄糖醛酸受到高温强碱的作用，通过β-消除反应，形成甲醇和己烯糖醛酸[3]；在烧碱法蒸煮过程中，伴随木素降解反应，木素结构单元上的甲氧基可部分脱除，脱下来的甲氧基主要生成甲醇[4]；植物纤维原料所含果胶中的果胶酸甲酯在碱的作用下发生皂化也会生成甲醇[5]。

由此可见，碱法蒸煮过程中产生的甲醇来自于植物纤维原料中含有甲氧基的半纤维素、木素和果胶3种不同组分，甲醇的产生速率和产生量与这3种组分中甲氧基的脱除速率和脱除量有关。研究表明，蒸煮过程中甲醇的产生量受许多因素影响，包括蒸煮用碱量、蒸煮温度、时间以及原料种类等[2，6- 8]。……