造纸工艺.ppt

造纸工艺,授课人：肖群英2017.8.13,1、造纸工艺的任务与要求：,造纸工艺是浆纸专业的一门重要专业必修课程。其任务是为满足企业对该专业专门人才的需要而设置。通过本门课程的学习，使大家获得本专业应用型国家四级（中级）技能型人才所应具备的化工基础理论知识和基本技能。,2、达到以下技能：,通过对开篇2h、打浆12h、湿部化学12h、纸的抄造42h、表面施胶与涂布8h、织物4h、辅助系统4h、浆板的抄造4h及造纸自动控制知识简介2h共8个部分的教学.希望：1能利用工艺参数进行现场操作；2能查看工艺流程图，并进行相应设备的操作；3能判断一般工艺事故，并进行分析与处理；4准确使用造纸名词及相关术语；5.培养学生的学习能力及知识应用能力。,3、课程教学的基本要求：,本课程的教学环节包括课堂讲授、学生自学、习题讨论课、实习、习题、答疑、质疑、期中测验和期末考试。通过上述步骤，要求掌握和了解造纸过程基本理论，以及应用理论分析现实造纸企业中存在的实际问题。本课程课堂讲授90课时，实习10课时,习题课+实习讲评8课时，有一次月考2课时，其它的考试、复习、习题、机动10课时，共120课时，考试方式为闭卷考试。本课程的教材是上下册，公司内部版，针对性强。共分为9章，重点是上册，上册重点是第四章纸的操造。,4、教材的重难点：,第一章造纸工艺有关知识（2h）第二章打浆（12课时）重点：（1）打浆对纤维的作用；（2）打浆对纸张性能的影响；（3）打浆工艺。难点：打浆对纸张性能的影响。第三章湿部化学（12课时）重点：（1）施胶机理：a.定着机理；b.施胶效应的完成；c.抗水机理；（2）中性施胶剂的施胶；（3）填料的使用目的及其对纸张性能的影响；（4）染料及各种常见助剂的使用。难点：施胶机理，分散松香胶及中性施胶剂的施胶。,教材的重难点：,第四章纸的抄造（42课时）重点：（1）纸料稀释、净化和筛选工艺；（2）纸料的流体特性及其对流送和上网的关系；（3）流浆箱的作用及结构组成；（4）长网、叠网、顶网及夹网部的脱水成型机理；（5）压榨脱水理论；（6）干燥理论及干燥与纸张性质的关系。要求一般理解与掌握的内容：（1）纸页抄造纸的一些基本的概念；（2）纸料的脱气；（3）常用脱水元件的脱水机理及比较；（4）夹网部脱水及对纸张成型的影响；（5）干燥部的通汽形式；（6）纸机的传动、白水回收。难点：（1）纸料流送和上网的关系；（2）长网部脱水与湿纸页的成形；（3）干燥理论,教材的重难点：,第五章表面施胶与涂布（8课时）重点：表面施胶的方法、设备、施胶剂种；涂料的性质及制备。难点：影响施胶效果的因素及预计量施胶压榨原理；涂料配方。第六章织物（4课时）第七章辅助系统（4课时）第八章浆板的抄造（4课时）第九章造纸自动控制知识简介（2课时）教材重点在打浆、湿部化学、表面施胶与涂布及纸的抄造。,5、学习严格要求:,铃声要知晓，上课别迟到；夜来风雨声，作业按时交。预习加笔记，课堂亦重要；勤巧作舟楫，学海任逍遥。,导入：,横看成岭侧成峰，远近高低各不同；欲识课程（造纸工艺）真面目，随我遨游课堂中。,一、制浆造纸工业使用的原料,主体是植物纤维、再生纤维（废纸），其他纤维如矿物纤维、合成纤维、金属纤维等占的比重很小。1、木材纤维原料:针叶材（NeedleLeavedWood）阔叶材（LeafWood）2、非木材纤维原料:竹类、禾草类、韧皮类、籽毛类、叶部类3、半木材纤维原料:棉杆4、二次纤维:（SecondaryFiber）废纸,1、植物纤维原料的生物结构及细胞形态针叶材的生物结构、细胞类型、含量及形态1）、管胞（Tracheid）即纤维2）、木薄壁组织阔叶材的生物结构、细胞类型、含量及形态1）、木纤维即纤维细胞2）、薄壁细胞2、纤维细胞的形成及纤维植物纤维细胞是造纸植物纤维原料中最主要、最基本细胞。细胞壁可以分成胞间层、初生壁和次生壁3个部分,二、植物纤维的基本结构,1、纤维素纤维素是植物纤维原料最主要的化学成分,也是纸浆、纸张的最主要、最基本的化学成分。2、半纤维素是指植物纤维原料中除纤维素以外的全部碳水化合物（少量的果胶质和淀粉除外），即非纤维素的碳水化合物。对于一般造纸而言，保留一定量的半纤维素，有利于降低打浆动力消耗，提高纸页的结合强度，在符合纸张质量的条件下应尽量多保留半纤维素，以提高得率、降低生产成本。3、木素在木材中，木素作为一种填充和粘结物质，在木材细胞壁中，能以物理或化学的方式使纤维素、纤维之间粘结和加固,增加木材的机械强度和抵抗微生物侵蚀的能力,使木化植物直立挺拔且不易腐朽。,三、纤维素、半纤维素与木素,四、浆料的基本性质与抄纸关系（制浆工艺知识回顾）,1、化学浆性质性能化学浆是指用化学药剂的水溶液处理植物纤维原料，在一定的温度和压力下，将其中的木素大部分溶出，使纤维原料中的纤维彼此分离制成的纸浆。1）公司内化学木浆均采用硫酸盐法制浆，即加入的化学药剂为氢氧化钠（NaOH）和硫化钠（Na2S）。所用原料有针叶木和阔叶木，分本色浆、微漂浆和漂白浆。岳纸公司、沅纸公司、骏泰浆纸主要生产漂白硫酸盐浆，用于配抄各种印刷书写纸及工业原纸；湘纸公司和洪纸公司主要生产本色和微漂硫酸盐浆，配抄薄页包装纸。2）公司内化学草浆均采用硫酸盐法制浆，所用原料为荻、芦苇、龙须草。岳纸公司、沅纸公司主要是荻、芦苇为原料制成的漂白浆，用于配抄各种印刷书写纸张和工业原纸。,2、化学机械浆性质与性能,公司内化学机械浆是以杨木为原料，经过氧化氢（H2O2）水溶液预处理，采用APMP或P-RCAPMP工艺制成的漂白浆。岳纸公司生产的化机浆主要配抄各种印刷书写纸和工业原纸。3、废纸脱墨浆性质与性能岳纸公司主要是以美废、国废为原料，经浮选脱墨后制成的漂白浆，配抄各种印刷书写纸；湘江纸业、洪江纸业、安泰纸板厂主要是以包装纸、工业纸板为原料，经机械疏解后制成本色浆，配抄各类纸袋和包装类纸张。,浆料的基本性质与抄纸关系,4、纤维形态与纸张性质关系1）长度2）宽度3）长宽比4）壁腔比,5、浆料质量对纸张抄造与质量的影响（重）抄造影响：残液含量、纤维强度、细小纤维、纤维的均匀性、含渣率高、打浆性能、阴离子垃圾等质量影响：成纸白度、强度、松厚度、光散射系数、印刷适性等,浆料的基本性质与抄纸关系,本次课包括：,一、什么是造纸工艺？二、造纸发源与发展？三、造纸工艺流程包括哪些工序？（重）四、公司概况及股份、湘江、沅江及怀化有哪些造纸车间及造纸生产线特点？（重）五、纸和纸板的分类？六、造纸方法有哪几种？七、与纸机有哪些的基本概念？（难）,一、什么是造纸工艺,1、纸是什么？纸是由纤维（包括植物纤维和非植物纤维）和非纤维添加物交织而成的多孔性网状结构薄型材料。据研究者考究，一张普通的A4打印纸，大致由2500万根左右的植物纤维构成。,纸的形成,纸是由纤维悬浮液经滤网过滤得到的滤层、再经压榨和干燥后形成的。,2、工艺：由原料到成品的一个过程,制浆工艺：由原料变成浆过程。,造纸工艺：由半成品到成品的一个过程。即浆变成纸的一个生产过程。,3、制浆造纸工艺：由原料变成浆过程,重点！,二、造纸发源及发展,公元105年中国人发明了造纸，我国四大发明之一。中国的四大发明：火药、印刷术、罗盘、纸西汉时期：麻类纤维-薄片-原始纸。具有纸的初步形态，结构疏松，表面不平整，不宜书写。1798年罗伯特发明第一台造纸机；1806年长网机获专利1809年圆网机获专利,造纸发源及发展,小石子或短木棍记数，创造了文字，汉字的开端文字刻在龟甲和兽骨上写在竹片或木片上，称之为竹简和木简,1957年5月，陕西省西安市东郊霸桥的西汉墓中，出土文物中发现一批不晚于汉武帝时期古纸殘片，经分析化验，是世界上最早的植物纤维纸,造纸发源及发展,公元105年，蔡伦用树皮、破布、麻绳等纤维原料，造出了第一批纸，他的造纸术得到推广和应用，并居世界首创地位；公元八世纪阿拉伯人才开始用破布造纸；十五世纪，德国、意大利等国才掌握这种造纸技术。,造纸发源及发展,造纸发源及发展,原料93%以上使用木材，非木材纤维7%纸和纸板年产量不断提高，2010年将近4亿吨造纸装备向大型化、高速化、自动化发展，幅宽超过10米，速度达2000m/min。环保方面，排放量达20m3/t以下，并向零排放发展。,趋势：,拉木机,1、制浆工艺流程,以化木浆为例：,木材,削片机,振动筛,除尘器,料仓,皮带运输机,装锅器,蒸煮,喷放锅,洗涤,压力筛,除渣器,贮浆池,氯化,碱处理,次氯酸盐漂白,贮浆池,送抄纸,三、造纸工艺流程,2、造纸生产流程,基本流程：,例如：沅纸二抄流程：,抄纸完成工段生产流程：打浆来浆冲浆泵除渣器立式单鼓旋翼筛稳浆箱网前箱网部压榨部干燥部压光机卷纸机复卷机包卷机封头成品入库,即造纸基本流程：打浆配浆高位箱流浆箱网部压榨部（普通压榨、施胶压榨）干燥部（前干燥、后干燥）压光卷取部（普通压光、软辊压光）复卷打包成品入库,重点内容！（谨记）,四、公司概况及股份、湘江、沅江及怀化有哪些造纸车间及生产线特点？,公司概况（了解）1、历史泰格林纸集团股份有限公司始建于1958年，前身为岳阳造纸厂1996年，更名为岳阳纸业集团2002年，更名为岳阳林纸集团2004年，更名为泰格林纸集团有限公司2010年，成功与中国诚通集团旗下的中国纸业重组，成为中央企业，同年更名为泰格林纸集团股份有限公司中国诚通集团是国务院国资委管理的大型企业集团，是国务院国资委确定的唯一一家以“林浆纸”为主业的中央企业中国纸业（原中国物资开发投资总公司）是中国诚通集团公司的全资子公司,补充,2、五大原料基地和生产基地,岳阳林纸公司概况,公司概况,公司的主导产品有：低定量涂布纸、颜料整饰纸、胶印新闻纸、轻型纸、胶印书刊纸、优质书刊纸、表面施胶新闻纸、高白彩印新闻纸、微涂新闻纸、精制牛皮纸、牛皮卡纸、纸袋纸、静电复印纸、箱板纸等。,3、产品介绍（主要文化纸）,公司产品深受用户的青睐。泰格林纸人通过自己的创造和奉献，传承文明，装点生活，在为顾客创造价值的过程中，彰显自己存在的意义。,公司概况,（1）子公司介绍之岳阳纸业,造纸系统：拥有9台造纸机，产能80万吨。其中8#机引进了目前世界上最先进的设备及工艺，9、10号机年产40万吨。制浆系统：有5条浆生产线，可生产化机浆、化苇浆、化木浆、废纸脱墨浆。拥有自己的发电厂、废水生化处理站、碱回收系统、粉煤灰系统、电除尘系统、白泥回收系统等。,TigerForest&PaperGroupCo.,Ltd,位于岳阳境内的岳纸股份公司,子公司介绍之岳阳纸业,2004年5月25日岳阳纸业股份有限公司A股在上证所成功上市,各生产线特点：,1号机3940mm,3号机3800mm,4、5号机2台2362mm,8号机6400mm,2号机1760mm,6号机1800mm,卓越学院,9、10号机2台5280mm,岳阳,TigerForest&PaperGroupCo.,Ltd,1）、岳纸股份现有7条造纸生产线（重）1#机从国外引进，为3940mm叠网纸机，生产高白新闻纸、胶印新闻纸、文化用纸，产能7万吨/年；3#机从国外引进，为3800mm叠网纸机，生产颜料整饰胶版纸，产能为10万吨/年；4#、5#机为2362mm长网多缸纸机，年产能近3万吨；主要生产工业用纸、轻型印刷纸、颜料整饰胶版纸C等产品8#机从国外引进，为6400mm夹网纸机，由芬兰美卓（Metso）公司提供，可生产高级新闻纸和LWC纸，产能为20-22万吨/年。,TigerForest&PaperGroupCo.,Ltd,丰泰公司1台纸机：2#机为1760mm长网多缸纸机，主要生产轻型印刷纸，生产能力1万吨/年；华兴公司1台纸机：6#机为1600mm圆网纸机，生产能力1万吨/年，主要产品为瓦楞纸板及箱纸板、浏阳鞭炮纸等。日产30吨，只加消泡剂，成本低，吨纸成本两千，销售4000元/吨,9、10号机，年产40万吨,Papergrades纸种：CopyPaper复印纸OffsetprintingPaper胶印纸Grammage克重:65110g/m(复印)55120g/m(胶印)Capacity:GrossProduction产量791t/dPaperwidthatreel卷取幅宽5280mmReelspeed卷取车速1300m/minDesignspeed设计车速1400m/min,TigerForest&PaperGroupCo.,Ltd,岳纸PM9和PM10纸机配置,六抄车间8号纸机，抄宽6.4米，年生产能力20万吨德国西门子的传动技术，ABB的纸病检测控制技术，整条生产线的硬件和软件为世界先进水平，具备了生产顶级新闻纸到轻量涂布纸系列产品的条件。,TigerForest&PaperGroupCo.,Ltd,岳纸股份拥有当今世界最先进的新概念纸机8#纸机,8#纸机抄宽6350mm，设计车速1600m/min，年生产能力20-22万吨。,沅江纸业有限责任公司（简称沅江纸业），始建于1958年，公司占地110余万平方米，地处洞庭湖腹地，便利的水陆交通、湖区丰富的淡水资源与得天独厚的芦苇杨木原料，为发展造纸工业的黄金宝地。公司现拥有资产总值17亿元，主要生产文化、工业两大类用纸，2009年，公司共产纸及纸板17.54吨，实现销售收入76600万元2005年投建了年产10.2万吨优质商品苇浆技改项目，拥有国内最大的一条草浆生产线，在集团的统一部署下，拟增建40万吨白卡纸综合技改项目。公司年产能可实现5055万吨以上，年销售收入30亿元以上，沅江纸业将成为华南乃至全国极具竞争能力的文化、工业用纸生产基地。,（2）子公司介绍之沅江纸业,TigerForest&PaperGroupCo.,Ltd,位于益阳境内的沅江纸业公司,TigerForest&PaperGroupCo.,Ltd,沅江纸业有40多年历史，原名沅江造纸厂,于2000年并入泰格林纸集团；共有5台造纸机，产能16万吨年；主要品种为印刷纸书写纸；3条浆生产线；3套3000kW汽轮发电机组,1套15000kW的发电机组；1台35T和1台75供热供汽锅炉，1台150供热供汽锅炉；100吨碱回收和270吨碱回收装置各一套；有中段造纸废水理站、粉煤灰系统、电除尘系统等。,沅江纸业：,3条制浆生产线：化学木浆、化学苇浆、化学机浆5条抄纸生产线：三抄（3号机已拆除）、二抄（9、10号机）、五抄（11、12号机）各2台机、六抄6号机。产能：20万吨即之前有11台纸机，其中四造已经停产，一造几年前被承包。二造和五造布置与岳阳的4抄2362纸机一样。,沅江具体：,二造：9、10号机：使用自制漂白硫酸盐化学获苇浆、杨木浆、杂竹浆和商品漂白化学木浆，分别按工艺要求进行打浆后，2362mm纸机，主要生产书写纸、淋膜原纸、黄色不干胶底纸等产品。9#:180260m/min10#:180260m/min抄宽:16001800mm上网条件上网浓度:0.51.2%上网叩解度:3665SR上网PH值:7.08.6五造：11、12号机：2640mm长网多缸文化纸机品种：双胶纸，笔记本纸净纸宽:2640mm，定量:50-120g/m2,工作车速:320m/min设计车速350m/min，产量:70t/d(60g/m2计算)排列方式:左右手各一台。使用自制硫酸盐化学荻苇浆60、自制硫酸盐化学杨木浆30、和商品化学针叶木浆10，配造50120g/m2中高档文化用纸、精制双胶纸和工业用纸。,六造：6号机：净纸宽度3520mm，工作车速600m/min，设计车速800m/min，公称能力180250t/24h，施胶量11.5g/m2，（单面）出网部干度20%，压榨后干度40%42%，入施胶干度95%，出施胶干度70%，成纸干度95%，传动型式：交流变频分部传动，定量55100g/m2（以60g/m2计）。主要原料苇浆65%,杨木浆25%,商品木浆10%叩解度0420SR。使用自制硫酸盐化学荻苇浆65、自制硫酸盐化学杨木浆25、和商品化学针叶木浆10配造55100g/m2高档文化用纸、精制双胶纸。产品种品种为高档文化用纸、精制双胶纸,沅江具体：,（3）子公司介绍之湘江纸业,TigerForest&PaperGroupCo.,Ltd,位于永州境内的湘江纸业公司,TigerForest&PaperGroupCo.,Ltd,湘江纸业建于1958年，原名冷水滩造纸厂,于2002年并入泰格林纸集团；位于湖南永州冷水滩区；拥有7台造纸机，产能16万吨，主要品种有精制牛皮纸、伸性纸袋纸、胶带原纸、牛皮卡纸、纸袋纸等；有3条浆生产线，可生产化木浆和废纸脱墨浆，产浆能力15万吨年，其中日产00吨针叶木的生产线采用DDS连蒸、封闭筛选；有3000kW、15000kw汽轮发电机组各套；台、台和台锅炉的供热供汽能力；50吨、300吨碱回收装置各1套；有中段造纸废水理站、粉煤灰系统、电除尘系统等。,湘纸,实际上：一抄：1、2号机3300mm，二抄：3号机2400mm，4号机3300mm6号机1760mm未开，三抄：号机。7号机给化学品公司管理，5号机已拆除。,湘纸,（4）子公司介绍之骏泰公司,湖南骏泰浆纸有限责任公司是一家以生产漂白盐木浆为主的制浆企业。公司地处于历史文化悠久、自然风景迷人、交通枢纽便利素有“黔滇门户”、“全楚咽喉”之称，今有湖南“西大门”之美誉的怀化市公司。现有员工608人，拥有目前世界顶尖技术水平及装备的制浆生产线，项目主体设备全部从奥地利安德里兹公司引进，年生产木浆40万吨，产品畅销全国各省等地区。年创销售收入28亿元，年利税可达10亿元。,怀化骏泰浆纸：,1条制浆生产线，年产40万吨硫酸盐漂白化学木浆,（5）子公司介绍之洪江纸业,TigerForest&PaperGroupCo.,Ltd,位于怀化境内的洪江纸业建于年，于2004年并入泰格林纸集团；位于湖南怀化市洪江区；有条针叶木浆生产线，制浆生产能力可达7.5万吨/年；有6台纸机，总生产能力约6万吨/年；主要产品有精制牛皮纸、牛皮卡纸、彩码贴纸和本色浆板等；洪纸现有供热沸腾炉三台，8吨、10吨和14吨各一台。供热能力32t/h；洪纸现有25吨/日和35吨/日碱回收生产线两条，碱回收能力可达1.4万吨。,2009年8月18日15时58分，岳纸40万吨10号纸机全线贯通出纸了！,高兴自豪,图1：岳纸10号纸机图2：骏泰生产车间图3：白水回收管道,1,2,3,图1：杨树林基地图2：纸成品库图3：污水处理系统,1,2,3,1,2,3,图1：优秀员工出游图2：先进集体合影图3：篮球赛,五、纸和纸板的分类（了解）,1、纸和纸板的界定：以200(g/m2)的定量为一分界线，定量小于200(g/m2)，厚度小于500微米的称为纸；大于200(g/m2)的称为纸板；国际标准化组织推荐标准则规定超过250(g/m2)的称为纸板。,补充,2、纸和纸板的性能指标,外观质量物理性能光学性能印刷适性电气性能,纸和纸板的分类,3、纸与印刷,造纸、印刷与包装的关系(Papermaking-Printing-Packaging)造纸产品中,绝大多数纸和纸板都经过印刷60为包装用纸（其中部分也需要印刷）30为文化用纸（书刊、宣传品等）,纸和纸板的分类,4、印刷方法,凸版印刷印版中的图文凸出,油墨涂在凸出的印版上。分为平压凸印、圆压凸印和轮转凸印三种。印刷压力较大(3-5MPa)。凹版印刷印版中的图文凹陷，且深浅不同，制版时经化学处理，印版中凹陷部分能着墨。也可分为平压凹印和轮转凹印两种。平版印刷印版的图文和空白部分在同一平面上。制版时，通过化学处理，使有图文的部分着墨，而空白处憎墨，从而形成印版。常用的有胶版印刷，多为轮转胶印机，印刷速度快，而印刷压力较小。,纸和纸板的分类,5、纸的适印性（printability）,1）、印刷运行特性外观质量-纸页表面不得有皱折、卷曲、孔眼和破损等；纸页物理强度-有良好的抗张强度和表面强度。前者为适应高速轮转印刷机的操作；后者为防止纸面掉毛掉粉造成糊版。,纸和纸板的分类,纸的适印性（printability）,2）、适印质量主要指标有：不透明度衡量光学透印的指标。印刷不透明度-衡量油墨渗透的指标。平滑度-与印刷着墨程度有关。光泽度-与印品印后质量有关。,六、造纸方法（P109页）,1、湿法造纸：以水为介质，纤维分散在水中，成形脱水，造纸过程是一个加水和脱水的过程。水耗大，设备庞大，能耗高。2、干法造纸：以空气为介质，纤维分散在空气中，均匀铺在网上，加粘合剂，引走空气并压紧纤维成为纸页，或加热使合成纤维熔化粘合在一起。设备简单，能耗低，原料和成纸性质受限制。用于少数生活用纸（擦鞋纸、手巾纸、尿片纸等）。,七、纸机基本概念（重、难）,1、左、右