涂布纸车间抄造论文

1、南京林业大学本科毕业设计（论文）题 目：年产20万吨烟卡涂布工艺设计 学 院： 轻工科学与工程学院专 业： 制浆造纸技术 学 号： h05131055z 学生姓名： 吴成伟 指导教师： 景宜 职 称： 教授 二O一五 年 月 日 摘 要 该文进行了年产20万吨（220g/m2）烟包用涂布白卡纸造纸车间的初步设计。设计内容包括工艺流程、关键设备的设备选型及论证，浆水平衡计算。工艺流程图的绘制。本设计是采用NBKP（长纤维漂白硫酸盐浆）、LBKP（短纤维漂白硫酸盐浆）、BCTMP（漂白化学热磨机械浆）和部分损纸浆进行抄造。原料的配比为：面层81LBKP，19NBKP；芯层60BCTMP，40损纸；

2、底层91LBKP，9NBKP通过打浆、配桨（施胶、加填）、成型、压榨、干燥和涂布等工段，最终形成纸张。关键词：烟卡纸 造纸车间 工艺平衡计算 设备论证 AbstractIn this paper, the annual output of 200000 tons (220 g/m2) smoke for preliminary design of coated white cardboard paper making workshop. Design including process flow, equipment and selection of key equipment and rea

3、soning, water balance calculation. Process flow diagram drawing. This design is to adopt NBKP bleached sulfate pulp (long fiber), LBKP (short fibers bleached sulfate pulp), BCTMP (bleached chemical pulp hot grinding machine), and partial loss to manufacture paper with pulp pulp. The proportioning of

4、 raw material is: the surface LBKP, 81% and 19% NBKP; Core layer BCTMP, 60% and 40% damage; Underlying LBKP, 91% and 9% NBKP by beating, propeller (sizing, loading), forming, pressing, drying and coating section, eventually form paper. Keywords: cigarette paper papermaking workshop process balance c

5、alculation equipment demonstration 目 录1.总论61.1设计范围61.2设计指导思想62.工艺论证72.1技术指标要求72.2国内外双胶纸的情况72.3原料选择及其配比92.4 打浆工艺102.5造 纸 助 剂132.5.1施胶剂132.5.2消泡剂152.5.3防腐杀菌剂152.6供浆系统162.6.1浆料净化筛选172.6.2流送上网192.7白水流程202.8损纸的处理212.9 蒸汽流程222.10表面施胶243.设备选型论证263.1打浆设备论证263.2供浆系统设备论证283.3 流浆箱论证323.4 压榨设备论证333.5 单排烘缸353.6

6、压光部论证363.7 纸机论证384.浆水平衡414.1注意事项及工艺参数414.2 浆水平衡计算414.3 浆水平衡收支总表605.关键设备的选型和计算615.1供浆系统的关键设备615.2 纸机选型计算62总结64致谢65参考文献65 前 言 随着经济的快速发展，用纸需求量急增，自从改革开放以来，我国造纸工业也快速发展，纸和纸板的品种急剧增加，随着人们生活水平的提高，烟卡纸与人们日益提高的生活水平息息相关，广泛运用于我们的生活当中；由于烟卡纸生产要求较高，需求量较大，因此，烟卡纸的研制和生产关系着以后白卡纸的进步和发展。 目前，烟卡多是定量为220-230g/m2的单面涂布白卡纸，要求具有

7、较高的挺度，耐破度，平滑度，白度及优良的印刷适性纸面要求平整，不许有条横，斑点，凹凸，翘曲变形。具体而言，烟卡应满足以下几个方面的性能要求。 ( l ) 纸面应有较好的表面强度，成型后的烟包应能在运输、仓储、使用过程中保护香烟并且其本身不收损伤。( 2 )优良的后加工性能。从纸板到成型的烟包要经过印刷、上光或覆膜、挤涂、切纸折缝、上胶等一系列复杂过程，烟卡必须能适应整个加工过程并达到所需要的加工质量。 ( 3 )要有优良的印刷适性。烟包必须要有精美的外观和清晰无误的产品说明，商标标志和编码等，因此烟卡应具备优良的印刷适性。( 4)卫生健康。烟卡直接与香烟接触，因此必须洁净卫生，不允许有挥发性的

8、或氧化后会产生各种异物的物质，不允许有至腐的微生物。好的白卡纸有较高的白度，强度，和挺度。为了满足现代人们生活的需要，对于纸的质量要求日益提高，包括尺寸，以及纸的原材料都是有较高标准要求的。为了能够跟上时代发展变化的节奏，因此，我们在生产白卡纸时，对于纸自身的质量要求和纸的原材料要求必须要满足。1.总论1.1设计范围打浆（包括辅料）工段、抄造工段（包括白水回收）、完成工段的设计。内容包括设计方案的确定、工艺计算、设备选型及计算、编写设计说明书，并画出工艺流程图。1.2设计指导思想本设计中所选的设备及工艺条件力求于稳妥、先进、可靠。在稳妥的条件下，尽量选用可靠的设备及工艺流程。所选用的设备要均一

9、，使整个系统处于平衡。从原材料方面考虑，因为我们的国家的资源还比较紧缺，特别是针叶木材更为紧张，所以在设计过程中应尽可能使用阔叶木和BCTMP，以解决资源紧张问题。在设计中所采用的流程及设备，在生产上应适应多种原料及品种，在成熟合理的基础上，考虑节能以及必要的仪表，并考虑到今后增产的可能性。从环境方面考虑，进行白水回收，节能减耗，降低成本。废弃物的排放应达到国家标准。2. 工艺论证2.1技术指标要求涂布白卡纸主要用于胶印、凹印、凸印、柔印或作复合卡原纸的彩色印刷用产品，产品适用于香烟、化妆品、药、香皂、社会包装产品等包装，也可用作明信片、日历、书本封面等产品印刷，所以对白卡纸抗张强度、均一性、

10、吸收性、表面强度和变形性等物理特性都有较高的要求。210g/白卡纸的质量指标见表21。 表21 210g/白卡纸的质量指标指标名称单 位要求范围定量 g/204-212厚度 um 265-285白度 正面88（有增白剂）平滑度s100光泽度 50粗糙度um1.5水分6.5-7.5耐折度次横向 15挺度（纵、横）mN5.5 3.42.2国内外纸板的情况 图1. 据中国造纸协会调查资料，2011年全国纸及纸板生产企业有3500多家，全国纸及纸板生产量9930万吨，较上年9270万吨增长7.12。消费量9752万吨，较上年9173万吨增长6.31，人均年消费量为73千克（13.40亿人），比上年增长

11、5千克。2011年比2001年生产量增长210.31，消费量增长164.78。20012011年，纸及纸板生产量年均增长11.99，消费量年均增长10.23。 图2由（图2），我们可以很清晰的发现，白板纸、包装纸、涂布纸占的比率相当大，因此涂布白卡纸的国际需求量是相当可观的，而且很有市场前景。并且是逐年上升，我相信，在未来的年代里，涂布白卡纸会受到更大的青睐，市场会更大。2.3原料选择及其配比 要造出质量好的白卡纸，首先要做好纤维原料的选择与配比。在造纸业常用的造纸纤维原料有针叶木，阔叶木，草类纤维以及BCTMP纤维。下面分别介绍一下这几种浆料的特点：Ø 针叶木纤维：纤维素含量高，纤

12、维长度长，形成的纸页强度好，纸页的撕裂度特别好，匀度差，但是纤维原料的价格高。Ø 阔叶木纤维：纤维长度短，纤维素含量高，有许多排列不整齐的支链，没有结晶结构，亲水能力强，打浆时容易吸水润张和细纤维化，增加了纤维的比表面积，游离出更多羟基，因此，有利于提高纸张强度。Ø BCTMP（Bleached-Chemi-Thermo-Mechanical-Pulp）纤维：BCTMP在世界制浆造纸生产能力中仍然占有很大部分，尤其是现在欧洲正日益扩大其影响。BCTMP在此定义为：用温和的化学品浸渍，经精磨，漂白后的高得率浆（得率高于85%）。BCTMP的普及在于与其它化学浆相比，它具有几个

13、内在的优点，例如：1.较低的基建费用；2.得率比化学浆高一倍，其它化学浆种的得率为42%-45%，而BCTMP的得率为85%-90%；3.较低的生产成本；4.较高的松厚度、不透明度和挺度；5.减少环境污染。CTMP浆有着相当多的优质性能，如改善纸页成形、减少纸页表面的微孔、加强纤维内部的结合、提高纸张的松厚度和挺度、改善纸张的压缩性能、稳定纸张的尺寸，而且成本比阔叶木硫酸盐浆低。Ø 稻草类纤维：稻草稻草纤维短，且含量少，灰分多，半纤维素含量高，杂细胞含 量多。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

14、伸缩率较大。还可以影响纸页的不透明度，平滑度，强度，撕裂度，耐破度等。木素的含量影响纸张的挺度、不透明度和伸缩率,木素含量多的纸张挺度大,不透明度高,伸缩率较小。从上面的分析可看出,采用合适的原料配比,既可保证所抄白卡纸有较低的收缩率,又可降低生产成本。另外，当长短纤维的配比在较合适的范围内，可提高纸张的表面强度，减少不必要的纸病现象。为保证成纸尺寸的稳定、减少纸病、，降低生产成本,一般生产上用15%20%的进口漂白针叶木浆、25%60%的阔叶木浆、20%30%的BCTMP浆配抄白卡纸。 结论：考虑到以上因素，本设计中采用原料的配比为：面层81LBKP，19NBKP；芯层60BCTMP，40损

15、纸；底层91LBKP，9NBKP配抄白卡。这样的配比，对适当降低成纸的紧度、提高成纸的不透明性、松厚性，改善纸张脆性、吸收性、伸缩性、表面强度等使用方面的性能起到了良好的作用。2.4 打 浆 工 艺Ø 打浆的作用：打浆分为很多阶段，每个阶段的纤维形态各不相同，作用效果也不相同，主要为以下五个阶段： （1） （2）（3）图3.打浆前后的纤维变化 （1）细胞壁的位移和变形 打浆的机械作用是次生壁中层的细纤维同心层发生位移和变形，使细纤维之间的间隙增大，分子更容易渗入，为纤维的润胀创造了有利条件，使纤维变得柔软，对初生壁和次生壁外层的破除起到了重要的促进作用。 （2）初生壁和次生壁外层的破

16、除 由于初生壁和初生壁外层木素含量较多，能透水而不能润胀，并紧紧地束缚在次生壁中层，使次生壁中层的细纤维得不得松散和润胀。需要通过打浆的机械作用和纤维之间的相互摩擦将初生壁和次生壁外层破除，才能使次生壁中层充分的润胀和细纤维化。（3）切断和变形 切断是指纤维横向发生断裂的现象。主要是纤维受到打浆设备的剪切力和纤维之间相互摩擦造成纤维横向断裂的结果。纤维的切断与润胀有一定的关系。纤维吸水润胀后具有良好的柔韧性，纤维就不容易被切断。反正纤维润胀不良而挺硬时，则容易被切断。纤维切断后，断口增加，有利于水分的渗入，又能促进纤维的润胀作用。纤维切断后在断口处留下许多锯齿形的末端，有利于纤维的分丝帚化和细

17、纤维化。长纤维经适当切断后，可以提高纸张的匀度和平滑度，但多度切短会降低纸张的强度，特别是撕裂度。所以应根据纸种的要求和原料的特性，严格控制纤维切断的程度。 （4）吸水润胀 “润胀”是指高分子化合物在吸收液体的过程中，伴随着体积膨胀的物理现象。纤维也能吸水润胀。在造纸工业中以往常称为纤维的“水化”或“润 胀水化”。打浆的“水化”是纤维与水分子的物理连接作用。纤维润胀是打浆过程中一个重要问题，纤维润胀以后，其内聚力下降，纤维内部的组织结构变得更为松弛，使纤维的比容和表面积增加，纤维变得柔软可塑，甚至产生油腻的感觉，纤维润胀后其直径可以膨胀增大2-3倍，有利于纤维的细纤维化，能有效的增加纤维间的接

18、触面积，提高成纸的强度，使透气度下降。 （5）细纤维化 纤维的细纤维化是在细胞壁初生壁和次生壁外层被破除时开始的，并在纤维吸水润胀以后大量产生。细纤维化包括纤维的外部细纤维化和内部细纤维化。外部细纤维化是指：纤维纵向产生分裂两端帚化，纤维表面分丝起毛，像绒毛附在纤维的表面，这种表面的纤维化，使细纤维松脱出来，分离出大量的细纤维、微纤维、微细纤维。从而大大地增加了纤维的外比表面积促进了氢链结合。纤维的内部细纤维化是指：在纤维发生润胀以后，在次生壁同心层之间彼此产生滑动，使纤维的刚性下降弹性削弱，塑性增加，纤维变得柔软而有可塑性。纤维的外部细纤维化和内部细纤维化均有利于纤维的结合，提高成纸的强度、

19、紧度和匀度等性能，对纸页的性质影响极大，是打浆的重要作用之一。Ø 打浆方式的分类： 长纤维游离打浆 图4.四种打浆方式 打浆方式 短纤维游离打浆 长纤维粘状打浆 短纤维粘状打浆 图4.四种打浆方式 1.长纤维游离打浆：打浆方式：疏解为主，尽量保留纤维的长度，不要求过多的细纤维化。成纸特点：组织匀度差，透明性差，表面不甚平滑，但成纸具有一定的机械强度（撕裂度高），尺寸稳定性好，吸收性好。（牛皮纸、工业滤纸等）。2.短纤维游离打浆 打浆方式：在分散的基础上，同时高度切断，也不要求过多的细纤维化。成纸特点：成纸的匀度好，吸收能力也很强，但强度不大。（滤纸、吸墨纸、火柴盒纸等）。3.长纤维粘

20、状打浆打浆方式：在尽量保留纤维长度，避免纤维遭到横向切断的基础上，对纤维进行高度的纵向分裂和细纤维化作用。成纸特点：适合于生产强度大的高级薄页纸。（字典纸、电话纸、描图纸等等。）。 4.短纤维粘状打浆打浆方式： 既要将纤维高度分裂和细纤维化，同时又要对纤维进行适当的切短。成纸特点：组织均匀性好，有较大的强度，但吸收性较差。（证券纸，电缆纸、电容器纸等）Ø 打浆工艺流程打浆工艺流程的确定与生产的纸种，选用的浆料及生产规模等相关。因此，根据生产的纸种，规模等可以选择分别打浆方式和混合打浆方式。 图5.分别打浆方式示意图 图6. 混合打浆方式示意图小结：在本设计中由于采用的原料分别为针叶木

21、，阔叶木和BCTMP。为了保证每种浆料达到预期的打浆度和打浆质量，采用分别打浆流程为好。这样打出来的浆料互不干扰，不会造成阔叶木已经高度分丝帚化和切断，而针叶木浆却仍很少分丝帚化和切断的现象，这样打出的浆料质量更均匀，更适合大规模连续化生产。2.5造 纸 助 剂 造纸化学品是指造纸过程中所使用的各种化学药剂、助剂的总称。它所包括的内容比较广泛，既有制浆化学品（如蒸煮助剂、脱墨剂等），抄纸化学品（如施胶剂、湿强剂等），纸加工化学品（如杀菌剂、消泡剂、涂布剂）和治污化学品等四大类。其目的是为了提高纸的品质和生产效率、改善操作条件、降低制造成本、增加经济效益和开发新的纸种。2.5.1施胶剂的选择施胶

22、的作用：施胶通过向浆料中加入有抗水性胶料物质，使纸张具有一定抗水性能，在一定程度上不易为水或水溶液所浸润，这一操作过程叫做施胶。内部施胶是湿部化学操作的一个重要部分，其目的在于改变纤维的表面以便控制含水液体向纸内渗透。 表2. 酸性施胶与碱性施胶的对比施胶系统酸性松香胶施胶碱性施胶（ASA,AKD）湿部pH值有效范围3.5-6.07.0-10.0与明矾造纸的相容性好-是否既可以用于湿部又可以用于表面施胶不可以-是否耐改变pH值的渗透剂否在一定范围内可以存储期限数月/数年数小时/数天/数周达到完全施胶的时间数秒/数分钟数小时/数天对纸张摩察系数的影响没有影响或增加降低典型施胶剂用量0.25%-1

23、.5%0.1-0.4%施胶剂留着稳定较脆弱表3.AKD与ASA的比较特性AKDASA反应速率慢到中等很快物理状态固体和水解产物液体和水解产物供货乳液油状物水解产物的反应性无引起沉积问题对后加工纸种的影响添加量保持较低，以免引起打滑现象添加量并不严格，一般不会出现打滑现象有效pH范围中性到碱性pH值5-9强施胶纸种能做到，没有明显的问题在较高用量时，没有沉积问题是困难的。结论：综合上诉对比之后，为了提高成纸的质量和增加经济效益，在本设计中考虑采用中性施胶的施胶形式，施胶剂选择运用很广泛和性能更好的AKD。在成浆池中计量连续加入,用量0.16%0.25%。2.5.2消泡剂有机硅消泡剂系由硅脂、乳化

24、剂、防水剂、稠化剂等配以适量水经机械乳化而成。其特点是表面张力小，表面活性高，消泡力强，用量少，成本低。它与水及多数有机物不相混溶，对大多数气泡介质均能消泡。它具有较好的热稳定性，可在5-150宽广的温度范围内使用，其化学稳定性较好，难与其他物质反应，只要配置适当，可在酸、碱、盐溶液中使用，无损产品质量。2.5.3防腐杀菌剂 SD-818纸浆防腐剂是一种高效、广谱的杀菌防腐剂。其活性成分能够穿透微生物的细胞壁进入细胞内部。并与细胞的核酸RNA和DNA上碱基结合,从而抑制或彻底杀死微生物。由于此作用机理的原因,保证了该类产品高效性和广谱性,而且微生物难以产生抗药性。SD-818纸浆防腐剂是针对造

25、纸湿部的特点生产的,它没有氧化型杀菌剂对设备的腐蚀和对纸浆纤维的破坏性,不会对造纸过程产生负面影响,可有效的提高纸机的清洁度,减少刷车次数,提高纸张等级,对纸浆的防腐效果更显著.在纸浆浓缩机的出口或纸机前的混浆池及白水池中投加。2.6供 浆 系 统 图7 .供浆系统流程图供浆系统的作用和组成：在纸料制备系统之后至抄造之前，对纸料进行的一系列处理过程被称为供浆系统。供浆系统的流程和设备，因纸张的品种，纸料的种类，生产的规模，设备等的不同而有所差异，但基本过程是相似的。Ø 供浆系统的主要作用为：1.为造纸机流浆箱供应稳定的纤维量。 2.除去纸料中的杂质和气体。 3.使供应纸料中的浓度，温

26、度，酸碱度等工艺条件达到稳定。 4.根据实际需要可以调节供应纸机的纸料量。Ø 供浆系统主要组成：纸料的调量和稀释，纸料的净化和筛选，纸料的脱气，消除压力脉冲和纸料输送等部分组成。经过打浆和调料的纸料，一般还不能直接用来抄纸。要抄出匀度良好的纸页，一般都需要把纸料稀释成很稀的纤维悬浮液，以保证充分良好的分散，经网部滤水后才能形成均匀的纸页。同时，纸料中还含有一些杂质，这些杂质对成纸的质量、铜网及设备的保养，以及纸机的操作都有影响。因此要求纸料在上网以前必须做相应处理。2.6.1浆料净化筛选净化的目的在于除掉浆料中的相对密度较大的杂质，如沙砾、金属屑、煤渣等。筛选的目的在于除掉浆料中相对

27、密度小而体积大的杂质，如浆团、纤维、草屑等。采用一级三段处理法,级指的是原浆或良浆经过筛选净化设备的次数,多级是为了提高良浆的质量,段是指原浆和尾浆经过筛选或净化设备的次数,多段是为了减少纤维的流失.送往造纸间的纸料内含有矿物质、金属、浆团、纤维束、橡胶和塑料等。这些杂物的来源是矿物质，多是沙子，它是从填料和原料备料不净夹带来的。金属粒，来自打浆设备刀片磨损以及工艺设备受腐蚀剥落下来的碎片。浆团，多是从打浆、配料、除渣及输浆管道等设备内壁上脱落下来的。纤维束，是来自打浆和精磨过程中没有磨散的纤维束。纸料中各种杂质的存在，会使造纸厂以及印刷厂的设备损坏。含有沙砾的纸张，在压光后会出现砂眼，同时会

28、损坏压光机的辊筒。纸料中的浆团和纤维束，会给纸张造成斑点，以及在压榨部分产生洞眼或断裂。纸料中的金属杂质会给设备造成一定的损害。因此，纸料在进入造纸机之前进行精选是非常重要的。现代造纸中的除杂方法主要有两种：一是重力沉降，二是离心沉降。由于采用的原料主要是成品浆板及自制麦草浆，辅以少量的损纸浆，因而杂质较少，故采用锥形除渣器除渣就可以了。为了达到一定的质量指标，采用一级三段除渣。另外，相对密度大而体积小的杂质大多比较坚硬，对设备有所磨损，所以把净化放在筛选前面，以延长筛板寿命。2.6.2流送上网 布浆器的作用是将筛选净化系统送来的浆料均匀地分布到流浆箱的堰池中，以保证纸机横幅上网浆料的均匀一致

29、。一个高效率的布浆器必须使纸机全宽的浆压相等，不会使浆料产生脉冲，又无死角产生腐浆，内壁必须光滑以免挂浆，还要便于清洗，所以采用阶梯扩散式。浆料在阶梯扩散器内分级扩大，靠管壁的浆流按主流方向流动，在每一级之后因断面突然扩大，出现一个低压区，使浆流改变流向，产生回流，形成一个封闭的强烈的涡流，从而产生剪切力。到了边界时，逐步消除界层效应，待浆料稳定上网。Ø 流浆箱：流浆箱是纸机的心脏,它的独特作用就是将圆管内的浆流和水流转变成薄而均一的布满纸机全幅的浆流,要求纤维悬浮液不产生絮聚和浆道.流浆箱的结构就是围绕这一作用而设计.因此流浆箱可分为三部分:布浆器,匀浆区,和堰板。就目前中的来说

30、流浆箱一般分为三类敞开式流浆箱、气垫式流浆箱和水力式流浆箱还有一种水利气垫结合式流浆箱。2.7白水流程论证考虑到成本、环境，白水回收是非常重要的。白水循环回用就是处理纸机废水的主要方法。白水回收分为沉淀法、过滤法、气浮法。沉淀方法的优点是设备结构紧凑，占地面积小，效率高，表面负荷引达6-8m3/m2时，但其安装制造麻烦，清洗不方便；过滤法的优点是占地面积小，回收率高，回收浆料浓度大，操作简便，但具有滤网单位面积过滤能力低，剥浆洗网用水较多，设备投资大等优点。一般大型纸厂常采用这种方法。气浮法所采用的设备结构简单，施工方便，浮渣浓度高，处理效率高。表面负荷引达6-8m3/m2时，但动力消耗率高，

31、日常维修工作量。Ø 白水回收的意义：合理设计和使用白水回收，有利于造纸机正常生产和稳定纸张的质量，避免原材料的流失，节约能源，减少对环境的污染，同时降低生产成本。A. 白水短循环：将网下白水池的白水，通过冲浆泵与调量系统送来浓浆料混合稀释。短循环的作用是增加通过流浆箱的干固形物流量,以使纸幅的干固形物流量等于从打浆工段送到纸机的干固形物流量. 白水净化除气筛选处理流浆箱和网部抄纸后白水B. 白水长循环：抄纸产生的白水送入制浆车间的过程。长循环的目的是改善系统物料和能量的使用.抄纸白水纸料制备系统回收至制浆车间抄纸Ø 浓白水的流程论证浓白水的流程图为：在案辊案板处产生的白水含

32、有较高比例的纤维，可以视为浓白水；在二段除渣器出来的浆料不符合上网的要求，也进入冲浆池，再经过冲浆泵进入一段除渣器净化，以达到上网的需要。剩余的浓白水，经过水力碎浆机后进入伏损池，使纤维得到最大限度的利用。Ø 稀白水的流程论证稀白水的流程图为：在真空吸水箱和真空伏辊下来的稀白水，经过水封池后部分溢流到稀白水池，再回用。剩下的用于稀释除渣器里的浆料，达到其工作的浆料浓度。在旋翼筛出来的渣料，再进入高频振框筛筛选后的良浆进入冲浆池回用。Ø 白水循环系统设备 图8.多圆盘过滤机流程图所选白水循环设备为多圆盘过滤机，工作原理：多圆盘过滤机利用滤液水腿管在盘内面产生的真空与盘外面的大

33、气压形成的压力差作为过滤推动力，见下图所示。设备运转时，主轴带动过滤盘转动，当扇形片浸入液面以下时，通过滤网过滤作用，浆液中的纤维吸附在滤网上形成纤维垫层，此区域叫自然过滤区。在这一区域，少部分纤维与滤液一起穿过滤网，形成浊滤液; 主轴继续转动，在扇形片转出液面前后，真空作用并未消失，此时扇形片上的纤维垫层已达到一定的厚度，过滤介质不仅仅是滤网还包括已形成的纤维垫层，过滤能力降低，滤网内部形成真空，此区域在扇形片转出液面前为真空过滤区，在真空抽吸作用下，穿过扇形片的固形物大大降低，形成清滤液和超清滤液。在真空吸干区，滤网上的浆层继续脱水，滤层干度将继续增高; 主轴带动扇形片继续转动，扇形片通过

34、主轴的连接进入分配阀与大气的连通区，真空作用消失，此区域叫大气区。在此区域完成剥浆和冲洗网面的任务，使滤网面恢复过滤能力，进入下一个周期的工作并循环。生产过程可根据清( 超清) 、浊滤液的需要量或清( 超清) 滤液的澄清度要求通过可调阀芯来调节各滤液的分配比例。2.8损纸的处理抄纸过程中各部断头产生湿损纸和干损纸，整饰过程中的纸边和不合格品也产生损纸。为了充分利用原材料，往往需要把损纸经过处理，送回浆水系统供抄纸用。一般湿部断头产生的湿损纸处理容易，而干燥和整饰过程的干损纸则较难处理。损纸分干损纸和湿损纸。伏辊损纸和压榨损纸属于湿损纸，他们被泵送到湿损纸浆塔中，贮存到一定液位后，进行进一步搅拌

35、散浆处理。干损纸包括施胶损纸、卷纸损纸、压光损纸和复卷损纸，他们都被输送到干损纸浆池，然后用纤维疏解机进行疏解作用，然后再送至湿损纸浆塔，混合后的损纸浆最后泵送到废纸处理工段回用处理。设计的损纸系统是：干损纸经水力碎浆机后和湿损纸一起浓缩脱水，经过高频疏解机，进入损纸浆池供配浆使用。损纸流程图如下：2.9 蒸汽流程Ø 干燥部的作用和组成 作用：1、干燥纸页； 2、提高纸的强度3、提高纸的平滑度； 4、成纸面施胶 结构：主体设备烘缸 辅助装置蒸气系统、冷凝水的排除和处理系统需表面施胶的配表面施胶系统Ø 干燥部通气方式 干燥部通气方式可分为无蒸汽循环的单独通气和有蒸汽循环分段通

36、气。一般生产能力大的纸机多采用多段通气。1.单独通气 图9.单独通气方式单独通气方式如上图，这种通气方式优势在于回收利用冷凝水中大量的热能，不需做净水处理。但是缺点很多：比如没有蒸汽循环，空气会逐渐在烘缸内积蓄，必须定期打开烘缸的排气阀排放空气需要很多排水阻汽阀，维修和管理工作量大排水阻汽阀发生故障会引起蒸汽的损耗，或使冷凝水充满整个烘缸，大大降低烘缸的蒸发能力。2. 三段通气三段通气依靠各段烘缸之间的压力差或者借助于最后一段烘缸连接的真空泵产生的负压通蒸汽。干燥部按照通汽顺序可分为3-5段，各段蒸汽压力由0.3-0.79MPa递减.02-0.079MPa。第一段烘缸占缸数的60%-75%，第

37、二段为20%-35%，第三段只有2-4个烘缸。分段通汽的优势：1.可以保证烘缸温度逐渐上升，使干燥曲线稳定。2.加强蒸汽循环和排除烘缸内的冷凝水和空气，使整个烘缸温度均匀、大大增加总传热系数、提高烘缸干燥效率。3.各段烘缸的蒸汽压力逐渐降低，节约干燥时蒸汽消耗量。 图10.多段通气方式小结：基于本设计产量大，节约成本的角度综合分析研究后，决定采用三段通气来进行对纸幅干燥。2.10表 面 施 胶Ø 表面施胶的意义: 表面施胶剂是指在纸张表面涂加的旨在增加纸张抗水性的一种化学胶剂，既可以提高纸张的印刷性能，同时还可以防止纸张吸水返潮而导致强度降低胶版纸生产中,用表面施胶改善表面强度,减少

38、横向伸缩变形,提高产品质量。Ø 常用施胶胶液:现行生产中表面施胶剂多用氧化淀粉或者氧化淀粉配少量苯乙烯丙烯酸酯聚合物（SAE）施胶浓度一般在2.0%3.0%。为了降低成本,改善平滑性能等,一些纸厂加大内部加填量,提高灰分,不同程度地存在掉毛掉粉的问题。这类产品合成工艺稳定、操作简便，在表面施胶后成膜性和抗水性好，是应用和发展最快的品种。Ø SAE类表面施胶剂的施胶机理： 具有阳电荷的SAE聚合物分子，通过与淀粉的交联反应，形成网状的抗水薄膜，同时SAE阳离子高分子还余纤维负离子结合，主要附着在纸张的表面，从而形成了SAE抗水高分子+淀粉链交联+纤维链交联的网状结构而成为一种

39、致密的薄膜。Ø 影响表面施胶的主要因素：1.施胶浓度：胶液浓度大,挂胶量多,但影响粘度和流动性,浓度过大,使施胶难于作,且容易粘缸。2.施胶温度：温度与粘度成反比关系,温度高,则粘度低,可提高施胶浓度,但受到胶辊老化之限制, 常用温度5565。3.胶液粘度：粘度高,施胶效果好,但影响流动性,粘度过高,粘缸。4.施胶剂：氧化淀粉是常用的施胶剂, 价格便宜,但粘结能力差;表面施胶,改善了胶版纸的表面强度,提高产品质量;氧化淀粉加少量SAE可进一步增大纸的表面强度,消除纸张抗水性不好的措施。进一步加大了纸张的粘结度。 Ø 施胶的工艺流程： 图11.施胶剂流程3.设备选型论证3.1

40、打浆设备论证 图12.锥形磨浆机Ø 锥形磨浆机：工作原理：纸浆在高速旋转的转子带动下产生周向线速度和径向离心力。由于圆锥形转子使得大端的周向线速度和离心力比小端的大，导致大端的静压比小端的小。另外在锥形外壳的轴向定齿纹的“束缚”和导引下，纸浆具有由小端向大端移动的趋势。腔内纸浆移动的动力源是靠进出口浆管的外来压差和磨腔内的导引力。浆料一旦进入磨腔，受转子表面飞刀和固定锥形磨套内表面底刀之间的复杂的机械作用力，产生打浆作用。 图13.盘磨机Ø 盘磨机：浆料在高速转盘的巨大离心力作用下，从磨盘中心向圆周个方向运动，在此过程中，纤维受到摩擦力、扭力、剪力、水力及热力等各种作用。因

41、而，纤维的撕裂、分丝、帚化、压溃、弯曲和搓软作用显著，而切断作用较小，特别是高浓磨浆时，以上作用更加明显。特点：a相对其他打浆设备来讲，单位产量电耗低，占地面积小，效率高。b可使用较高的浆料浓度即高浓打浆.c可施加较高的载荷与较高的转速d精磨机的磨片设计有较大的可变性，适应性广，并可向专业化的方向发展。e可实现磨损形式的自我校正。 图14.磨盘齿形图Ø 齿形:磨片的基本齿形分疏解型和帚化型两种.通常正锯齿形和斜锯齿形的磨纹用来疏解纸浆;平齿形或圆齿型的磨纹可以用来帚化纸浆纤维.Ø 磨纹的选择:盘磨机上磨盘选择关系到盘磨机能否正常操作和达到预期打浆效果的问题.例如对于打浆浓度

42、较高的纸浆,磨纹宜采用窄的刀纹和浅的沟槽,以便减少纸浆在沟槽中沉积与堵塞的现象,有助于纸浆的运动.当纸浆已经大多数成为单根纤维的状态时,要进一步打浆以提高打浆度,满足纸张强度要求,则磨纹必须窄而浅.沟槽窄增加磨碎面积,沟槽浅有利于沟槽内的纸浆进入磨纹表面,磨纹表面保持有足够的浆料,可以获得充分打浆的机会.研究表明,如果打浆浓度不高,使用无封闭边的开放式磨纹,对纸浆的泵送能力很强,出浆的压头和流量都比较大,打浆不匀.当转盘和定盘的磨面上都设有周边封闭圈时,出浆的质量得到改善,但流量很小.Ø 磨纹的倾向:当转盘和定盘磨纹装配后,若磨纹互相平行,由于磨纹刀缘啮合时的剪切力作用大,故对纸浆纤

43、维的切断效果较大,而当转盘和定盘磨纹互相垂直,由于没有构成刀缘啮合的剪切作用,主要对纸浆纤维相互摩擦而起着精整作用,故对纤维的撕裂和帚化能力大,生产力也随之下降。Ø 结论，因此，阔叶浆和BCTMP浆打浆：以双盘磨串联，以轻刀细磨方式打浆，目的在于加强纤维疏解帚化，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。Ø 针叶木浆打浆：先经锥形磨浆机再经双盘磨串联打浆为好，锥形磨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

44、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机，要加强工艺管理，以定量搭配，严格控制加水量，保持木浆打浆浓度稳定，一般控制在3.0%-3.5%，不宜过高，以利锥形磨浆机切断纤维。锥形磨浆机打浆度一般控制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。由于是以阔叶木为主抄双胶纸，所以阔叶木打浆度对混合后成浆打浆度影响较大，而木浆纤维长度对混合后成浆湿重影响较大，因此要充分重视阔木叶和针叶木浆混合后浆料质量，一般要求其打浆度（35±2）°SR，湿重3-4g

45、为宜。若混合后成纸匀度不好，则伸缩率增大，纸外观平整性较差。3.2供浆系统设备论证Ø 稀释设备 图15现在大多数大型纸厂都在使用Hydromix系统，用了这个系统后使容积相对于其他系统减少80%，节约了安装的空间，而且还使反应可控，控制反应快。Ø 除砂器 净化设备是利用纤维与杂质的密度（重度或比重）不同，通过重力沉降或离心分离的方法除去杂质。（砂粒、金属颗粒等）净化设备有：1、 立式离心除渣机：主要用于生产高级纸张及特种纸（电容器纸、电缆纸）的流程中，利用离心力的作用除去浆料中的杂质。2、沉沙盘（沟）：利用重力沉降原理除去浆料中的杂质。占地面积大，除渣效率低，现已被淘汰。3

46、、 涡旋式除渣器：利用离心力除去浆料中的杂质。涡旋式除渣器具有净化效率高、结构简单、动力消耗小、占地面积小等优点，目前被广泛使用。锥形除砂器工作原理 图16.锥形除渣器需要净化的浆料，在泵送压力下，从锥形除渣器上部切线方向进入，由于能量的转化，压力能转变为速度能，使浆料沿器壁作向下的螺旋线运动，从而产生了离心力。浆料中重度较大的杂质，受到离心力的作用大，使其向除渣器壁方向运动，处于外层。同时又受到向下分力的推动，沿器壁下沉，从底部排渣口排出。而浆料中的纤维重度轻，受到离心力作用小，处于内层。由于离心力的作用，在除渣器中心沿轴向产生低压区。另外，除渣器直径逐渐缩小，容积逐渐缩小，处于内层的纤维向

47、下移动过程中被迫进入中心低压区， 在压力差作用下，旋转向上运动，从上部顶端良浆出口排出。Ø 旋翼筛 图17.旋翼筛压力筛的作用原理: 浆料以一定的压力沿切线方向进入压力筛 ，由于筛鼓内外保持一定的压力差，加以旋翼在转动时，旋翼内侧和筛鼓内表面的间隙不断发生变化。即由逐渐收缩后逐渐变大，这样在旋翼和筛鼓之间的每一个瞬间，在旋翼的前部形成一个正压区、中部为平衡区、尾部为负压区，在负压区筛鼓外的良浆往回冲，起着自清洗的作用，以保持筛孔畅通，当浆料离开翼尾负压随即消失，良浆又依靠另一个旋翼的推动再往外流，开始下一循环，浆渣则落入下部通过浆渣阀排出。压力筛根据浆料在筛子中的走向不同，分为内流筛

48、和外流筛；根据压力筛筛鼓的形状不同，压力筛可分为孔筛和缝筛。缝筛又可分为光面平板缝筛和波形缝筛。如今应用比较广泛的是波形筛缝筛板的压力筛。国内使用较多的是单鼓外流式旋翼筛(属立式离心筛)。其特点是：进浆浓度范围大，0.5一30，运转可靠；不与空气混合，不产生泡沫；结构紧凑，占地面积小。 图18.旋翼筛内部结构图 3.3 流浆箱论证稀释水流浆箱( 又称浓度调节流浆箱) 的出现, 创造性地提出了浓度调节的新概念。这是流浆箱发展史上一次比较大的飞跃, 突破了传统的通过调节唇口弯曲变形来调节纸机横幅定量偏差的方法。它以一种全新的概念实现了良好的纸机横幅定量调节, 消除了传统调节方法的缺点。传统流浆箱以

49、设在上唇板的多组局部开度调节装置来调节纸页横幅定量, 存在着调节精度差、灵敏度和分辨率较低的缺点。另外, 当上唇板变形后, 由此产生的局部横流和偏流又会导致纤维定向分布的不一致, 破坏了纤维结构的均匀性。稀释水流浆箱在其阶梯扩散器管束之间, 沿横向方向按适当的间隔排布浓度微调器。浓度微调器一般安装在第一阶梯管的始端起浓度调节作用, 稀释水( 一般采用造纸车间的白水)经微调器在此注入流道。在稀释水流浆箱中, 进入布浆总管的浆流浓度和流量是恒定的, 即不加稀释水时进入各个阶梯扩散器的浆流浓度和流量也是均匀一致的。当纸页横幅上某处的定量偏离标准定量时, 向对应于该处的阶梯扩散管的上游增加或减少稀释水

50、的注入,调节该处的浆流量与白水量的比率, 即调节该处的浆料浓度, 从而保持纸页全幅横向定量的均匀一致。稀释水的加入量是通过稀释水阀控制的, 阀门的开度根据调节点的量标准偏差来确定。当唇口开度沿纸机横幅设定后, 就不再需要调节, 消除了因唇口变形引起的横流和偏流问题, 也分离了横幅定量波动与纤维定向偏离的连带关系。目前, 其在新闻纸、书写纸、轻量涂布纸、高级纸、超压纸、薄页纸、瓦楞芯纸、多层纸板、挂面纸板等多种产品中都获得了成功应用。采用封闭式流浆箱，一是它可以保证稳定的压力差，二是它不容易混入空气。并且在流浆箱中设有喷淋水管，起到消泡作用。 图19.带稀释水的流浆箱3.4 压榨设备论证

51、6; 压榨部作用：1.用机械挤压力使湿纸页进一步脱水提高湿纸幅进入干燥部的干度 2.改善湿纸页的表面性质减轻网痕减小两面差提高平滑度 3.湿纸幅的组织紧密提高其强度和紧度 4.从网部剥离湿纸幅经压榨后传递至干燥部Ø 压榨部的脱水机理：纸页在压榨部压区可分为两个阶段：第一阶段，由于压榨辊的压缩作用使纸页达到饱和水分，纸页内部开始产生水压力，而毛毯此时尚未达饱和水分，纸页与毛毯纸机形成一个水压差。第二阶段，由于湿纸页和毛毯之间的水压差，使部分水分从湿纸页转移到毛毯，毛毯逐步达到饱和水分状态，一旦毛毯达到饱和水分，剩余水开始从压区被挤出。 图20.各种压榨压区长度分布 图21.靴式压榨机内

52、部结构图Ø 毛毯的作用：1在压区内吸收纸页挤出的水分2在压区内承托纸页，防止纸页压溃3在压区内使纸页有均匀的压力分布4使纸页表面具有所要求的整饰特性5减轻或消除由真空压榨辊或沟纹压榨辊所产生的印痕6传递纸页Ø 压榨的型式：平辊压榨，网衬压榨，真空压榨，沟纹压榨，盲孔压榨，宽压区压榨等。Ø 结论：在本设计中，结合国际最新的压榨技术后考虑用宽压区压榨中的靴式压榨。总的来说，压榨作用是借助机械压缩，在网部脱水的基础上使湿纸页进一步脱水，以提高纸页进烘缸的干度，减少气耗，提高车速。采用靴式压榨比普通压榨有效的多，据计算，压榨部纸页干度每增加1%，就使蒸发水分量或蒸汽消耗量

53、相应减少5%。靴式压榨是将辊式压榨的瞬时动态脱水，改为静压下的长时间宽压区脱水，是一种宽压区压榨。与传 图22.靴式压榨机统压榨相比，靴形压榨的压区为传统压区的数倍靴式压榨的加压是缓慢而均衡的，即使生产高克重纸时，也不会出现压溃现象。由于纸页的全幅均衡压缩，因而脱水速率变化不大。这样，纸芯也不会出现松散层。与辊式压辊相比，经靴式压榨的纸面干度明显提高，而且松厚度较高，毛毯纹较浅。3.5 单排烘缸1.单排多烘缸布置 图23.单排烘缸结构图 在新式的现代高速纸机上，干燥部由单排布置的烘缸组成。单排烘缸延伸到整个干燥部上排，下排布置的小辊为真空辊。这些真空辊通过负压效应使纸幅紧贴辊面，以稳定纸页来改善高速时的抄造性能。对文化用纸的生产，单排烘缸纸机车速可达2000m/min。 优点： 运行稳定，减少断头； 传热面积、效率大，真空辊利于提高