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1、 毕业设计摘 要在注重环境、生态、能源合理配置和造纸工业可持续发展战略的潮流中，全世界的制浆造纸业已全面进入一个全方位大规模使用二次纤维的新时代。大量使用作为社会废料的各种回收的旧纸箱（OCC）、旧报纸（ONP）、旧杂志（OMG）、混合办公废纸（MOW）、印刷和工业纸板的边脚料等等，作为造纸原料，已经有了很成熟的生产工艺。随着通讯时代的到来，人们对新闻纸的高品质要求（低定量、高强度、高档次），新闻纸的市场需求量日益扩大。原有的磨木浆已经很难满足市场对新闻纸的高品质和高要求，而国内优质纤维的供给瓶颈已经严重制约了中国造纸业的发展，加上国际能源价格的持续上涨，在国内造纸行业的竞争态势下，这些都会使
2、企业投入成本增加而降低了收益。因此国内生产新闻纸企业如果能在投入较少资金的前提下采用先进的生产技术及设备，充分利用国内废纸资源，提高产量和质量。这已经成为必然要求和发展趋势。本次设计主要研究使用回收的旧报纸（ONP）、旧杂志（OMG）生产废纸脱墨浆生产线的具体工艺流程、设备选型及车间布置。通过这次设计，充分了解生产废纸脱墨浆的造纸工艺流程及生产设备,学习近年来生产废纸脱墨浆的先进技术，了解原料和先进的设备的结构。并且充分运用大学里学习的专业知识，力求设计合理创新。关键词：脱墨废纸浆；造纸生产线；车间布置1. 总论1.1设计课题100吨/日脱墨废纸浆生产工艺设计1.2设计目的及意义 随着通讯时代
3、的发展及对新闻纸的高品质要求，新闻纸的市场需求量日益扩大。原有的磨木浆已经很难满足市场对新闻纸的高品质和高要求。由于我国造纸纤维原料严重短缺和国际市场废纸原料供应紧张，预计未来10年内国际纸浆制造成本会以每年平均7.3%的复合速率增加，生产新闻之的成本不断提高，极大降低了工厂的经济效益。寻找新资源已成为当务之急。我国废纸资源较多，年回收量约为1600万吨（2004年），废纸利用空间很大。将来，随着国内废纸回收渠道的程序化，会使回收率大为提高，在一定程度上减少美废的进口量，降低企业投入成本，脱墨废纸的再生利用将会有一个较可喜的发展前景。1.3 设计范围和内容1.3.1 本次设计主要包括三个方面1
4、、确定废纸脱墨浆的生产工艺流程；2、根据流程确定废纸脱墨的生产工艺设计；3、对设计进行技术可行性论证：（1）生产工艺设计主要包括：工艺流程的论证、浆水平衡计算、设备能力计算和选型。（2）车间布置主要包括：车间设备布置平面图。1.3.2 具体研究内容为：1、查阅资料，确定生产工艺技术指标；2、添加化学药品来增强脱墨效率；3、根据所确定的工艺流程进行浆水平衡计算；4、根据所确定的工艺流程及浆水平衡计算结果进行设备选型；5、根据所确定的工艺流程及设备选型制出设备工艺流程图；6、根据所确定的工艺流程及设备选型制出车间设备平面布置图。1.4设计指导思想本次设计本着在满足新闻纸的所有质量指标的前提下，力求
5、技术先进、经济合理，降低成本，减少原材料的消耗及能源的消耗。从原材料方面考虑，中国的纸品需求已呈现高档化趋势，优质纤维的供给瓶颈已经严重制约了中国造纸业的发展,因此发展废纸制浆也是符合我国造纸原料结构调整的产业政策。在生产工艺与设备选型方面，以经济性高和保证产品良好质量的前提下进行选择，并在此基础上尝试选用具有高新技术的机械设备或者化学品。此外还要考虑资金的投入，资金的回收期要短，做好设备的综合利用，节约投资，以及今后车间的发展、改建和扩建的需要。2. 工艺论证及流程2.1 技术指标设计的新闻纸：质量指标要有一定的稳定性，较高的表面强度、湿强度及较好的尺寸稳定性；纸张的纤维组织应均匀，纸的切边
6、应整齐、洁净；纸面应平整，不应有砂子、硬质块、褶子、皱纹、裂口、孔眼等影响使用的外观纸病；还应具有一定的平滑度。技术指标见表2.1：表2.1 新闻纸的技术指标按国家标准的规定执行2.2工艺流程论证2.2.1 纤维原料的选取及配比要造出质量好的新闻纸，首先要做好纤维原料的选择与配比。生产新闻纸的原料品种很多,在使用时既要考虑成本又要考虑纸板最终达到的指标，因此要求原料要按工艺要求进货,而且要有稳定的来源, 这样才能保证生产工艺、产品的质量稳定。在实际生产中大多都是采用混合浆来抄造，通过一定的配比达到良好的性能。本设计采用30%废旧新闻纸（ONP）和70%废杂志纸（OMG）的混合浆，也可以根据各种
7、用途调整原料结构，但必须重视原料结构, 生产中着重控制好原纸表面质量,挺度,均匀度,强度等物理指标。废纸的回用可以节省大量的制浆造纸纤维原料，有利于生态平衡和保护环境，其建设投资也要比以植物纤维原料制浆要小。因此用废纸作为制造脱墨新闻纸的原料是一种比较理想的选择。2.2.2 疏解流程生产工艺流程简述：从浆板仓库中送来的商品浆板垛包，先经人工剪断垛包铁丝，单包卸垛、单包铁丝剪断，再经带计量装置的链板输送机将浆板送入水力碎浆机碎解，碎浆机碎浆浓度12%，浆料碎解好后，再泵送至贮浆池贮存。同时并加入必要的化学药品例如NaOH 、H2O2 、EDTA等贮浆池同时起到混合和贮存的作用。在浆料浓度4.0%
8、的时候，一般要求其容量能维持纸机连续生产的时间是：高速纸机为3060min，中低速纸机为24小时。对于要求较高的纸种，成浆池的容积应增大一点，以免影响纸机生产和成纸质量，所以本次设计中采用2个立式贮浆池。2.2.3 粗筛选流程来自贮浆池的浆料通过高浓除渣器和两段粗筛选设备，把系统中的大部分大的和重的杂质分离。同时浆料在进一步地被稀释，把浆料送到专门的脱墨设备浮选槽。2.2.4 浆料的脱墨浮选本流程采用两道浮选。浮选槽的作用是提供空气与表面活性剂及浆料的混合空间。通过空气与表面活性剂的联合作用，油墨被规格为0.11mm的气泡捕集并收集到液面，绝大多数的印刷油墨得以从浆料中分离出来。2.2.5 浆
9、料精筛选筛选可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。这些是因填料和原料备料不净或打浆设备磨损或腐浆掉落引起的。纸料中存在杂质会损坏设备，且成品质量受影响。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有两种：一是重力沉降，二是离心沉降。由于本设计采用废纸浆为原料，所以杂质较多，采用二段压力精筛后，为使脱墨新闻纸达到较高质量指标而采用三段除渣。2.2.6 热分散和漂白浆料经过脱墨和筛选后，里面还有少数难分离的油墨。通过浓缩机把浆料浓度提高到2530%，用蒸汽加热到8085的高温并加入化学
10、药品例如NaOH 、H2O2、EDTA等。接着热分散机把残存的油墨颗粒分散成更小的、肉眼不可分辨的细小微粒。并通过螺旋输送机把热分散后的浆料送到漂白塔中。2.2.7 漂白后浮选 为了最大程度地除去浆料中的油墨和一些轻杂质（例如胶粘物），往往在浆料漂白后再填一浮选脱墨机。其作用不光是为了除去浆料中的油墨来改善浆料的白度，同时还除去一部分的胶粘物。因为这些胶粘物会在后段的造纸工序中带来很多麻烦，例如网部的粘网，系统阴离子杂质（DCS）增多，纸的破洞等。后浮选后的浆料再通过浓缩机浓缩到34%的泵输送浓度就可以送人贮浆塔供造纸车间使用了。2.2.9 化学品的选择 化学品的加入能改变浆料的性质，更好地满
11、足使用需要。本设计主要采用NaOH 、H2O2 、EDTA。2.3工艺方框流程图详见附件3.工艺计算3.1 脱墨废纸浆生产工艺参数表3.1 日产100T废纸脱墨浆生产的有关定额和技术参数序号指标名称单位定 额备 注1贮浆塔出浆浓度%42贮浆塔进浆浓度%4.53后多盘浓缩机出浆浓度%104后多盘浓缩机浊白水浓度% 0.035后多盘浓缩机清白水浓度% 0.0056后多盘浓缩机洗涤水用量t/t风干浆 15 7后多盘浓缩机洗涤水浓度% 0.005 8后多盘浓缩机进浆浓度% 1 9造纸车间来清白水浓度% 0.03 10气浮槽排渣浓度% 2.5 11气浮槽出清白水浓度% 0.005 12后清白水池白水排出
12、率% 80 13后浮选脱墨机排渣浓度% 3 14后浮选脱墨机排渣率% 5对进后浮选机浆量 15稀释浆池出浆浓度% 4 16漂白塔进浆浓度% 25 17热分散机进蒸汽量% 0.2t/t风干浆 18螺旋压榨机排浓白水浓度% 0.8 19螺旋压榨机进浆浓度% 10 20前多盘浓缩机浊白水浓度%0.04 21前多盘浓缩机清白水浓度% 0.005 22前多盘浓缩机洗涤水用量t/t风干浆 15 23前多盘浓缩机进浆浓度% 0.8 24精筛总损失率% 1对进一段精筛浆量 25一段精筛进浆浓度% 0.82 26一段精筛排渣浓度% 1.2 27二段精筛进浆浓度% 1.1 28二段精筛排渣浓度% 1.4 29振框
13、筛进浆浓度% 1.2 30振框筛排渣浓度% 5 31一段精筛排渣率% 20对进一段精筛浆量 32除渣器组总损失率% 1对进一段除渣器浆量 33一段除渣器进浆浓度% 0.92 34一段除渣器排渣浓度% 2.6 35二段除渣器进浆浓度% 0.8续表序号指标名称单位定 额备 注 36二段除渣器排渣浓度% 2.6 37二段除渣器出浆浓度% 0.65 38三段除渣器进浆浓度% 0.7 39三段除渣器排渣浓度% 3 40前浮选脱墨机出浆浓度% 1.15 41前浮选脱墨机排渣浓度% 3 42前浮选脱墨机进浆浓度% 1.2 43粗筛贮浆池浓度% 2.45 44粗筛组总损失率% 1 45一段粗筛进浆浓度% 2.
14、6 46一段粗筛排渣浓度% 3 47一段粗筛出浆浓度% 2.5 48二段粗筛进浆浓度% 2.4 49二段粗筛排渣浓度% 3 50振框筛进浆浓度% 2 51振框筛排渣浓度% 6 52高浓除渣器损失率% 0.4对进浆量 53高浓除渣器排渣浓度% 3 54卸料浆池浓度% 4 55水力碎浆机总损失率% 2对进浆量 56粗选机排渣率% 0.5对进浆量 57圆筒筛进浆浓度% 1.8 58圆筒筛排渣浓度% 10 59粗选机排渣浓度% 6 60粗选机进浆浓度% 4 61水力碎浆机内浆浓度% 12 62水力碎浆机用蒸汽量% 0.1t/t风干浆3.2 浆水平衡计算 以100T风干浆（10%水分）为计算基础。单位：
15、纤维为T；液体为M3。1. 贮浆塔平衡计算：【已知】：Q = 90.00 C = 4.00% C1 = 0.03% C2 = 4.5% C3 = 0.03% C4 = 10.00%计算：Q4 + Q3 = Q2多盘浓缩机V4 + V3 = V2Q2 + Q1 = QV2 = V1 = VQCV贮浆塔送造纸车间 整理得V = = 90/0.04 = 2250.00 Q1 = 0.0755 V1 = 251.6779 Q2 = 89.9245 V2 = 1998.3221 Q3 = 0.3307 V3 = 1102.3843 Q4 = 89.5938 V4 = 895.9378 2. 后多盘浓缩机
16、平衡计算： 后浮选槽 自气浮槽来 假设白水后多盘浓缩机 混合计算清白 浊白水池 水池贮浆池【已知】：Q4 = 89.5938 V4 = 895.9378 C4 = 10%C5 = 0.005% C6 = 0.03% C7 = 0.005%V7 = 1500.00 C8 = 0.025% C9 = 1.00%计算： Q9 - Q8 + Q7 = Q4 V9 - V8 + V7 = V4 Q5 + Q6 = Q8 V5 + V6 = V8整理得： Q7 = V7C7 = 1500.000.005% = 0.075Q5 = 0.09802 V5 = 1960.3598 Q6 = 2.3522 V6
17、= 7840.6066 Q8 = 2.4502 V8 = 9800.9664 Q9 = 91.9690 V9 = 9196.90423.气浮槽平衡计算：浊白水池 去多盘浓缩机 C16气浮池 排渣 C14 清水池来造纸车间来清白水 去稀释【已知】：V10 = 2000.00 C10 = 0.03% V11 = V1+V3 C11 = 0.03%C12 = 0.03% C13 = 0.005% Q13 = 80%Q5 C15 = 2.5%C16 = 0.005% V7 = 1500.00 C17 = C18 = 0.005%计算： V11 = V1+V3 = 251.6777+1102.3843
18、= 1354.0620 Q11 = Q1 + Q3 = 0.0755+0.3307 = 0.4062 Q10 = C10V10 = 2000.000.03% = 0.60 Q13= 80%Q5 = 80%0.09802 = 0.07842 Q12 = Q10 - Q11 V12 = V10 - V11 Q14 = Q13 + Q12 V14 = V13 + V12 Q17 = Q16 - Q7 V17 = V16 - V7整理得： Q12 = 0.1938 V12 = 645.9380 Q13 = 0.07842 V13 = 1568.2878 Q14 = 0.2722 V14 = 2214.
19、2258 C14 = 0.01229% Q15 = 0.1618 V15 = 6.4725 Q16 = 0.1104 V16 = 2207.7533 Q17 = 0.03539 V17 = 707.75334.后多盘浓缩机白水平衡计算： 气浮槽 自多盘浓缩机清白 浊白水池 水池 稀释白水 W1 去气浮槽 清水【已知】： W1 = 1500.00 Q5 = 0.0980 V5 = 1960.3598 Q6 = 2.3522 V6 = 7840.6066 Q13 = 0.0784 V13 = 1568.2878 Q17 = 0.0354 V17 = 707.7533计算： Q18 = Q5 + Q
20、6 + Q17 - Q13 V18 = V5 + V6 + V17 - V13 + W1整理得： Q18 = 2.4072 V18 = 10440.4319 C18 = 0.02306%5.后浮选脱墨机平衡计算：【已知】：Q9 = 91.9690 V9 = 9196.9042排渣率1 = 5%C19 = 3.00%稀释浆池计算： Q20 = = = 96.8095 Q19 = Q20 - Q9 = 96.8095 - 91.9690= 4.8405后浮选脱墨机 V19 = = = 161.3491 排渣 V20 = V9 + V19 = 9196.9042 + 161.3491= 9358.2
21、533多盘浓缩机 C20= = = 1.0345%6.稀释浆池平衡计算：【已知】：Q20 = 96.8095 V20 = 9358.2533漂白塔C21 = 0.02306% C22 = 4.00%计算： Q20 = Q21 + Q22稀释浆池 V20 = V21 + V22整理得： Q21 = 1.6092 V21 = 6978.2446 Q22 = 95.2003 V22 = 2380.0087 白水 后浮选槽7.漂白塔平衡计算： 热分散机【已知】：Q22 = 95.2003 V22 = 2380.0087C23 = 0.02306% C24 = 25%计算：漂白塔 Q22 = Q24 +
22、 Q23 白水 V22 = V24 + V23整理得: Q23 = 0.4614 V23 = 2001.0533 Q24 = 94.7389 V24 = 378.9554稀释浆池8.热分散机平衡计算：【已知】：W蒸汽 = 20 W药液 = 30 Q24 = 94.7389 V24 = 378.9554螺旋压榨机热分散机 W蒸汽 W药液漂白塔计算： V25 = V24 - W蒸汽 - W药液 = 378.9554-20-30 = 328.9554 Q25 = Q24 = 94.7389 C25 = = = 28.7999%多盘浓缩机9.螺旋压榨机平衡计算：【已知】：Q25 = 94.7389 V
23、25 = 328.9554C26 = 0.8% C27 = 10.00%计算：螺旋压榨机 Q27 = Q26 + Q25 浊白水池 V27 = V26 + V25整理得： Q26 = 5.3777 V26 = 672.2105热分散机 Q27 = 100.1166 V27 = 1001.165910.前多盘浓缩机平衡计算：一段精筛【已知】：Q27 = 100.1166V27 = 1001.1659C28 = 0.03%前多盘浓缩机C29 = 0.005% 假设白水C30 = 0.04% 混合计算C31 = 0.005% V31 = 1500.00C32 = 0.8%计算:清白 浊白水池 水池螺
24、旋压榨机 Q32 = Q27 + Q28 - Q31 V32 = V27 + V28 - V31 Q29 + Q30 = Q28 V29 + V30 = V28整理得： Q28 = 4.0532 V28 = 13510.6848 Q29 = 0.1930 V29 = 3860.2112 Q30 = 3.8602 V30 = 9650.4736 Q31 = 0.075 V31 = 1500.00 Q32 = 104.0948 V32 = 13011.850711.前多盘浓缩机白水平衡计算： 压榨机【已知】： 浓缩机 Q26 = 5.3777 V26 = 672.2105Q29 = 0.1930
25、V29 = 3860.2112Q30 = 3.8602 V30 = 9650.4736 后浊白水池清白 浊白水池 水池Q31 = 0.075 V31 = 1500.00Q18 = 2.4072 V18 = 10440.4319Q21 = 1.6092 V21 = 6978.2446Q23 = 0.4614 V23 = 2001.0533计算： 去浓缩机 去稀释 Q34 = Q18 - Q21 - Q23 = 0.3366 V34 = V18 - V21 - V23 = 1461.1341 Q33 = Q26 + Q29 + Q30 + Q32 - Q31 = 9.6925 V33 = V26
26、+ V29 + V30 + V32 - V31 = 14144.0293 C33 = = = 0.06853%12.精筛段平衡计算：一段重质除渣器供料管二段精筛供料管一段精筛振框筛 排渣多盘浓缩机【已知】：筛选总损失率2 = 1.00%（以进一段精筛量为基础）Q32 = 104.0948 V32 = 13011.8507 C41 = 0.06853%一段精筛排渣量3 = 20% C45 = 0.82% C38 = 1.2%C35 = 1.2% C36 = 1.1% C37 = 1.4% C42 = 5.00%计算： Q45 + Q40 + Q41 = Q32 + Q42 V45 + V40 +
27、 V41 = V32 + V42 Q45 - Q35 = Q43 V45 - V35 = V43 Q35 + Q39 + Q40 = Q36 V35 + V39 + V40 = V36 Q36 - Q44 = Q37 V36 - V44 = V37 Q43 + Q44 = Q32 V43 + V44 = V32 Q37 + Q41 = Q38 V37 + V41 = V38 Q38 = Q39 + Q42 V38 = V39 + V42 Q35 = 20%Q45整理得: Q35 = 21.0293 V35 = 1752.4383 Q36 = 26.4155 V36 = 2401.4122 Q3
28、7 = 6.4377 V37 = 459.8382 Q38 = 6.4932 V38 = 540.8853 Q39 = 5.2957 V39 = 516.9356 C39 = 1.0244% Q40 = 0.0905 V40 = 132.0383 Q41 = 0.0555 V41 = 81.0471 Q42 = 1.1975 V42 = 23.9497 Q43 = 84.1170 V43 = 11070.2767 C43 = 0.7598 Q44 = 19.9778 V44 = 1941.5740 Q45 = 105.1463 V45 = 12822.715013.除渣器组平衡计算：【已知】：
29、除渣器组总损失量4 = 1.0%（以进一段除渣器量为基准）Q45 = 105.1463 V45 = 1282.7150 C45 = 0.82%C46 = 2.6% C47 = 0.80% C48 = 2.60%C49 = 0.70% C50 = 3.00% C51 = 0.65%C53 = 0.92% C57 = 0.068535% C58 = 1.15%计算：贮浆池 三段除渣供料管二段除渣供料管一段除渣 排渣 稀释白水 Q45 = Q58 (1-4) Q53 = Q46 + Q45 V53 = V46 + V45 Q53 = Q54 + Q51 + Q58 V53 = V54 + V51 +
30、 V58 Q47 = Q46 + Q52 + Q55 V47 = V46 + V52 + V55 Q47 = Q51 + Q48 V47 = V51 + V48 Q49 = Q48 + Q56 V49 = V48 + V56 Q49 = Q52 + Q50 V49 = V52 + V50 Q57 = Q54 + Q55 + Q56 Q58 + Q57 = Q45 + Q50 V58 + V57 = V45 + V50整理得： Q46 = 19.8446 V46 = 763.2546 Q47 = 23.5512 V47 = 2943.8978 Q48 = 5.8878 V48 = 226.452
31、2 Q49 = 6.3547 V49 = 907.8139 Q50 = 3.6027 V50 = 120.0903 Q51 = 17.6634 V51 = 2717.4456 Q52 = 2.7520 V52 = 787.7236 C52 = 0.3494% Q53 = 124.9909 V53 = 13585.9696 Q54 = 1.1191 V54 = 1633.0124 Q55 = 0.9546 V55 = 1392.9196 Q56 = 0.4669 V56 = 681.3617 Q57 = 2.5406 V57 = 3707.2937 Q58 = 106.2084 V58 = 92
32、35.511614.前浮选脱墨机平衡计算：贮浆池【已知】：Q58 = 106.2084 V58 = 9235.5116C60 = 1.20% C59 = 3.00%计算： Q60 = Q59 + Q58前浮选槽 排渣 V60 = V59 + V58整理得：贮浆池 Q59 = 7.6962 V59 = 256.5411 Q60 = 113.9046 V60 = 9492.052715.贮浆池平衡计算：贮浆池【已知】：Q60 = 113.9046 V60 = 9492.0527C61 = 0.06853% C62 = 2.45%计算： Q60 = Q62 + Q61 白水 V60 = V62 + V58前浮选槽整理得： Q61 = 3.4143 V61 = 4982.2459 Q62 = 110.4903 V62 = 4509.806816.粗筛段平衡计算：【已知】：Q62 = 110.4903 V62 = 4509.8068 C62 = 2.45%粗筛段纤维总损失5 = 1.00%(以进一段粗筛量为基础)一段粗渣排渣浓度C63 = 3.00%一段粗渣出浆浓度C68 = 2.5%一段粗渣进浆浓度C74 = 2.6%二段粗筛供浆浓度C64 = 2.4%二段粗筛排渣浓度C65 = 3.00%振框筛进浆浓度C66 = 2.00%振框筛排渣浓度C67 = 6.00%稀释用白水浓度C7