年产10万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计

1、年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 1 共 40 页 前言 胶版纸是胶版印刷纸的简称，又叫双面胶版纸，在商业上俗称为“道林纸” 。 主要供平版（胶印）印刷机或其他印刷机印刷较高级彩色印刷品时使用，适于 印制单色或多色的书刊封面、正文、插页、画报、地图、宣传画、彩色商标和 各种包装品，在我国是应用很广泛的书刊印刷用纸。 胶版印刷纸一般为卷筒纸，也有平板纸 ，定量为 60150g/。纸面洁 白、平滑、无杂质 ，具有良好的表面强度和裂断长 (一般不低于 3000m)， 吸墨性和形稳性良好， 印刷时不卷曲、不起毛。以漂白

2、 化学木浆或配以一 定比例的漂白化学苇浆，分别 打浆后混合，经 施胶、加填(滑石粉、高岭土 或二氧化钛)和其他化学助剂后，在 长网造纸机 上抄造而成，有时还需进行 涂布。对纸的质量要求也比一般印刷纸高。主要有以下三点要求： （1）纸面应有较好的表面强度，就是在胶印过程中不“掉毛” 、 “掉粉” 、 “糊版” 。而且要洁白平滑，组织细致均匀，外观上比一般纸白得多，手摸纸的 两面有匀滑感。 （2）抗水性良好，即纸的伸缩率要小。胶印时纸被润湿伸缩率要小，因为 胶印时纸被润湿辊筒抹水，如果纸没有一定的抗水性，吸水后发生膨胀容易引 起尺寸变化，印出的图形往往出现“重影” 。所以必须对这一指标有所控制。

3、（3）吸油墨性要快。对于印刷速度不高的普通印刷机来说，纸的吸油墨性 不必太快。然而，胶印机的印刷速度快，印刷压力较轻，油墨膜层较薄，因而 必须选择吸油墨性快的纸张。 80 年代以来，随着现代胶版印刷技术的普及，要求印刷用纸具有更平滑的表面，更好 的印刷性能。并能够承受较大的温度和水分的变化而不出现卷曲现象。国际上已经把胶版 印刷纸品种向上延伸，发展了一系列的机械木浆胶版印刷纸新品种。近年来，数字印刷技 术、办公自动化和个人计算机的发展，对用纸提出更新、更高的要求，同时，纸业还将面 临消费者要求少花钱、多办事、办好事的思维方式所带来的新的挑战。 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆

4、工段工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 2 共 40 页 目录 前言.1 1.绪论. 3 1.1 设计依据与设计指导思想 3 1.2 建设规模及产品方案 3 1.3 彩色胶版印刷纸的规格 4 1.4 彩色胶版印刷纸的主要技术指标4 2、工艺设计 5 2.1 工艺流程简述5 2.2 纤维原料的选择6 2.3 辅料的选择6 2.4 打浆系统10 2.5 工艺流程方框图16 3、浆水平衡的计算. 17 3.1 工艺参数的确定17 3.2 计算步骤与说明. 19 3.3 浆水平衡表. 29 4、设备选型 30 5、存在的一些问问 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车

5、间打浆工段工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 3 共 40 页 题题36 6、设计总结 37 7、参考文献 38 8、致 谢39 1 绪论 1.1 设计依据与设计指导思想 本课题来源于长沙理工大学 2011 年制浆造纸工程课程设计任务书 。 本设计指导思想是：技术上先进可行，经济上合理有利，能在市场竞争中 体现强大的竞争力，创造出高效的经济效益，并具有一定的规模性，为此，在 设计过程中力求做到： 尽可能采用先进合理的工艺流程和工艺技术条件，充分体现和利用各成功 大型纸厂，造纸研究所，设计院在生产和设计过程中合理部分和成功经验。 尽可能采用国内现有先进技术，选用中内现

6、有先进设备装置。 既要保证产品质量符合国家质量标准，且质量稳定，又要保证设计能力的实现。 充分利用水，电，汽及各种原材料，千方百计降低单位成本。提高市场竞 争力，创造更大的经济效益。 设计尽量有据可依，但也要有所创新，设备布置合理，管理方便，操作方 便。 尽量减少大气污染，水污染，噪声污染，改善工作环境和避免对周围环境造成 污染，走可持续发展的道路。 1.2 建设规模及产品方案 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 4 共 40 页 本设计为日产合格品 300 吨，全年按 340 天计算，年产量为 10 万吨。 为

7、了提高胶版版纸的适印性和平整性，填料加入量要大，一般在 1025，所以这种纸的不透明度很高，一般要求大于或等于 85。彩色胶版 印刷纸要求对油墨的吸收性好，通常对其进行施胶，表面施胶改善了胶版纸的 表面强度，提高产品质量。 胶版纸的主要质量指标是纸张的伸缩率随打浆度的增加而提高，这主要是 由于纤维润胀较多引起的。在保证纤维有良好结合的情况下应适当降低打浆度， 对木浆可采取游离状或半游离状打浆。 1.3 彩色胶版印刷纸的规格 专业标准(qb/t 2693 一 2005)把彩色胶版印刷纸按质量分为优等品、合格 品，彩色胶版印刷纸有卷筒纸和平板纸之分。 成品规格： 重量：60，70，80，90，10

8、0，120（g/m2） 平板纸规格：7871092，8501168，8801230 卷筒纸规格：宽度 787，1092，850 1.4 彩色胶版印刷纸的主要技术指标 根据 2005 年 9 月 1 日开始实施的专业标准 qb/t 2693 一 2005 的规定，国 产彩色胶版印刷纸应符合所列的各项技术指标的要求。其技术指标如下表： 表表 1 彩色胶版印刷纸的质量标准彩色胶版印刷纸的质量标准 规定 指标名称单位 优等品合格品 定量g/m2 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 120.0 定量偏差% 4.0 厚度横幅差%3.0 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段

9、工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 5 共 40 页 紧度g/m3 0.800.07 不透明度%85 吸水性（正反值均）g/m220.040.0 伸缩性（横向）%2.8 交货水分%4.0 9.0 正反面差（）%20 印刷表面粗糙度（980kpa）m4.40 续表 1-1 规定 指标名称单位 优等品合格品 耐折度（横向）次12 印刷表面强度（卷筒正反表面均）m/s1.501.00 亮度（白度）%iso87.077.0 总数（）2460 0.2m0.5m不应有 2 0.5m1.5m 尘埃度 其中 1.5m 个/m2 不应有 2 工艺设计 年产年产 1010 万吨彩色胶版

10、印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 6 共 40 页 2.1 工艺流程简述 生产彩色胶版印刷纸的简要流程如下： 来浆浓缩机磨浆机混合浆池成浆池机外白水槽三段除渣器 除气罐一段压力筛纸机。 这是目前比较成熟的生产胶版纸的一条工艺流程。详细来说是自制木浆、 损纸以一定比例分别经浓缩机，磨浆机后在混合浆池混合。再由成浆泵送入机 外白水槽，从而进入浆料的净化筛选阶段。纸料先通过锥形除渣器组净化后， 再通过除气器除气，最后通过压力筛筛选。这种排列的方法不但除杂质和排气 的效果好，而且还有稳定和分散上网纸料的作用，有利于制成均匀分散的纤维 悬浮液，并可以减

11、轻压力筛的负荷，保持筛板不受杂质沙粒的损坏。与传统的 上将系统相比，本设计采用了可控速度成浆泵的冲浆泵内冲浆法，从而使反应 更快控制更准确。 2.2纤维原料的选择 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。而短纤维的草浆则容易 吸水润胀，伸缩率大。这是因为纸张在干燥过程中纤维会在纸张平面或厚度方 向收缩。较长的纤维在成形过程中纤维间挠合较多，干燥时纤维收缩产生移动， 但平面内位移较小，而短纤维收缩时，在纸平面产生的位移较大。在相同打浆 度下，对不同长度纤维，抄纸样测试证明，纤维长短是影响纸张伸缩率的主要 因素。 生产彩色胶

12、版印刷纸所用的纤维原料范围很广，主要纤维原料为漂白竹浆、 草浆、苇浆为主，掺配一定量的木浆。生产时需要保证其成纸尺寸的稳定、掉 毛掉粉少、吸油墨性好，对强度的要求不是很高，所以在原料的配比方面趋向 于以更经济的草类原料为主,草类纤维细而短，成纸匀度较好，纸面平滑细腻， 这些都是抄造胶印书刊纸的有利条件。同时，作为印刷用纸，纸张的印刷表面 强度是一个很重要的指标，特别是对高质量的胶印书刊纸，还必须具备一定的 耐破，耐折等强度指标，并且为提高抄造效率，改善草浆滤水性能的不足等方 面的要求，就必须配比相应的木材纤维为原料进行生产。 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计万

13、吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 7 共 40 页 考虑到国内原料供应紧张等因素，本设计中采用进口漂白木浆板。 2.3辅料的选择 2.3.1 施胶剂的选择 （1）内部施胶 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。渗透通常与吸收能力、排斥能力（憎水性）以及 含水液体的扩展有关。因此需注意： 在施胶压榨处理或涂布中控制水相的渗透速度； 在印刷过程中控制液体吸收或润湿； 控制多种纸板和纸板的使用能力。 内部施胶始于 1807 年已经经历了近两个世纪。直到 20 世纪 80 年代，大多 数纸厂采用松香加明矾的基本方法进行内部施胶，但最

14、近向合成的纤维素反应 型系统（基于烷基烯酮二聚体akd 或链烯基琥珀酸衍生物asa）的转变已 越来越普遍12。 akd 即烷基烯酮二聚体，是一种反应型施胶剂。近年来，随着国产 akd 中性造纸施胶剂质量提高，销售价格大幅度下降，中性/碱性造纸施胶成本与松 香酸性施胶成本差距在不断缩小。akd 中性造纸已在国内推广多年, 应用技术 日益成熟，同时，市场对中性/碱性纸的需求量也在迅速增加，这些都加速了我 国高级文化用纸由酸性造纸向中性/碱性造纸转换的步伐。中性造纸因采用白度 高的碳酸钙作填料和双组分助留系统，成纸的物理强度、白度、不透明度和印 刷性能都有不同程度的提高或改善。采用 akd 中性造纸

15、，上网浆料的总保留 率高，成纸的灰分含量也高，一般中性造纸成纸的灰分含量要比酸性纸高出 3%8%，相对而言，每生产 1t 纸可以节约 3080kg 造纸纤维，其综合经济效 益要比酸性纸高。另外，由松香酸性造纸向 akd 中性造纸转换，系统不需改 造，除添置几只助剂溶解计量槽以外，不必增加其它设备，操作工艺方便简洁。 akd 乳液可以在室温下贮存 2 个月。实践表明贮存温度超过 30或受冻， akd 的用量是正常用量的 2 倍以上，若加水稀释必须在 48h 内用完，否则 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 8 共

16、40 页 akd 会水解，失去施胶作用。 用 akd 对 23的浆料进行施胶，浆料无任何施胶损失，而对于 50的浆 料，施胶度损失在 2h 后开始，这是由于 akd 水解后产生的烯酮没有施胶作用。 水解程度随着 ph 值和温度的提高而有所增加。对于因纸机水系统的封闭而引 起的纸机系统温度的提高，纤维和填料的留着率必须尽可能高。 综上所述，施胶剂选用烷基烯酮二聚体 akd，为了减少水解，选择在上浆 泵入口加入。 （2）表面施胶 在胶版纸生产中，用表面施胶改善表面强度,减少横向伸缩变形，提高产品 质量。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聚乙烯醇(pva)， 施胶浓度一般在 2.0%

17、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。 影响表面施胶的主要因素： 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， 使施胶难于操作，且容易粘缸。 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。 胶液粘度：粘度高，施胶效果好，但影响流动性，粘度过高，粘缸。 施胶剂：氧化淀粉是常用的施胶剂，价格便宜，但粘结能力差，pva 成膜性好，纸幅挂胶量多，粘结力强，但价格高。 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 pva 可进一步增大纸的表

18、面强度，在纸幅中加入更多的填料，以降低浆耗。尤其是 表面施胶加填，可以明显增加表面强度，并且大大降低油墨吸收性，使纸页表 面细腻，印后油墨光泽好，图面清晰，立体感强，同时成本还略有下降，白度 得以提高，纸页伸缩率减小，使纸上印刷机不打折，提高了产品附加值，因此 不失是一种先进的施胶工艺。因此，本设计的表面施胶剂选择氧化淀粉加少量 聚乙烯醇(pva)。 2.3.2 助留剂的选择 助留剂大体分为三类：无机产品类、改性天然产品类和高分子聚合物类1。 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 9 共 40 页 其中无机产品类是

19、早期使用的，只起助留作用，效果不明显。这一类无机 化合物主要有：硫酸铝、铝酸钠、聚氯化铝和聚合氧化铝络合物。改性天然产 品主要有阳离子淀粉、羧甲基纤维素、改性植物胶等。这类产品效果也不明显 而且用量大。高分子聚合物主要是聚胺类，兼有助留和助滤的作用由称为助留 助滤剂用得较多的为阳电荷的高分子聚合物。主要有：氧离子型聚丙烯酰胺 （pam）、聚乙烯亚胺(pei)、聚氨（pa）、聚酰胺（ppe）等。 在该设计中采用双组分助留系统即采用 cpam 和阳离子淀粉，cpam 在靠 近流浆箱加入较好，以不受任何剪切力，本设计加在一段压力筛的出口。 2.3.3 填料的选择 对于胶版印刷纸来说，为了提高纸张的不

20、透明度、透气度和柔软性特别是 为了改善纸张的印刷适应性和书写性或者说是为了使纸张尺寸稳定和降低生产 成本等，必须加用填料，但是加填料必须适量，要尽量减少对纸张的物理强度 与施胶度的影响。填料加入量的多少主要决定纸张的使用要求、所用纸浆的种 类和配比、填料本身的性质以及纸机的抄造车速和抄造条件等。造纸常用的填 料一般有滑石粉、碳酸钙和高岭土6。滑石粉能赋予纸张很高的平滑度，如果 印刷方法并不要求纸张很高的表面强度，那么滑石粉会给予纸张很好的印刷性 能。但滑石粉颗粒边沿暴露有镁离子，带正电荷，呈憎水性，再加上滑石粉的 直径/厚度之比较高，更突出其疏水性，很难与纤维等亲水粒子相互结合。由于 胶版印刷

21、对纸张表面强度要求较高，因此对用于胶版印刷的纸张来说，滑石粉 并非理想的填料。此外滑石粉折光率比caco3低，对不透明度的贡献较差。实 践表明即使滑石粉填料含量相当高，纸张的不透明度也很难有更大的提高。但 我国滑石粉资源丰富且价格低廉，还是应优先考虑选用。一般草浆的不透明度 低因此对草浆或配用草浆抄造印刷用纸时，加填量比用木浆的高。 所以最好使用碳酸钙，因为碳酸钙可以充当缓冲剂，纸机能够很容易地在 ph 7.58.0 的 ph 值范围内运行。但随着碳酸钙用量的增大，akd 在纸浆纤维 上的有效吸附量越来越少，会造成施胶性能的下降。 2.3.4 调色剂的选择 白度是双面胶版纸的一个重要指标，所谓

22、纸张白度是指白色或接近白色的 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 10 共 40 页 纸表面对蓝光的反射率，以相对蓝光照射氧化镁标准板表面的反射百分率表示。 随着科技的发展，用户对纸张白度的要求越来越高，但纸张白度的提高对人眼 睛的刺激作用也越来越大。而彩色胶版印刷纸张在满足白度的同时，还能改善 视觉效果，保护人们的视力，是人们研究与探讨的方向。 荧光增白剂为具有共轭双键结构的有机化合物，即有能激发荧光的胺基磺 酸盐基因，同时又带有能吸收紫外光的芳香胺、脂肪胺或其衍生物的基因，它 能将吸收的紫外光转为蓝光，可以抵

23、消纸浆中的淡黄色，取得显白作用，荧光 增白剂不但不会降低纸张的反射强度，反而会使其有所增加，取得更高亮度。 若单一使用增白剂来提高纸张白度，势必造成成本增加，而随着增白剂用 量的增加，纸张的白度趋于一个饱和值，且对人眼的刺激作用也越来越大，因 此在传统造纸工艺中往往加入少量的蓝色染料碱性湖蓝，得到良好的效果， 因为一般人喜欢带蓝的白色，而不是带黄的白色。 青莲为碱性紫 5bn，俗名盐基青盐，医学上称甲基紫、龙胆紫，其纯品又 俗称结晶紫，是一种碱性紫色染料11。 纸张纤维总是略显黄色至灰白色，即使经过漂白处理也依然如此，这是因 为纸浆纤维中所含木素倾向于吸收波长在 400.0500.0nm 的紫

24、色和蓝色光谱所 致。在纸浆中加入蓝紫色染料，既能起互补作用，使其在肉眼观察下反映出纯 白色，又能提高纸张的不透明度，使纸张显白。经研究发现，改变过去单一使 用湖蓝作助剂，而将湖蓝和青莲同时加入到纸浆中，找出最佳配比，避免了单 一使用湖蓝过多造成的纸张显色，湖蓝使用过少“蓝相”不足的弊病，使纸张产 生淡蓝的白色，纸张“显白”而不“显色” ，将该研究在生产上推广应用，取得 了较好的视觉效果，受到用户一致好评。 实验表明，同时使用碱性湖蓝和青莲，无论浆料施胶与否，纸张白度均有 所提高。最佳条件是控制纸张施胶后 ph 值在 6.5 左右，将该实验运用于生产， 取得了相似的结果，纸张白度稳定，不易返黄，

25、特别是对人眼的刺激作用大为 改善，取得了较好的视觉效果。 2.3.5 辅料的使用及加入方式 阳离子淀粉：糊化后配成 5.0%的浓度，过筛加入混合浆池中，用量 1.0%。 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 11 共 40 页 akd 胶：用 2 份清水按 12 比例稀释，在冲浆泵中计量连续加入，用 量 0.16%0.25%。 助留剂：c-pam 溶解后配成 0.05%的浓度，在一段压力筛出口计量连 续加入，用量 150250mg/l。 填料：研磨碳酸钙 gcc 配成 2%浓度后，过筛计量连续加入一段压力 筛出口，

26、加填量 25%。 调色剂：荧光增白剂用量 0.143%，碱性湖蓝用量 0.001%，碱性青莲用 量 0.008%。在在冲浆泵中计量连续加入。 表面施胶剂： m（pva）m（氧化淀粉）为 12，施胶工艺为先将熬 好的氧化淀粉及 pva 胶中混合，调节到 15%18%的浓度，温度控制在 60， 施胶液位尽可能高且稳定，控制适当的回流量。 2.4 打浆系统 胶版纸的主要质量指标是纸张的伸缩率随打浆度的增加而提高，这主要是 由于纤维润胀较多引起的。在保证纤维有良好结合的情况下应适当降低打浆度， 对木浆可采取游离状或半游离状打浆，草浆打浆度本身就较高，可采取轻刀疏 解，目的在于提高其表面活性。 就打浆工

27、艺而言，影响浆料性质的因素：一为打浆流程及设备选择；二为 打浆过程中工艺控制及操作调节。由于麦草浆与木浆特性差异较大，且配比悬 殊，要使其达到合乎胶版纸质量的浆料性能则必须分别进行打浆，然后配浆抄 纸。 对于短纤维草浆，由于纤维粗硬短小，杂细胞多易吸水润胀，因此打浆度 易上升，而纤维未帚化，故主要以分丝帚化为主。由于浆料纤维均整性差会导 致纸页匀度不好造成尺寸不稳定，为此长纤维针叶木浆打浆就应该注意其浆料 纤维均整及纤维湿重不能过大。比较不同品种的木浆，证明原浆纤维越长越不 易切断，且打浆后纤维均整性差，故以切断作用为主。 因此，自制木浆打浆：采用 450mm 双盘磨串联，以轻刀细磨方式打浆，

28、 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 32sr35sr，湿重 1.52.0g 为了提高浆料的帚化度保留 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 12 共 40 页 纤维长度应尽量提高打浆浓度，控制在 3.5%左右为好。 化学荻苇浆打浆：经两列锥形精浆机并联，每列两台串联打浆为好，锥形 精浆机段以控制纤维分丝帚化为主，打浆度为辅。注意打浆度偏低不偏高，并 使浆料能有较多机会疏解分散。精浆机打浆度一般控制 2528sr。而双盘磨打 浆段，则以控制打浆度为主，使其打浆度

29、达到 3540sr，湿重 56g 为宜。由 于是以化学荻苇浆为主抄胶版纸，所以化学荻苇浆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，因此要充分重视化学 荻苇浆和木浆混合后浆料质量，一般要求其打浆度（352）sr，湿重 34g 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。 2.4.1 配浆系统 造纸机的供浆系统从造纸车间的成浆池开始至造纸机流浆箱布浆器的进浆 口为止，由调量稀释、净化、筛选、除气、纸浆输送等部分组成，其主要作用 是 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。同时除去浆料中的杂质，保护造纸

30、设备，为造纸机高效率的 正常运行和生产优质的产品提供重要的前提条件。 （1）纸料的调量和稀释 纸料的调量和稀释方法常用的有冲浆箱、冲浆池和冲浆泵内冲浆等几种方 法。方法的选择取决于造纸机的生产规模、结构特点、设备布置形式、装备和 工艺技术的水平等因素。在冲浆箱式调量法中，纸料和白水在箱中由溢流口稳 定将位，同时调节阀门的开度来控制浆量及稀释水量。经混合后进入缓冲池再 泵送到净化筛选工序。这种方法只适合于小型纸厂。 本设计使用可控速度成浆泵的冲浆泵内冲浆法。这个方法的特点是使用可 控速度的成浆泵取代稳压高位箱和定量控制阀起到调量的作用，可控制速度成 浆泵由造纸机定量控制系统控制。通过变更和控制成

31、浆泵的转速达到控制输送 往冲浆泵的纸料流量，从而达到准确调量和稳定纸张定量的目的。与使用定量 控制阀的方法相比较，这个方法具有反应更快和控制更准确的优点。 采用冲浆泵稀释时，机外白水槽到冲浆泵的管路不应水平安装，应有一定 的倾斜度，以防止纤维沉淀，成浆池的来浆管应直接通入冲浆泵的吸入口，其 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 13 共 40 页 方向应在冲浆泵的轴向上。或在泵的吸入端过渡管上方与轴向成 45o方向进入， 尽量少受其他管道的干扰5。 （2）纸料的净化筛选 经打浆和配浆的浆料中，往往含有砂石、浆团和纤

32、维絮等杂质。为了保证 纸机的正常运转，保证成纸的质量，必须将杂质除去，采用的设备是得到广泛 应用的 606 锥形除渣器、压力筛。两者结合可达到较好的效果。 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密度小而体积大的杂质，如浆团、纤维、 草屑等。 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

33、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离心沉降。由于采用的原料主要是自制木浆及 化学荻苇浆，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。 （3）纸料

34、的除气 纸浆中常常带有空气。它主要有两种存在形式，一种是游离状态的空气， 另一种是结合状态的空气，其中前者对纸张的影响较大。它增加了纸料的可压 缩性，因此在设计封闭式流浆箱时，必须考虑到纸张可能产生的脉动大小，纸 浆中存在的空气堵塞毛细管眼孔，阻碍纸浆脱水，减低网部脱水部件的抽吸作 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 14 共 40 页 用，降低脱水能力。当流浆箱使用喷水管消沫和稀释上部纸浆时，由于增加了 温度低的清水，降低了纸浆的温度，提高了其粘性，也使脱水困难。 纸浆中的泡沫常使网部成行的湿纸产生泡沫点和成纸

35、质量不佳，如为多成 纸板，则容易分层。泡沫点是纸浆中的泡沫在湿纸成形时破裂所致，产生圆形 小点，比周围的纸页透明一些，如纸浆中加有填料，泡沫点常带有较多的填料。 除气的方法可以分为化学除气法和机械除气法两大类。化学除气法式把化 学品（如各种消泡剂）加入到纸料中，以消除纸料中的空气和泡沫，这类方法 能够降低纸料中的游离状态和结合状态的气体含量和消除泡沫。机械除气法目 前使用的典型方法是特克雷特除气法。此法的特点是在高真空下纸料受到喷射、 冲击、沸腾等三重作用而把治纸料中的空气和其他气体除去。这个方法能够有 效地除去纸料中的空气，包括游离状态、结合状态和溶解状态的空气。 综上所述，纸浆中虽然空气量

36、很少（一般含有 0.4%-0.6%的空气量，以体 积计）但对抄造过程的各个环节的影响的很大。本设计化学除气和机械除气相 结合的办法，即使用消泡剂和除气器相结合，具有很好的除气效果。 （4）纸料的流送上网 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。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，所以采用稀释型流浆箱，这是将布浆器（管束或阶梯扩散器） 中的每一根管的进口侧与一根稀释水管相连，并没有调节阀控制稀释水的流量， 当纸的横向定量不均匀时，根据检测的信号，使定

37、量较高处对应的管的稀释水 量加大，浓度降低，就可以使局部定量恢复正常。从而可以不用调节堰口的开 度，使操作简单化，运行平稳，纸的质量提高，因此得到快速的普及。 2.4.2 白水回收系统 为了减少流失、节约用水、减轻污染，白水的循环利用和处理是纸机部分 设计的重要环节。白水利用循环的原则是尽量回收利用于本系统，称为一级循 环，而且优先利用较浓的白水。实在是利用不了的要进行回收处理，回收其纤 维，净化的水优先用于系统内，多余的可以送往其他部门使用，称为二级循环。 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 15 共 40 页

38、 二级循环剩余的水及不能用的水，送往厂内废水处理系统，处理后的水酌情使 用或者排放，称之为三级循环。 白水回收分为沉淀法、过滤法、气浮法。气浮法是利用白水固形物吸附空 气后，表观密度下降而浮聚于液面，雨水分离。其处理能力较大，澄清水的质 量也高，但是占地面积大，动力消耗也高，需要消耗部分絮凝剂，操作和管理 也较复杂；沉淀方法是一种利用重力沉降原理工作地设备。主要有白水塔河斜 板沉淀法。前者已经被淘汰，后者是利用多道斜板形成若干浅池，沉降的距离 缩小了，而沉降的面积大大增大了，因此效率高于白水塔投资较小，但是处理 能力有限，适合于中小企业；过滤法的优点是占地面积小，回收率高，回收浆 料浓度大，操

39、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。本设计中利用多圆盘回收 机来回收白水和部分浆料，属于过滤法。首先混合浆池的部分浆料先在多圆盘 回收机里形成滤层（浓度一般为 10%15%，最高可达到 20%，然后通入混合 白水池中的白水，白水通过滤层后被有效地分离成浊液，清液和超清液。浊液 而得到回收浊液（浓度一般为 0.01%0.04%）返回流程重新过滤。清滤液（浓 度一般为 0.0021%0.009%）一部分用于制浆和洗网，多余部分可以返回造纸 系统使用或者排放（真空排放或送废水处理系统处理）超清滤液（20 50ppm）可以用于造纸网部

40、喷水。 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。 （1）浓白水的流程论证 在案板处产生的白水含有较高比例的纤维，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，也进入冲浆泵，再进入一段除渣器净化，以 达到上网的需要。 案板机外白水槽 流浆箱 浓白水池二段除渣器冲浆泵 纸机白水池 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 16 共 40 页 图 1 浓白水的流程图 （2）稀白水的流程论证 在真空吸水箱和真空

41、伏辊下来的稀白水，经过水封池后部分溢流到纸机白 水池、水力碎浆机及干损中间池再回用。部分剩余的稀白水，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。最后多余的稀白水与圆网浓缩机 的白水一并进入混合白水池，由多圆盘回收机回收过滤利用。 图 2 稀白水的流程图 2.5 工艺流程方框图 配浆池 成浆池冲浆泵 一段除渣器 流浆箱 一段压力筛 叩后浆池 漂白浆板双盘磨浆机 混合损纸 浆池 圆网浓缩机湿损纸 高频疏解机水力碎浆机干损纸 叩前浆塔 湿损纸浆塔 机外白水槽 二段除渣三段除渣 二段压力筛 除气器 水力碎浆机 真空吸水箱 真空伏辊 水封池纸机白水池 池 水力碎浆机 干损中间池 混合白水池

42、 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 17 共 40 页 3、浆水平衡计算 3.1 工艺参数的选择 根据彩色胶版印刷纸质量指标及纸机特点,并结合生产实践选定相关工艺参数。 工艺参数详见下表： 表表 3-1 年产年产 10 万吨万吨彩色胶版印刷纸浆水平衡计算有关定额及工艺技术参数彩色胶版印刷纸浆水平衡计算有关定额及工艺技术参数 编号项目定额备注 1成纸干度（%）95 彩色胶版印刷纸打浆工艺流程图彩色胶版印刷纸打浆工艺流程图 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间

43、打浆工段工艺初步设计 第 18 共 40 页 编号项目定额备注 2平均运转时间（h/d）22.5 3干损纸率（%）5 4湿损纸率（%）1.5 5干损纸平均干度（%）94 6湿损纸平均干度（%）30 7 上网浓度（%） 0.6 8 圆网浓缩机喷水（l/t 成品） 3000 澄清水 9一段压力筛的排渣率（%）5对进浆 10一段压力筛的排渣浓度（%）1.2 11二段压力筛筛排渣率（%）8 12二段压力筛排渣浓度（%）2.5 13除渣器三段排渣率（%）18对本段进浆 14一段尾渣浓度（%）1.0 15二段尾渣浓度（%）1.2 16三段尾渣浓度（%）1.5 17一段尾渣率（%）25对本段进浆 18二段尾

44、渣率（%）10对本段进浆 19三段尾渣率（%）18对本段进浆 20二段进浆浓度（%）0.8对本段进浆 21三段进浆浓度（%）0.6 22 出圆网浓缩机白水浓度（%） 0.05 对进浆 23圆网浓缩机出浆浓度（%）3.5 24进入冲浆泵的浆料浓度（%）3 25表面施胶上胶率（%）1对成品 26表面施胶浓度（%）2.2 27成浆池浓度（%）3.2 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 19 共 40 页 28圆网浓缩机纤维流失（%）0.5对进浆量 29出圆网浓缩机白水浓度（%）0.05对进浆 30圆网浓缩机出浆浓度（%

45、）3.5 31进入冲浆泵的浆料浓度（%）3 32 表面施胶上胶率（%） 1 对成品 33表面施胶浓度（%）2.2 34成浆池浓度（%）3.2 35圆网浓缩机纤维流失（%）0.5对进浆量 36流浆箱回流量（%）8对进浆量 37除气罐回流量（%）5对进浆量 38gcc 用量（%）20对成品 39gcc 浓度（%）20对成品 40gcc 留着率（%）85对成品 41akd 用量（%）1.5对成品 42akd 浓度（%）0.5对成品 43增白剂用量（%）0.3对成品 44增白剂含量（%）8对成品 45cpam 浓度（%）0.05对成品 46cpam 用量（%）0.05对成品 47消泡剂用量（%）0.0

46、1对成品 48消泡剂含量（%）100对成品 续表续表 3-1 编号项目定额备注 49杀菌剂用量（%）0.013对成品 50杀菌剂含量（%）100对成品 51阳离子淀粉用量（%）1.0对成品 52阳离子淀粉浓度（%）5.0对成品 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 20 共 40 页 53助留剂用量（%）0.02对成品 53助留剂用量（%）0.02对成品 55染料用量（%）0.002对成品 56染料含量（%）0.5对成品 3.2 浆水平衡计算步骤与说明 以 1 吨风干浆为计算基础，含浆量 90%。在计算过程中将填料

47、视为纤维，而将 阳离子淀粉、染料、增白剂等造纸辅料视为清水。从流浆箱按流程顺序逆向推 算。 （1）流浆箱平衡 已知：q=900.0000 v=150000.0000 上网浓度 c=c1=c2= 0.6% 流浆箱溢流量d1=10%（对进浆） akd 用量 0.2%（对成品） 、浓度 2% 计算： 为了保证流浆箱内纸料稳定，因此需溢流一部分到冲浆泵，设其量为 10%，则 q1 = d1q2 q2= q +q1 所以 q2= q /（1- d1）=1000.0000 q1=q2- q =100.0000 v1=q1/c1 =16666.6667 w1=9500.2%/2%=95.0000 v2=v1

48、+v =166666.6667 （2） 一段压力筛平衡 冲浆泵 流浆箱 1 1 1 c v q 2 2 2 c v q akd c v q w1 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 21 共 40 页 cpam 填料 流浆箱 已知： q2=1000.0000 v2=166666.6667 一段压力筛的排渣率 d2=5%（对进浆） 一段压力筛的渣浆含量率 c4=1.2% 用量为 20%（对绝干纤维） 浓度 c3=20% 留着率 d3%=85% 以一吨纸为基准，含水量 5% ，添加化学物品 q0=950 用量为 0.

49、02%（对成品） 浓度为 0.02% cpam 可按清水计算 计算： q4=d2（q3+q5）=52.6316 q5=q2 +5%(q5+q3)- q3 q3=20% q0d3=161.5 v3=95020%/c3=950.0000 q5=（q2-95%q3）/（1-5%）=891.1316 w2=0.02%q0/0.02%=950.0000 v4= q4/c4=4385.9650 v5=v2+v4-w2-v3=169152.6317 c5=q5/v5=0.5268% （3）除气罐平衡： 已知：q5=891.1316 v5=169152.6317 除气罐的回流量 d4=5%(对进浆) c7=

50、c6= c5=0.5268% 冲浆泵 填料 cpa m w2 二段压力筛 一段压力筛 除气罐 5 5 5 c v q 2 2 2 c v q 4 4 4 c v q 3 3 3 c v q 一段压力筛 机 外 白 水 槽 5 5 5 c v q 6 6 6 c v q 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 22 共 40 页 计算： q6=d4q7 q7=q5+d4q7 q7=q5/(1-5%)=938.0333 q6=d4q7=46.9017 v6=q6/c6=8903.1255 v7=v5+v6=178055.

51、7572 （4）一段除渣器平衡 已知：q7=938.0333 v7=178055.7572 段除渣器排渣率 d5=25% 段除渣器排渣浓度 c8=1.2% 计算： q8=d5q9 q9=q7+d5q9 q9=q7/（1-d5）=1250.7111 q8=d5q9=312.6778 v8=q8/c8=26056.4833 v9=v7+v8=204112.2405 c9=q9/v9=0.6128% （5）二段压力筛平衡： 已知：q4=52.6316 v4=4385.9650 二段压力筛排渣率 d6=8%(对进浆) 二段压力渣浓度 c10=2.5% 计算： 除气罐 段除渣器 7 7 7 c v q

52、段浆泵段除渣器 冲浆泵 9 9 9 c v q 7 7 7 c v q 8 8 8 c v q 除气罐 机 外 白 水 槽 二段压力筛 一段压力筛 4 4 4 c v q 11 11 11 c v q 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 23 共 40 页 机外白水槽 机外白水槽 冲浆池 q10=q4d6=4.2105 v10=q10/c10=168.4211 q11=q4-q10=48.4211 v11=v4-v10=4217.5439 c11=q11/v11=1.1481% （6）段浆泵至段浆泵平衡： 从流程

53、上看，段除渣器平衡算完后，按流程应计算冲浆泵，但要得到浆 泵的计算数据，必须对浆池进行衡算，而想对冲浆池进行衡算，必须知道从 段除渣器与段浆泵、段浆泵、段除渣器构成循环，不能单一进行衡算， 必须对这几个量进行衡算。 为使计算简单，除渣槽的稀释水（机外白水槽水）按清水计算： 已知：q8=312.6778 v8=26056.4833 段排渣浓度 c13=1.0% 段排渣率 d7=20%（对本段进浆） 段除渣器进浆浓度 c12=0.8% 段排渣率 d8=20%（对本段进浆） 段排渣浓度 c15=1.5% 排渣 10 10 10 c v q 段除渣器 段除渣器段浆泵 12 12 12 c v q 8

54、8 8 c v q 段浆泵段除渣器排渣 13 13 13 c v q 14 14 14 c v q 15 15 15 c v q 16 16 16 c v q w3w4 17 17 17 c v q 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 24 共 40 页 段进浆浓度 c14=0.6% 计算： 根据系统中各量之间的关系，列平衡方程组 根据系统中各量之间的关系，列平衡方程组 q8+q16=q12 q12=383.3198 q13+q17=q12 q13=76.6640 q13=q14 q14=76.6640 q15+

55、q16=q14 q15=6.0220 q13=d7q12 解方程组得 q16=70.6420 q15=d8q14 q17=306.6578 v8+v16+w3=v12 v17=41109.3067 v13+v17=v12 w3=3656.8166 v13+w4=v14 w4=5822.9416 v15+v16=v14 其余各量分别为： v12=q12/c12=47914.9751 v13=q13/c13=7666.4111 v14=q14/c14=12777.3333 v15=q15/c15=401.4667 v16=q16/c16=10407.2388 c17=q17/v17=0.7459%

56、 验算： q15+q17=312.6778 v8+w3+w4=41510.4734 q8=312.6778 v15+v17=41510.4734 所以， q15+q17= q8 v8+w3+w4= v15+v17 满足整体平衡，因此证明上述运算正确。 （7）冲浆泵平衡 已知：q9=1250.7111 v9=204112.2405 染料用量：0.002%（对成品） 9 9 9 c v q 一段除渣器 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 25 共 40 页 染料浓度：0.5% 计算： w5=0.002%950/0.5

57、%=3.8 v18=v9-w5=204108.4405 q18= q9=1250.7111 c18= q18/ v18=0.61277 （8）机外白水槽平衡： 已知： q11=48.4211 v11=4217.5439 w3=3656.8166 q17=306.6578 v17=41109.3067 q15=6.0220 v15= 401.4667 q1=100.000 v1=16666.6667 q18=1250.7111 w4=5822.9416 v21=19899.1683 . 杀菌剂用量:0.001%（对成品） 杀菌剂浓度:100% 消泡剂用量：0.01%（对成品） 消泡剂浓度：100

58、% . 。 w4w3 计算： w6=0.001%950/100%=0.095 机外白水槽 18 18 18 c v q 冲浆泵w5染料 二段 压力 筛 11 11 11 c v q 17 17 17 c v q 1 1 1 c v q 19 19 19 c v q 15 15 15 c v q 杀菌剂 w6 消泡剂 w7 18 18 18 c v q 机 外 白 水 槽 二段 除渣 器 成 浆 池 流浆 箱回 流 除渣 器回 流 冲浆泵渣二段除器 泵 一段除渣器 泵 20 20 20 c v q 纸 机 白 水 池 年产年产 1010 万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计万吨彩色胶版

59、印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计 第 26 共 40 页 w7=0.01%950/100%=0.95 q19= q18-q11- q17- q15- q1=760.2656 v19= w3+ w4+v18=213588.1987 c19= q19/ v19=0.3559% q20= q18-q11-q17-q1-q15=1277.3424-342.8165=1112.5259 v20= v18-v11-v17-v1-v15 -w6- w7=29094.7095 c20=q20/v20=3.8238% （9） 成浆池平衡 已知：q20=1112.5259 v20=29094.7095 计算：

60、q21=q20=1112.5259 v21=v20=29094.7095 c21=q21/v21=3.8238% （10）水力碎浆机平衡（干损纸） 已知：完成工段干损纸率为 5% q22=950*5%=47.5000 c22=94% v22=50.5319 水力碎浆机工作含量为 2.0%。 即 c24=2.0% c23= c19= 0.3559%计算： q22+q23=q24 v22+v23 =v24 解得： q23=10.0636 成浆池 21 21 21 c v q 20 20 20 c v q 机外白水槽 配浆池 机外白水池 24 24 24 c v q 22 22 22 c v q 水