造纸毕设120td漂白烧碱蒽醌法麦草浆DEPP漂白工段设计

1、 本 科 生 毕 业 设 计 开题报告题 目：120t/d漂白烧碱-蒽醌法麦草浆DEPP漂白工段设计姓 名： 学 号： 指导教师： 徐 永 建 班 级： 所在院系： 轻工与能源学院 日 期： 2015年4月 、120t/d漂白烧碱-蒽醌法麦草浆DEPP漂白工段设计1本课题的设计目的、意义及国内外现状 本次设计是对大学期间所学各课程及相关的应用绘图软件的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练,使得学生能够熟练掌握各工段的工艺流程及工艺参数，。设计中需要用到的相关数据、设备类型和生产工艺等相关内容都需要学生在实习过程中自己去搜集和整理，然后进行比较最后制定出合适的生产工艺，选择合适的

2、设备及工艺参数，最后进行一系列计算后确定设计是否合理，确定合理后编写课程设计说明书、画工艺流程图等。 近年来，我国造纸工业发展突飞猛进，全行业的面貌发生了翻天覆地的变化。造纸工业的发展受到了政府、NGO以及行业专家等在内的广泛关注。其原因在于：长期以来，由于我国造纸工业一直走以草浆造纸为主的发展道路，与世界造纸工业发达国家相比，还有很大差距，造纸工业目前还面临许多困难和问题。主要表现在:（a）原料结构不合理，对外依存度高。首先，目前我国造纸企业的原木浆以国外进口为主，价格上也受制于国际纸浆市场。出于成本控制因素，我国纸浆结构中木浆所占比重始终未有根本突破，从2000年的19%到2005年的22

3、%，变化幅度较小。过高的非木浆使用比例阻碍了我国纸品档次的提升，严重影响了国际竞争力。（b）我国制浆造纸不合理的原料结构造成严重污染，主要来自麦草化学制浆的排污。2005年造纸工业废水排放36.亿吨，约占全国重点统计企业废水排放总量的17.0%，COD排放量159.7万吨,占全国重点统计企业COD排放总量的32.4%。其中草浆生产线有碱回收装置的产量仅占草浆总产量的30.0%，草类制浆COD排放量占整个造纸工业排放量的60%以上，仍然是主要的污染源。只有增加优质长纤维的供给，提高木浆比重，淘汰落后草浆生产线，优化我国造纸原料结构，才能解决我国造纸带来的环境污染问题。 治理造纸工业污染有两个途径

4、 ,一是从制浆和漂白工艺入手,采用无少污染制浆漂白技术,将污染源杜绝,使整个造纸工业成清洁生产的绿色工业,这也是消灭污染的根本道路;另一条途径是从对废水进行净化治理入手,加强废水的厂内外治理 ,使排出造纸厂的废水不再对环境造成污染,这两条道路相辅相成,协调发展,才能促使造纸工业向无污染的现代化绿色工业转化。本文主要介 绍的是无少污染漂白技术目前的发展情况。由于含氯漂白的种种危害性,人们不得不寻找降低用氯量乃至不用氯 的漂白方法 。以二氧化氯部分或全部代替氯 气 ,或改用完全无氯漂白,是减少制浆造纸工 业二恶英生成的重要措施。所以近十多年来,无元素氯 ( ECF) 和完全无氯 ( TCF) 漂白

5、等新漂白方法便应运而生。 ECF漂白技术为了进一步减轻漂白废水的污染程度,国外有些纸浆厂采用深度脱木素、氧脱木素及低用氯量多段漂白,用二氧化氯取代氯 , Cl2和ClO2会形成氯化有机物 。然而,Cl2 倾向于与木素结合, ClO2一般使木素分裂开,而留下的氯化有机物是水溶性的 ,类似于自然环境中的那 些原本存在的化学物质,因此ECF漂白废水的二恶英和呋喃含量大大降低4 .另外TCF漂白技术以其优越的漂白性和环保性也有长足发展。目前的研究认为ECF与TCF对环境 的影响是差不多的 ,但 ECF 浆的强度等质量指标要好于TCF , 在木材和ECF又远较TCF低,操作费用也相对低一些 ,不过其对环

6、境的污染比TCF稍大。在西方国家 ,欧洲因为环保指标比较严格 ,因此是以 TCF为主要发展方向 , 美国则 以ECF为主。结合我国的国情来看 ,今后我国新建及扩建的漂白工厂应该以ECF为主要发展方向。 漂白的主要目的是提高纸张的白度和稳定性，改善纸浆的物理性质，使生产出来的纸张外观更加精美。漂白是通过化学药品的作用除去纸浆中的木素或者改变木素发色基团的结构来实现的，漂白可以看做是蒸煮的继续。随着漂白技术的发展，纸浆漂白已经逐渐由氯漂转化为无元素氯漂白(ECF)，强化了含氧化学品的作用。传统的ECF漂白流程一般包括氧脱木素、二氧化氯漂白、碱处理和过氧化氢漂白。在大多情况下，由于氯的漂白能力不足及

7、生态原因，迫使造纸工作者减少使用ClO2，增加过氧化氢的使用。大量使用过氧化物的必要条件是:反应时间长，温度高。现已逐渐推广使用温度在100以上的加压过氧化氢段。在无氯漂白中常使用的化学品有过氧化氢和臭氧。由于造纸行业的环保制度越来越严格，漂白技术向前发展，纸浆漂白越来越向全无氯漂白（TCF）发展，但目前全国范围内乃至世界范围内，ECF仍是主流。2本课题的设计内容2.1设计内容简述 本次设计的主要内容为：120t/d漂白烧碱-蒽醌法麦草浆DEPP漂白工段设计。我国是麦草浆生产大国，将二氧化氯和过氧化氢应用于麦草浆漂白是减轻漂白废水污染、提高漂白质量的有效途径之一。同时也可以通过漂白方式，满足浆

8、的强度和性能的需要。关于推广这项技术，对发展制浆造纸工业具有重要的现实意义。选用DEPP流程，即ClO2漂白，碱抽提段漂白，两段过氧化氢漂白，在保证纸浆品质的条件下兼顾环境因素，本流程在资金投入上可能相对较大，但是在社会影响和环境影响方面基本不存在问题，符合现代纸浆漂白的发展方向。2.2 设计创新之处 漂白是作用于纤维以提高其白度的化学过程。纸浆漂白在纸浆造纸过程中占有重要的地位，与纸浆和成纸的质量、物料和能量消耗及对环境的影响有密切的关系。随着环境保护指标要求的日益严格，消除有机卤化物的呼声日益高涨。 二氧化氯（ClO 2 ）漂白工艺，此法虽有不少优点（如漂白选择性好，漂后白度稳定，不易返黄

9、，废水中有机卤化物较少等），但是ClO2的制备设备造价甚高， 同时腐蚀问题也不易解决。 P(H 2O2 )漂白方法，此法工艺适应性强， 在保持白度的稳定性方面很好，可是对白度的提高有限制，到一定程度后不论如何加大过氧化氢用量，都不会使白度有明显提高。所以P段一定要与其它漂段配合或在工艺条件加以改进，本次设计准备采用DEPP漂白流程，先进行ClO2漂白和碱抽提，再进行两段过氧化氢漂白，是一套比较新颖的漂白流程设计。 和漂白都是对环境污染小，可持续发展的有效漂白方式，对于二者的优劣及生产中的择取曾经在国内外造纸界引起较大反响。首先，二者具有一定的共性，即环境污染小。但二者也有其不同之处，如： （a

10、）漂白浆能够满足强度、白度、白度稳定性和洁净度较高的要求。研究表明：生产全漂浆时，浆的撕裂度强度比浆约高。这是由于在生 产高白度的浆时，一般采用较高浓度的臭氧，容易引起纤维素的降解和氧化，同时使纸浆对任何的碱性条件都很敏感，导致纤维素在以后的漂白程序中 容易进一步断裂。 （b）漂白浆的成本要比浆的高。由于漂白需要较低的卡伯值， 这就意味着较低蒸煮得率，原料的消耗就要相应的增加。（c）和漂白工艺之间没有很大的环境效应差别，漂白废水和 漂白废水在潜在的生物诱变效应方面没有明显的不同。所以最近世界科技界的专 家认为漂白工艺是一种能有效防止环境污染的漂白工艺方法.总之，由于漂白浆的强度好，成本低，在环

11、境效应上与漂白没有明显的差别，因此在世界范围内，浆的产量发展十分迅速，而浆的发展比较缓慢而且，过氧化氢漂白的效果和稳定性好，不会使织物发黄，而且无毒、无嗅，对环境无污染，由于其适用于各种纤维织物的漂白，故为很有发展前途的漂白剂。过氧化氢(H2O2)用于漂白纸浆有许多优点：工艺适应性强，可漂白高得率浆、化学浆、废纸浆等各类纸浆；经H2O2漂后的浆料白度稳定性好，返黄轻；漂白的废水中不存在毒性的氯化物且减轻腐蚀性；可以回收药品和热能，彻底的解决废水污染的问题。在发展无氯漂白的新工艺中，H2O2已成为主要的漂白剂。多段漂的优点是：多段漂白时，漂剂分段加入，且每段之间均进行洗涤，可以节约化学药品，一般

12、可节约用氯2025。由于氯、二氧化氯等漂白剂对木素的选择作用，条件较温和，纤维损伤少，纸浆的得率和强度高。能得到白度高、白度稳定性好的制浆。缺点：设备复杂、投资大、动力消耗多，同时也增加了漂白用水量及排出的废水量；还有漂白的段数多，洗涤次数增加，纸浆的流失也增加。所以在满足漂白浆质量要求的条件下，漂白段数不宜过多，在我国造纸产线趋于大型化，专业化的趋势来说，多段漂白目前是主流漂白流程。本次设计采用漂白流程漂白烧碱蒽醌麦草浆，是漂白的一种。3设计方案3.1工艺流程图漂前贮浆塔漂后贮浆塔4#水封槽1#蒸汽混合器4#真空洗浆机蒸汽 洗涤清水1#中浓浆泵4#稀释输送螺旋 纸机白水 P2段漂白塔1#中浓

13、高剪切混合器ClO23#中浓高剪切混合器D段漂白塔 H2O2 NaOH 1#稀释输送螺旋螺旋3#中浓浆泵白水1#水封槽1#真空洗浆机3#蒸汽混合器清水水蒸气 3#水封槽3#真空洗浆机双辊混合器水蒸气 清水NaOH3#稀释输送螺旋螺旋输送机白水P1段漂白塔E段漂白塔 2#中浓高剪切混合器2#稀释输送螺旋白水H2O2 NaOH 2#中浓浆泵2#水封槽2#真空洗浆机清水2#蒸汽混合器水蒸气 3.2工艺流程简介 120t/d烧碱-蒽醌法麦草浆ECF漂白的流程设计，选用DEPP流程，即ClO2漂白，碱抽提段漂白，两段过氧化氢漂白，在保证纸浆品质的条件下兼顾环境因素，本流程在资金投入上可能相对较大，但是在

14、社会影响和环境影响方面基本不存在问题，符合现代纸浆漂白的发展方向。4设计所需收集的原始数据与资料（1）有关厂址地理条件、交通运输条件和常年气候条件的资料;（2）有关产品性能指标和产量的资料；（3）有关生产工艺的确定和各工段基本参数的资料；（4）总平面布置设计相关的理论、技术资料、技术标准等；（5）工艺流程图及设备布置图的相关规定、要求。5设计进度安排及完成的相关任务（以教学周为单位）5.1设计完成成果（1）设计说明书，包括：设计的依据和范围；全厂总平面布置及分析；车间生产工艺流程、工艺条件选择的说明；衡算计算和设备选型计算；车间工艺设备布置说明；设计成果综合评述；参考文献等。 （2.）设计图纸包括：（1）全厂总平面布置图1张；（2）平衡计算图1张；（3）工艺流程图1张；（4）工艺设备平面布置图2-3张；（5）设备一览表1份。 5.2设计进度安排周 次设计（论文）任务及要求14毕业实习收集资料，了解漂白工艺和主要设备。57确定烧碱-蒽醌法麦草浆DEPP漂白工艺参数。8-11进行物料恒算和设备选型计算。1116绘制图纸，编写设计说明书。17提交设计成果，修改设计说明书，准备答辩。6.参考文献1 陈克复, 张辉. 制浆造纸机械与