日产150吨新闻纸废纸制浆车间生产工艺设计.doc

- 19 - 日产150吨新闻纸废纸制浆车间生产工艺日产150吨新闻纸废纸脱墨制浆车间工艺设计 摘 要本课程说明书对一个新闻纸制浆造纸综合工厂的废纸制浆工艺进行了分析、研究和计算，并且设计了两个不同的工艺流程进行对比。本设计在工艺流程介绍的基础上进行了浆水平衡计算的介绍，同时列出了浆水平衡明细表。最后对设计中的主要设备进行了设备选型。关键词：废纸脱墨，制浆，工艺流程， 浆水平衡a wastedpaper deinkline with a capacity 150ton per day abstractthe book description for factory integrated pulp and waste paper pulping process carried out analysis,research and calculations,and is designed to compare two different process.the design also introduced the calculations of pulp and water balance. at last,the design introduced some main installations of the process.keywords:deink, pulp, the technology process, calculations, main installations目 录摘要 英文摘要 第一章 前言 1 第二章 生产工艺设计 22.1全厂生产车间组成 2 2.2车间生产综合叙述 2 2.2.1产品标准及类22.2.2车间工艺流程的选择32.2.3流程一与流程二的对比42.2.4流程一的具体介绍52.3车间技术经济指标和工艺参数 62.3.1车间工作制度6 2.3.2工艺参数7 第三章 浆水平衡计算 93.1浆水平衡计算9 3.2浆水平衡明细表10第四章 车间主要设备选型144.1设备选型要求144.2主要设备选型14致谢 18参考文献 19 第一章 前 言造纸工业是一个与国民经济发展和人类文明建设息息相关的重要基础原材料产业。造纸工业绝大部分产品是印刷、包装、文化用品、卷烟、汽车、机械、建材、军工、电工等产业部门的重要原材料。纸和纸板的消费水平是衡量一个国家现代化水平和文明建设的重要标志，因此，造纸工业的发展水平也直接反映一个国家的国民经济水平和文明建设的发展水平。在我国，造纸工业的发展对林业、农业、包装、印刷、化工、机械、交通等行业具有明显的带动作用，可以拉动内需，是国民经济发展的新的增长点。为了满足国民经济的发展需要，多年来，我国造纸工业的生产增长率还略高于国内首生产总值（gdp）的增长率。历年的统计显示，1995-2005年期间，我国新闻纸的总印张数保持17%左右的快速增长，然而受新媒体冲击，近几年我国报纸总印量增幅下滑，2005年和2006年分别较上一年增长3%和4%，2007年增长5%。但是，2008年北京奥运会召开期间，由于新闻和广告费的加大，新闻纸需求费增长10%，达到430万t左右。由于我国造纸原料短缺，因而利用废纸造纸就显得尤为重要。利用二次纤维造纸不仅可以节约纤维原料，而且可以降低生产成本，缩短建设周期，从而提高企业适应市场快速变化的能力。就利用废旧报纸（onp）和废旧杂志纸（omg）来抄造新闻纸而言，不仅其技术和装备已非常的成熟，而且其制浆过程相比较而言也较为简单，运行和控制成本比较低。既可以满足市场的需求又符合国家对造纸行业的长远发展规划。本设计为年产10万吨新闻纸制浆造纸综合工厂设计，重点是日产300吨新闻纸废纸脱墨制浆车间。本设计在传统生产流程的基础上加上浮选脱墨和过氧化氢漂白后生产废纸脱墨浆。在有限的资金范围内力求提高纸浆的品质和生产的连续性、稳定性。通用设备尽量采用国产，以求降低生产成本。全厂设施较为齐全，包括：废纸堆场、备料车间、制浆车间、造纸车间、污水处理场、总配电室、锅炉房以及办公大楼和员工公寓等其他公用设施。全厂生活用电和生产用电均使用国家电网的电力，全厂生活用水和生产用水均采用地方自来水公司的供水，根据实际情况可对水进行不同程度的处理。此外，本设计非常注重在工厂设计合理、科学的基础上，对工厂进行花园化和人性化的设计，详见全厂总平面图。第二章 生产工艺设计2.1 全厂生产车间组成全厂生产车间包括：一个制浆车间、一个造纸车间、一个污水处理场、一个成品仓及其他辅助生产车间等。2.2车间生产综合叙述2.2.1产品标准及分类1、新闻纸质量标准（gb/t19102006）指标名称单位规格优等品一等品合格品定量g/45.0；47.0；49.0；51.0定量允许偏差 5.0横向定量变异系数 2.52.83.0抗张指数卷筒纸纵向 n.m/g40.038.034.0横向撕裂指数 mn. /g5.505.004.50 平滑度别克平滑度正反面s353025本特生粗糙度 ml/min180200220亮度 iso52.050.048.0不透明度45g/ 90.089.088.0尘埃度0.150.4m个/64100120其中0.150.4m48120.4 m不许有不许有不许有交货水分 6.010.0卷筒接头个/卷123色调参考值l*70.0a*2.02.0b*10.0同班次纸的色差e 1.52.0-注：平滑度两者中任意一项合格均可判合格；色调和印刷表面膜粗糙度不作交收检验依据，但每两个月一次，来作为各厂控制色度的依据。2、产品分类 新闻纸按质量分为：优等品、一等品和合格品三个等级，定量是4051g/； 新闻纸又可以分为卷筒纸和平板纸，卷筒纸的幅宽为1575mm,1562mm,787mm和781mm； 卷筒的直径是800900mm纸心内径7080mm，平板纸的规格是7871092mm。3、原料技术指标 美废8#特级旧报纸供脱墨用：经过挑选且不受潮的旧报纸，打包供货。此类旧报纸没有受太阳光的暴晒，不含杂质、空白纸张、印刷厂过期报刊和其它杂废纸，其凸印和彩印部分不超过正常数量。不得用其它纸张包装，不允许混有杂物。不合格废纸总量不得超过0.25。 各类原料、水、电、气及辅料消耗标准项目单位项目单位用浆量11001250kg/t氢氧化钠16kg/t电耗300380kwh/t硅酸钠30kg/t蒸气450900mj/t过氧化氢20kg/t0.20.4t螯合剂5kg/t固体废物150250kg/t水50100m/t脱墨剂12kg/t2.2.2车间工艺流程的选择流程一：旧新闻纸链板输送机 高浓水力碎浆机三段压力筛1#浆池高浓除渣器2#浆池稀释池预浮选槽1#多盘浓缩机三段除渣器三段压力精筛螺旋挤浆机热分散机漂白塔后浮选槽成浆池2#多盘浓缩机流程二：旧新闻纸链板输送机 高浓水力碎浆机稀释浆池三段粗筛高浓除渣器预浮选三段压力精筛三段除渣器热分散机螺旋挤浆机多盘浓缩机稀释池后浮选槽多盘浓缩机去造纸车间贮浆池螺旋挤浆机2.2.3 流程一和流程二的对比1.流程一与流程二采用不同的碎浆系统：a）.流程一采用高浓水力碎浆机，高浓水力碎浆机的工作浓度为8%-19%，为间歇式。结构与立式低浓水力碎浆机相似，转子的尖端速度一般为8-15m/s，浆料的停留时间喂5-15min，耗用动能为0.05-0.09mj/kg。其转子的速度相对较低，不是靠转子的强烈碎解作用使废纸疏解，而是看形成强有力的循环，在循环过程中想，由于工作浓度高，在纤维与转子，器壁，尤其是纤维的相互间形成强烈的摩擦，促使废纸的疏解。这种强烈的摩擦，尤其有利于油墨等杂质与纤维分离，另外避免了转子的强烈冲击，可防止杂质过分碎解而细化，有利于后续工序将其除去。b）.流程二采用转鼓式水力碎浆机。转鼓式碎浆机基本结构式平卧式的长圆筒，前段为碎浆段，工作浓度15%-17%，甚至高达30%。通过碎解鼓的疏解的浆料进入带有筛板（筛孔直径6-10mm）的筛选鼓，被注入的白水稀释成3%-5%的浓度，由于碎解过程无切碎作用，杂质倾向于保持原状而很少被撕碎，使筛选段的去除率更高。c）.二者对比：从成浆质量看，转鼓式碎浆机处理的浆料便于后来去除杂质，容易获得较高的洁净度，但油墨回吸导致成浆的白度和光学性能的不佳，高浓碎浆机则相反。而流程一采用高浓水力碎浆机提高了成浆的洁净度。从经济的角度分析，高浓碎浆机需要辅助的精碎和除杂设备，因而能耗高，维持费用高，但相对来说投资少，占地小，供浆系统简单。转鼓式碎浆机则相反，投资大，占地大，能耗低。2.漂白工序的不同： 流程一在热分散之后加了一个中浓漂白工序，而方案二没有该工序。经过热分散后浆料的白度会下降1%-2%iso,需要通过后面的漂白工序来提高。漂白的作用是通过化学药品的作用，使浆料中的有色基团氧化，改变浆料中发色基团的结构，使浆料的白度提高，同时也提高浆料的质量。浆料和漂液经中浓混合后进入漂白塔，经过漂白塔顶部的浆料分布器从塔顶落下，由底部的螺旋卸料器装置排出进入下一工序，完成整个中浓过氧化氢漂白过程。方案一的设计可以满足不同新闻纸的需求档次，可以根据具体的白度要求进行适当的工艺改善，满足不同白度要求的新闻纸，提高生产上的多功能性，改善企业造纸产品的单一性，提高企业的综合竞争能力，为企业创造价值。方案二则达不到高档新闻纸要求的白度，不能在以后扩大生产提高品牌上打下基础。 综合以上两个不同的工艺流程，比较其优缺点，方案一较方案二可以提高浆料白度，从企业长远发展来看，方案一生产的浆料可以满足不同档次新闻纸的质量要求，有利于提高企业的市场竞争力。故本课程设计选择第一个方案的工艺流程。2.2.4流程一的具体介绍 旧新闻纸的脱墨浆的碎浆均采用高浓碎浆，使用连续的或间歇的高浓碎浆机，在碎浆的过程中加热水和脱墨化学品，并尽可能避免杂质被破碎变小，以使在后面的筛选过程中通过筛孔或缝筛去除。而且可以缩短碎浆时间，节约化学药品和动力。 大一些的重杂质通过在碎浆机卸料浆池后的保护系统，一般为高浓除渣器去除并排出至沉淀工序，不会进入后续的流程，小的重杂质会在后面的低浓除渣系统中除去。 高浓除渣器后的粗筛选工序也是胶黏物的主要出口，约有一半的胶黏物从这里被去除，粗筛选工序用三段中浓孔径1.2mm，进入第一段的浓度约为3.5%,第一段的良浆进入下一个工序，二、三段的良浆分别回到一段或二段前，尾渣进入尾渣处理系统。 随后纸浆被稀释至约1.2%，进入第一道浮选工序，用气浮法去除大部分油墨及大部分轻质的纤维状或非纤维状粒子和胶黏物等。所以在浮选过程中除油墨粒子外，纸浆的灰分和胶黏物含量也会明显的降低。 旧新闻纸中胶黏物的含量比mop和occ少得多，一般使用了小于0.15mm缝筛后，可基本除去。后用三段低浓除渣器可尽可能多地去除小的重质杂质（浓度约为0.8%）。 多圆盘浓缩机可将浓度提高到10%，同时使浆料中剩余的油墨和胶黏物在热分散的作用下挤压分散到小的体积。多圆盘浓缩机还可洗去部分微小胶黏物和相当部分灰分。 漂白在中浓和热的条件下进行即可，废纸浆的漂白与原生浆有所差异，废纸浆漂白的目的主要是增白，必要时脱木素和色料的脱色。未漂脱墨浆的色泽既可能来自纸浆中的残余木素，也可能来自有色物质如油墨、染料的存在。对于onp纸浆采用过氧化氢改变木素中发色基团的结构即可，另外，过氧化氢虽对大部分染料不起作用，但onp纸浆色料相对而言较少，对纸浆白度影响不大。而且，之前的高温热分散破坏了过氧化氢酶，后续残余的过氧化氢还可抑制纸机和贮浆池中细菌的滋长。 由于在第二道浮选前纸浆被再次稀释，经过净化的循环水质量须仔细处理。第二道浮选将进一步降低浆中残留的油墨和胶黏物及灰分，并在其后从约1.2%浓缩至约10%以上，后送往贮浆池。 另外，2台多圆盘浓缩机出来的清滤液都回用到了碎浆，浮选前稀释及除渣过程稀释中，浊滤液与螺旋挤浆机出来的白水都送到气浮池处理后回用。注意： 本设计中有两条白水线，一条为制浆过程中产生并回用的白水，另一条为造纸车间白水，这两条白水线由阀门控制，若制浆过程中产生的白水不够用，则可打开造纸车间这道白水线的阀门。 三段锥形除渣后的良浆可直接由浆管输送到一号多圆盘浓缩机，无需泵送，也无需浆池稀释。2.3 车间技术经济指标和工艺参数2.3.1 车间工作制度生产工人：四班三运转。管理人员和服务人员：白班。全年工作日：300340d。每天每班工作小时数：8h。 2.3.2 工艺参数 （1）高浓水力碎浆机：所加化学药品及浓度：naoh: 1.0% na2sio3: 1.5% h2o2: 1.0% dtpa: 0.1% 表面活性剂：0.5% 工艺条件： 碎浆浓度：15% 出浆浓度： 3.6% 温度：60 碎解时间： 15minph值：10.0 （2）高浓除渣器： 进浆浓度：3.6% 排渣率： 5.00% 压力降：0.1- 0.2mp（3）压力筛：一段： 进浆浓度：3.45% 出浆浓度：3.3% 排渣率： 25二段: 进浆浓度：3.4% 出浆浓度：3.25% 排渣率： 25三段： 进浆浓度：3.3% 出浆浓度：3.1% 排渣率： 25% （4）预浮选槽： 进浆浓度：1.13% 出浆浓度：1.12% 钙离子：0.05mmol/l排渣率：10% ph值：10.0 温度：50 压缩空气流量：10000 l/ min（5）精筛： 一段：进浆浓度：1.1 % 出浆浓度：1.0% 排渣率：15 二段：进浆浓度：1.05% 出浆浓度：0.95% 排渣率：15% 三段：进浆浓度：0.9% 出浆浓度：0.8% 排渣率：15% 三段精筛进浆压力：0.1- 0.25mpa（6）低浓除渣器： 一段：进浆浓度：0.9% 出浆浓度：0.8% 排渣率：15% 进浆压力：0.30mpa 出浆压力：0.15mpa 二段：进浆浓度：0.85% 出浆浓度：0.75% 排渣率：15% 进浆压力：0.21mpa 出浆压力：0.12mpa 三段：进浆浓度：0.7% 出浆浓度：0.65% 排渣率：15% 进浆压力：0.21mpa 出浆压力：0.10mpa（7）1#多圆盘浓缩机： 进浆浓度：0.8% 出浆浓度：10% 纤维损失率：0.5% 主电机转速：2080rpm 清滤液浓度：0.02 1#清滤液泵出口压力：300 kpa 浊滤液浓度：0.05 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（8）螺旋挤浆机： 进浆浓度：10 出浆浓度：30 纤维损失率：0.5%（9）加热螺旋： 加热温度：90100 加热蒸汽流量：750010000 l/ min（10）热分散机： 进浆浓度： 30 % 出浆浓度：10% 稀释水压力：300350 kpa 润滑油温度：4060所加化学药品及浓度：h2o2: 1.0% naoh: 0.8% nasio3: 1.8%（11）漂白塔： 浆浓： 10 漂白时间：30min 漂白ph：10.5- 11 漂白温度：60 稀释水压力：300320 kpa（12）后浮选槽： 进浆浓度：1.05 出浆浓度：1.0%浮选槽液位：8898% 冲洗水喷淋间隔时间：36 min 冲洗时间： 2060s ph：6- 7 纤维损失率：6.00% 压缩空气最大流量：3900m/h 所加化学药品及浓度：表面活性剂：5 cacl2：8.5（13）2#多盘浓缩机：进浆浓度：1.0 多盘液位：4590 出浆浓度：10 纤维损失率：0.5% 2#清滤液泵出口压力：300350 kpa 清滤液浓度：0.03 剥浆喷淋水压力：700800 kpa 浓滤液浓度：0.05 摆动喷淋水压力：300350 kpa（14）贮浆塔： 贮浆浓度：10 第三章 浆水平衡计算3.1浆水平衡计算：（以一吨风干浆为基准进行计算,含水分10%） q：绝干纤维量（kg）v：浆料体积 (l)成 浆 池（1）成浆池已知：= 1000(1-10.00%)=900.0000 q1= q0 = 900.0000 c1=c0=10% 计算： v1=v=9000热分散机（2）热分散机已知：=962.2581 =9622.581 计算： v药品=3207.527 = v6v8=9622.5813207.527=6002.8879 （3）2#稀释池2#稀释释池释池释池释池释池释池释池释池释池释池释池释池已知：=1143.4746，=127052.7333， = 22279.7467， 白水计算：，=1094.4958 ；联立解得：=0，=976.3765；=7135.3366，=97637.65=15%，（4）高浓水力碎浆机的计算已知：=1081.3904, =30038.6228, 排渣率d13=10% ,计算：，=d13；高浓水力碎浆机 =120.1545，=1201.5449；=801.0299，=30838.0527 3.2浆水平衡明细表序号单元名称来源与去向纤维q（）浆料v（l）收支收支1成浆 池来2#多盘浓缩机 900.0000 9000.000去抄纸车间900.00009000.000合计900.0000900.00009000.0009000.00022多盘浓缩机来后浮选槽 904.522690452.26去贮浆塔900.00009000.000去澄清器4.522600 81452.26合计904.5226904.522690452.2690452.263后浮选槽来稀释池 962.2581 91643.6286去多盘浓缩机904.522690452.26去污泥压榨机57.735501191.369合计962.2581962.258191643.6391643.634稀释池来漂白塔 962.25819622.581来白水池 82021 去后浮选槽962.258191643.63合计962.2581 962.258191643.628691643.635漂白塔来热分散机962.25819622.581去稀释池962.25819622.581合计962.2581962.25819622.5819622.5816热分散机来螺旋挤浆机962.25813207.527来化学药品6415.054去漂白塔962.25819622.581合计962.2581962.25819622.5819622.5817螺旋挤浆机来多盘浓缩机967.09369670.9357去热分散机962.25813207.527去澄清器4.6283006463.4087合计967.0936967.09369670.93579670.935781多盘浓缩机来三段除渣器971.9534121494.1709去螺旋挤浆机967.09369670.936去澄清器4.8598111823.2352合计971.9534971.9534121494.1709121494.17099一级三段除渣一段除渣 来精筛1143.4746127052.7333来二段除渣去多盘浓缩机971.9534121494.1709去二段除渣器 171.52125558.5624来白水池013713.0792合计1143.47461143.4746127052.7333127052.7333二段除渣来一段除渣 196.58623127.7647来三段除渣00来白水池03364.5391去一段除渣器167.098122279.7467去三段除渣器29.48794212.5571合计196.586196.58626492.303826492.3038三段除渣来二段除渣29.48794212.5571来白水池去二段除渣器 25.06483856.1231去污泥压榨机4.4232356.434合计29.487929.4879 4212.55714212.557110一级三段精筛一段精筛来预浮选槽1148.6782104425.29来二段精筛0去二段精筛172.30176787.6441去2#贮浆池976.376597637.65合计1148.67821148.6782104425.29104425.29二段精筛来一段精筛 172.30176787.6441来三段精筛19.48422435.525来白水池05530.8759去一段精筛129.894913673.1474去三段精筛22.9226880.8976合计191.7859191.785914754.04514754.045三段精筛来二段精筛22.9226880.8976来白水池01666.058去二段精筛19.48422435.525去污泥压榨机3.4384111.4306合计22.922622.92262546.95562546.955611稀释池来三段粗筛1020.825030934.09091 来白水池061868.1361去预浮选槽1020.825092802.22701合计1020.82501020.825092802.2270192802.2270112一级三段粗筛一段粗筛来高浓除渣器1361.139451.1739来二段粗筛0 0去二段粗筛340.2758518.0830去稀释池1020.825030934.09091合计1361.11361.139451.173939451.1739二段粗筛来一段粗筛340.2758518.0830来三段粗筛78.5252533.0645来白水池01266.4996去一段粗筛314.19664.6154去三段粗筛104.72653.0317合计418.8418.812317.647112317.647三段粗筛来二段粗筛104.72653.0317来白水池0519.6956去二段粗筛78.5252533.0645去污泥压榨机26.175639.6628合计104.7104.73172.72733172.727313高浓除渣器来卸料塔1081.390430038.6228去粗筛104723427.3961去污泥压榨机54.0695826.4766合计1081.39041081.390430038.622830038.622814卸料塔来水力碎浆机1081.390430038.6228去高浓除渣器 1081.390430614.035115高浓水力碎浆机来链板输送机1201.5449来化学药品混合箱30038.6228去卸料塔1102.105330038.6228去污泥压榨机120.1545801.0299合计1201.54491222.259830038.622830848.6527 第四章 车间主要设备选型 4.1设备选型要求 满足工艺条件，生产能力达到生产要求； 设备先进，符合生产要求； 设备工作可符合生产要求，保证设备利用系数合理； 根据具体情况和废纸漂白脱墨浆制浆的特点，因地、因材制宜，选择设备； 通过生产能力计算，根据实际情况进行设备选型。 4.2 主要设备选型 原料损失率为5% =1264.7841 成纸水分为8% 生产一吨风干浆需处理：=1374.7653 又新闻纸几乎没有填料的加入，故可认为一吨绝干浆制造一顿onp 故日产150吨新闻纸绝干纸量为150（1-8%）=138t 需风干浆：=153.3333t 每天处理废纸：153.33331374.7653=210.79731 板输送机 理论产能：=9.3688t/h 实际产能：9.36881.2=11.2425t/h 高浓水力碎浆机 水力碎浆机技术参数 规格thg-200thg-225thg-250thg-275thg-300thg-325thg-350thg-375生产能力t/d6080180220255425600850装机容量kw5575132160250400500800直径m2.002.252.502.753.003.253.503.75长度m10.512.313.616.517.922.724.728.2空重t121420283353.56582容重t202335.5506386.5115150理论产能：1210.5449150.0=181.5817t/d实际产能：181.58171.2=217.8981t/d故所选设备为规格：thg-275高浓除渣器 高浓除渣器的性能和主要技术参数 zsc51zsc52zsc53zsc54zsc55通过量（l/min）800-9001200-13001600-18001800-26003000-4500进浆浓度/ %2 - 5进浆压力/mpa 0.2 - 0.35出浆压力/mpa0.01 - 0.05排渣方式手动手动自动手动、自动手动、自动理论产能：=3337.6248l/min实际产能：=3337.62481.2=4005.1497l/min故所选设备为：zsc55压力筛 压力筛技术参数型号zsc400zsc500zsc600zsc700zsc800zsc900zsc1000公称容积/m30.60.91.21.522.53筛浆浓度/%0.5-2进浆压力/mpa0.1-0.25筛孔/缝规格1.2-2.4 0.15-0.45通过量t/d25-7040-10050-14070-18090-250100-280130-350电机功率/kw18.5-2222-3737-4545-5555-7575-9090-100粗筛系统：一段粗筛：理论产能1180.4226150.0=177.064t/d 实际产能：177.0641.2=212.4768t/d 故所选设备为：zsc900 二段粗筛：理论产能：180.1244150.0=27.0187t/d 实际产能：27.01871.2=32.4224t/d 故所选设备为：zsc700 三段粗筛：理论产能：85.3899150.0=12.8040t/d 实际产能：12.80401.2=15.3648t/d 故所选设备为：zsc300精筛系统：一段精筛：理论产能：1034.7032150.0=155.2145t/d 实际产能：155.21451.2=186.2574t/d 故所选设备为：zsc800 二段精筛：理论产能：205.4218150.0=30.8133t/d 实际产能：30.81331.2=36.9759t/d 故所选设备为：zsc400 三段精筛：理论产能：36.5704150.0=5.4856t/d 实际产能：5.48561.2=6.58271t/d 故所选设备为：zsc300锥形除渣器 段： 理论产能：=13512.2938l/min 实际产能：=13512.29381.2=16214.7526l/min 二段： 理