十万吨涂布白纸板.doc

课程设计说明书题目：年产十万吨涂布白纸板制浆造纸综合工厂重点：制浆工段学 号： 姓 名： 指导老师： 造纸工程学院制浆造纸专业日产300吨涂布白纸板制浆车间设计 摘 要本设计是一个日产300涂布白纸板制浆工艺流程。主要是面浆。本设计说明书主要有两部分组成：第一部分是课题的目的、意义、任务；第二部分是工艺部分，包括生产工艺即浆水平衡计算、设备的选型。本设计以浆板和废纸为主要原料，经过碎解、净化筛选、浓缩打浆成浆供抄纸车间使用。关键词：制浆 废纸 涂布白纸板AbstractThe design is a Nissan 300 coated paperboard pulp and workshop.This paper mainly consists of two parts: the first part is the purpose, meaning, task; the second part is the process, including the production process and water balance calculation, equipment selection.This design is based on the pulp and waste paper as the main raw material, after crushing, screening, purification of concentrated beating pulp for papermaking workshopKeywords: pulp white coated paperboard pulp-making workshop目录1设计题目描述11.1 简介11.2白纸板的结构形式12工艺论证和流程设计22.1生产原料的说明：32.2浆料的配比：32.3主要工艺方案及工艺流程33浆水平衡计算53.1工艺参数53.2面浆的浆水平衡计算63.2浆料收支明细表74设备选型及说明114.1泵的选用124.2锥形除砂器144.3旋翼筛154.4工序及设备155总结176参 考 文 献18171设计题目描述1.1 简介本题是一个年产10万吨涂布白纸板制浆车间的设计。设计的重点是制浆工段，主要内容包括制浆工段的工艺流程。要求选择成熟可靠、先进合理、经济效益良好的工艺条件及工艺流程。针对目前形势和产品质量的要求，原料宜选用商品浆板和废纸浆以减少污染。1.2白纸板的结构形式白板纸的标准名称是白纸板，由于人们习惯的称呼为“白纸板”。它是由多层纸页重叠而成的，由于下面是白面，故称单面白板纸。它的浆层结构形式有如下几种：面浆层+底浆层面浆层+芯浆层+底浆层面浆层+衬浆层+芯浆层+底浆层面浆层+衬浆层+底浆层面浆层：一般都是自制的木浆。一些没有自制浆系统的，则采用收购印刷厂白纸边处理后，来做面浆。底浆层：主要是废纸浆，有的还要特殊处理。芯浆层：主要以低级的废纸掺少部分浆渣为主。又是白纸板各层浆中最低级的一层，纸质粗糙，结构疏松，但弹性较好。衬浆层：主要是以脱墨废纸浆为主，而一般的中小厂是以低白度（6568%）的自制草浆为主，也有的在自制浆中配掺部分白纸板或用全白纸浆，这层浆的正确选用能改变白纸板的外观及面浆层的性能，及整个纸张的物理特性，尤其是在耐折和耐破上具有明显的优势。总而言之，白纸板的实质要求只有两点：一时外观质的美观，二是在质的强度和耐用，除了在选用衬浆上加强改变白纸板的质量，还有在工艺技术上下工夫，在上浆方式上要选用多种类型的网槽，改变纤维的排列方式和成型交织特性；另外就是加强提高废纸制浆的精选净化。实现了这两点，就能生产优质合格的白纸板。2工艺论证和流程设计纸板的国家技术指标（XBY31004-90）涂布白纸板按质量分为 A、B、C三等。各指标指数如表所示：（表1）指标名称单位规定指标指数A级B级C级定量g/200-250 5%270-350 3%350-450 +2% -5%紧度g/cm30.6-0.80.6-0.80.6施胶度不少于mm0.5平滑度（正）不小于S141212白度（正）不低于%808070横向耐折度不低于次1053挺度 横向220 g/mNm4.0（40.8）2.0（20.4）1.5（15.3）250 g/4.5（46.4）2.5（25.4）2.0（20.4）300 g/4.5（46.4）3.5（35.7）3.0（30.6）尘埃度0.5-1.5mm2个/2550801.5-2.5mm2不许有不许有4水分%7-102.1生产原料的说明：本设计的产品是250g/A级单面涂布白纸板纸，适当改变原料结构即可变换品种。本工程根据国内外生产单面涂布白纸板的经验，以及对产品质量的要求，将纸板的结构分为四层，并根据不同的功能要求采用不同的纤维原料，具体为：A: 面层： 采用浆板，其中漂白针叶木浆38%，漂白阔叶木浆62%；B： 衬底层采用100%的不脱墨新闻纸（ONP）;C 芯层采用100%混合废纸，其中废杂志纸（OMP）占70%，废纸箱板纸占30%；2.2浆料的配比：面浆层 16% 进口原料、漂白木浆 加填15%衬浆层 16% 旧报纸、杂志、书刊含有的办公废纸 加填10%芯浆层 50% 废纸浆底浆层 18% 废旧新闻纸浆 加填10%在涂布白纸板的芯层中加入部分废纸箱板纸能大大提高纸板的挺度。生产表明，在芯层中10%-15%的废纸箱板取代混合废纸，能使涂布白纸板挺度增加10%以上。但成本有一定的增加。2.3主要工艺方案及工艺流程涂布白纸板通常有面浆、衬浆、芯浆、底浆组成（白卡纸无衬层），不同纸层是采用不同的原料按规定的配比抄造，并且对不同纸层的成型要求也不一样。通常面浆采用15%-20%漂白针叶木浆和85%-80%的阔叶木浆。衬层采用100%的脱墨废纸浆(废新闻纸70%，废杂志纸30%)。芯层采用100%的混合废纸浆，以废杂志纸（70%）及箱板纸（不大于30%）为主，生产白卡纸时芯层多采用100%的化学热磨机械浆。底层采用100%的脱墨废新闻纸浆或不脱墨废新闻纸浆（灰底白板），生产白卡纸时则和面浆一样。因此，各层有一条独立的流送系统与各自的流浆箱，各层的流程也不完全一样。主要是在满足生产要求及产品质量的条件下，综合建设投资、生产成本。操作维护等各方面来考虑。最具有代表性的是如图1和图2所示的两种流程。其主要区别在于流程（1）设有低浓度净化和采用了先进的短循环系统。在有短循环的流程中，采用二次冲浆，一次在除砂器前，一次在压力筛前，除砂器一段良浆管伸进机外白水槽插到二段冲浆泵的吸口处。一次性稀释的浓度变化不是太大，除砂系统能在恒定的状态下工作，有利于完全发挥除砂器的能力。更重要的是进入流浆箱的浆料的流速及压力可以更加精确的控制，有利于上网浆浓的稳定。面浆基本上是采用流程（1），即设有三段除砂，采用短循环。只有在少数工程中采用流程（2）,如一些产量不太大，车速不高，产品质量不是很高的工程中偶尔使用。衬层和底层则两种流程目前都有使用，但高档涂布白纸板及白卡纸多采用流程（1），如烟台投资的10万吨涂布白卡纸、宁波35万吨的涂布白纸板工程。芯层一般采用流程（2），不设除砂器，个别生产白卡纸的工程中也有采用流程（1）的，但一般认为流程（2）亦能满足要求，且减少能耗，降低成本，简化流程。另一种流程短循环被引进白纸板的生产之前被广泛采用，如图3，即设有除砂器，但不采用短循环，一台稀释冲浆泵，一次冲浆上网。如营口造纸厂的涂布白纸板生产线是采用这样的流程。这种流程目前在新设计的中高档涂布白纸板工程中已不再采用。成浆池高位箱机外白水槽 冲浆泵压力筛流浆箱 一段除砂器浆泵 振框筛 二段除砂器 一段除砂器 排渣 三段除砂器 排渣 （图1）成浆池 高位箱 机外白水槽 冲浆泵 压力筛 流浆箱二段压力筛振框筛排渣 （图2）成浆池高位箱机外白水槽 冲浆泵一段除砂器压力筛流浆箱 二段除砂器 振框筛 三段除砂器 排渣排渣（图3）3浆水平衡计算3.1工艺参数（1）全年工作日数：340天 每日工作时数22.5h 原料损失率5%（2）高浓水力碎浆机工艺条件： 碎浆浓度：15% 出浆浓度： 6.00% 温度：55时间： 20min （3）高浓除渣器： 进浆浓度： 3.0% 出浆浓度： 3.0% 排渣浓度： 5.0% 排渣率： 5.00% 损失率：1.5 冲洗水压力：300400KPa稀释水浓度：0.020.04 排渣周期：1015min（4）低浓除渣：第一段：进浆浓度：0.80% 出浆浓度：0.94% 排渣率：15% 最大进浆压力：0.4Mpa 压力降：0.14-0.175Mpa第二段：进浆浓度：0.75% 出浆浓度：0.8% 排渣率：20%： 最大进浆压力：0.4Mpa 压力降：0.14-0.175Mpa第三段：进浆浓度：0.7% 出浆浓度：0.6% 排渣率：25% 最大进浆压力：0.4Mpa 压力降：0.14-0.175Mpa（5）1#多盘浓缩机 进浆浓度：0.78 % 出浆浓度：1015 纤维损失率：1.5% 清滤液浓度：0.010.03 清滤液泵出口压力：300 KPa 浓滤液浓度：0.040.06 稀释泵出口压力：400KPa 剥浆喷淋水压力：700800 KPa 摆动喷淋水压力：300350 Kpa（6）中浓浆泵 进浆浓度：10% 出浆浓度：10%（7）2#多盘浓缩机：进浆浓度：1.0 出浆浓度：10 2#清滤液泵出口压力：300350 Kpa 纤维损失率：1.5% 清滤液浓度：0.010.03 剥浆喷淋水压力：700800 KPa 浓滤液浓度：0.040.10 摆动喷淋水压力：300350 KPa日产60吨成品纸 （22.5小时）抄造率97% 成品率97% 成品浆浓度3.5%成品纸干度92% 面：衬：芯：底=16:16:50:183.2面浆的浆水平衡计算成浆池一吨成品纸需面浆为：100097%97%92%3.5%16%=4469.9L一小时需面浆为: (60/22.5) 4469.9=11919.6/h贮存两小时 V=11919.621000=24.4m330或40m3需用一个，因为自动化程度比较高，浆池有时只存几十分钟也可以。详细的见草稿3.2浆料收支明细表序号单位名称来源与去向纤维浆料收支收支面浆水力碎浆机来浆板125.72553592.1571去高浓除渣器125.72553592.1771小计125.755125.7255125.72553592.15713592.1571高浓除渣器来水力碎浆机125.72553592.1571去成浆池125.13574.2857渣0.625517.8714小计125.7255125.72553592.15713592.1571成浆池来水力碎浆机125.13574.2857来回流31.3894.3去调浆箱156.44468.5857小计156.4156.44468.58574468.5857芯浆水利碎浆机来自废纸948.183327.90.9514去高浓除渣器758.546621672.7590去疏解机189.63675418.1924小计948.1833948.183327090.951427090.9514高浓除渣器来水力碎浆机758.546621672.7590去复式纤维分离机722.425320640.7230去渣浆36.12131032.03611小计758.5466758.546621672.759021672.7591复式纤维分离机来高浓除渣器722.425320640.7230去压力筛688.0241196570.8314渣36.4213982.8916小计722.4253722.425320640.723020640.7230压力筛来纤维分离机688.0241619.2217114670.6850去除渣器619.2217103203.6165去振框筛688.024168.802411467.0685小计688.0241688.024111467.068511467.0685一段除渣器来自压力筛619.2217103203.6222去圆网浓缩机464.4163119080.5824去二段稀释水154.805426197.322410320.3622小计619.2217619.2217129400.9446129400.9466二段除渣器来自一段154.805425800.9000二段良浆113.007924129.0017去三段41.79251671.8983小计154.8054154.805425800.900025800.9000三段除渣器来自二段41.79259.28836965.4167废渣32.50421855.8267良浆41.79255109.5900小计41.79256965.41676965.4167圆网浓缩机来自除渣器464.4143119080.5824去成浆池462.092213202.6362浆损2.3221105877.9462小计464.4143464.4143105877.9462105877.9462成浆池来自浓缩机462.092213202.6362去调浆箱577.61533300.658916513.2951来自回流115.5237小计577.6153577.615316513.295116513.2951衬底水力碎浆机来废纸332.72949506.5543去高浓除渣器299.45658555.9008渣浆33.2729950.6535小计332.7294332.72949506.55439506.5543高浓除渣器来水力碎浆机299.45658555.9008去纤维分离机284.48378128.1057渣浆14.9728427.7951小计299.4565299.45658555.9008复式纤维分离机来高浓除渣器284.48378128.1057去压力筛270.25957727.7020渣浆14.2242406.4057小计284.4837284.48378128.10578128.1057压力筛来自纤维分离机270.259645043.2428去锥形除砂器268.637944772.9833浆损1.6216270.2667小计270.2596270.259645043.242845043.2667锥形除砂器来自压力筛268.637944772.9833去圆网浓缩机267.297468537.5423渣1.336589.100稀释水23853.6590小计268.637968626.642368626.6423圆网浓缩机来自除渣器267.294768537.0957去双盘磨265.95827598.8034流失浆1.336560940.2923小计267.2947267.294768537.095768537.0957成浆池来自双盘磨265.95827598.8034去调浆箱332.44779498.8034来自回流66.48951899.7011小计332.4477332.44779498.50459498.50454设备选型及说明主要设备的选型如下：以面浆为例一吨成品纸需面浆为：100097%97%92%3.5%16%=4469.9L一小时需面浆为: (60/22.5) 4469.9=11919.6贮存两小时 V=11919.621000=24.4m3 故选用40m3成浆池，为了方便操作与管理，其它浆池都用40m3的成浆池，成浆池采用方浆池。4.1泵的选用A：扬程的计算 （公式参考制浆造纸机械与设备）H=H。+v2/2g+hfhf =(l+le)f/100f=AuaCb/DH-浆料在管中流动所需总压头（m水柱）H。-浆料输送的高度（m水柱）v-浆料平均流速（m/s）hf 浆料在圆管中的总压头损失l-管道直管部长度（m）D-管道直径（m）f-每100米直管道中的压头损失（m水柱）U-管内浆料流速（m/s）C-浆料浓度（%）A、a、b-系数可由制浆造纸机械与设备表查得：流量为 Q1=4469.9(60/22.5)=0.0033m3/s=11.8m3/h=3.31L/sD=(Q/ u)20.5因为要考虑到20%的余量，所以流量Q=Q1(1+0.2)=0.0040m3/s管道内最佳流速为1m/s（对于浆浓为3.5%）则D=(4469.9/ 1(60/22.5)1.2)20.52=0.078m=78mm选标准直径为80mm的管道设直管部长L=20m，有四个90的弯头，1个大半径弯头，3个闸阀（表1-3-1）浆浓为3.5%时，90的弯头相当于直径13倍，大半径弯头相当于10倍，阀门相当于2.5m。则：le=4130.08+1100.08+32.5=12.46m水柱f= AuaCb/D =(0.134100.323.52.27)/0.08=26.01m水柱hf =(l+le)f/100=（20+12.46）f/100=8.44m水柱取hf=8.44m水柱另H。=13m水柱H=H。+v2/2g+hf=13+12/(29.81)+8.44=21.49mB: 由以上计算可得：选用 2B31型浆泵扬程流量附加电机功率转速24m30m3/ hY180M-441kw2900r/min其余的浆泵的选用使用以上算法，计算选型。4.2锥形除砂器A： 面浆用606型面浆进除砂器的流量为11919.69L/h每小时进除砂器的绝干浆为：11919.693.5%=417.1892Kg每小时进除砂器的浆流量为：417.1890.5%=83437.8L/h=1390.63L/minn=Q/Q1 Q1=340L/minn=1390.63/340=4.15个 所以选用5个606型的除砂器。考虑到备用1-2个，故实际使用6个。B： 底浆亦用606型衬浆层：一吨纸每小时用浆量为1390Ln=1390.63/340=4.15个实际使用6个606型的除砂器。底浆层：一吨纸进浆量为 463.34kg/h用浆量为 463.340.5%=93868L/h=1564.47L/minn=1564.4/340=4.65个 实际使用6个C： 芯浆层一吨纸进除砂器的绝干量为 488.89kg每小时进浆量为 1303.7163L/h分三股进浆，每股进浆量为 1448.5737L/min623型除砂器Q1=1890L/min则 n=Q/Q1=1448.5737/1890=0.771 取1个 4.3旋翼筛本设计衬芯底层都用旋翼筛设备以衬浆为例：一吨纸进旋翼筛的浆量为Q1=619.2217kg旋翼筛每天需要处理浆量 Q=60619.2217=37.1533t/d要求旋翼筛的生产能力为Q=37.1533/0.8=46.4416t/d(0.8为保险系数)故选用ZSL4立式离心筛400450其它设备均可按上述的计算选型。4.4工序及设备4.4.1纸浆浓度调节及控制纸机浆池后的成浆泵送往高位箱的浆料必须具有稳定的浓度，以保证后面工序纸业定量控制的精确度。因此在成浆泵的进口后前一个浆池（如混合浆池）的抽浆泵进口管上插一根稀释水管来进行浓度调节。成浆泵采用一般的离心浆泵即可。国外最近有些工程也有采用带变频调速电机的浆泵，这种情况下，可以不用高位箱，而是直接将浆料送往冲浆泵（一段除砂器的冲浆泵）。这样做的优点是简化了流程，减少了能耗，流量及压力控制精确。但是自动化控制比较复杂，要求也较高，浓度调节必须在油浆池之前能完成，多使用长网纸机。4.4.2砂系统流送系统的除砂通常采用三段除砂器，利用离心力的作用，使浆料中比重较大的非纤维杂质与好纤维分离。而达到净化浆料的目的，是一种效率较高的净化设备。除砂系统通常在0.5%-0.8%的浓度下操作运行，不仅利于排除重杂质，同时有利于浆料的排气。近几年来，国内许多白纸板工程都从国外引进了一种先进的除砂器。用在三段除砂器中的第一段除砂，不仅能达到高效净化浆料的目的，同时还可以达到排除轻杂质和脱气的作用。如VOITH 的160/6E型的离心除砂器，其特征是在良浆的出口的管中心套装一根20mm的导气管，它可以把良浆中轻杂质会让空气引导出来，可排除浆料中75%以上的空气和轻杂质。目前国内一些轻工机械厂也能制造出这种除砂器。另外，还有一种先进的除砂器也开始在国内一些厂中使用，及水平安装的双向式除砂器，具有除砂效果好，能耗低，容易操作和维修，占地省，可除气的优点。4.4.3筛选设备目前使用旋翼筛较为广泛，并逐渐代替了各种传统的筛选设备，旋翼筛是一种具有较高筛选效率的封闭式压力筛，目前有立式单鼓和立式双鼓两种类型，并有内流和外流之分，筛板则有孔筛和缝筛两种，具有生产能力大，筛选效率高，结构简单，容易操作和维修，占地面积小，噪音低，并避免浆料与空气混合产生泡沫等优点。外流式的工作原理是筛浆机直接与管道上实行完全密封，纸料用浆泵送入，在充满纸料的情况下工作。其特点是纸浆由立式圆筒上部沿切线方向进入，良浆通过筛板流到圆筒外。在筛鼓内有数个200-400r/min的转动的旋翼，旋翼与筛板保持0.5-1mm的间隙。由于旋翼筛有翼型截面，转动时，在筛板上交替产生正压和负压。这种作用除提高筛选效率，还能防止筛孔的堵塞，同时由于旋翼筛转时的搅拌作用，对纤维还有一定的疏解作用。大多数说旋翼筛一般在尾部带有一根排气管排出纸料中的空气。在白纸板的生产中，面、衬、底层一般只用一段压力筛（也有用两段筛的），芯层可用两段压力筛，压力筛的尾部再用一个振框筛处理以回收良浆。一般最好是一个流浆箱对应一套压力筛及振框筛，以免相互影响。在白纸板生产中，压力筛与振框筛的布置比较典型。有两种方式，第一种方式是压力筛及振框筛均在一楼，振框筛的良浆先进一个良浆池，在泵送至冲浆泵的进口处。第二种方式 布置在一楼，振框筛布置在二楼，振框筛的良浆利用液位差自流进冲浆泵的进口处。两者比较，第一种方式管道较复杂，由于多一台良浆泵及良浆槽，增加了能耗，占地也大，但布置高度不收机外白水槽（冲浆泵）的液位限制，且系统的稳定性好，多使用长网纸板机。4.4.4白水系统近几年来，的白纸板的生产中，白水系统基本上都采用分流的方法。即浓、稀白水分开，面、衬、芯、底白水分开回用。各层都有一个