造纸原理与工程3.ppt

第二篇纸和纸板抄造,P142,概述一、纸和纸板抄造的方法主要：干法造纸和湿法造纸二、纸和纸板抄造的过程,三、纸和纸板抄造设备的分类、特点及发展状况,P142,（一）纸和纸板抄造设备的分类和特点造纸机分类：长网造纸机、圆网造纸机、夹网造纸机、多层成形造纸机（纸板机）1、长网造纸机,2、圆网造纸机,P144,3、夹网造纸机,P144,4、多层造纸机,P144,三、纸和纸板抄造设备的分类、特点及发展状况（二）纸和纸板抄造设备发展现状,P144、150,白水稀释调浓控制流浆箱高速立式夹网成形器全封闭直通式靴形压榨单层烘缸干燥部带空气冲击干燥装置的单层烘缸干燥部薄膜式施胶设备软压光和多压区软压光设备全封闭引纸技术等设备技术以及在线质量控制系统（QCS）抗干扰控制系统（DCS）的进一步完善,四、纸和纸板抄造设备的几个基本概念和生产能力计算,P151,（一）纸和纸板抄造设备的几个基本概念1、造纸机的速度（m/min）（1）车速（2）工作车速（3）结构车速（4）爬行车速,2、造纸机的宽度（mm）（1）毛纸宽度（抄宽、纸幅毛宽）（2）公称净纸宽度（净纸宽、成品宽、机幅宽）（3）湿纸宽度（4）定幅宽度（5）网宽（6）轨距,（一）纸和纸板抄造设备的几个基本概念,P152,3、传动侧和操作侧,4、左手机和右手机,（一）纸和纸板抄造设备的几个基本概念,P152,5、造纸车间的“三率”（1）抄造率（2）成品率（3）合格率,（二）造纸机的生产能力,应按每天小时数计,四、评价纸和纸板抄造质量的主要指标最基本的指标：纸和纸板结构的均匀性纸和纸板结构的均匀性包括：匀度、纸幅横向定量的均一性、纤维定向的均一性、纸幅纵向定量分布的均一性。,第四章供浆系统和白水回收,P155,第一节供浆系统一、概述（一）供浆系统的作用和组成作用：通过供浆系统的处理向造纸机提供符合要求的纸料组成：调量、稀释、除气、净化、筛选、消除压力脉冲和纸浆输送等。,（二）供浆系统流程及分析,回流,二、纸料的调量和稀释,P156,（一）纸料调量和稀释的目的和作用纸料调量：提供连续不断的稳定的供浆绝干量。纸料稀释：满足净化筛选和上网要求。,（二）纸料调量和稀释方法常用：使用定量控制阀的冲浆泵内冲浆法,三、纸料的净化和筛选,P159,（一）净化和筛选的目的和作用1、除去纸料中残余的杂质；2、制成均匀分散的纤维悬浮液；（二）净化和筛选工艺和设备的特点及发展状况“先净化，后筛选”工艺特点：1、除杂质和排气效果好；2、有稳定和分散上网纸料的作用；3、减轻压力筛的负荷，保护筛板不受杂质砂粒损坏。（三）纸料净化采用锥形除渣器（略）,（四）纸料筛选,P162,常用：压力筛（旋翼筛）,主要特点：封闭性好可自清洗结构紧凑动力消耗低筛选质量好,四、纸料的除气,P163,（一）纸料除气的作用1、避免产生泡沫，消除纸页中的泡沫点、针眼等纸病；2、由于无气泡与纤维结合，使纸料纤维易于分散；3、导致管道系统脉动的幅度较低，控制定量更稳定；4、加快成形部脱水，增加成形部的脱水能力。（二）纸料中空气存在的状态（三种）1、游离状态2、结合状态3、溶解状态,对纸料性质影响最大,存在于纸料里的空气气泡存在于纸料表面的空气泡沫,（三）除气的方法,P164,化学除气法加入消泡剂机械除气法特克雷特法,五、纸页的纵向定量波动及其供浆系统压力脉动的关系,P166,纸页纵向定量波动,原因：（P167）复杂。包括设备、工艺、操作等诸方面。消除压力脉冲的方法：,P169,第二节白水系统和造纸用水封闭循环,P170,一、概述每抄造1吨纸，约需要150500吨水在系统中循环。现代化的白水系统要求：1、保证造纸系统各部分对白水质量和数量的要求；2、保证上网纸料的细小纤维和碎片含量的稳定；3、最大限度回用白水；4、最大限度回收白水中的纤维、填料等物质和能量。,二、造纸过程中物料和水的循环状况,P172,mF每吨风干产品的绝干固体量，t；mW每吨风干产品的水量，t；,8.55,P173,网下白水池,三、造纸用水封闭循环,P174,（一）造纸用水封闭循环和“零排放”的概念“零排放”清洁生产的最高指标，指无废物排放，而不是指无水排放。造纸厂：一般把吨纸用新鲜水超过2.85m3视为开放系统；把吨纸用新鲜水低于2.85m3视为全封闭系统。,（二）造纸白水系统的性质和特点主要成分：表2-4-1一般用TOC、TDS、TSS和TS表示。,（三）造纸用水封闭循环对造纸生产的影响,P176,离子积累而带来不利影响,（四）造纸过程水系统环路优化和提高水封闭循环程度的途径1、降低白水中溶解和胶体物质的量；2、采用高效的湿部化学品；3、使用化学药剂消除沉积物；4、造纸用水封闭循环系统腐浆控制。另外，采用中性施胶有利于提高用水封闭程度。,四、白水回收的方法和设备过滤法（多圆盘真空过滤机）气浮法（气浮白水回收装置）沉淀法（沉淀塔）,第五章纸的抄造,P183,一、纸料上网的作用和上网设备的任务（一）纸料上网的作用将纸料流送系统送来的大股纸料流，经上网系统处理，均匀、稳定地沿着造纸机横幅全宽流送上网。（二）纸料上网设备(流浆箱)的任务1、沿纸机横幅全宽，均匀、稳定分布纸料。并将纸料以最适当的角度喷射到成形部最合适的位置；2、有效地分散纤维，防止絮聚；3、提供和保持稳定的上网纸料流压头等。,第一节纸料上网,P183,二、流浆箱的组成、类型、发展情况和发展趋势,（一）流浆箱的组成布浆装置、整流装置和上网装置三部分。,（二）流浆箱发展情况及发展趋势,最早：敞开式流浆箱20世纪40年代：封闭(气垫)式流浆箱20世纪60年代：水力式流浆箱20世纪70年代：多层水力式流浆箱20世纪90年代：流浆箱稀释水浓度控制调节技术,P186,（三）流浆箱实例评述,1、敞开式流浆箱（车速500m/min）（特点：P184）分为：满流式、满流气垫结合式和多层水力式。,（1）满流式OptiFlo高速水力流浆箱（Metso公司）,P190,（三）流浆箱实例评述3、水力式流浆箱（车速500m/min）分为：满流式、满流气垫结合式和多层水力式。,（2）满流气垫结合式OptiFlo满流气垫结合式水力流浆箱（Metso公司）,P192,（三）流浆箱实例评述3、水力式流浆箱（车速500m/min）分为：满流式、满流气垫结合式和多层水力式。,（3）多层水力式OptiFlo多层水力流浆箱（Metso公司）,ValmetHeadboxFamily流浆箱家族,Fourdriniers,Hybrids,ForLaterGapFormerRebuilds,HorizontalGapForming,VerticalGapForming,P193,三、流浆箱的主要元（部）件,（一）组成流浆箱的主要元（部）件概况流浆箱由布浆、整流及上网装置组成，而各装置则由若干个功能元（部）件模块组成。目前通用的元（部）件：布浆总管、稀释水浓度控制系统、管束、孔板、阶梯扩散器、匀浆辊、隔板、堰池、均衡室、飘片、堰板等。每种元（部）件又有多种结构形式。各类型的流浆箱中配置不同的元（部）件。,P193,（一）组成流浆箱的主要元（部）件概况,1、布浆总管,常用矩形锥管,P193,（一）组成流浆箱的主要元（部）件概况,2、管束,由大量小直径（如内径14mm）管子组成管束，起布浆整流作用。,P194,（一）组成流浆箱的主要元（部）件概况,3、孔板,是一块有很多小孔（1418mm）的有机玻璃固定板，起布浆整流作用。,P195,（一）组成流浆箱的主要元（部）件概况,4、匀浆辊,是一个薄壁的，壁上钻有大量小孔的中空管辊,P196,（一）组成流浆箱的主要元（部）件概况,5、隔板6、堰池,P196,（一）组成流浆箱的主要元（部）件概况,7、堰板,上网装置，有三种形式。,P197,（二）几种主要元（部）件工作原理,根据当前流浆箱的发展，介绍三种：1、稀释水浓度控制（调节）系统,原理：当纸页横幅某一处的定量偏离标准时，向对应该处的阶梯扩散器（管束）的上游增加或减少稀释水的注入，调节该处的纸料量和稀释水（白水）量的比率，从而实现调节控制纸页全幅横向定量的均匀一致。,P200,（二）几种主要元（部）件工作原理,2、阶梯扩散器,原理：由于横截面积突然扩大，浆流在交点处出现了分离点，并出现自生自由混合失速区，这个区域压力很低，甚至出现真空状态。纸料在自生自由混合失速区立即出现一个封闭的涡流，这个封闭涡流与主纸料流间就发生强烈的质量和能量交换，从而产生强烈的湍流。,P202,（二）几种主要元（部）件工作原理,3、飘片、叶片和薄片,四、流浆箱工作原理（P203）从设计的角度，在理论上进行了一定的探讨。,原理：由湍流发生器进入收敛流道的湍流强度和规模较大，进入由飘片（叶片）分隔的收敛流道后，由于壁面的夹持作用，限制了横流和偏流。这些壁面产生的粘滞力可控制纸料流的湍流强度与规模。同时由于飘片（叶片）的分隔，纸料流被分成多股小流层，减少了同一截面的速度差；纸料在小角度的收敛流道中的流动，可减少大波浪式的冲击。,P203,四、流浆箱工作原理,从设计的角度，在理论上进行了一定的探讨。主要介绍“流送功能元”：作用是产生湍流，分散纤维絮聚和消能整流。组成一般包括两个部分：湍流发生器和消能整流元件。这两部分功能通常由两个水力元件分别完成，有时也有一个元件兼容另一种功能的情况。一般实际应用的流浆箱多为两次功能元的组合，也有一次功能元的流浆箱。第一次功能元大都采用细长流道的湍流发生器（布浆整流元件），用于完成转向加速和布浆任务；而堰板唇口前的末次功能元，大都采用渐缩式匀浆区，以便于纸料稳定上网。举例如下：,P204,两次功能元组合的流浆箱,第一次功能元：管束均衡室主要起布浆作用第二次功能元：阶梯扩散器叶片主要形成高强湍流、有限制的湍流规模的上网浆流,P204,一次功能元组合的流浆箱（Beloit集流式飘片流浆箱）,管束,飘片,以上两种组合的比较：对一次功能元流浆箱，该功能元要兼顾首次和末次功能元的双重任务，故在结构上应作妥善安排；对二次功能元流浆箱，有人认为，在高车速大流量的情况下，二次布浆整流会产生更均匀的流量分布，使流浆箱运行更稳定。,水力式流浆箱结构：,OptiFloHeadboxptiFlo流浆箱,1.InletHeader2.TubeBank3.EqualizingChamber4.TurbulenceGenerator6.SliceChannel7.TopSlice8.Apron9.SliceBar10.TiltAdjustmentMechanism11.Microadjustors12.TopsliceVerticalAdjustmentmechanism13.DilutionEquipment,10,9,8,7,6,3,4,2,1,12,11,13,水力式流浆箱结构：,水力式流浆箱结构：,Theturbulencegeneratorisanassemblyoftwoperforatedplatesandatubebankmanufacturedentirelyofacidproofsteel.Thenumberofturbulencegeneratortuberowsandthediameteroftheholesintheperforatedplatesaredeterminedbythedimensionedflow.Athinnerperforatedplateismountedonathickeroneformountingtheleadingendsofthetubes.,Thepipesarecircularat