造纸施胶剂硫酸铝与pH调节Excel计算书

造纸施胶剂、硫酸铝与pH调节设计计算,,,,,,,,,

序号,计算项目,符号表示,参数来源,计算公式,国际单位,计算结果,参数说明,规范依据,其他说明

,一、基础工艺参数计算,,,,,,,,

1,纸机日产量,Q_d,设计值,输入设计值,t/d,200.00,纸机24h生产成品纸量,造纸工艺设计规范,文化用纸典型产能

2,抄造率,k_c,设计值,输入设计值,%,97.00,成品量与抄纸量比值,造纸工业设计标准,含干损湿损

3,纸机小时产量,Q_h,计算值,Q_d×1000/(24×k_c/100),kg/h,8591.07,单位时间绝干成品产量,生产工艺衡算,考虑抄造损失

4,成纸定量,W,设计值,输入设计值,g/m²,70.00,单位面积纸张质量,GB/T451.2,复印纸典型定量

5,纸机净纸幅宽,B,设计值,输入设计值,m,3.80,卷纸机处纸幅宽度,纸机设计参数,

6,纸机工作车速,v,设计值,输入设计值,m/min,800.00,卷纸机运行速度,纸机设计参数,

7,理论小时产量,Q_t,计算值,W×B×v×60/1000,kg/h,12768.00,幅宽车速理论产量,造纸工艺计算,与实际产量对比校验

8,上网浆料浓度,c_1,设计值,输入设计值,%,0.80,流浆箱出口浆浓,GB/T5399,高速纸机典型值

9,成纸水分,M_p,设计值,输入设计值,%,6.00,成品纸水分含量,GB/T462,国标7%±1

10,小时绝干浆量,Q_f,计算值,Q_h×(1-M_p/100),kg/h,8075.61,每小时所需绝干纤维,物料衡算,

11,上网浆料流量,Q_s,计算值,Q_f/(c_1/100)/1000,m³/h,1009.45,进流浆箱浆料体积流量,流体计算,

12,填料加填比例,R_f,设计值,输入设计值,%,20.00,填料占绝干浆比例,造纸工艺,文化用纸15-25%

13,小时填料用量,M_f,计算值,Q_f×R_f/(100+R_f),kg/h,1345.94,每小时碳酸钙用量,物料衡算,按配比折算

14,小时纤维用量,M_pulp,计算值,Q_f-M_f,kg/h,6729.67,每小时植物纤维量,物料衡算,

,二、施胶剂用量计算,,,,,,,,

15,施胶剂类型选择,Type_size,选用值,"1=松香胶,2=AKD,3=ASA",,2.00,施胶工艺类型选择,造纸湿部化学,1酸性2中碱性3合成

16,松香胶添加比例,R_rosin,查表值,输入值（对绝干浆）,%,1.50,白色松香胶典型1.0-2.0%,松香施胶规范,酸性施胶pH4.0-5.5

17,松香胶小时用量,M_rosin,计算值,Q_f×R_rosin/100,kg/h,121.13,白色松香胶每小时投加量,施胶工艺计算,强化松香胶0.8-1.2%

18,AKD乳液固含量,S_AKD,查表值,输入值,%,25.00,商品AKD乳液有效含量,AKD施胶剂标准,通常15-25%

19,AKD纯品添加比例,R_AKD,查表值,输入值（对绝干浆）,%,0.15,AKD有效成分0.1-0.25%,GB/T造纸用AKD,中碱性施胶

20,AKD乳液小时用量,M_AKD,计算值,Q_f×R_AKD/(S_AKD/100)/100,kg/h,48.45,商品AKD乳液每小时用量,施胶工艺计算,配阳离子淀粉使用

21,ASA纯品添加比例,R_ASA,查表值,输入值（对绝干浆）,%,0.10,ASA有效成分0.075-0.15%,ASA施胶技术规范,反应型中性施胶

22,ASA乳化比例,Ratio_ASA,选用值,淀粉:ASA=3:1,,3.00,阳离子淀粉乳化配比,ASA乳化工艺,现场乳化即时使用

23,ASA小时用量,M_ASA,计算值,Q_f×R_ASA/100,kg/h,8.08,纯ASA每小时投加量,施胶工艺计算,水解快需现场乳化

24,表面施胶淀粉涂布量,M_surf,选用值,输入值（双面）,g/m²,3.00,氧化淀粉双面涂布量,表面施胶规范,文化用纸2-4g/m²

25,表面胶小时用量,M_starch,计算值,W×B×v×60×M_surf/10⁶,kg/h,38.30,表面施胶淀粉小时用量,表面施胶计算,含固量按20%计

26,施胶剂选用判定,Judge_size,判断值,根据Type_size自动判定,,AKD中碱性施胶,自动选择施胶工艺类型,工艺选型,自动判定结果

,三、硫酸铝（明矾）用量计算,,,,,,,,

27,硫酸铝Al₂O₃含量,C_alum,查表值,输入值,%,15.80,工业硫酸铝氧化铝含量,HG/T2225,无铁级≥16%

28,硫酸铝与松香胶比例,Ratio_alum,选用值,胶:矾=1:X,,2.50,松香胶:硫酸铝=1:2-3倍,松香施胶工艺,根据pH调整

29,硫酸铝对绝干浆比例,R_alum,计算值,R_rosin×Ratio_alum,%,3.75,硫酸铝占绝干浆百分比,施胶沉淀剂计算,通常1-5%

30,硫酸铝小时用量,M_alum,计算值,Q_f×R_alum/100,kg/h,302.84,工业硫酸铝每小时投加量,湿部化学品计算,酸性施胶沉淀剂

31,硫酸铝日用量,M_alum_d,计算值,M_alum×24/1000,t/d,7.27,每日硫酸铝消耗吨数,物料消耗统计,

32,硫酸铝溶解浓度,c_alum,选用值,输入值,%,10.00,硫酸铝配制溶液浓度,化学品制备规范,通常5-15%

33,硫酸铝溶液流量,Q_alum,计算值,M_alum/(c_alum/100)/1000,m³/h,3.03,硫酸铝溶液体积流量,流体流量计算,计量泵选型

34,铝离子水解常数pKa,pKa,查表值,输入值,,5.00,Al³+水解一级pKa,物理化学手册,实际4.8-5.2

35,体系Al³+浓度,c_Al,计算值,M_alum×C_alum/100×54/342/Q_s/1000,mol/L,0.00,浆料中铝离子摩尔浓度,铝化学计算,Al₂(SO₄)₃=342g/mol

36,铝水解释放H+浓度,H_alum,计算值,SQRT(c_Al×10^(-pKa)),mol/L,0.00,铝离子水解产H+浓度,水解平衡计算,一元弱酸近似

37,硫酸铝水解pH贡献,pH_alum,计算值,-LOG10(H_alum),,4.80,仅考虑硫酸铝水解pH,pH理论计算,Al³+水解呈酸性

38,硫酸铝用量范围校验,Check_alum,判断值,R_alum是否1-5%,,满足,校验硫酸铝用量合理性,工艺控制标准,过多致纸张发脆

,四、pH调节计算,,,,,,,,

39,原浆料pH值,pH_raw,实测值,输入值,,7.50,未加化学品浆料pH,GB/T13528,未漂浆偏碱

40,施胶目标pH值,pH_target,选用值,输入值,,5.00,酸性施胶最佳pH范围,造纸湿部化学,松香胶4.2-5.5

41,AKD适用pH中点,pH_AKD,查表值,6.5-8.5,,7.00,AKD中性施胶最佳pH,AKD应用规范,中碱性条件

42,原浆H+浓度,H_raw,计算值,10^(-pH_raw),mol/L,0.00,原浆料氢离子浓度,pH定义,pH=-lg[H+]

43,目标H+浓度,H_tgt,计算值,10^(-pH_target),mol/L,0.00,目标pH氢离子浓度,pH定义,

44,水的离子积(25℃),Kw,查表值,25℃=1×10⁻¹⁴,mol²/L²,0.00,水的离子积常数,物理化学,温度变需修正

45,原浆OH⁻浓度,OH_raw,计算值,Kw/H_raw,mol/L,0.00,原浆氢氧根离子浓度,离子积计算,碱性体系

46,目标OH⁻浓度,OH_tgt,计算值,Kw/H_tgt,mol/L,0.00,目标pH氢氧根浓度,离子积计算,

47,需中和OH⁻物质量,N_OH,计算值,(OH_raw-OH_tgt)×Q_s×1000,mol/h,0.00,中和碱性所需H+量,酸碱中和计算,跨pH7分段

48,需增加H+物质量,N_H,计算值,"MAX(0,H_tgt-H_raw)×Q_s×1000",mol/h,10.06,调至酸性额外需H+,酸碱中和计算,pH<7存在

49,调节用硫酸浓度,c_acid,选用值,输入值,%,98.00,浓硫酸质量百分比浓度,工业硫酸标准,稀释注意安全

50,浓硫酸密度,rho_acid,查表值,20℃,kg/L,1.84,98%浓硫酸密度,化学手册,

51,硫酸摩尔质量,M_acid,查表值,H₂SO₄=98,g/mol,98.00,硫酸摩尔质量,化学周期表,二元强酸

52,浓硫酸H+摩尔浓度,H_acid,计算值,rho×1000×c/M×2,mol/L,36.80,浓硫酸可提供H+浓度,溶液浓度换算,二元酸×2

53,浓硫酸小时用量,V_acid,计算值,(N_OH+N_H)/H_acid,L/h,0.27,98%浓硫酸每小时体积,酸碱调节计算,实际过量10-20%

54,浓硫酸日用量,M_acid_d,计算值,V×rho×24/1000,t/d,0.01,每日浓硫酸消耗吨数,消耗统计,

55,目标pH适用性判定,pH_check,判断值,pH是否匹配施胶类型,,不满足,pH与工艺匹配性,施胶规范,自动校验

56,pH调节控制精度,pH_acc,选用值,±0.2pH,,0.20,在线pH计控制精度,自动化仪表,闭环调节

,五、助留助滤系统计算,,,,,,,,

57,流浆箱浆料浓度,c_hbx,实测值,输入值,%,0.85,流浆箱出口浆料实际浓度,GB/T5399,在线浓度计

58,网下白水盘浓度,c_white,实测值,输入值,%,0.25,首程留着后白水浓度,白水检测,取样测定

59,首程留着率,FPR,计算值,(c_hbx-c_white)/c_hbx×100,%,70.59,网部首程总留着率,TAPPIT269,简称FPR

60,首程留着率判定,FPR_check,判断值,要求FPR≥50%,,满足,高速纸机要求≥50%,湿部控制标准,优质纸机55-70%

61,成纸灰分含量,Ash_paper,实测值,525℃灼烧法,%,16.00,成纸灼烧灰分含量,GB/T742,主要为填料

62,浆料总灰分含量,Ash_stock,查表值,灼烧法测定,%,19.00,上网浆料灼烧灰分,GB/T742,含填料细小组分

63,填料留着率,Rt,计算值,Ash_paper/Ash_stock×100,%,84.21,填料单程留着率,造纸原理与工程,单段留着

64,浆料Zeta电位,Zeta,实测值,流动电位法,mV,-22.00,纤维表面电动电位,GB/T24993,正常-15~-30mV

65,Zeta电位范围判定,Zeta_check,判断值,-30~-10mV为良好,,电荷状态良好,最佳留着电位区间,湿部化学,接近0最佳

66,阳离子PAM添加量,R_cpam,选用值,对绝干浆,%,0.03,CPAM助留剂用量,助留剂规范,0.01-0.05%

67,CPAM小时用量,M_cpam,计算值,Q_f×R_cpam/100,kg/h,2.42,阳离子PAM每小时用量,助留剂计算,分子量≥800万

68,阳离子淀粉添加量,R_cs,选用值,对绝干浆,%,1.00,阳离子淀粉增强助留,阳离子淀粉标准,0.5-1.5%

69,阳离子淀粉小时用量,M_cs,计算值,Q_f×R_cs/100,kg/h,80.76,阳离子淀粉每小时用量,增强剂计算,取代度0.03

70,胶体二氧化硅用量,R_silica,选用值,对绝干浆,%,0.05,微粒助留阴离子组分,微粒助留技术,Compozil体系

,六、施胶效果评价计算,,,,,,,,

71,Cobb试验面积,A_cobb,查表值,标准圆筒面积,cm²,100.00,可勃测试环面积100cm²,GB/T1540,直径112.8mm

72,试样吸水前质量,m1,实测值,天平称量,g,1.29,Cobb试验前试样质量,GB/T1540,准确至0.001g

73,试样吸水后质量,m2,实测值,60秒后称量,g,1.53,吸水60s后试样质量,GB/T1540,Cobb60标准法

74,Cobb60吸水值,Cobb,计算值,(m2-m1)×100,g/m²,24.00,每平方米60秒吸水量,GB/T1540,值越小抗水越好

75,施胶度Cobb值判定,Cobb_check,判断值,≤30g/m²良好,,施胶效果良好,文化用纸≤30g/m²,GB/T1540,包装纸放宽至50

76,墨水划线法施胶度,Sizing,实测值,标准墨水划线,mm,1.25,墨水不扩散线宽,GB/T460,书写纸≥0.75mm

77,水接触角,Contact_angle,实测值,光学接触角仪,°,105.00,水滴与纸面接触角,接触角标准,>90°为疏水

78,AKD酯化反应率,R_react,选用值,经验值,%,45.00,AKD与纤维反应比例,AKD施胶机理,其余水解失效

79,施胶熟化时间,t_cure,查表值,下机后熟化,h,24.00,AKD完全施胶需时间,AKD应用规范,下机达50-70%

80,正反面施胶差,dCobb,计算值,|正面-反面|,g/m²,3.50,正反面Cobb值差值,均匀性评价,<5为良好

,七、化学品消耗与成本测算,,,,,,,,

81,硫酸铝单价,P_alum,市场值,工业级,元/t,1200.00,工业硫酸铝价格,化工行情,无铁级约1800

82,AKD乳液单价,P_AKD,市场值,25%含量,元/t,7500.00,商品AKD乳液价格,造纸化学品,

83,CPAM单价,P_cpam,市场值,阳离子型,元/t,25000.00,阳离子PAM价格,水处理药剂,

84,阳离子淀粉单价,P_cs,市场值,工业级,元/t,4500.00,阳离子淀粉价格,淀粉行情,

85,浓硫酸单价,P_acid,市场值,98%工业,元/t,600.00,工业浓硫酸价格,化工行情,

86,吨纸硫酸铝成本,Cost_alum,计算值,M_alum_d/Q_d×P_alum,元/t纸,43.62,每吨纸硫酸铝成本,成本核算,

87,吨纸AKD成本,Cost_AKD,计算值,M_AKD×24/1000/Q_d×P_AKD,元/t纸