【毕业学位论文】（Word原稿）500吨-日微量涂布新闻纸生产线设计

1 题 目： 500 吨 /日 微量涂布新闻纸生产线 设计 二 二年五月六日南京林业大学本科毕业设计论文 I 摘 要 新闻纸是人们日常生活中使用最普遍的纸之一。它承载着很多对我们生活、 学习、工作有关的信息。具有消费量大、印刷发行速度快、保存期短和价格 低廉等特点。 新闻纸是印刷各种报刊，使人们了解整个社会的发展动向，熟悉我们生活的方方面面。综观目前市场情况，由于人民生活水平的日益提高，对新闻纸的需求大大增加，新闻纸总体是供不应求，凭借优异的品质， 加上合适的价格，相信新闻纸的前途一片光明，所以 流程设计选题为 500 吨 /日 微涂新闻纸造纸工艺流程。随着制浆造纸技术装备的不断发展和市场对新闻纸质量要求的不断提高，新闻纸行业纷纷采用了现代高速新闻纸机生产线。现代高速新闻纸机生产线是造纸工业中现代科技应用的集中体现，所以设计选题为新闻纸纸机系统的设计。 流程设计主要包括：首先确定微涂新闻纸的生产工艺流程，并根据流程进行了浆水平衡计算，再在前两者的 基础上进行设备选型，最后根据工艺流程和设备选型进行布置，画出工艺流程图，并附有平面布置 图。纸机设计主要包括：根据设计要求及现代纸机合理性分析论证，选择合适的现代高速 新闻纸机。 整个设计还存在许多不足，需要在实践中进一步验证并且根据实际情况进行改进。 关键词 ：微量涂布；新闻纸机；脱墨废纸浆；初步设计 南京林业大学本科毕业设计论文 is of in of is a in of is a of s in I s be So of in 00t/ is As of of is in so of to to of to it It a to go to to 京林业大学本科毕业设计论文 录 摘 要 . I . 录 . 一章 前 言 . 1 第二章 新闻纸技术要求及重要技术指标 . 3 术要求 . 3 术指标 . 3 第三章 工艺参数和流程选择论证 . 5 料 . 5 料配比 . 5 料添加 . 5 剂添加 . 6 浆工艺 . 7 浆系统 . 7 料混合 . 8 浆稀释 . 8 料净化筛选 . 9 送上网 . 10 形器 . 10 榨部 . 11 燥部 . 11 布部 . 12 料配方 . 12 布机选用 . 14 南京林业大学本科毕业设计论文 光与卷取 . 15 水回收和损纸回用 . 16 艺流程图 . 16 第四章 造纸过程浆水平衡 . 17 产工艺参数 . 17 水 平衡计算 . 19 品库平衡 . 19 成整理部平衡 . 20 取部平衡 . 21 光部平衡 . 22 干燥部平衡 . 23 布部平衡 . 24 干燥部平衡 . 24 榨部平衡 . 25 空伏辊平衡 . 26 水板平衡 . 28 释水筛、流浆箱平衡 . 29 段精筛平衡 . 30 段精筛 . 31 2#冲浆泵平衡 . 33 除气器，三段除渣平衡 . 34 #冲浆泵平衡 . 36 混合器平衡 . 37 伏辊损纸池、浓缩机平衡 . 39 纸机白水槽网下白水池平衡 . 40 多圆盘纤维回收机平衡 . 41 卷切边损纸池平衡 . 42 取损纸池平衡 . 43 南京林业大学本科毕业设计论文 V 压光损纸池平衡 . 44 池平衡 . 44 损纸贮浆槽平 衡 . 45 混合浆池平衡 . 46 水平衡总表 . 47 第五章 设备选型 . 50 备类 . 50 部化学品 . 50 送系统 . 50 水回收及损纸处理 . 52 空系统 . 56 品处理 . 56 罐塔类 . 56 部化学品 . 56 纸机 . 58 水回收及损纸处理 . 60 空系统 . 63 汽和冷凝水系统 . 63 拌器类 . 64 部化学品 . 64 类 . 66 他设备类 . 74 第六章 总 结 . 75 第七章 致 谢 . 76 参考文献 . 77 附录： . 79南京林业大学本科 毕业设计论文 1 第一章 前 言 新闻纸的问世对推动信息交流和文化的传播起了不可磨灭的作用，它有其自身的特点，就其发展情况和重要性而言，是目前国内、国际市场需求较大、发展最快的主要纸种，也常作为国家战略物资对待。近年来，我国造纸工业得到持续迅猛的发展，新闻出版业和印刷工业的发展也很迅速，对新闻纸的需求量日益增大。因而，不断提高新闻纸质量和产量的任务就显得日益突出。新闻纸在生产上力求用成本最低的原料，而在质量上，对匀度、白度、表面强度、松厚度等主要技术指 标的要求又比较高，因此决定了新闻纸的技术含量。在造纸设备方面，新闻纸机总是各种类型的造纸机中，车速最快、纸幅最宽、结构最复杂、自动化水平最高的。随着市场对新闻纸的质量要求日益提高，原来不进行涂布的新闻纸已无法满足现在的需求，轻涂新闻纸生产技术不断发展并运用到生产中来。从降低生产成本而又能保证产品质量的角度来看，微涂新闻纸的研发与运用也逐渐为人们所关注。 新闻纸的主要原料是机械法纸浆，过去主要利用的是磨石磨木浆，这种浆必须用原木木段生产，而且多限于杉、松针叶材及杨木、桦木等较少阔叶木树种。19 世纪 40 年代至 20 世纪 60 年代，新闻纸用纸浆配比，长期以来为 75%的磨石磨木浆和 25%化学木浆，并成为标准新闻纸用的纸浆配比。近 20 年来，机械纸浆的制造方法已经迅速由磨石磨木法转变为各种木片盘磨制浆法，可使用各种制材厂的下脚废料加工的木片，而且树种范围也更扩大，所以生产的纸浆纤维强度一般均较磨石磨木浆为好，这位拓宽新闻纸原料资源及提高纸的质量提供了条件。 20 世纪 70 年代，国外新闻纸机车速突破 1000m/ 20 世纪 80 年代，保护森林资源，改善生态环境的重要性日益为人们所认识，因此开始利用废纸抄造新闻纸。大力回收废纸 ，提高废纸利用率，以开发新的纸浆来源。废纸作为二次纤维已成为一种具有经济意义、环境意义的造纸原料。废旧新闻纸的净化脱墨技术的发展，使脱墨废旧新闻纸成为新闻纸的重要原料资源。所谓废纸回用，就南京林业大学本科 毕业设计论文 2 是将废纸进行再生处理，出去废纸原料中含有的油墨和其他杂质，回收纸浆纤维制成废纸脱墨浆（ 。到 20 世纪 90 年代，世界范围内有 416 条废纸脱墨生产线，其中运行的 312 条生产线的总产量约 1350 万吨，其中用于新闻纸生产的占 43%以上。而目前大多数新闻纸厂均采用了 100%废纸脱墨浆作为原料，大大降低了生产成本。 新闻纸的定 量也一再降低，由标准新闻纸的 51g/ ,变成 49 g/、 45 g/、42 g/直到 40 g/。新闻纸是适宜进行大批量生产的的产品，规模经济对生产效率具有重要意义，因而不但生产企业规模大而且新闻纸机的单机生产能力也大，幅宽一般 48m 甚至达到 10m，抄造速度大都在 1000m/上，现在最新的新闻纸机的车速已超过 2000m/ 新闻纸由于配浆或用途上有很大变化，世界上目前已开发出多种不同品质的新闻纸，特种新闻纸的生产显著增加，这主要受印刷技术和印刷质量的影响。新闻纸包括标准新闻纸和特种新闻纸 ，目前使用较多的为特种新闻纸，其中机内整饰涂布纸（ 的应用广泛。 点是在机内涂布，涂布量每面 711 g/，纸的定量为 4970 g/，光泽度低于 50%，白度 75%80%要用在杂质与高质量带广告插页的报纸等印刷物。机内整饰涂布纸产生主要是以下两方面原因。一是印刷技术的革新。 20 世纪 80 年代以来，国外印刷技术发展迅速，热固胶印技术以其实用性、高效性得到广泛应用，对新闻纸印刷性能、表面性能等以及对油墨的适应能力要求提高，普通胶印新闻纸难以满足这种的要求。二是原料的改变。由于纤维原料 的短缺，日本和美国西海岸的新闻纸生产商广泛采用废纸脱墨浆作为原料生产新闻纸。废纸脱墨浆细小纤维过多使新闻纸质量下降，在胶印过程中出现严重掉毛掉粉现象。为解决这一问题生产商利用门辊式涂布机采用淀粉对新闻纸进行表面施胶。为了进一步改善印刷效果，造纸商又在淀粉里加入一定数量的高岭土或碳酸钙颜料生成出了机内整饰涂布纸。 经过不断的发展，新闻纸的逐步轻量化，涂布新闻纸也逐渐向轻涂新闻纸、微涂新闻纸发展。目前较多的为轻涂新闻纸，纸的质量以及印刷性能有了很大的提高。而人们对新闻纸质量要求的一再提高，从降低成品考虑，微涂新 闻纸的研究与应用势在必行。微涂新闻纸生产技术的相关资料较少，仍然需要不断的探索与创新。 南京林业大学本科 毕业设计论文 3 第二章 新闻纸技术要求及重要技术指标 术要求 (1)新闻纸分为优等品、一等品、合格品 3 个等级。 (2)新闻纸不应有洞眼、裂口、褶子、疙瘩、汽斑等影响印刷的外观纸病；复卷过程中不易发现的内部纸病。优等品、一等品的外观纸病应不超过 2%，合格品不应超过 3%。 (3)新闻纸在印刷中不应掉粉、掉毛。 术指标 参照国家标准 定，新闻纸的技术要求有以下内容： 主要技术指标见表 2 2 新闻纸的技术标准 指标名称 单位 规定 A B C D 定量 g/5 49 51 幅（ 1562量 变异系数 不大于 % - 裂断长 卷筒纸纵向 不小于 平板纸纵横平均 m 3200 2900 2700 1900 2500 1700 横向撕断度 不小于 230 （ 200 （ - - 平 滑 度 正 反面平均 不小于 正反面差 不大于 s % 40 15 40 20 40 20 25 30 南京林业大学本科 毕业设计论文 4 白度 不小于 % 透明度 不小于 % - 尘 埃 度 不多于 其中 不多于 大于 /米 2 72 4 不许有 100 8 不许有 140 12 不许有 200 20 不许有 交货水分 % 头不多于 个 /卷 1 2 3 4 南京林业大学本科 毕业设计论文 5 第三章 工艺 参 数和流程选择论证 料 料配比 新闻纸价格低廉、时效性短的特点决定了抄造原料不可能采用太多质优价贵的原料。考虑新闻纸配料，首先保证所选原料能保证最低纸页强度要求，同时，所选原料抄成的纸页对油墨的吸收性要快又不能透印。 我国的新闻纸生产，最早是以机械木浆为主。以松木、杨木等树种为原料的机械木浆，用量占到 80%左右，另外 20%浆料以化学木浆为主；以马尾松、原木等原料的机械木浆，用量占到新闻纸占到总配抄量的 75%80%，剩余20%25%以化学木浆为主。机械木浆用作新闻纸机新闻纸的主要浆种配抄，可以是新闻纸具有与印刷性能有关的良好的纸页性能。但是机械木浆的强度较低，无法满足新闻纸的强度要求，需要增加部分化学浆作为骨干浆料。随着制浆技术的发展，尤其是高得率浆生产工艺得到进一步完善，特别是纸机化学品的广泛加入，不少新闻纸生产采用 100%机械木浆。 目前，保护森林资源，改善生态环境的重要性日益为人们所认识，因此开始利用废纸抄造新闻纸。大力回收废纸，提高废纸利用率，以开发新的纸浆来源。废纸作为二次纤维已成为一种具有经济意义、 环境意义的造纸原料。废旧新闻纸的净化脱墨技术的发展，使脱墨废旧新闻纸成为新闻纸的重要原料资源。废纸脱墨设备、技术日臻完善并且能够大能力生产，废纸浆纤维又具有机械浆与化学浆双重优点且成本低，废纸浆更适合作为抄造新闻纸的原料纸浆。 本设计采用 100%墨废纸浆作为抄造新闻纸的原料。 料添加 由于新闻纸的质量要求，即较高的纸页拉力及较好的表面强度，新闻纸在抄南京林业大学本科 毕业设计论文 6 造过程中一般不需要添加填料。新闻纸添加填料可能会带来部分质量隐患，例如新闻纸的强度（纵向抗张强度与纸页的表面强度 ）降低，印刷中造成印刷断纸或掉毛掉粉问题。在生产实际中，为了进一步提高新闻纸的不透明度以及白度，改善新闻纸的印刷适性，适当的添加填料是必要的。 目前国内外生产新闻纸，添加填料类型及用量有所区别。国外生产一般添加高岭土， 5%左右的用量；国内新闻纸厂有些添加滑石粉，有些添加碳酸钙等，2%左右的用量。 本设计的填料为滑石粉 白度：不小于 90%；细度：通过 325 目筛子占 95%；尘埃度：不多于 g。 可提高纸页的平滑度、匀度和光泽度，能改善纸张的印刷性能，对施胶的影响较小，价格低廉。 剂添加 . 造纸技术的进步和纸机车速 的提高使得造纸化学品和造纸工业相互依存相互拉动发展。造纸化学品使纸张的抄造性能和质量得到进一步提高，新闻纸机上普遍使用淀粉、助留助滤剂、防腐杀菌剂、消泡剂、网毯保洁清洗剂等等。纸机车速的提高以及纸张质量的提高离不开化学药品的作用。 (1)染料：品蓝 由于浆料漂白后仍显淡蓝色，而测定纸张白度是采用蓝光白度仪。因此在纸张中加入少量品蓝，可以有效的提高纸张白度的作用。 (2)矾土 矾土对染料剂媒染剂的作用，但是对不同的染料其作用却不相同。如对酸性染料，矾土能促进纸浆的染色。因酸性染料带有负电荷，靠矾土改变电荷，才 能吸附到带负电荷的纤维上。对直接染料和性染料，少量的矾土能促进其上色，但用量过多会使色相变暗，抵抗日光能力减弱。 (3)助留助滤剂：阳离子淀粉 、 离子淀粉单独使用具有增强助滤作用，可提高生产效率，改进质量赋予纸张特殊的性能，节约原材料的消耗，消除生产障碍（树脂障碍 ）。 浆料中加入 对绝干浆 )淀粉与丙烯酰胺接枝共聚物 下南京林业大学本科 毕业设计论文 7 白水浓度下降 10%20%，起到了对细小纤维和填料助留的作用； 淀粉接枝丙烯酰胺共聚物是以淀粉大分子为主链，接上较长的 链，可以通过桥联使填料和微 小纤维形成颗粒的集合提高留着率。因此，同 样，可作为造纸助留剂。 淀粉 丙烯酰胺的接枝共聚物能够和纤维、填料产生静电吸附、架桥作用、网络作用，其结果导致纤维和填料的絮聚及比表面的降低，从而使纸张中留下更多的细小纤维和填料，并加速脱水过程，达到助留助滤的目的，丙烯酰胺接枝共聚物是一种性能较好的造纸增强、助留剂。另外，同没使用相比，裂断长最高可增加 耐破度可增加 撕裂度可增加 填料留着率 (对纸页 )最高可增加 19%。 添加的顺序为：品蓝、矾土 阳离子淀粉 、 滑石粉 浆工艺 废纸浆是由不同的废纸原料经过脱墨、漂白等处理后的浆，对其进行筛选分级，筛选结果重复性极差而且以细小组分所占的比例较大为主。废纸浆料属于再生浆，它的纤维结构、性质与原生浆相比发生了部分改变，再生纤维僵硬、难于分丝帚化、纤维长度不同程度的缩短等等。废纸浆的这些缺陷决定了废纸浆料在打浆处理的时候应该以保护纤维的长度不受损失，增加纤维的比表面积为主。 废纸纤维的匀整性较差，使得废纸浆在进行打浆处理时应该以匀整纤维为主。本设计采用盘磨机对废纸浆进行匀整， 盘磨机 打浆质量均一，稳定性能好 。盘磨机体积小 、 重量轻 、 占地少 、 结构简单，并且拆卸和操作方便。生产效率高，和圆柱打浆机相比，可节约电耗 25% 30%。锥形磨浆机的转子与定子的磨损不均匀，容易引起打浆性能下降，稳定性能较差。盘磨机对纤维的撕裂 、 帚化和压溃作用较显著，切断较少，可用于各种文化用纸 、 生活用纸 、 纸板和工业用纸的生产。 通过匀整处理，纤维打浆度提高 35 维的湿重基本无变化，而纤维筛分更多分布在 50200 目之间，有利于纸页强度的提高。 浆系统 经过打浆和调料的纸料，还不能直接用来抄纸。要抄出匀度良好的纸页，需要把纸 料稀释成很稀的纤维悬浮液，以保证充分良好的分散，经网部滤水后才能南京林业大学本科 毕业设计论文 8 形成均匀的纸页。同时，纸料中还含 有一些杂质，这些杂质对成纸的质量，成形网及设备的保养，以及纸机的操作都有影响。因此要求纸料在上网以前必须做相应处理。供浆系统有如下要求： (1)要求各项工艺参数稳定 、 流量 、 浓度 、 流速 、 配比 、 打浆度 、 压力 、 温度 、 等，起波动范围不超过成纸质量要求 (2)各项工艺参数可方便调节 (3)保证上网浆料的洁净应符合成纸质量要求 (4)尽可能避免空气进入浆料 本设计了供浆系统如下：浆料混合 冲浆稀释 浆料净化筛选 流送上网。 料混合 浆料的混合时在混合浆池中进行，把两种或两种以上浆料按照一定配比混合抄纸。其目的是 : (1)改善成纸的性能 ,发挥各种浆的特性 (2)满足纸和抄造性能的要求 (3)节约优质纤维 ,降低成本 由于生产原料是 100%墨废纸浆，还包含一部分损纸浆组成的，因此在通过流送系统把已制备好的浆料送往造纸机前，必须按正确的比例做好不同纸浆的配浆和混合。同时，加入少量品蓝，可以有效的提高纸的白度；加入矾土对染料起媒染剂的作用。 浆稀释 由于 较高的浆料浓度对纸页的成型不利，并且只有在 1%左右的低浓下净化浆料和浆料除气才比较容易，故通常在浆料净化之前把它稀释。 稀释用水是来自纸机的白水。由于白水中含有细小纤维，填料，胶料等，故用白水稀释有以下好处： (1)节省用水，例如纸料浓度为 湿纸出伏辊水分为 90%，则每吨纸可回收 490 吨左右的白水。 南京林业大学本科 毕业设计论文 9 (2)减少纸浆流失，因白水中含有较多细小纤维和填料，重复利用可以减少纤维和填料流失，节约纸浆，并改善纸张匀度。 (3)节省矾土、染料等用量，并改善纸张白度和颜色。 (4)用白水的循环使用，减少其中纤维等 各种杂物的排出，对减轻环境污染有利。 稀释浆料的最简便方法是将浓浆料和稀释水都送到混合箱的一个隔槽中。浆料通过一些溢流堰和挡板上下流动，进行有效的混合。这种装置仅仅适用于浆料流量小，产量比较低的纸机，它具有敞开式混合箱的全部缺点，即溅浆、易污染、难以保持清洁、难以保证没有腐浆产生。当纸机产量较高，特别是当流送系统必须在压力下把浆料输送到压力下运转的筛浆机和净化设备中时，浆料的稀释是通过将浆料和稀释水同时送到向网前箱供浆的一台浆泵的入口而达到的，这种浆泵通常称为冲浆泵。 本设计也采用冲浆泵稀释。混合浆池到冲浆 泵的管路不应水平安装，应有一定的倾斜度，以防止纤维沉淀，混合浆池的来浆管应直接通入冲浆泵的吸入口，其方向在冲浆泵的轴向上或在泵的吸入端过渡管上方与轴向成 45方向进入，尽量少受其他管道的干扰。 料净化筛选 净化的目的是除掉浆料中的相对密度较大的杂质，如砂砾、金属屑、煤渣等。筛选的目的是除掉浆料中相对密度小而体积大的杂质，如浆团、纤维、草屑等。 送往造纸间的纸料内含有矿物质、金属、浆团、纤维束、橡胶和塑料等杂物。这些杂物的来源是：矿物质，多是沙子，它是从填料和原料备料不干净夹带来的。金属粒，来自打 浆设备刀片磨损及工艺设备受腐蚀剥落下来的碎片。浆团，多是从打浆、配料、除渣及输浆管道等设备内壁脱落下来的。纤维束，是来自打浆和精磨过程中没有磨散的纤维束。 纸料中各种杂质的存在，会使造纸厂以及印刷厂的设备损坏。含砂砾的纸张，在压光后回出现砂眼，同时会损坏压光机的辊筒。纸料中的浆团和纤维束，会给纸上造成斑点，以及在压榨部分产生洞眼或断裂。纸料中的金属杂质会给设备造成一定的损害。因此，纸料在进入造纸机之前进行精选是非常重要的。 南京林业大学本科 毕业设计论文 10 现代造纸中的除杂方法主要有两种：一是重力沉降，二是离心沉降。由于本设计的原料是 100%墨废纸浆，辅以少量的损纸浆，杂质较多，故采用锥形除渣器除渣。为了达到规定的质量指标，采用一级三段除渣。 另外，相对密度大而体积小的杂质大多比较坚硬，对设备有所磨损，故把净化放在筛选前面，以延长筛板寿命。因纸机车速较高，筛选采用效率较高的压力筛，对纸料进行二段精筛。 送上网 流浆箱是纸浆上网的装置。它与纸机前的浆料流送系统相衔接，并通过布浆装置、整流元件、堰池、堰板喷嘴等部件的作用，均匀一致、稳定地沿着造纸机横幅全宽流送上网，为在造纸机网部纸页的成形创造良好的前期条件。流浆箱可分为敞开式 、封闭式、满流式和满流气垫结合式等。 本设计采用稀释水流浆箱，布浆器保证浆料在进入流浆箱箱体之前，使浆料分布均匀，浆流更稳定。成形辊在浆料中产生不同程度的微湍流，消除或减少纤维絮聚，有助于纸页的良好成形，同时使纤维分布更均匀。在线自动控制稀释水方式自动调节横幅定量，沿横幅方向局部调节浆料浓度，改善纸幅定量横向波动，提高纸幅横幅定量均匀性，控制精度和稳定性好，效率提高。同时可以有效的改善匀度和横幅定量，有助于网部脱水的均匀性，提高干燥效率，降低蒸汽消耗量，降低成本。 形器 成形器是造纸机重要的组成部分 ，随着造纸机速度的不断提高，成形器从早期的圆网、长网成形器发展到现在的叠网、夹网成形器。夹网成形器与圆网、长网、叠网成形器相比有着明显的优点： (1)夹网成形器减少了浆料悬浮液与空气接触的自由表面。 (2)夹网成形区短，成形快，纸页中纤维结构形状与浆料离开流浆箱堰嘴时的状态非常接近，可以有很好的匀度 (3)夹网成形器两面同时脱水，纸页的两面差小，印刷适性较好。 本设计采用 长 网成形器。 南京林业大学本科 毕业设计论文 11 榨部 湿纸页在网部已经脱去大量的水分，有一定的强度，但从伏辊处引出的纸，一般仍有 80%左右的水分，湿纸页的强度还不够 ，此时进行干燥，一方面因为湿纸页的强度差，容易断头；另一方面，湿纸中这么多的水分，全靠蒸发干燥，不仅要消耗大量的蒸汽，而且所生产的纸不够紧密，表面粗燥，强度低，因此从网部来的湿纸页在干燥前需要在压榨部利用机械压榨作用进一步脱水提高干度，增加纸的紧度及纸的强度，改善其表面性质，再送去干燥。 压榨部用机械挤压的方法降低湿纸幅的含水量，提高纸幅进入干燥部的干度。一般，纸幅出压榨部时的干度每上升 1%，相应于干燥部所需蒸发的水量减少