日产140吨双面胶版印刷纸制浆造纸综合厂设计_毕业设计

日产140吨双面胶版印刷纸制浆造纸综合厂设计摘要本次设计任务是日产140吨双面胶版印刷纸制浆造纸综合厂进行设计（重点备料、蒸煮、洗涤、筛选、净化），针对此任务首先我们要对双面胶版印刷纸有个基本的了解。双面胶版印刷纸又叫双胶纸、道林纸。它是一种较为高级的纸张，一般供胶印机或凸版印刷机印刷高级书刊、画报、图片、商标、宣传画、书刊封面、产品说明书等。较高等的双面胶版印刷纸对原料要求高，由于针叶木其纤维长度大，纤维较柔软，微细组分的含量很少，是制浆造纸的优质原料。其次，对木材的备料、蒸煮、洗涤、筛选、净化要有较深入和全面的了解。备料是为了满足生产需要对贮存的原料进行加工处理；蒸煮是分离除去植物纤维原料中使纤维粘合在一起的胞间层木素，使纤维细胞分离易于分离成为纸浆；筛选与净化的目的主要是将粗浆中的杂质去掉，以满足产品质量和正常生产的需要。在本设计中，洗涤后送来的合格浆料，经一级三段筛选和一级三段净化处理，生产出高质量的未漂硫酸盐针叶木木浆供后续工段抄造使用。之后应用我们所学的知识和搜集的资料对设计方案进行论证，确定工艺方法和工艺流程，根据所选的参数进行浆水平衡计算，再根据计算的结果并结合工厂的生产实践进行设备选型，最后绘制浆水平衡图、工艺流程图，并给出全厂平面布置图。本次设计计算中所涉及的参数都是依据最新适用设计标准进行选择和计算的。关键词双面胶版印刷纸，备料，蒸煮，洗涤，筛选，净化，全厂平面布置图目录第一章绪论及可行性分析111对生产纸种的现状分析1111需求方面2112国内外市场2113需求预测412工厂设计的可行性分析4121建厂的必要性4122自然资源及原材料5123厂址的选择6124厂址分析6125环保节能7126产品的质量要求8第二章全厂总平面设计1021全厂总平面设计的依据、原则及分析10211全厂总平面设计的依据10212总平面设计的原则11213总平面设计的步骤1222全厂总平面布置图分析12221总平面设计的经济指标12222全厂总平面布置图分析13第三章工艺流程设计1431工艺流程设计的步骤和原则14311工艺流程设计的步骤14312工艺流程设计的原则和要求1432工艺流程设计及说明15321工艺方法的确定15322筛选工段18323洗涤工段20324净化工段2033确定工艺流程方框图21第四章浆水平衡计算2341浆水平衡计算的有关定额和数据依据2342浆水平衡计算24421筛选段24第五章热量平衡计算4151热量平衡计算的目的4152热量平衡计算所遵循的原则4153热量平衡计算的步骤4154蒸煮过程的热平衡计算42第六章设备选型及其说明4661备料工段46611剥皮机46612劈木机47613削片机48614木片筛49615再碎机49616料片洗涤器50617螺旋脱水机50618皮带输送机5162蒸煮工段52621间歇式蒸煮锅52622喷放锅52623蒸煮段的其它设备5363洗涤工段54631压力洗浆机54633黑液泵的确定55634浆泵的确定55636中浓浆泵5664筛选净化工段57641压力筛浆机57642盘磨机58643锥形除渣器58644圆网浓缩机60646白水池61总结63参考文献64致谢65第一章绪论及可行性分析我国造纸工业近年来发展迅速，纸和纸板产量已跃居世界前列。随着我国国民经济的迅速发展，造纸行业的快速发展仍要持续相当长的一段时间，制浆造纸工业仍然面临改进、扩建和新建项目的问题。为了适应制浆造纸行业的快速发展，我们在此学习其改进、扩建和新建项目设计，并进行理论上的制浆造纸综合厂的设计，以便以后在实际工作中，能够提出更加合理的分析和设计方案。11对生产纸种的现状分析胶版印刷纸是一种较为高级的纸张，一般供胶印机或凸版印刷机印刷高级书刊、画报、图片、商标、宣传画、书刊封面、产品说明书等。这种纸可供双面印刷所以通常亦称为“双面胶版印刷纸”或“双胶纸”双面胶版印刷纸的规格按压光类型可以分为超级压光、普通压光两类；按包装分为卷筒纸和平板纸。其尺寸可以按国家标准GB147印刷、书写及绘图用原纸尺寸或按定货合同的规定生产。部颁标准QB10121991规定，尺寸误差不许超过3偏斜度不许超过3根据标准QB10121991按产品质量水平把胶版印刷纸分为A、B、C三等。A等为国际先进水品产品；B等为国内先进水平（国际一般水平）产品；C等为合格产品不适用于高速轮转胶印。A等产品中80G/120G/的胶版印刷纸可用于印刷人物头像，过去习称为印刷像纸。一般较为高级的双面胶版印刷纸（A等）采用100的漂白化学针叶木浆或适当加配20的竹浆、棉浆等抄制而成。较为低档的胶版印刷纸（B等、C等）可惨用50的漂白草浆抄制。生产双面胶版印刷纸时国外多以针叶木配阔叶木浆而在我国A级和B级胶版印刷纸通常用漂白化学木浆或与棉浆、竹浆、龙须草浆、蔗渣浆、红麻浆等浆料配比抄造而成，有时也配用20左右的漂白草浆，麦草浆的加入一般不超过60。另外，100木浆、100棉浆、100红麻浆也可用来生产胶版印刷纸，在采用全针叶木浆或针叶木浆与棉浆抄造胶版印刷纸时，适当配入3040的漂白阔叶木浆，可以提高纸张表面细腻程度，改善纸张的吸墨性能及纸张均匀性。在胶版纸的抄造过程中要求进行加填及施胶，施胶可采用浆内施胶或（和）表面施胶方式，浆内施胶常用强化松香胶和分散松香胶，表面是施胶则可采用聚乙烯醇、氧化淀粉等施胶剂制造胶版纸时，加填、施胶都较重，高档胶版纸还要进行表面施胶。胶版印刷纸均采用长网造纸机抄造，视产品档次不同还要经过普通压光或超级压光。添加PAM以提高张强度及改善抄纸过程中的滤水、留着作用。过去胶版纸作为高档印刷用纸只应用于高档画册等，自20世纪90年代初开始，随着我国经济的快速发展，许多书刊、杂志均选用胶版纸作为正文印刷材料，以提高杂志的档次，由此胶版纸的用量迅速增加，生产胶版纸的厂家迅速增多。我国生产双面胶版印刷纸的主要厂家有江西纸业集团有限公司，山东华泰纸业股份有限公司，山东晨鸣纸业集团股份有限公司，邹城司、西安华美纸业集团、金东纸业（江苏）有限公司。111需求方面过去，被视为高级品的双面胶版印刷纸只是适用于高档画册等。自改革开放以来，经济发展，文化繁荣，许多书刊都选用双面胶版印刷纸为正文印刷材料，借以提高印刷物的档次，致使市场上胶版纸的销售量猛增。再加上杂志的开本朝“国际型”即大16开看齐，使8891194规格的双面胶版印刷纸更成为抢手货。与此同时，双面胶板印刷纸的售价不断上扬，而且各地纸价时刻变动，引起产销不平衡。有鉴于此双面胶版印刷纸在市场上有很大的空缺量。中国造纸需求的增长与GDP相关性较高，行业基本保持与GDP同步或者略高的速度增长。目前我国的人均纸品消费仅相当于美国等发达国家的20，未来增长空间较大。当前正处于国内消费升级期，对文化纸尤其是像高级双面版印刷纸需求处于快速增长中。根据资料得知2004年我国纸和纸板的消费量为4784万吨左右，2005年消费量为5031万吨。预计2010年底消费量为6604万吨，2015年年底纸和纸板的消费量达到8788万吨，由此可见我国纸和纸板的需求空间相当大。由于我国人口众多，地区发展不平衡，相信纸的实际需求是会超过预测值。对于双面胶版印刷纸1996年的消费量和需求量持平为71万吨；1997年的消费量和需求量也是持平为76万吨；1998年生产量达82万吨；1999年生产量达100万吨。随着生活水平的提高，双面胶版印刷纸的消费量一直飙升，直至2010年底预计双面胶版印刷纸需求量达四百万吨以上。112国内外市场由于经融危机的影响，双面胶版印刷纸的价格有所下降，但是随着生产企业和经销商库存的结束，双面胶版印刷纸的价格与2009年1月份开始止跌且稳。4月份进入双面胶版印刷纸的传统旺季。随着经济的复苏，2009以来纸价在一季度见底后，从二季度开始价格触底反弹。相关数据显示，2009年初以来双胶纸也由6000元每吨上涨至6300元每吨。对此，专业人士表示，主要是因为市场需求在逐步增加，行业基本好转。（如下图11所示）目前很多公司都处于产销两旺的状态。图112008420094双面胶版印刷纸的价格走向行业基本面的好转，直接推动了上市公司业绩的改善。有关部门对十七家主要造纸公司进行统计，2009年三季度收入环比增长547，净利润环比增幅7462。同时，上市公司的毛利率水平比2009年二季度也提高了093个百分点至1979。最新报告表示2009年5月以来数次提价推动了像双面胶版印刷纸纸等优势纸种占主导地位公司的毛利率的持续提升。由于木浆价格上涨高档全木浆双面胶版印刷纸价格稳定太阳纸业2008年6月份有小幅度走高，混浆双面胶版印刷纸部分品牌微幅调低，而后的双面胶版印刷纸的价格以稳定为主因此2009年新增产能的主要有山东泉林年产十万吨的混浆双面胶版印刷纸，河南龙丰纸业年产25万吨的高档双面胶版印刷纸和中冶银河年产二十万吨高档双面胶版印刷纸项目。国外市场受经融危机影响，需求大幅受挫，其中双面胶版印刷纸表现最佳变化不大。（如下图图12所示）但随着经融危机的复苏双面胶版印刷纸需求越来越大价格会成上升趋势。图12金融危机对双面胶版印刷纸价格的影响113需求预测预计20102015年，中国将成为世界第一纸消费大国；到2030年前后，纸消费量可达到2亿吨，甚至更多；30年内，中国将成为世界纸业。随着生活水平的提高，双面胶版印刷纸的消费量一直飙升，直至2010年底预计双面胶版印刷纸需求量达四百万吨以上。12工厂设计的可行性分析121建厂的必要性我国的双面胶版印刷纸的生产厂家大多都集中在山东、河南、广东、江浙一带而中国的西部很少由厂家生产双面胶版印刷纸。四川有几家用全竹浆生产的双面胶版印刷纸如乐山的永丰纸业和眉山的一家小型纸厂。他们所生产的双面胶版印刷纸是属于中低档的双面胶版印刷纸，在西部地区高档的双面胶版印刷纸基本上是从山东提供的，所以西部地区高档的双面胶版印刷纸的缺口很大。本次设计日产一百四十吨的双面胶版印刷纸纸浆造纸厂综合设计是属于中小型造纸企业基本能满足西部地区双面胶版印刷纸的需求且销售范围大，具有较好的经济效益。一般较为高级的双面胶版印刷纸（A等）采用100的漂白化学针叶木浆或适当加配20的竹浆、棉浆等抄制而成。思茅地区云景林纸有竹浆的制浆厂价格便宜运输方便同时可以降低生产成本，在本设计中采用的是针叶木浆和竹浆配抄高档的双面胶版印刷纸，比例82。122自然资源及原材料中国2005的森林覆盖率为1821。云南省森林覆盖率将近为50，而思茅地区的森林覆盖高达率80，其中数景东县的森林覆盖率最高。那里生长着大面积的针叶木思茅松，思茅松即卡锡松，又名白松，是云南省特有的针叶物种，它的纤维非常长，是国内针叶木物种的的纤维长度之首，细胞壁厚度很大，可以赋予纸张较好的撕裂度和厚度，此外它的不透明度和透气度也比较优良。因此它不仅仅是优质的木质材料，也是制浆造纸工业重要的优质原料。在造纸工业中，原料的成本约占其总成本的50,因此原料价格的高低直接决定企业的盈亏,两者有极其密切的关系。云南省思茅地区的郊县的森林资源、人力资源丰富，交通也比较便利，而且思茅松针叶木纸浆的在市场上有很大的需求缺口，所以选择在那里发展针叶木制浆造纸，具有得天独厚的优势。现在的思茅地区云景林纸即是一家主要产品为“三针”牌漂白硫酸盐针叶木浆，此外还生产桉木浆和阔叶杂栎木桨、竹木混合浆的制浆厂，它在景谷县建立和实施了一种全新的林业可持续发展的模式。目前拥有10万吨/年规模的纸浆厂一个、100万亩原料林基地，而且它是实现林纸一体化的成功典范。由于整体技术装备属于同期国际先进水平，因此生产出制浆的质量较理想，商品浆畅销国内外，很多时候供不应求。但是云南省整体的的制浆造纸业并不是很发达，中型和大型的制浆造纸厂很少，绝大部分是靠外界供给，因此仅仅是满足云南省的需求，市场是也是相当大的。这样在我们森林资源相当丰富的思茅地区发展以针叶木为主的制浆造纸产业是一个极好的机遇。面对如此良好的发展机遇。有关部门应该坚持以“企业引导、政府支持、农民参与”的新模式，积极较快的发展此项产业。同时我们应该延续云景林纸的优良传统，实行林纸一体化战略，以核心基地为依托，积极进入原料采购的市场化运作，以“公司农户基地”的营林造林方式，开启农户与企业直接合作的双赢通道，既发展了产业，也保护了植被，同时极大的带动当地居民的生活水平的提高，是一个不可错失的好机会。对原料分析及要求如下所采用原料其材种为卡锡松又名思茅松。原木必须不含朽材、腐材及焦化材、金属钉子、铁丝等杂物。1）密度400480KG/M32）水份含量15453）理想水份含量35本次设计所采用的针叶木木片的合格木片必须保证无腐、无焦化的新鲜完好木片。合格木片要求如下木片合格率70木片水份含量15木片树皮残留量05木片长度1540MM木片厚度8MM木片宽度5MM55MM筛面留着率819MM与6MM筛板留着率91123厂址的选择1231厂址选择的基本原则厂址（地点和场地）必须在调查、勘测的基础上主要是根据所建制浆造纸工厂的特点和规模大小，遵照下列基本原则来选择。（1）符合所在地区城市建设总规划的要求。（2）接近原材料、燃料基地和成品消费地区。（3）有良好的铁路、水路、公路等交通运输条件。（4）接近水源和电源、具备废水排处条件（如地势等），而且不会因为排水造成大面积的污染。（5）有良好的基建、生产及协作条件。（6）有适宜的原料堆放场地及排渣、排污条件等。124厂址分析厂址选择资料包括厂区的地形、地势、地质、面积、气象及水文地质条件；水、电、汽及原材料的供应来源，交通运输条件等。建厂必须在实地勘测之后，再根据所建制浆造纸工厂的特点和规模大小，来确定工厂的具体位置。由此本人认为本厂可建设在云南省思茅地区的附近的郊县森林覆盖率最高的景东县，它拥有良好的公路条件、与澜沧江邻近，有较好的水利交通条件。并且挨近漫湾水电站，漫湾水电厂位于云南省云县与景东县交界的澜沧江上，因此景东县电源的供给比较的充足。同时接近燃料和成品消费区；又有良好的基建、生产及协作条件，能得到市政府的扶持；澜沧江是中国西南地区大河之一,也是一条亚洲国际大河，这样可以与周边的国家进行物资的交流，还拥有丰富的水资源，电力资源还具备废水排出条件（如地势等），且不会因排水造成大面积污染，同时还有适宜的原料堆场及排渣、排污条件等等。因此，建厂思茅地区的景东县是非常好的选择。125环保节能根据造纸产业政策，造纸行业节能减排的主要目标是2010年实现造纸产业吨产品平均以水量由2005年103立方米降至80立方米、综合平均能耗标煤由2005年138吨降至11吨、污染物COD排放总量由2005年160万吨减到140万吨。由于34万吨以下产能治污成本较大，而草浆COD排放量占到造纸COD排放总量的近60，因此以草浆为原料的中小产能成为落后产能淘汰的重点。1节能措施1采用较先进的技术和设备，提高能源利用效率，降低能耗。2回收利用生产过程中生产的余热、余压及可燃气体。3对工艺装置及热力管网系统分别采取有效的保温措施。4合理利用热能，尽可能避免生产工艺中能量的不合理转换。2节水措施1）采用节水型工艺和设备，提高水资源利用率，降低水资源无效消耗。2）提高工业用水回收率和重复利用率。3）供水系统采取防渗、防漏措施4）提高再生水回收率。3环保措施1）严格控制污染源。对环境造成污染的项目坚决执行“三废”治理工程“三同时”的规定。尽量采用封闭循环工艺，减少“三废”排放量。采用无污染或低污染的先进工艺、技术与设备，使用环保新技术。2）严格控制污染排放。对污染物的排放要坚决执行环境保护标准，做到达标排放。3综合利用治理污染源。从项目设计方案着手，综合利用废弃物中所含有害物质或余能，制成副产品回收或生产中循环使用。造纸原料主要有木材纤维和非木材纤维两大类。针叶木是优良的木材纤维造纸原料。能够生产优质纸浆及纸，是很多原料都无法取代的品种，并且从生态平衡观点出发,针叶木仍有很大的发展空间。126产品的质量要求根据标准QB10121991按产品质量水平把胶版印刷纸分为A、B、C三等。A等为国际先进水品产品；B等为国内先进水平（国际一般水平）产品；C等为合格产品不适用于高速轮转胶印。对双面胶版印刷纸最起码的要求是纸面洁白平滑，组织细致均匀，具有较好的表面强度，且耐水性（以伸缩率计）良好，在印刷过程中不易起毛或掉粉。胶版纸必须经过普通压光有的还要进行超级压光。A等和B等胶版纸有的还要表面施胶，已增加起平滑度和耐水性。对外观要求切边整齐、洁净，纤维组织应均匀。纸面应平整不许有褶子、皱纹、破洞、残缺、透光点、裂口、各种斑点、砂子、硬质块、明显毛布痕、鱼鳞斑及借透射光课件的孔眼，每张纸色泽应一致，不应有明显的差别。双面胶版印刷纸的主要技术指标如下表。A级双面胶版印刷纸质量最好正是此次设计的纸种等级。B级为一般双面胶版印刷纸，C级为低等双面胶版印刷纸。此设计根据A级的要求设计。表11双面胶版印刷纸主要技术指标规定指标名称单位A等B等C等定量G/60070080090010001200150030303035405060普通压光0075008801000113022501500188超级压光0067007800890100011001330165厚度允许偏差10白度不小于870820770A等840860870890910930950B等800820840860880900920不透明度C等780800810840860880900表面吸收重量不大于G/300平板纸纵横向平均值不小于300022002000裂断长卷筒纸纵向不小于M400030002800100G/不低于1553横向耐折度100G/不低于次20105正反面均不小于S超压100，普压40超压80，普压4030平滑度正反面差202530横向伸缩率不大于222528印刷表面强度（正反面均）不低于M/S201006灰分815815820PH值不低于5002M05M不多于6012020005M15M不多于5710尘埃度大于15M个/M不许有不许有不许有水分4090第二章全厂总平面设计全厂总平面设计是要表明工程建设项目在厂址上的总的布局。是根据厂区的地形、进出厂物料运输方向和运输方式、工程地质等情况，全面衡量、合理布置全厂所有建筑物、构筑物、铁路、道路以及地上和地下工程管线的平面和竖向的相互位置，使之适合工艺过程，并与厂区地形及绿化、美化相适应，保证劳动者有良好的劳动条件，从而使工厂组成一个有机的生产整体，以使工厂发挥最大的生产效能。在总平面设计中需要考虑的问题是错综复杂的，许多因素影响到设计成果。如生产规模和生产工艺流程，运输方面的要求，动力供应条件，厂区自然条件，城市规划与建筑要求，防火与卫生技术要求，施工条件及工厂的发展远景等。总平面设计的合理与否，不但影响建厂工程能否节约和有效地完成，而且对未来生产经营能否多、快、好、省地进行，均有重要影响；不但影响工厂本身，而且影响所在地区其它工业和农副业生产以及附近居民的生活。因此，它和厂址的选择同属于建厂过程中的两个重大技术经济问题。21全厂总平面设计的依据、原则及分析211全厂总平面设计的依据为了搞好平面设计，必须具备正确和完整的资料作为考虑问题的依据，这些必要的资料是1工厂的组成根据工厂生产的性质和规模的大小，企业管理体制和对外协作关系，在设计的技术经济部分规定本厂的所有生产组成部分（基本生产、辅助生产、附属或副业生产的各个车间）、科研试验单位（试验室和试验车间）、运输供应机构（原材料及成品仓库、原料和燃料堆放场、车库及车站、码头等）以及工厂行政管理部门等。在总平面设计时，要根据这些组成部分的性质把全厂划分成几个区域，作为大致的安排。2建筑工程项目明细表根据工程组成而确定的主要建筑物和建筑物的工程项目。3生产工艺资料包括产品品种和生产规模，工艺流程图，生产工艺对建筑物布置及运输上的要求。4厂址选择资料包括厂区的地形、地势、地质、面积、气象及水文地质条件；水、电、汽及原材料的供应来源，交通运输条件等。5工厂发展规划包括分期建设的规模和最后规模。212总平面设计的原则总平面设计的任务主要包括考虑到生产规模和生产工艺流程，运输方面的要求，动力供应条件，厂区自然条件，城市规划与建筑要求，防火和卫生技术要求，施工条件及工厂的发展远景等。1分区布置根据生产特点和工厂规模将全厂适当划分为几个区域，保证各区域之间位置协调配合，并符合卫生、防火和环境美化的要求。对大、中型制浆造纸工厂，一般可把工厂划分为原料贮存区、生产区、动力区、给水区、辅助生产区、仓库区、厂前区、住宅区、绿化及卫生防护带等几个区域。2建、构筑物的相互位置建、构筑物的相互位置应符合生产流程的要求，同一生产系统的生产线路应尽可能呈链状排列。3建、构筑物之间的距离建、构筑物之间的距离，在保证必要的卫生、防火要求的前提下，应尽量减小，以减少建筑面积，提高建筑系数和场地利用系数。4厂内交通运输网的布置厂内交通运输网的布置，要根据厂区特点，生产工艺流程、安全防火技术的要求，所采用的运输方式，以及货物周转量的大小来确定。5厂房的方向、位置和间距厂房的方向、位置和间距，应符合采光、通风的要求。从方向来说，按流程方向自西向东或自东向西布置，力求操作侧向南。就位置而言，荷重或振动大的车间，如锅炉房、蒸煮器及纸机部分，应设在地质条件较好的地段上。对间距来说，建筑物之间的间距不应少于15M。如果建筑物超过15M，则两建筑物的间距不应小于两个相邻建筑物高度之和的一半。6辅助、附属车间及其它服务环节的布置辅助、附属车间及其它服务环节的布置应位于其服务范围的中心或靠近主要服务对象。如原材料场应靠近备料或蒸煮工段；成品库应靠近完成或整理工段；锅炉房应靠近蒸煮工段或蒸汽动力车间；机修车间及备品配件库应接近生产车间等。同时仓库的建、构筑物的布置还应考虑充分利用铁路专用线，故大多应布置在厂区边界附近。行政管理及服务机构应布置在厂区工人出入最频繁的地方。7生产性质相同的车间或辅助环节的布置这样的车间和环节应尽量联合布置在大厂房中，并考虑设备露天布置的可能性。这样考虑的好处是，可以缩短运输距离，提高场地利用率和节约基建投资等。例如，制浆车间的黑液槽、碱液槽和白水车间的白水回收池、白水塔和贮浆塔的均可采用露天布置。8预留扩建场地要为工厂发展留有扩建余地。工厂扩建所需场地最好留在厂区外，以免过早占用农田。只有当认为在技术经济上较合理时，才将扩建场地留在厂内。同时预留地段的位置应有利于第一期工程的完成与生产的正常进行。9厂区美化布置厂区布置在满足适用、经济的基础上，应力求整齐美观。为此，建筑物的外形要整齐，厂房形式要统一协调，道路要平直，道路两旁要植树和种栽花草。空余地段应绿化并采取一定的其它美化设施。213总平面设计的步骤在具备上述设计资料的基础上，总平面设计按如下步骤进行1。1研究生产流程，保证总平面布置符合工艺流程的要求，并根据此决定工程项目。2决定各个建筑物的大概尺寸、高度、和层数（车间尺寸大小由工艺设计者提出）。3决定运输方式与线路布置。4决定建筑物的设计方案（结构形式与相互布置等）5进行工程管线与竖向布置6对不同方案的技术经济指标进行对比分析，决定最优方案。7正式作出具有正确尺寸的总平面图。8进行绿化及环境美化设计。22全厂总平面布置图分析221总平面设计的经济指标在总平面设计的经济指标中，建筑系数和场地利用系数是最主要的经济指标。前者说明建筑的密度，制浆造纸厂一般为2535；后者说明土地的利用程度，一般为5055，两系数一般可以按下式计算建筑系数10厂区占地面积地面积建构筑物及露天堆场占占地利用系数建筑系数厂区占地面积占地面积铁路、道路及工程管线在本次设计中，通过计算我们出建筑系数为295，场地利用系数为524，符合一般的造纸厂设计。222全厂总平面布置图分析总平面布置图，是将总平面设计的内容用图纸表示出来的最直观的形式，是总平面设计的最终成果之一1。此次全厂总平面设计图主要包括以下几个方面。此设计的风向是东南风向。污水池和原料场在下风向，这样污水臭味不会在全厂大面积的扩散；原料场离公路较近且接近备料场，方便运输；备料场在东边接蒸煮车间；蒸煮车间再接洗选漂车间，最后接造纸车间和成品库，由于产量较大，所以我们设置两个成品库。预留地置于备料、制浆、造纸生产线的附近，以便扩建时不用再次搬迁一些厂区的其他布置。热电车间、碱回收车间并列布置；清水池在西南方向的角落，且处于上风向，因此不会受煤灰或原料污染。办公大楼、职工宿舍、中心化验室、中心调度室、备件仓库成直线排列，设在南边。办公大楼、成品库紧挨工厂大门，以便联系外界。总之，在做此平面图设计时需要考虑很多方面的因素，使设计之更加的合理实用。第三章工艺流程设计生产工艺流程是指从原料开始，经过各加工工序，制成成品的整个生产过程。它可以反映出产品的生产方法、加工工艺、采用的主要生产设备、辅助物料的调制和加入处所、水和蒸汽的加入处所、排水排气的内部循环，以及对环境的影响等。因此，生产工艺流程的设计，直接影响基本建设的投资，尤其是影响到工厂投产后的产品质量、生产成本及环保等问题，即直接影响到企业的竞争力和生命力。所以工艺流程的设计，是工厂设计的基础。31工艺流程设计的步骤和原则311工艺流程设计的步骤（1）根据产品的质量要求及资源情况，确定浆料及其配比，进而确定纸料的配方（功能性助剂和添加剂的应用）；（2）根据产品和浆料的特点，选择生产方法；（3）根据产品特点、生产方法、生产规模和投资情况，选择主体设备；（4）根据生产方法和主体设备的特点，确定工艺流程，包括过程助剂的应用。并以流程方框图（或称方案图）的形式，定性地表示出整个生产过程；（5）绘制工艺流程图（示意流程图）。312工艺流程设计的原则和要求工艺流程具有多样性、丰富性、多边性的特点，其基本原则是（1）所设计的工艺流程必须充分保证所生产的产品质量能符合或超过国家质量标准。这里所说的“超过”，是设计者必须意识到市场经济下的“用户标准”，即保证产品的竞争力。（2）所选的工艺路线要成熟、先进，以提高产品质量，减少原料消耗，降低生产成本。所选设备应具有实用性、先进性，即效率高、产量大、占地面积小、能量消耗低、便于维修和管理等。另外尽可能采用配套的定型设备，以节省投资缩短施工期，并便于以后的维修和管理。（3）要充分注意环保，减少过程的污染物负荷，解决废水的处理、回收和“三废”的综合利用问题。（4）要考虑到工厂改产和扩建的需要。（5）要以最低的成本，生产出高质量的产品。32工艺流程设计及说明321工艺方法的确定本次设计是为了生产日产140吨双面胶版印刷纸纸浆造纸厂综合设计而设计的制浆流程，主要设计部分是备料工段、蒸煮工段、洗涤工段、筛选工段和净化工段，设计选用针叶木卡锡松，参考查阅资料，采用硫酸盐法制浆。因本设计的产量不是很大，设备选型方便。备料工段采用连续圆筒剥皮机，原木表面会带有泥沙和一些树皮上掉下的杂物，因此备料工段采用料片洗涤器对料片进行洗涤。由于蒸煮日产量未超过了300吨，故选用间歇式的蒸煮锅。为了充分利用黑液和提高蒸煮效率，采用RDH技术蒸煮。蒸煮后的浆料通过喷放塔进入压力洗浆机进行三段逆流洗涤，将洗涤过的浆料经过筛选和净化处理后，再经过漂白以生产出高质量的漂白硫酸盐木浆，最后经抄纸车间超造出高级的双面胶版印刷纸。设计时，运用所学的知识，参照了国内的一些工厂的现行生产工艺和厂区布局以及毕业实习环节中的实地观察，并结合理论作了些大胆尝试和创新。以设计任务书为基础，通过网络及图书馆查找相关资料，确定相关流程和参数，并利用AUTOCAD绘制工艺流程图。3211备料造纸植物纤维原料在化学蒸煮或机械磨解之前需要进行必要的处理，以除去树皮、树节、穗、鞘、尘土和砂石等杂质，并将原料按要求切成一定规格，因此，备料就是为了满足生产需要对贮存的原料进行加工处理的生产过程。备料的基本过程大致分三步1、原料的贮存；2、原料的处理；3、处理后浆料的输送和贮存备用。削片后的木片大部分尺寸为厚38MM，宽度10L5MM，长约25MM左右不等。干净的木片送去蒸煮，可以减少化学药品的消耗，而且蒸煮均匀，浆的质量较好。原木中自然水分约为40，一般原料砍伐后在原料堆场储存可送入生产线使用。其外观应洁净，不含泥砂、灰渣，不应有黑斑、霉烂、虫蛀等病虫害以及冷脆、烧焦等质量问题。在木材削片过程中要求较少出现木屑、细小木片和过大的木片。本次设计中采用的削片机以BX218刀盘式削片机。切片后用木片筛孔直径6MM筛选以除去灰尘及细木屑。木片规格一般1535MM，不超过40MM。合格率要求在90以上。在操作时要注意以下几点如果原木不清洁，削片前必须用压力水冲洗以减少制浆洗涤负荷和减少浆料中泥砂含量。削片前必须强制喂料，通过剥皮机和劈木机，树节轧碎筛除掉，以减少硅含量，同时节间管部裂开，将部分毛细管中空气排出以减少蒸煮中溶液渗透的阻力。原木剥皮后立即推向削片设备。根据原木直径大小调整刀距。削片时刀要快，定期磨刀。木片要进行筛选，并进行洗涤，以减少浆中的泥沙以及硅含量。3212蒸煮对于针叶木来说，药液垂直位移是通过细胞腔渗透到木片中，而横向位移是通过相连管胞细胞壁上的具缘纹孔，从一根纤维迁移到另一根纤维中去。这些纹孔里的膜称为纹孔托，纹孔托有一个具有很多小眼起着毛细管作用的网状物，是阻碍药液流过料片的主要阻力。如果首先将料片里的空气排除掉渗透一开始就会进行的更快，因此，必须设法排除空气才能获得良好的渗透。卡锡松比重大，装锅量大，有利于提高蒸煮器的生产能力。针木材的木素含量在30左右，比较高，因此，在蒸煮过程中必须严格控制蒸煮最高温度。木材的灰分含量在0305之间，蒸煮锅的选择目前还在应用的蒸煮设备主要有蒸煮锅。现在的中小型硫酸盐浆厂都是采用立式蒸煮锅进行蒸煮。蒸煮锅通常是圆柱形的，有一个锥形的圆顶锅体外敷保温层。容积随工厂的规模而变化，蒸煮锅的上部有一个大的带有法兰盘的开口以及一个可移动的锅盖，用以装原料和出入口用。蒸煮锅的主要优点是锅的容积大，产浆量大；劳动生产率高；与同容积的蒸球相比，占地面积小。缺点是附属设备较多，构造复杂，制造要求高，设备投资费用大。目前用于碱性条件下蒸煮的蒸煮锅，国产的有110M3、135M3、225M3、三种。因为本设计日产1411200吨浆，经计算选择225M3的蒸煮锅。蒸煮锅按加热方式不同，可分为直接加热强制循环和间接加热强制循环两种。间接加热循环系统有两种圆筒下部抽液循环系统和中部抽液循环系统。中部抽液循环系统由于滤网位置较高，网孔不易堵塞，保证了循环泵在整个蒸煮升温期间满载运行；同时由于较大量药液送回锅底部，使下部浆料始终保持疏松状态，从而使各部物料升温均匀，且易放料。故本次设计采用这种循环系统的RDH蒸煮方法。蒸煮喷放时会产生大量的蒸汽，需要回收其热量，本设计通过换热器交换过程加热成清热水用于洗浆。采用RDH蒸煮可节省蒸汽7080，采用冷喷放有利于提高纸浆强度，采用高硫化度的黑液浸渍而有利于降低纸浆的硬度。2影响蒸煮的因素影响硫酸盐蒸煮木材的主要因素有木材的品种、春材和秋材、边材和心材、用碱量、硫化度、液比、温度、时间以及渗透条件等。硫酸盐法又叫KRAFT来源于德文和瑞典文中表示“强韧”的单词法（KP），是因为该法生产的纸浆十分强韧而得名。硫酸盐法就纸浆效率、纸浆得率、纸浆质量和生产成本而论优于烧碱法，与亚硫酸盐法相比硫酸盐法又具有以下一些优点（1）可以使用任何树种和非木材纤维原料，使得原料供应有很大的灵活性。（2）蒸煮时间较短。（3）纸浆具有较高的强度，硫酸盐法是生产未漂和高强度纸浆的主要方法。（4）较少发生树脂问题和草类浆的表皮细胞群块问题。（5）有高效的硫酸盐废液回收方法。一般硫酸盐法蒸煮竹材的工艺如下原料规格木片长1525MM；厚度37MM；宽520MM。用碱量以NAOH对绝干木片计因边材，心材以及对纸浆要求的不同，用碱量有很大的差别。一般漂白浆为1823，有的高于23。总的来说是希望脱除多少木素，约需多少的碱。液比当用碱量一定时，液比小，药液浓度大，蒸煮速率快，汽耗少。木材硫酸盐制浆一般液比控制在1228，用立式蒸煮锅蒸煮木片，宜采用较大的液比，一般为1337，液量为锅容的5060为宜。硫化度硫化钠作为催化剂，蒸煮漂白浆时，硫化度一般为1520，蒸煮卡锡松时，一般要求硫化度在20左右。蒸煮温度和时间针叶材结构紧密，加上导管内部留存的空气极不易排除，因此需要有较长的药液渗透时间。低温渗透的压力在25392KPA之间，时间为L2H；高温蒸煮压力为588686KPA，时间23H。根据实际生产经验，硫酸盐法木浆最高温度为175，过高会导致碳水化合物得降解较多。3蒸煮时间硫酸盐法木浆蒸煮脱木素可分为三个阶段第一阶段初始脱木素阶段（100150）第二阶段大量脱木素阶段（150175）第三阶段残余脱木素阶段，在175下保温根据以上原则，可制定蒸煮曲线蒸煮曲线装锅送液时间20MIN升温到135110MIN135保温30MIN13517560MIN175保温60MIN喷放时间20MIN蒸煮有效时间260MIN蒸煮总时间300MIN制定蒸煮工艺条件为用碱量18（以NA2O计）硫化度20蒸煮最高温度175液比135322筛选工段1粗筛选设备的选定筛选设备可以分为粗选设备和精选设备。纸浆的粗选是除去纸浆中尺寸较大的杂物为精选创造良好的条件。目前常用的粗选筛主要有两种高频振框式平筛和压力除节机。高频振框式平筛，借筛框的高频振动促进筛选，防止堵孔，并将筛出的杂质挑出。具有除节能力强，操作比较简单，动力消耗低，设备结构紧凑，占地面积小适用于处理不同硬度和浓度的浆料等优点。但它的缺点是噪声太大，操作界面开放，存在影响环境卫生及泡沫等问题，因此其今后的应用将受到限制。压力除节机，一般用于粗选的旋翼筛。有两个排渣口，一个排接渣，可连续或者间歇排放，另一个用来间歇排除借离心力收集的重杂质。这种压力除节机设备密闭可用于热浆筛选，生产能力大，克服了振动平筛的缺点，是发展的方向。为了适应发展方向本次设计采用压力除节机。（1洗涤筛选方案的确定来自蒸煮工段的粗浆，含有大量蒸煮废液和少量粗渣、泥沙等杂质，因此必须经过洗涤、筛选、净化和浓缩等处理过程，以获得符合质量要求的纸浆，并对废液、废渣等加以回收利用2。纸浆洗涤的目的就是尽可能完全的把纸浆从废液中分离出来，以获得比较洁净的纸浆，纸浆洗涤主要是通过挤压、过滤和扩散（置换）等作用将废液从浆中分离出来。在洗涤过程中，纤维之间游离废液比较容易分离，可通过挤压作用和过滤作用进行分离。而对于细胞腔和细胞壁内的废液，则需要通过扩散作用，使内部废液扩散出来，然后才能分离。此外，还有少量被纤维中的羧基吸附的金属离子等就比较难于分离出来。因此纸浆的洗涤必须通过多种作用，才能达到较好的效果。纸浆的筛选是根据浆中纤维与杂质的尺寸大小与形状的不同，细浆通过筛板而浆渣被截留分离的过程。影响纸浆筛选的主要因素有1筛板的孔径、孔间距及开孔率；2进浆浓度和进浆量；3稀释水量和水压；4压力差；5转速；6排渣率以及纸浆种类等。在洗筛工段一般有两种方法，一是先筛后洗，二是先洗后筛。两种方法自优缺点如下1先筛后洗优点纸浆中混进的木片、木节、竹片、铁丝、石子等大而硬的杂物，经粗选去后，可以保护后面洗浆的滤网和胶辊不受损坏。缺点A、筛选时洗筛喷水量大，良浆浓度低，不能满足洗浆进浆浓度。B、对有碱回收的厂，会降低黑液提取浓度，筛选时热损失大，会增加蒸发困难和蒸汽消耗。粗渣中木节、生片等未蒸解物带走的良浆和黑液，会增加纤维的损失和降低黑液的回收率。C、黑液温度高，碱性大，易产生蒸汽和泡沫，污染操作环境。2先洗后筛优点主要有减少空气污染，操作环境较好，有碱回收的厂还可提高黑液提取率，减少纤维和热能损失。缺点主要有A、出粗筛的浆料浓度低，不能满足后面CX筛的浓度要求，使生产能力下降。B、真空洗浆机的滤网易被硬物压坏，需减少压辊压力或不用压辊。此设计为了更好的提高黑液提取率，减少纤维的损失,减少黑液泡沫的产生而污染车间的环境，因此采用的是先洗后筛。2筛选设备的选定压力筛的确定3压力筛最初从A型离心筛发展而来的，属通过式。它的主要特征是密闭条件下压力切向进浆，良浆在压力差作用下通过筛板，粗渣留在筛板表面由水力（粗渣重力、轴向推力等）推向下方排出，筛板的清洁净化靠转子叶片旋转产生的瞬间压力脉冲来实现。初期的压力筛由于其转子叶片类似飞机的机翼，故又称旋翼式压力筛，旋翼筛是压力筛的最基本的形式，有立式和卧式之分，但生产上普遍使用的是立式旋翼筛。此外，还有其他形式转子、圆筒式压力筛及旋鼓式压力筛（筛鼓旋转而叶片静止）。由于压力筛多为立式安装，所以筛鼓与转子的同心度好，从而可以缩小转子叶片与筛鼓间的间隙，增大冲选筛缝（孔）的脉冲负压，加强筛板的净化效能。因此，相比于离心筛或振动筛，压力筛因有更大的筛板净化能力而可以采用较大的压力差和较高的浓度。尽管如此，老式压力筛（如ZSL旋翼筛等）的筛选浓度通常低于2,属低浓筛选。近年来由于对筛选机理有新的认识，发展研制了许多高浓、高效、低能耗和水耗的新型压力筛。目前，国外普遍采用压力筛进行纸浆的筛选净化，它已成为现代化造纸厂尤其是新建厂标准配制的筛选设备。因此本次设计业也是采用压力筛进行筛选。323洗涤工段洗浆设备的确定洗浆机的种类很多，可以根据工作原理分为三类。第一类利用稀释脱水的原理进行工作，一般利用多次地稀释脱水，洗除浆中的废液。提取的废液的浓度降低和用水量增大。这种方法受到限制。第二类利用置换洗涤原理进行工作的洗涤设备，尽量让洗涤液和废液不混合，而是由浆层表面开始由表及里地逐次置换换排出废液，在理论上可以不使废液稀释而全部提取出来，因此洗涤效果好，洗净度高。第三类稀释脱水与置换洗涤兼有的设备，这类设备可以大大提高洗涤效果。如压力洗浆机、真空洗浆机等。压力洗浆机具有以下优点不需要真空系统，设备费用低；安装时不需要一定的标高，厂房高度低；工艺设计灵活；整个设备是密封的，操作条件好；各段之间浆料的稀释混合均匀，流送状态好；对进浆量及浓度没有严格的要求等。缺点耗电量大，设备密封要求也较严格。本次设计采用的是压力洗浆机作为洗涤段的洗浆设备。324净化工段（1）净化设备的确定锥形除渣器是目前广泛应用的纸浆净化设备。它具有除渣效果较好，且占地面积少，使用经验较为成熟和完善。锥形除渣器的型号较多，国内生产的有600型、606型、622型、623型、624型等，常用的是606型和600型本设计采用606型锥形除砂器。（2）浆料浓缩设备圆网浓缩机又称圆网脱水机，主要有圆网槽和转动的圆网笼组成。网笼上有812目的底网，表面上包覆着4065目的铜网和塑料网。圆网内外存在液位差，白水穿过网眼进入网笼后排出，纤维附在圆网表面，随圆网转出江面时被转移到压辊上，然后有刮刀刮下或有喷水管喷下，从排水口进入浆池。圆网浓缩机是常用的低浓浓缩设备，进浆浓度为021，出浆浓度为36，生产能力大，脱水量大，所以本设计采用圆网浓缩机脱水。选择其进浆浓度为05，出浆浓度为3浓缩之后的浆料还不能在中浓浆泵中输送，因此先经过进浆浓度为1，出浆浓度为135的真空洗涤浓缩机进行洗涤浓缩，再送进入漂白段。33确定工艺流程方框图回收利用锯木机剥皮机原木树皮和损失木材锯末劈木机削片机锯末洗涤器木片筛清水重物蒸汽装锅器蒸煮锅喷放锅低压蒸汽双螺旋脱水机料片仓2真空洗浆机低浓贮浆池一段压力筛3真空洗浆机再碎机污水净化系统苛化来白液节子浆池锥形除渣器二段压力筛杂物蒸汽装锅器温水白水清水清水清水节子去蒸煮白水白水去锅炉滤渣高位箱清水后位冷凝污热水槽旋浆分离器压力混合罐排渣二段压力筛贮浆池1压力洗浆浓稀黑液槽浓稀黑液槽浓稀黑液槽漂白工段2压力洗浆机3压力洗浆机中浓贮浆塔一段压力筛冲浆池一段锥形除渣器三段压力筛去碱回收圆网浓缩机二段锥形除渣器一段尾渣槽白水池三段锥形除渣器二段尾渣槽筛渣槽盘磨机压力除节机过滤机热交换器热水槽喷射冷凝器第四章浆水平衡计算41浆水平衡计算的有关定额和数据依据表41日产140吨双面胶版印刷纸有关的生产定额和依据序号指标名称单位定额备注1风干浆水分含量102一段压力筛进浆浓度263一段压力筛出浆浓度244一段压力筛尾将浓度255二段压力筛进浆浓度186二段压力筛出浆浓度167二段压力筛尾将浓度188三段压力筛浆浆浓度129三段压力筛出浆浓度1010三段压力筛尾浆浓度1511一段压力筛尾浆率20对进一段压力筛的浆量12二段压力筛尾浆率27对进二段压力筛的浆量13三段压力筛尾浆率27对进三段压力筛的浆量14筛选总损失率2对进一段压力筛的浆量15锥形除渣器的进浆浓度0516锥形除渣器的尾浆浓度25一、二段17锥形除渣器的尾浆浓度3三段18一段锥形除渣器排渣率25对进浆量19二段锥形除渣器排渣率27对进浆量20三段锥形除渣器排渣率15对进一段压力筛的浆量21圆网浓缩机进浆浓度0522圆网浓缩机出浆浓度323圆网浓缩机纤维损失率05对进一段压力筛的浆量24圆网浓缩机喷水量T/T544对风干浆25木片水分6026木片筛选合格率9227筛选出大片率228洗涤后料片水分4029料片洗涤出重物率0530污水净化系统出杂物率0531蒸煮用碱量20以NA2O计32碱液浓度G/L90以NA2O计33液比13534装锅用蒸汽T/T015以风干浆计35喷放锅出浆浓度3036压力洗浆机进浆浓度1237压力洗浆机出浆浓度1238压力洗浆机纤维流失率0239压力洗浆机喷水量T/T10对风干浆40中浓贮浆池出浆浓度1041筛选损失2042劈木机损失1043锯木机损失20对风干浆44卡锡松的树皮率01845卡锡松的剥皮损失率0846洗涤出重物率0547洗涤出杂物率0542浆水平衡计算以1T风干浆水分含量10为计算基准,计算过程视所有液体的密度1/L421筛选段已知筛选的总损失为20对进入一段压力筛浆量，一段筛进浆浓度为26。所以进入一段压力筛绝干纤维量为900/（12）9183673KG进入一段力筛浆料量为9183673KG/（261KG/L）353218192L筛选总损失量为M9183673KG900KG183673KG（1）一段压力筛M19183673V1353218192LW126W225W24一段压力筛尾浆率为20（对一段压力筛浆量）所以M2M1201836735V273469400L2WMMM2M17346938LV306122417LVWVV2V1263736252二段压力筛已知M11836735V173469400LW125W218W318W16二段压力筛排渣率为27所以M3M127495918M2M12006637LV210240833L2WM27551000L3VW2V2V128571433LVW3V2V131214353LV83801063L一段压力筛已知M110033184进浆浆槽冲浆池清水1WV1VW二段压力筛2压力除节机清水一段压力筛1WV二段压力筛WVM冲浆池清水VW21WM23高位箱VW1VV3V293112303高位箱已知M1495918V127551000LW11