现代造纸流程及设备技术手册

现代造纸流程及设备技术手册一、造纸流程概述现代造纸工业以“制浆-抄纸-后加工”为核心流程，依托自动化装备与环保技术实现高效清洁生产。流程涵盖原料预处理、纤维制备、纸页成型、性能优化四大环节，各环节通过精密设备联动，保障纸品质量与生产效率。二、制浆段：纤维原料的解离与精制制浆是将植物纤维（木、竹、草类等）或回收纤维解离为单根纤维的过程，分为化学制浆、机械制浆、化学机械制浆三类，核心设备围绕“备料-蒸煮/磨浆-洗选-漂白”环节配置。（一）备料工序与设备原料需经削片/碎解处理：木材原料采用鼓式削片机（刀盘转速800~1200r/min，切片长度20~30mm），废纸则通过水力碎浆机（浓度8%~12%，转子线速度12~18m/s）解离。备料后需经筛选（如圆筒筛、振动筛）去除杂质，保障后续工序稳定性。（二）制浆工艺与核心设备1.化学制浆（以硫酸盐法为例）核心设备为连续蒸煮器（如Kamyr连续蒸煮系统），原料在高温（160~180℃）、高压（0.6~0.8MPa）下与蒸煮液（NaOH、Na₂S）反应，木素被脱除。设备特点：采用“蒸煮管+浸渍段”结构，液比2~4:1，卡伯值控制在25~35（针叶木），保障纤维强度与脱木素效率。2.机械制浆（以磨石磨木浆为例）采用双盘磨浆机（磨片线速度25~35m/s，间隙0.1~0.3mm），通过机械力使纤维分离。设备需配备预热器（温度100~120℃）软化原料，降低磨浆能耗，产出浆的游离度200~300mL（CSF），适合新闻纸、卫生纸生产。3.化学机械制浆（CTMP）结合化学预处理（NaOH+H₂O₂，温度100~130℃）与机械磨浆，核心设备为压力盘磨机（压力0.3~0.5MPa）。预处理可降低磨浆能耗30%以上，浆的强度（抗张指数40~50N·m/g）优于纯机械浆，适用于文化纸、包装纸。（三）洗选漂工序与设备洗浆：采用真空洗浆机（真空度-0.06~-0.08MPa，洗鼓转速2~5r/min）或压力洗浆机（压力0.2~0.4MPa），通过扩散与过滤原理回收黑液，洗后浆浓度10%~15%，残碱≤0.5g/L。筛选：压力筛（内流式/外流式，筛缝0.15~0.3mm）去除未蒸解分，良浆得率≥98%。漂白：采用“O-D-E-D”等序列（O为氧脱木素，D为ClO₂，E为碱处理），核心设备为中浓浆泵（浓度8%~12%）与升流塔（停留时间30~60min），白度可达85%~90%ISO，AOX排放≤0.5kg/t浆。三、抄纸段：纸页的成型与干燥抄纸是将纸浆悬浮液转化为连续纸页的过程，分为“流送-成型-压榨-干燥-压光-卷取”，设备需保障纸页匀度、强度与水分控制。（一）流送系统与流浆箱浆流经除砂器（离心式，进出口压力差0.03~0.05MPa）、筛浆机（缝筛，筛缝0.1~0.2mm）净化后，由流浆箱（水力式/气垫式）布浆。气垫式流浆箱通过气垫稳压（压力2~5kPa），结合匀浆辊（转速300~500r/min），使浆网速比控制在0.95~1.05，保障纸页匀度（定量波动≤±1.5%）。（二）成型网部与脱水设备长网成型器：网部长度10~20m，网目80~150目，真空箱（真空度-0.03~-0.06MPa）分段脱水，湿纸页干度达18%~22%。夹网成型器（如SymRun夹网）通过双面脱水，干度提升至25%~30%，适合薄页纸（如卷烟纸）生产。圆网成型器：结构简单，适合低定量纸（如卫生纸），但匀度略逊于长网，车速≤300m/min。（三）压榨与干燥系统压榨：采用真空压榨辊（真空度-0.04~-0.07MPa）+沟纹压榨辊（沟深0.5~1.0mm）组合，干度提升至40%~45%，线压30~80kN/m。宽压区压榨（nipwidth100~200mm）可进一步提高干度至48%~52%，减少干燥能耗。干燥：多缸干燥（30~60个干燥缸，温度100~120℃）通过蒸汽加热，干度达92%~95%。热泵干燥技术可回收余热，能耗降低20%以上。（四）压光与卷取压光：超级压光机（3~10辊，线压50~150kN/m）通过机械压光提升平滑度（≤100s/10mL空气），光泽度≥60%（铜版纸）。软压光（弹性辊+加热硬辊）可减少压花，适合高光泽纸。卷取：圆筒卷纸机（卷取直径2~5m，车速800~2000m/min）通过张力控制（20~50N/m）保障卷纸紧实度，断头率≤0.5次/班。四、后加工段：纸品性能的优化后加工根据纸品用途（印刷、包装、特种纸）选择工艺，核心设备围绕“涂布-压光-分切”布局。（一）涂布工艺与设备刮刀涂布：计量刮刀涂布机（涂布量5~20g/m²，车速600~1500m/min）通过刮刀（角度30°~60°）控制涂层厚度，适合铜版纸、白卡纸，涂层匀度≤±1.0g/m²。气刀涂布：利用气流（压力0.1~0.3MPa）刮除多余涂料，适合低定量涂布纸（LWC），涂布量3~8g/m²，干燥能耗低。（二）超级压光与分切超级压光：与抄纸段压光不同，后加工压光（如软辊超级压光机）可进一步提升平滑度至≤50s，光泽度≥70%，适合高端印刷纸。分切复卷：分切机（刀速1000~3000m/min）通过圆刀（直径200~300mm）分切，复卷机（卷径1~3m）保障纸卷端面平整度（≤0.5mm偏差）。五、关键设备技术升级方向（一）制浆设备：连续化与节能化连续蒸煮器向“低能耗、高得率”发展，如ECF蒸煮（无元素氯漂白）结合氧脱木素，卡伯值降低至15~20，漂白段能耗减少40%。磨浆机采用双驱动盘磨（主辅电机协同，能耗降低15%），适合高浓磨浆（浓度15%~20%）。（二）抄纸设备：高速化与智能化纸机车速突破2000m/min（如新月型卫生纸机），通过水力式流浆箱（布浆精度≤±0.5%）、伺服传动系统（定位精度0.1mm）保障运行稳定性。智能化系统（如QCS质量控制系统）实时监测定量、水分（精度±0.1%），通过AI算法优化压榨压力、干燥温度，废品率降低至≤0.3%。（三）环保设备：清洁生产与资源循环废水处理采用厌氧-好氧-MBR工艺，COD去除率≥95%，回用率≥80%；气浮纤维回收机（回收率≥95%）减少纤维损失。能源系统：生物质锅炉（以黑液、树皮为燃料）发电，余热回收（如热泵干燥）使吨纸汽耗降至3~5t。六、典型问题与设备优化方案（一）断纸问题网部断纸：检查流浆箱唇板开度（偏差≤0.1mm）、真空箱堵塞（及时清理），调整浆网速比至0.98~1.02。压榨断纸：降低压榨线压（≤设计值的90%），检查毛毯透气性（定期清洗，透气度≥500mL/cm²·s）。（二）纸病防治斑点/孔洞：加强除砂器（进出口压力差≥0.03MPa）、筛浆机（筛缝≤0.15mm）净化，检查流浆箱气泡（增设消泡器）。定量波动：校准QCS传感器（每季度一次），优化流浆