400td胶印书刊纸打浆流送工段工艺流程设计毕业论文.doc

I 400td400td 胶印书刊纸打浆流送工段工艺流程设计毕业论文胶印书刊纸打浆流送工段工艺流程设计毕业论文 目 录 ABSTRACT II 目 录 III 绪 论 1 1 课题的目的及任务 2 2 工艺设计 3 2 1 产品标准 3 2 2 主要技术指标 4 2 2 1 原料的选择与配比 4 2 2 2 浆料及辅料的特性及加入方式 5 2 2 3 纸机主要技术指标 6 2 2 4 造纸机车速计算 6 2 2 5 打浆工艺 7 2 3 生产工艺流程图 8 2 3 1 两个生产工艺流程的比较 10 2 3 2 施胶剂不同 12 2 4 工艺参数 13 2 4 1 工艺参数表 13 2 4 2 主要辅料 18 2 5 浆水平衡计算 19 3 浆水平衡收支总表 22 设备选型 25 设 计 总 结 27 致 谢 28 参 考 文 献 29 1 课题的目的及任务 随着国民经济 科学文化事业的不断发展 人们的物质文化水平不断提高 随 之也带动着办公用纸需求量飞速发展 静电复印纸以其较高的印刷适应性能够满足 常规印刷品的质量要求 所以目前市场对静电复印纸的需求量逐年增加 通过对该 课题的设计 学生可以更加系统的掌握湿部化学机理 流送机理和打浆工艺流程以 及工艺条件 并初步掌握造纸车间打浆 流送工艺设计的程序和工作方法 更重要 的是通过对该工段的设计 使学生综合复习几年来所学的知识 并直接运用到毕业 设计的实践中去 使理论与实践得以密切结合 学会发现问题 分析问题和解决问 题的方法 在设计中经过查阅文献资料 计算 绘图等过程的训练 学生的基本功 得到初步的训练和加强 学生的工程实践能力获得了进一步的提高 设计 论文 所需收集的原始数据与资料 原料产品有关技术指标和技术要求 生产合格产品所需要的有关生产工艺条件 生产合格产品所需要的专业设备的相关资料 包括设备选型 布置等情况 课题的主要任务 通过查阅文献 实习资料和调研 制定出基本合理的设计方案 并运用所学知 识 在参考有关工程设计资料的基础上 按时完成工艺流程设计 工艺参数选择 浆水平衡计算 专业设备选型 设备布置图纸的绘制等工作 完成图纸包括 1 造 纸车间工艺流程图 2 浆水平衡图 3 辅助设备及电机选型 最后完成设计说明书 的编写工作 技术指标的选择要求应达到或略高于国内达到的平均额 2 工艺设计 2 1 产品标准 表 2 1 胶版印刷纸 GB T 1012 1991 规定指标名称单位 ABC 定量g m260 0 70 0 80 0 90 0 100 0 120 0 150 0 III 3 0 3 0 3 0 3 5 4 0 5 0 6 0 机压 0 075 0 088 0 100 0 113 0 125 0 150 超压 Mm 0 067 0 078 0 089 0 100 0 110 0 133 厚度 允许偏差 10 横幅定量差不超过 10 白度不小于 87 082 077 0 A 等84 0 86 087 0 89 0 91 093 0 B 等80 0 82 084 0 86 0 88 090 0不透明度 C 等 不小于 78 0 80 081 0 84 0 86 088 0 表面吸收重量不大于g m230 0 平板纸纵横向平 均值 不小于30002200 裂断长 卷筒纸纵向不小于 M 40003000 横向耐折度 100 g m2155 不小于 100 g m2 次 2010 正反面均不小于S 超压 100 机压 40 超压 80 机压 40 平滑度 正反面差不大于 2020 横向伸缩率不大于 2 2 2 5 印刷表面强度 正反均 不低于m s2 01 0 灰分 8 158 158 15 pH 值 不低于 5 0 0 2 0 5 mm260120200 0 5 1 5 mm25710尘埃度 大于 1 5 mm2 个 m2 不许有不许有不许有 水分 4 0 9 0 本设计的胶版印刷纸的质量指标为 要有一定的行稳性 较高的表面强度 吸 墨性能 湿强度及较好的尺寸稳定性 纸张的纤维组织应均匀 纸的切边应整齐 洁净 纸面应平整 不应有砂子 硬质块 褶子 皱纹 裂口 孔眼等影响使用的 外观纸病 还应具有一定的平滑度 有利于书写 印刷等 不透明度不应低于规定 指标 防止透印 2 2 主要技术指标 2 2 1 原料的选择与配比 要造出质量好的胶版纸 首先要做好纤维原料的选择与配比 原料的种类可以 影响纸张的伸缩性 半纤维素含量少 木素含量多 细胞壁较厚的长纤维所抄纸张 尺寸稳定性好 伸缩率较低 短纤维所抄纸张伸缩率较大 纸张在干燥过程中纤维 在纸张平面或厚度方向收缩 较长的纤维在成形过程中纤维间挠合较多 干燥时纤 维收缩产生移动 但平面内位移较小 而短纤维收缩时 在纸平面产生的位移较大 所以长纤维抄造的纸伸长率小 再吸水时变形小 短纤维所抄纸变形较大 在相同 打浆度下 对不同长度纤维 抄纸样测试证明 纤维长短是影响纸张伸长率的主要 因素 本设计选用的原料为漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆以及自制苇浆 漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆具有不同的纤维形态 根据胶印书刊纸 的特点 商品针叶木浆 阔叶木浆以及苇浆 经过打浆后 按 1 2 7 比例混合 送 入配浆池 进行配浆 最后送至抄前池 其针叶木打浆到 40 42 R 阔叶木打到 33 35 R 混合后打浆度在 38 R左右 针叶木由于纤维较长 在打浆过程中应该 适当的切断 打浆的主要作用是提高叩解度 使纤维表面充分帚化 还需要对其适 当地切断以减少絮聚 提高成纸匀度 而阔叶木由于纤维较短打浆时纤维管胞初生 壁不容易分丝帚化 因此打浆时着重纤维的疏解作用 保持纤维的固有长度 鉴于 这三种浆的特点 处理混合浆可采用盘磨机 因此打浆时着重在此 使生产的纸张 达到的质量要求 然后再进行抄纸 表 2 2 NBKP 浆板和 LBKP 浆板的质量要求 名 称 主 要 质 量 指 标备 注 V NBKP 浆 板 白度 85 尘埃 500g 绝干浆中 0 3 1 0 尘埃不多于 25 个 1 0 1 5 尘埃不多于 10 个 5 0 尘埃不许有 粘度 700 g 二氯甲烷抽出物 0 05 机械强度 在打浆度为 45 SR 抄片定量为 60g m 时 抗长指数 85 0N m g 耐破指数 6 0Kpa m g 撕裂指数 10mN g 交货水分 20 0 QB T1679 93 LBKP 浆板 白度 85 尘埃 500g 绝干浆中 0 3 1 0 尘埃不多于 65 个 1 0 1 5 尘埃不多于 30 个 5 0 尘埃不许有 粘度 600 g 二氯甲烷抽出物 0 80 机械强度 在打浆度为 45 SR 抄片定量为 60g 时 抗长指数 50 0N m g 耐破指数 3 6KPa g 撕裂指数 6 5mN g 交货水分 20 0 QB T1679 93 2 2 2 浆料及辅料的特性及加入方式 1 浆料的配比 商品针叶木浆与商品阔叶木浆以及自制苇浆按 1 2 7 比例 混合 浓度在 3 0 3 5 之间 2 阳离子淀粉 糊化后配成 1 5 的浓度 过筛加入配浆池中 用量 1 0 3 AKD 施胶 用两份清水按 1 2 比例稀释 在调浆箱中计量连续加入 用量 0 2 4 助留剂 C PAM 溶解后配成 0 05 的浓度 在流浆箱前计量连续加入 用 量为 0 03 5 填料 研磨碳酸钙 GCC 配成 2 0 浓度后 过筛计量连续加入稳浆箱中 加 填量为 25 6 调色剂 荧光增白剂用量为 VBL0 143 碱性湖蓝用量 0 001 碱性青莲 用量 0 008 7 表面施胶剂 M PVA M 氧化淀粉 为 1 2 施胶工艺为先 将熬好的氧化 淀粉及 PVA 胶中混合 调节到 15 18 的浓度 温度控制在 60 施胶液位尽可能 高且稳定 控制适当的回流量 8 杀菌剂 用量在 0 003 0 005 2 2 3 纸机主要技术指标 产品品种 A 级胶印书刊纸 定 量 52 60 70 g m2 净纸宽度 3150mm 工作速度 1500m s 设计车速 1700m s 轨 距 3800mm 公称能力 400t d 施 胶 量 1 2 g m2单面 上网浓度 0 6 0 7 白水浓度 0 2 0 3 传动方式 交流变频分部传动 2 2 4 造纸机车速计算 造纸机的实际生产能力计算公式 G 0 06VBvqK1K2K3 1000 式中 G 造纸机生产能力 t d V 造纸机车速 m min B 抄宽 m q 纸的定量 g m2 K1 造纸机日工作时数 22 5h 23h K2 造纸机抄造率 K3 成品率 VII 根据 G 400t d B 3 15mm q 70 g m2 K1 22 5 K2 97 K3 95 可求得车速为 V 1500m s 2 2 5 打浆工艺 胶版纸的主要质量指标是纸张的伸缩率随打浆的增加而提高 这主要是由于纤 维润胀较多引起的 在保证纤维有良好结合的情况下应适当降低打浆度 对木浆可 采取游离状打浆 就打浆工艺而言 影响浆料性质的因素一为打浆流程及设备选择 二为打浆过 程中工艺控制及操作调节 由于我们采用的是针叶木与阔叶木两种木材原料 为使 其达到合乎双胶纸质量的浆料性能则必须进行打浆 然后配浆抄纸 由于浆料纤维均整性差会导致纸页匀度不好造成尺寸不稳定 为此长纤维针叶 木浆打浆就应该注意其浆料纤维均整及纤维湿重不能过大 比较不同品种的木浆 证明原浆纤维越长越不易切断 且打浆后纤维均整性差 由于双盘磨切断作用差 木浆打浆度达 35 SR 时 湿重仍为 10g 以上 造成木浆混合后成浆均整性差而使成 纸伸缩率 3 0 以上 而采用精浆机与双盘磨串联打浆 则针叶木浆性质有所改善 尤其是纤维湿重下降快 成纸伸缩率也随之下降 因此 针叶木与阔叶木浆打浆 采用 450mm 双盘磨串联 以轻刀细磨方式打 浆 目的在于打浆纤维疏解帚化 减少切断 同时避免较高打浆度而影响成纸伸缩 率 其打浆度控制在 32 SR 35 SR 湿重 1 5 2 0g 为了提高浆料的帚化度保留纤维 长度应尽量提高打浆浓度 控制在 3 5 以上为好 针叶木 阔叶木浆 苇浆打浆 先经锥形精浆机再经双盘磨串联打浆为好 锥 形精浆机段以控制湿重达要求为主 打浆度为辅 注意打浆度偏低不偏高 并使浆 料能有较多机会疏解分散以利均匀切断 为此 木浆板在水力碎浆机碎解 要加强 管理 以定量搭配 严格控制加水量 保持木浆打浆度稳定 一般控制在 3 0 3 5 不宜过高 以利精制浆切断纤维 精制浆打浆度一般控制在 25 28 SR 湿重 6 7g 而双盘磨打浆段 则以控制打浆度为主 使其打浆度达到 35 40 SR 湿重 5 6g 为宜 2 3 生产工艺流程图 针叶木 阔叶木 自制苇浆 叩前池大锥度精浆机双盘磨 叩前池双盘磨 叩前池叩后池 双盘磨叩后池 高位箱成浆池一次冲浆泵除渣器 除气器上浆泵压力筛振框平筛 流浆箱成形板和案板 CPAM PDADMAC 和 膨润土 水力碎浆机 水力碎浆机 圆网浓缩机 阳离子马铃 薯淀粉 配浆池 一号工艺流程 叩后池 IX 针叶木 阔叶木 自制苇浆 叩前池双盘磨 叩前池双盘磨 叩前池叩后池 双盘磨叩后池 高位箱一次冲浆泵 除渣器 压力筛振框平筛 流浆箱成形板和案板 水力碎浆机 水力碎浆机 圆网浓缩机 叩后池 阳离子玉米淀粉 CPAM 成浆池 上浆泵 二号工艺流程 2 3 1 两个生产工艺流程的比较 1 打浆方式的比较 配浆池 阔叶材的木纤维细胞壁的纹孔多是具缘纹孔 但是由于细胞壁增厚 常使纹孔 由长椭圆形逐渐变为缝隙状或纹孔腔完全消失而成为单纹孔 细胞壁上有结状增厚 其长度短 一般为 1mm 左右 直径小 一般小于 20 m 故阔叶木浆不适于单独抄 造高强度纸张且与针叶木材相比 阔叶木制浆所得浆料纤维细短 杂细胞等 如导 管 薄壁细胞 不利于抄造的成分所含比例较大 阔叶材中的纤维细胞含量明显低 于针叶材的纤维细胞含量 多数材种的纤维细胞含量仅达 60 80 而且混合打浆投 资小 但是打浆质量不容易控制 容易出现部分纤维过大 部分纤维打浆不够的情 况 分开打浆可以克服这个缺点 进行灵活的质量控制 产品品种增加 只是投资 稍微大些 一般来说分开打浆利大于弊 2 成本的比较 采用中浓打浆方式 设备价格较低浓设备高 同时由于工艺的特殊性 对人工 的素质以及工艺的控制也要求较高 而两个流程在适当的工艺条件和操作条件下均 可以抄造出合格的产品来 只是 1 号方案的结构更为科学合理 也增加了在操作上 和工艺上的可控性 虽然在成本方面 1 号方案高些 但 1 号方案能抄造出合格的纸 张 从长远角度来看能获得较大的经济效益 3 浆料输送的比较 由于纸料分散悬浮液具有胶体的性质 在临界浓度以上纤维之间容易产生相互 碰撞 从而使纤维与纤维之间进行交缠 产生絮聚 中浓纸料的输送 需要高强剪 切力的浆泵 这样增加了纸料在输送过程的能耗 同时对于这样浓度的浆料 需要 特殊的浆泵 而对于低浓浆料来说 只需要普通的浆泵输送就能防止纤维的絮聚 使纸料具有较好的流动性 4 线路一中设有除气罐 而线路二中没有 在造纸过程中 很多操作会导致工艺用水和白水中混入空气而形成泡沫 例如 浆料呈瀑布状落下 浆泵的空气泄漏 浆池搅拌器搅拌过于强烈或者搅拌器露出液 面 锥形除渣器排渣口压力过低 白水或者浆料管道设计不合理 白水的回收利用 损纸的回收利用等等 另外 浆料的发酵和碳酸盐的酸化分解均会释放出二氧化碳 气体 也会形成泡沫 浆料中的气泡对纸机的运行以及成纸质量有较大的影响 气泡将导致纸浆流送 和纸页成型不稳定 造成纸业定量的波动 还会降低纸页成型中脱水能力 并使纤 维和未分散的填料易于絮聚 从而降低纸页的匀度 气泡和泡沫还会导致泡沫点和 针眼等纸病 影响纸张质量 因此 降低浆料中的空气含量非常重要 5 填料不同 XI 流程二中所用的填料为滑石粉 而一般工业用滑石粉通常是一大类物质的混合 物 其中的滑石粉含量并不高 这些物质多数不适合造纸 高纯度的滑石粉作填料 受到一定的限制 流程一中用碳酸钙作填料 碳酸钙可以提高纸张的不透明度增加 纸的吸收油墨性 不同填料对 AKD 施胶效果影响不同 由于填料具有较大的比表面 积和独特的表面化学性质 能够吸收纸浆中添加的部分 AKD 而减少 AKD 在长纤维上 的保留 在相同条件下 加添研磨碳酸钙 GCC 的纸页的施胶度要高于加添沉淀碳酸钙 PCC 纸页的施胶度 这是由于 GCC 颗粒内部的具有微孔结构 纸页干燥时部分融化的 AKD 会渗入这些空隙之中而不能与纤维羟基反应 从而降低 AKD 的视角效率 把填料加 于冲浆泵之前 经过二次冲浆泵的强剪切力可使填料与浆料混合较均匀 故流程一 选用的填料更合适 6 施胶机理不同 施胶即为引入化学添加剂使纸和纸板具有斥水的目的 迄今为止 浆内施胶是常 用的施胶方法 流程二所用的施胶剂为松香胶和矾土施胶体系 松香胶通过矾土的 作用与纤维产生结合获得留着 在干燥的过程产生亲水基向内 疏水基向外的定向 排列 获得施胶效果 在松香胶施胶体系中 松香与明矾或其他的沉淀剂如聚合氯 化铝 铝酸钠一起加入到浆料中 形成复杂的疏水性化合物松香酸铝 并沉淀在纸 页纤维表面 在纸和纸板中产生比较均一的抗水层 在松香胶中 PH 为 6 7 使可取的 最好的施胶效果 这时可以加入白土 不能加添碳酸钙 施胶度主要是通过调节松 香的加添量 湿部的 PH 或酸度来控制 松香胶施胶主要问题是纸页强度下降 抗老 化性差 对设备腐蚀大 用松香胶施胶只能取得中低程度的施胶度 难以获得很高 的施胶度 流程一所用的施胶剂为 AKD 是一种不饱和内酯 AKD 分子中有两个基团 疏水 基团和反应活性基团 是一种纤维素反应型施胶剂 它既能作为浆内施胶剂 也能 作为表面施胶剂 AKD 与纤维反应形成酮基酯衍生物 并定位在纤维上 疏水端面向 纤维表面 形成疏水层 AKD 与纤维的反应在一定时间内持续进行 因此 随着存放 时间的延长 纸页施胶度上升 AKD 在 PH7 9 时施胶度最好 能加添碳酸钙 抄造的 纸页比松香胶纸页的强的高 抗老化性好 综上所述 选择流程一比较合适 7 在线路一中针叶木打浆结束后 经过大锥度精浆机 而线路二没有 针叶木纤维较长 需要进行适当的切断以改善纸页的匀度 所以选用大锥度精 浆机和双磨盘相结合的打浆方式 其主要用于纤维的切断并兼有解离纤维的作用 虽然长纤维强度好 但不利于成形 产品疏松多孔 表面粗糙 纸张强度较低 不 能满足纸张使用要求 因此必须将长纤维进行适当的切断 大锥度精浆机生产能力 大 打浆能力强而单位消耗较低的一种连续打浆设备 可进行低浓半游离半粘状打 浆 资料表明 使用锥型磨与双盘磨可以达到以下效果 1 纸张撕裂度明显下降 说明平均纤维长度下降 2 纸张抗张强度升高 说明纤维结合强度增加 3 湿重比未用锥型磨时不同程度的下降 说明锥型磨对纤维切断作用好于双 盘磨 打浆浓度小时湿重下降幅度更大 4 纤维部分切断后双盘磨打浆电流下降 负荷减轻 说明纤维部分被切断后 经双盘磨打浆纤维易于帚化 结合上述 从产品质量 动力消耗 经济效益等角度考虑 使用大锥度精浆机 和双磨盘结合打浆较为优越 2 3 2 施胶剂不同 施胶即为引入化学添加剂使纸和纸板具有疏水的目的 迄今为止 浆内施胶是 常用的施胶方法 流程二所用的是松香胶和矾土施胶体系 松香胶通过矾土的作用 与纤维产生结合 获得留着 在干燥过程产生亲水基向内 疏水基向外的定向排列 获得施胶效果 在松香胶施胶体系中 松香与明矾或其它的沉淀剂如聚合氯化铝 铝酸钠一起 加入到浆料中 形成复杂的疏水性化合物一松香酸铝 并沉积在纸页纤维表面 在 纸和纸板中产生比较均一的抗水层 在松香施胶中 pH 为 6 7 使可取的最好的施胶效 果 这时可加添白土 不能加添碳酸钙 施胶度主要是通过调节松香的加添量 湿 部的 pH 或酸度来控制 松香胶施胶主要问题是纸页强度下降 抗老化性差 对设备 腐蚀大 用松香施胶只能取得中低程度的施胶度 难以获得很高的施胶度 流程一所使用的施胶剂为烷基烯酮二聚体 AKD 是一种不饱和的内酯 AKD 分子 中有两个基团 疏水基团和反应活性基团 是种纤一种维素反应型施胶剂 它既能 作浆内施胶剂 也能作为表面施胶剂 AKD 与纤维反应形成酮基酯衍生物 并定位在 纤维上 疏水端面向纤维表面 形成疏水层 AKD 与纤维的反应在一定时间内持续进 行 因此 随着存放时间的延长 纸页施胶度 上升 AKD 在 pH 为 7 8 时施胶效果 最好 加填碳酸钙 抄造的纸页比松香胶纸页的强度高 抗老化性好 合成施胶剂 AKD 比松香胶主要有以下好处 1 改善纸张性能 纸强度好 白度和不透明度高 柔软感好 耐久性和良好的 适应性更是松香胶施胶无法达到的 2 降低造纸成本 一方面由于中性抄纸可以提高成纸强度 另一方面纸浆呈中 性或碱性 因此可以用 GCC 作为填料 并且可部分使用旧报纸浆或短纤维代替长纤 XIII 维优质原料的方法 从而降低成本 3 减少能耗 中性抄纸进行精浆时 在获得与酸性体系相同的叩解度下 其所 需能量可减少 20 30 并且由于不用硫酸铝减少了毛毯的堵塞 使压榨脱水顺利 湿纸易于干燥 从而减少了蒸汽的消耗 此外由于白水封闭循环的加大 也减少了 白水升温所需的蒸汽量 4 减少水污染的排放 由于中性抄纸 水中各种离子浓度大幅度下降 从而使 水的回用比例增加 使纸机白水系统易于处理和封闭 5 减少增白剂的用量 增白剂在中性系统中返黄较慢 增白效果好 6 提高纸机运行性能 纸机在网部滤水加快 网子使用寿命延长 毛毯不易玷 污 纸机腐蚀减少 在相同的施胶剂用量下 合成施胶剂 AKD 比松香施胶剂有较高的施胶效率 能 够获得较高的施胶度 由此可以看出流程一的施胶体系优于流程二 2 4 工艺参数 2 4 1 工艺参数表 表2 3 工艺参数 编号项目定额备注 阔叶木浆 20 针叶木浆 101 浆料 配比 自制苇浆 70 2定量 g m 70 3抄宽 mm 3910 4净幅纸宽 mm 3150 5车速 m min 1700 6抄造率 97 7整理部成品率 95 8成纸干度 93 9横向收缩率 3 5 10卷纸部干损率 1 5对理论产量 11压榨部湿损纸率 1 0对理论产量 12压榨部带出固形物0 12对进浆 13真空伏辊湿损纸率 1 0 14真空伏辊带出的纤维率 0 15对进浆 15进真空吸水箱的纸页干度 3 16真空吸水箱带出固形物2 5对进浆 17案板带出固形物率 25 18除气罐溢流量 10对进口浆量 19高位箱溢流量 10对进口浆量 20上网浓度 0 6 21网案白水带出的纤维率 40对进浆 22流浆箱回流量5 XV 23洗网水带出的纤维率 0 4对成品 24旋翼筛的排渣率 连续 6对进浆 25旋翼筛的排渣浓度 1 0 26振框平筛排渣率 0 1对成品 27振框平筛排渣率 4 28振框平筛排渣率 0 6 29606 除渣器三段排渣率 20对本段进浆 30一段除渣器排渣率 25对进口浆量 31二段除渣器排渣率 20对本段入口进浆 32三段除渣器排渣率 10对本段入口进浆 33一段除渣器排渣含量 1 2 34二段除渣器排渣含量 1 0 35三段除渣器排渣含量 1 0 36二段除渣器进浆含量 0 6 37三段除渣器进浆含量 0 5 38表面施胶剂浓度 3 0氧化淀粉 PVA 1 3 39表面施胶剂用量0 7对成品 40成浆池浓度 3 0 41进干燥 干度 60 42出干燥 干度 90 43进干燥 干度 41 44进压榨部干度 20 45进真空伏辊的纸页干度 12 46水力碎浆机工作浓度 3 5 47圆网浓缩机进浆浓度 0 8 48圆网浓缩机出浆浓度 3 5 49圆网浓缩机白水浓度 0 05 50圆网浓缩机喷水量 L 3000对成品 51荧光增白剂用量 0 1对成品 52荧光增白剂浓度 0 2 53CPAM 用量 0 025对成品 54CPAM 浓度 0 1 55PDADMAC 用量 0 03对成品 56PDADMAC 浓度 0 1 57GCC 用量 25对成品 58GCC 浓度 10 59GCC 留着率 80 XVII 60AKD 用量 0 15对成品 61AKD 浓度 15 62阳离子淀粉用量 1 0对成品 63阳离子淀粉浓度 0 5 64流浆箱喷水用量 L 2700 65水针水用量 L 10 6 66洗网水用量 L 8000 67断纸喷水用量 L 5000 68膨润土用量 0 1对成品 2 4 2 主要辅料 1 AKD 中性施胶剂 外观 白色乳状液 固含量 10 15 20 离子性 阳离子 粘度 10 20 30CP S 25 PH 值 2 4 25 保质期 二个月 5 30 工艺要求 稀释成 2 或原液加入 使用量 0 2 0 3 对绝干浆量 重施胶 0 3 0 4 对绝干浆量 注意事项 1 AKD 乳液分层 增稠 有大量气体放出时应停止使用 夏季使用或浆料温度过高时加 30 50ppm 杀菌剂 纸页下机后有 48 72 小时的熟化期 不可盲目加大使用量 4应置于干燥库房内 温度在 5 30 不得超过 32 时间不超过 2 个月 5包装 200kg 桶 2 荧光增白剂 型号 VBL 外观 淡黄色粉末 荧光增白强度 min 为标准品 100 5 水分含量 5 不溶于水的杂质含量 5 细度 过 180 目筛残留物 5 工艺要求 荧光增白剂用量 1 25 1 5kg T 浆 附 乳液制备 在增白剂调制箱中 加入 1 2 50 60 温水后 加入 25kg 荧光增白剂搅拌 均匀充分溶解后 加水至浓度达到 1 5 通过过滤后放入贮存槽 待用 3 重质碳酸钙 型号 白度 95 CaCO3 含量 99 水分 0 3 酸不溶物 0 15 粒度 通过 350 目筛 工艺要求 悬浮液浓度 20 用量 20 对绝干质量 悬浮液制备 在填料溶解槽中加入 1 2 的清水后开动搅拌器 渐次加入 700kg 碳酸钙填料 搅拌均匀后加清水稀释至 20 浓度 过滤后送人填料贮存槽待用 4 纸浆防腐杀菌剂 外观 透明微黄色液体 有效成份用量 4 0 氯比 A B 1 2 6 3 5 相对密度 20 20 1 10 1 20 PH 值 1 水溶液 4 5 6 5 溶解性 溶于水 低分子醇 乙醇等 用量 每 1m 浆水用 25g 每 1m 白水用 15g 2 5 浆水平衡计算 制浆造纸的浆水平衡计算以 1t 风干浆为基础进行推算的 以求出纤维原料的需 XIX 求量和制浆过程各部分浆料和水的消耗及流失 为设备 容器和管线规格的设计以 及其他部门提供依据 其计算公式如下 纤维的物料平衡方程式 浆料平衡方程式 式中 Q 进入某设备的纤维量 Kg QN 自某设备输出的纤维量 Kg QN 1 自某设备流失的纤维量 Kg 进入某设备的浆料浓度 CN 自谋设备输出的浆料浓度 CN 1 自某设备流失的浆料浓度 进入某设备的浆料总体积 m VN 自某设备输出的浆料总体积 m VN 1 自某设备流失的浆料总体积 m 为方便计算 以下式中不带单位 单位参照上列所给值 计算 以 1 吨成品纸为计算标准 单位为 kg 8 流浆箱 已知 Q16 1402 0963 V16 233682 7167 D8 5 对进口浆量 C17 C16 0 6 W4 550Kg W5 2722 5 流浆箱喷淋水 16 16 16 C V Q 压力筛 成形板 CPAM 18 18 18 C V Q 17 17 17 C V Q 流浆箱 回流 W5 喷淋水 W4 计算 由于 Q18 Q16 Q17 而 Q17 d8 Q16所以 Q18 1475 8908 8 16 1 d Q 51 0963 1402 Q17 d8 Q18 5 1475 8908 73 7945 V17 12299 0833 17 17 C Q 6 0 7945 73 V18 V16 V17 W4 W5 32395 3 C18 4 556 18 18 V Q 3 32395 8908 1475 9 压力筛 已知 Q20 250 V20 2500 Q18 1475 8908 V18 32395 3 压力筛排渣率为 d9 6 C20 5 C19 1 0 21 21 21 C V Q 20 20 20 C V Q 19 19 19 C V Q 18 18 18 C V Q 计算 Q21 Q18 Q19 Q20且 Q19 d9Q21 Q21 1304 1392 9 2018 1 d QQ 61 2508908 1475 上浆泵 压力筛 流浆箱 研磨排渣 XXI Q19 d9 Q21 6 1304 1392 78 2484 V19 7824 8352 19 19 C Q 0 1 2484 78 V21 V18 V19 V20 37720 1352 C21 3 4574 21 21 V Q 1352 37720 1392 1304 19 水力碎浆机 已知 Q1 48 9474 V1 52 6316 Q3 15 1384 V3 16 2778 C3 C1 93 C47 C30 0 0920 C46 35 计算 由 Q46 Q1 Q3 Q47 V1 V3 46 46 C Q 47 47 C Q 解得 Q47 1 6463 V47 1789 4565 Q46 65 0430 V46 1858 3715 3 浆水平衡收支总表 纤维 kg浆料 L 序 号 单元 名称 来源于去向 收支收支 来自卷取部978 94741052 6316 去成品库930 00001000 0000 去水力碎浆机48 947452 6316 1 复卷完 成部 合计978 9474978 94741052 63161052 6316 来干燥部987 08581061 3826 去复卷完成部978 94741052 6316 去水力碎浆机8 13848 7510 2 压光卷 取部 合计987 0858987 08581061 38261061 3826 水力碎浆机 47 47 47 C V Q 整理部卷取部 稀白水 伏损池 1 1 1 C V Q 3 3 3 C V Q 46 46 46 C V Q 来自压榨部987 08582407 5263 去压光卷取部987 08581061 3826 蒸发水0 00001346 1437 3干燥部 合计987 0858987 08582407 52632407 5263 来自真空伏辊998 37614991 8805 去干燥部987 08582407 5263 去伏损池10 092233 6407 去压榨白水1 19812550 7135 4压榨部 合计998 3761998 37614991 88054991 8805 来自真空箱1025 28198544 0158 来水针水0 0000396 9 去压榨部987 08584991 8805 去水封槽1 53793425 2958 去伏损池25 3679137 4395 5 真空伏 辊 合计1025 28191025 28198596 31878596 3187 来自成形板案板1051 572235052 4067 去真空伏辊1025 28198596 3187 去水封槽26 289326905 2909 6真空箱 合计1051 57221051 572235052 406735052 4067 来流浆箱1402 0963233682 7167 去真空箱1025 281935052 4067 去白水槽350 5241198630 31 7 成形板 案板 合计1402 09631402 0963233682 7167233682 7167 来自压力筛1475 890832395 3 来喷淋水0 00002722 5 来膨润土0 0000550 去成形板案板1402 0963233682 7167 回流上浆泵73 794512299 0833 8流浆箱 合计1475 89081475 8908245981 8245981 8 来自上浆泵1304 139237720 1352 来研磨25025009压力筛 去流浆箱1475 890832395 3 XXIII 去排渣78 24847824 8352 合计1554 13921554 139240220 135240220 1352 来自压力筛78 24847824 8352 去上浆泵77 24847799 8352 去渣槽1 000025 10 振框平 筛 合计78 248478 24847824 83527824 8352 来自振框平筛77 248412874 7333 来浓白水142 775475263 7849 来流浆箱回流73 794512299 0833 来除气器1053 0521150436 0143 去压力筛1304 139237720 1352 11上浆泵 合计1304 13921304 139237720 135237720 1352 来自一段除渣器1170 0579167151 1270 去上浆泵1053 0521150436 0143 去一次冲浆泵117 005816715 1143 12除气器 合计1170 05791170 0579167151 1270167151 1270 来自一次冲浆泵1560 0772199652 7353 去除气器1170 0579167151 1270 去一段浆槽390 019332501 6083 13 一段除 渣器 合计1560 07721560 0772199652 7353199652 7353 来自一段渣浆槽535 334189222 3477 去冲浆泵481 800789869 0077 去二段渣浆槽53 53345353 3400 14 二段除 渣器 合计535 3341535 334189222 347789222 3477 来自二段渣浆槽69 896913979 3778 回流一段渣浆槽62 907213280 4078 去渣槽6 9897698 9689 15 三段除 渣器 合计69 896969 896913979 377813979 3778 来除气器117 005816715 143 来自二段除渣器481 800783869 0077 来 AKD10 000010 0000 16 一次冲 浆泵 来浓白水池135 711771540 1492 来高位箱825 554027518 4679 去一段除渣器1560 0772199652 7353 合计1560 07721560 0772199652 7353199652 7353 来浆料719 641421492 3976 来自阳离子淀粉22 00002000 0000 来增白剂5 00001000 0000 来损纸105 91263026 0703 去调节池852 554027518 4679 17配浆池 合计852 5540852 554027518 467927518 4679 设备选型 1 针叶木打浆设备 已知 叩解度要求 叩前 15 SR 叩后 35 40 SR 叩解浓度 2 3 计算 针叶木浆 纤维较长 需进行适当的切断以改善纸页的匀度 选用大锥度 精浆机与 450 双盘磨相结合的打浆 进行低浓半游离半粘状打浆 能够满足工艺 要求 大锥度精浆机与 450 双盘磨的生产能力均达到 30t d 故采用 3 列并联 串联台数的确定 据资料及经验数据 两种设备的打浆能力为 8500 9500 kg SR h 取 9000 kg SR h 则该打浆线需要台数为 N Q b1 b2 B K 式中 N 需要打浆设备的台数 Q 浆料处理量 kg 绝干 h XXV b1 b2 原浆及成浆的打浆度 SR B 打浆设备的打浆能力 kg SR h K 富余系数 一般取 0 75 N 1030 1253 40 15 9000 0 75 4 故取 1 台大锥度精浆机及 4 台 450 双盘磨串联即可 2 阔叶木浆打浆设备 已知 同上 计算 过程同上 N 441 4817 40 15 9000 0 75 2 故可取 2 台 ZDP11 型 450 双盘磨浆机 3 针叶木未叩浆池 已知 V 44788 0565 其余同上 计算 V V T 1 水力碎浆机 ZDS2 5m 中浓水力碎浆机 2 双盘磨 进浆压力 0 05 0 2MPa 浆料浓度 3 0 4 5 出浆压力 0 08 0 3MPa 通过量 75m3 h 电机电流 280A 特殊纸机适当提高 但不超过其额定电流 360A 3 成浆池选型 根据 V QT C 式中 V 所需贮浆体积 m3 Q 所需贮存的浆料量 t 绝干浆 h C 贮浆浓度 T 贮存时间 取 0 3h V QT C 125000 0 3 0 5 1000 93 75 故成浆池 5 5 5 125 4 冲浆泵 型号 HCK250 200 500 规格 Q 480 h H 32m C 0 47 5 压力筛 型号 FW1 5 规格 1 5 筛缝 0 3mm 6 除渣器 型号 CHC600 规格 550 650L min C 0 4 设 计 总 结 本设计的题目为 400t d 70 g m2 胶版印刷纸的打浆 流送工段 设计过程中 参考了已被广泛应用与工厂的工艺流程 主要包括以下几个方面 1 工艺流程的选择及计算 2 工艺设备的选择及计算 3 浆水平衡计算 4 设备的选型 5 设计说明书的编写 XXVII 色媒体改性棉织物及其染色性能的研究色媒体改性棉织物及其染色性能的研究 摘摘 要要 我国印染行业废水污染越来越严重 环保压力越来越大 清洁化生产工艺的开 发已经刻不容缓 针对活性染料染棉纤维存在吸尽率和固色率低的问题 我们需要 在染浴中往往需要加入大量的无机电解质盐来提高染料的上染百分率 但是这些电 解质随染色废液排出 同时给环境造成了极大的污染 为此 德美化工研究了一种 阳离子助剂即色媒体 1 我们通过实验用色媒体对棉纤维进行改性 发现经过色媒 体改性的棉纤维染色性能优越 实现了低盐染色 达到了低污染 低能耗 低水耗 的效果 关键词 关键词 色媒体 阳离子改性 活性染料 低盐染色 染色性能 目录目录 1 绪论 1 1 1 研究背景 1 1 2 研究进展及其现状 1 1 2 1 物理方法 1 1 2 2 化学方法 2 1 3 本文研究目的 方法及内容 3 2 理论依据 3 3 实验部分 4 3 1 主要实验材料 化学品及仪器 4 3 2 棉织物改性工艺实验设计及其染色 4 3 2 1 色媒体用量不同对棉织物改性及其染色 4 3 2 1 1 色媒体用量不同对棉织物改性的影响 4 3 2 1 2 改性后的棉织物染色工艺实验 5 3 2 1 3 实验步骤 6 3 2 2 处理时间不同对棉织物改性及其染色 8 3 2 2 1 处理时间不同对棉织物改性的影响 8 3 2 2 2 改性后的棉织物染色工艺实验 8 3 2 2 3 实验步骤 8 3 2 3 处理温度不同对棉织物改性及其染色 9 3 2 3 1 色媒体用量不同对棉织物改性的影响 9 3 2 3 2 改性后的棉织物染色工艺实验 10 3 2 3 3 实验步骤 10 3 3 NaCl 用量对改性 未改性棉纤维的影响及其染色 11 3 3 1 NaCl 用量对改性 未改性棉纤维影响工艺 11 3 3 2 棉织物染色工艺 11 3 3 3 实验步骤 12 4 结论 13 绪论绪论 1 1 研究背景研究背景 活性染料是棉纤维染色时用的最多 最重要的一种染料 活性染料以其色谱齐全 色泽鲜艳 耐湿处理色牢度较高 价格相对低廉 应用工艺简便 大部分染料结构上 不含有致癌芳香胺等优点深受印染界喜爱 但活性染料存在易水解 染料利用率低等 缺点 使得活性染料染色时耗水量高 染色牢度受到影响 为了克服这些缺点 在棉 400t d 印书刊纸造纸车间打浆流送工段设计 1 1 织物的传统染色工艺中 使用活性染料染色时 往往采用加入大量的中性电解质的方 法来促进染料的上染 这种方法极大地改善了活性染料的易水解和染料利用率低的问 题 尤其在大浴比时传统染色工艺的作用更为明显 然而 传统染色工艺中所使用的 电解质随染色废液排出 会导致废水中盐含量过高 严重影响水资源的生态环境 同时 水中盐分过高还会带来土质盐碱化等生态问题 这是当前社会所不能接受的 2 2 研究进展及其现状研究进展及其现状 目前 通过物理 化学及生物等方法还不能实现印染废水中无机盐的降解和回收 因此 近年来许多印染研究人员一直致力于探求对棉纤维改性处理 以提高染色性能 2 实现绿色染色 纤维素纤维的改性方法有很多 如物理方法 化学处理方法等 3 1 1 物理方法物理方法 物理方法在基本不用或者很少用到化学助剂的情况下 改变纤维的表面结构及其 性能 不仅改善了纤维的染色性能 还可以减少污染 有利于保护生态环境 一般物 理改性方法有机械法 辐射法 等离子体技术 蒸汽闪爆技术等 1 机械方法 该方法主要有研磨法和切碎法两种 通过降低纤维素的结晶度 改变纤维的形态 和细微结构 或者增加纤维的表面来提高纤维在化学反应中的可及度 4 2 辐射法 该方法是采用电子射线等对纤维素纤维进行预处理 利用射线的辐射能使纤维素的结 构发生变化 降低聚合度 增加活性 提高可及度 3 等离子体技术 该方法是利用等离子体中大量的电子 离子 激发态原子 分子等活性粒子 通 过轰击棉纤维表面将能量传递给棉纤维 使棉纤维表面的果胶等脱离 并留下深浅不 一的凹坑 引起刻蚀现象 同时活性粒子还能是纤维表面发生氧化和接枝 从而增强 了棉纤维的吸水性能 2 4 蒸汽闪爆技术 该方法是 1927 年由一个美国学者提出的 它能使已经渗入纤维内部的水蒸气分子 以气流方式 从相对封闭的空隙中高速瞬间释放 使棉纤维紧密堆砌缠绕的内部区域 得到有效的疏松 同时纤维素分子内及分子间的氢键发生断裂 使棉纤维的结构造成 破坏 赋予材料新的性能 5 2 2 化学方法化学方法 纤维素纤维的化学处理方法主要有三种 6 对棉纤维进行表面处理 利用化学药品 例如强碱 甘油 液氨 磷酸等 处理棉纤维 改变纤维的物理形态和微结构 使纤维的染色性能发生变化 对纤维内部进行改性 利用化学助剂 例如聚酰胺环氧化合物 按一定工艺处理棉纤维 使纤维发生化学改性 从而引起染色性能的变化 7 对棉纤维表面改性的同时 对纤维内部也进行化学改性 这种改 性会引起纤维的染色性发生根本性的变化 一般对纤维进行化学改性的过程均伴随着 纤维内部改性和外部改性的同时进行 许多研究已经证明 经过一定的化学改性后 可以显著提高纤维素纤维对阴离子 染料的结合能力 胥正安等 8 研究了阳离子改性剂 CHPTMAC 对棉织物的接枝改性 在 棉纤维纤维大分子上引入了阳离子基团 不但可以阻碍纤维素分子发生重结晶 还使 纤维表面带上正电荷 纤维与染料之间的结合力不但有范德华力和氢键的作用力 而 且还有分子间静电引力的作用 提高了染料的上染能力和利用率 但是这类改性剂分 子小 存在用量大 处理时间长 直接性差的缺点 因此 近年来有很多研究者开始 研究大分子改性剂 如纪俊玲等 9 研究了大分子聚合物改性剂聚环氧氯丙烷胺化物 并用该改性剂处理棉纤维 研究结果表明改性为棉纤维引入了阳离子基团 提高了活 性染料的上染百分率 且染色废水回用效果比较好 张鹏等 10 利用端氨基超支化合物 400t d 印书刊纸造纸车间打浆流送工段设计 3 3 HBP NH2 作为阳离子改性剂 对竹浆纤维织物进行改性 在纤维表面引入了大量氨基 亚胺基 改变了纤维表面的电荷分布 降低了活性染料染色过程中无机盐的用量 使 无盐染色成为可能 此外 崔淑玲 11 等用多官能团的交联胺化改性剂 TETS 改性了纤 维素纤维 不但赋予了织物抗皱性能 还大大提高了活性染料的上染率和固色率 实 现了活性染料在酸性 中性 浴中的无盐染色 3 3 本文研究目的 方法及内容本文研究目的 方法及内容 由于传统染色工艺会带来水污染和土壤污染等生态问题 因而 我们迫切需要一 种环保高效的方法来解决活性染料盐污染问题 本文主要针对这一问题进行讨论和实 验研究 希望找到一种方法使棉纤维在活性染料染色过程中提高染料的上染百分率 固色率及染色深度 提高染料的利用率 同时减少盐用量 甚至实现完全不加盐染色 使无盐染色工艺达到常规有盐染色的效果甚至更好 解决活性染料盐污染问题 可从染料 纤维和染色工艺过程等方面着手 棉纤维 的阳离子化改性是有效解决活性染料染色污染问题的途径之一 即棉织物经阳改性后 纤维表面带上正电荷 降低了棉纤维对阴离子染料的排斥作用 活性染料将快速上染 纤维 因此减少 甚至不使用无机盐染色时也可提高染料上染百分率 广东德美精细 化工股份有限公司推出的一种阳离子改性剂 色媒体 是一种反应型功能团阳离子预 聚体 可用于棉织物活性染料低盐染色工艺 本文利用德美化工的阳离子改性剂 命名为色媒体 对棉织物进行改性 在棉纤维 上引入了大量正电荷 使染液中纤维阴离子与染料阴离子之间的静电斥力变为纤维上 正电荷与染料阴离子之间的静电引力 使染料的上染变得容易 理论依据理论依据 纤维素纤维表面和活性染料离子都带有负电荷