日产200化学浆洗选漂车间的设计分析解析.docx

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日产200化学浆洗选漂车间的设计分析解析

毕业设计（论文）

题目：

设计日产200吨化学浆的洗选漂车间

专业：

轻化工程指导教师：

牛梅红

学生姓名：

郭文龙班级-学号：

轻化111-29

2015年6月

大连工业大学本科毕业设计（论文）

设计日产200吨化学浆的洗选漂车间

Thedesignof200tonschemicalpulp’sbleachingworkshopperday

设计（论文）完成日期2015年6月5日

学院：

轻工与化学工程学院

专业：

轻化工程

学生姓名：

郭文龙

班级学号：

轻化111-2

指导教师：

评阅教师：

2015年6月

摘要

该设计的题目是：

设计日产200吨化学浆的洗选漂车间。

车间的重要部分是洗选漂车间的设计。

本设计的主要思路，利用新疆芦苇资源丰富，以及我国木材资源相对匮乏的现状，选择以芦苇为原料，生产出成本较为低廉的纸浆。

在备料方面采用了干湿结合法，这样既利于除去尘土和泥沙，又利于节约水资源。

蒸煮方面利用横管连续蒸煮，这样能够提高生产量，以及使芦苇浆蒸煮的均匀。

横管蒸煮是一种特别适合芦苇原料的蒸煮方法。

本设计采用的是碱法制浆，连续蒸煮。

这样能够使木素脱出的比较快，蒸煮的时间相对较短，制出的浆料强度比较高。

在漂白方面，采用了环保的漂白法ECF漂白，漂白分为四段ODQP。

这样漂白的强度高，对环境的污染小，而且成本低。

关键词：

漂白;ECF;ODQP;芦苇浆;碱法制浆

Abstract

Thetopicofthedesignisaboutthefactorythatproduces200tonschemicalpulpperday,especiallythewashing,screeningandbleachingworkshop.ThemainideasofthisdesignisthatXinJiangisrichinReedresources,andTheresourcesofwoodinChinaisless.Sochoosethereedasrawmaterials,anditmakethepulpbelow－cost.

Inpreparation,drypreparationtechnologyandwetpreparationtechnologyareusedtogether,inordertoremovedustandsediment,anditalsosavewaterresources.Incooking,continuouspulpingpulping,thiscanimproveproductionquantity,anduniformreedpulp.Andthesteampipecookingisaspecialmethodforcookingreedpulp.

Thisdesignusealkalipulping,continuouspulpingpulping.Itsadvantageistakeoffligninspeed,cookingtimeisshort,andthepulphighstrength.Inbleaching,themethodofECFbleachingisfriendlyforenvironmental,andbleachingisdivideintofourstagesisODQP.ECFbleachingpulpcangethighstrengthgood,environmentalimpactissmall,andlowcost.

Keywords:

Bleach;ECF;ODQP;reedpulp;alkalipulping

引言

造纸文明起源于我国，并在我国得到了巨大的发展。

而且在经济发达的国家，纸及纸板消费量增长的速度与其国内生产总值的增长速度同步。

在现代经济中所发挥的作用已越来越多地引起世人瞩目，被国际上公认为“永不衰竭”的工业。

但是，目前我国的造纸产业并不是很乐观。

因为我国的造纸业存在着居多的不利因素，首先我国的森林资源相对匮乏，其次我国的造纸工厂规模较小，比较的分散，相对技术也是很落后的。

“十二五”时期是我国全面建设小康社会的关键时期，是深化改革开放、加快转变经济发展方式的攻坚时期，工业化、信息化、城镇化、市场化、国际化深入发展，建设资源节约型、环境友好型社会成为加快转变经济发展方式的重要着力点。

我国造纸工业亟需转变发展方式，加快产业结构调整，走绿色可持续发展之路。

第一章总论

1.1设计依据

该设计是根据大连工业大学颁发的《大连工业大学毕业设计任务书》而进行设计的。

1.2设计的范围

设计日产200吨化学浆的洗选漂车间。

该设计主要是制定的洗选漂车间的流程和工艺，主要的原材料是芦苇浆料。

该设计主要进行的工作有：

生产流程的制定、生产流程的浆水平衡计算、设备的选型、生产流程示意图的绘制，车间平面布置图的绘制等等。

之所以选择芦苇浆作为生产原料，考虑到我国本来就是草浆大国，对草浆的生产有着许多可以借鉴的经验，另外我国的森林资源相对匮乏，草本材料相对较为丰富，发展和丰富草类原料，不仅可以起到利用资源的作用，还可以振兴国家的经济，带动就业，为制浆造纸的发展道路添砖加瓦。

1.3指导思想

1、根据任务书所确定的题目和总体思想进行。

2、最大化的采用当今先进的思想、技术和设备。

3、以安全生产为原则。

4、环境友好、节约资源的思想。

5、经济效益最优化

1.4厂址的选择及论证

厂址选在了芦苇资源丰富的新疆巴州博湖县。

原因有以下几点：

1、我国的森林资源比较的匮乏，造纸原材料多为二次纤维。

2、我国的造纸厂规模小，小厂多，这样就造成了对资源的浪费。

3、水资源浪费大，对环境的破坏严重。

等等一系列的原因都是限制我国造纸发展的障碍。

但是也有比较欣慰的地方，我国造纸总水平排在世界先进水平的行列。

而且造纸工业是为国民经济发展提供原材料的重要基础工业。

面对造纸方面的众多问题，我国必须加以治理和整改，只有这样造纸工业才能在我国健康的发展。

新疆芦苇资源丰富，劳动力低廉。

不仅有利于造纸业的发展，更带动了周围群众的就业。

1.4.1地理位置

博湖县位于天山南麓，在焉耆盆地东南部最低洼处的开都河下洲，地处东经86°19′~87°26′，北纬41°33′~42°14′之间，东西长约91公里，南北宽约67公里，东北两面与和硕县接壤，西北面与焉耆县毗邻，西南一角紧濒孔雀河道。

全境总面积3808.6平方公里，其中山地面积680平方公里，沙漠面积691平方公里，水域面积1067.6平方公里，平原面积1360平方公里。

1.4.2气候环境

博湖县深居内陆属于中温带大陆性荒漠气候，气候温和，热量适中，干热风少，空气湿润。

年平均气温9.1℃，年均降水量93.3毫米，蒸发量为1853毫米，年日照2793.6—3136.5小时，无霜期219天左右

1.4.3原料来源

博湖县博斯腾湖古称“西海”，是中国最大的内陆淡水湖，拥有着丰富的芦苇资源，纸浆的来源为当地的芦苇，这样可以在利用当地的资源的同时，还带动了就业。

1.4.4水源

中国最大的内陆淡水湖，水域面积1646平方公里，占全县总面积3808.6平方公里的43.2%，分为大湖区和小湖区，其中大湖区面积为1200余平方公里，小湖区面积为400余平方公里，湖群密集，分布有大小不等的16个小型湖泊，是新疆重要的渔业生产基地。

1.4.5电厂

由于造纸厂是用电大户，所以建议建自己的发电厂，这样不仅可以解决本厂的用电需求，还可以解决居民用电。

第二章生产流程及生产方案的确定

2.1备料工段的说明

由于考虑到新疆水资源相对匮乏，在备料工段采用了干湿相结合的方法，在节约了水资源的同时，也不影响备料的进行。

芦苇先经过刀辊切草机的切割，然后由羊角除尘器除尘，最后送至水力碎浆机进行碎浆。

该备料方法的优点有很多，能够减少备料工段的噪音，经过水洗机洗涤过的原料得到了进一步的净化，减少了泥沙的存在，这样在碱回收工段就减少硅的干扰，更利于水力碎浆机的碎浆。

水力碎浆机通过对芦苇的充分打碎，更利于药液的浸透。

通过水力碎浆机的均匀的打浆，芦苇原料的水分稳定，有利于控制液比，有利于蒸煮工段的蒸煮，芦苇浆料蒸煮的才均匀。

这样制造出来的浆料的得率才高，强度才好，抄造出来的纸张才有好的市场。

2.2蒸煮工段的说明

该设计采用了碱法蒸煮的方法。

碱法蒸煮的有点有很多：

1、碱法蒸煮技术在世界上已经相当的完善，也就是说碱回收技术已经相当的完善，这样可以对碱液进行回收，一方面节约了药品费用的开支，另一方面减少了对环境的污染。

2、通过碱法制浆得到的纸张的机械强度高。

3、碱法蒸煮几乎适用于所有的纤维原料，所以碱法蒸煮得到了工业上的普及等等。

以上等等优点是本设计选择碱法蒸煮的原因。

2.3蒸煮方式的选择

该设计采用的是横管连续式蒸煮。

选择该蒸煮方式的原因有以下几点：

横管蒸煮适合草类原料的蒸煮，横管蒸煮适用于密度小、可压缩性大、易形成料塞及药液吸收性能强的原料。

另外连续蒸煮有着诸多的优点，连续蒸煮的设备一般都易于控制，设备的生产能力大，生产出来的浆料均匀度高，相对的劳动强度低，热回收的效率高，设备的布置紧凑。

考虑到以上优点，该设计选择了横管连续式蒸煮。

2.4横管式连续蒸煮器的简介

该设计选用的横管式连续蒸煮器的形式是适用于密度小、可压缩性大、易形成料塞及药液吸收性能强的原料，如稻麦草、蔗渣和芦苇等等，该系统采用卧式顶汽蒸器、大压缩比螺旋喂料器及喷淋混合的方式施加药液，故称之为软质非木纤维原料的连续蒸煮器。

该设备的流程大致如下：

首先经干湿法备料脱水后的芦苇浆料进入螺旋输送机，草料经螺旋输送机的第一个出料口通过鼓式计量器定量的进入连续蒸煮系统，约剩余10%的芦苇浆料通过螺旋输送机第二出口回碎浆机中。

芦苇浆料经鼓式计量器连续定量的送入预汽蒸螺旋输送机内，经预汽蒸螺旋输送机顶部上的喷嘴，将蒸煮药液喷洒到草料上，由两条浆式螺旋进行混合，使草料受到均匀的浸渍，同时草料受到低压蒸汽的预热至约85℃，在此草料中的空气得以排除。

浸渍后的草料连续均匀地进入螺旋喂料器中。

螺旋喂料器的作用是将草料连续均匀的送入压力约1.0MPa的蒸煮管内，并作为压力密封装置。

原料通过螺旋喂料器后被压成“料塞”。

螺旋喂料器是横管蒸煮器的关键设备。

2.5生产流程的说明

2.5.1备料工段的生产流程说明

芦苇先经皮带传送送至刀辊切草机进行切断，由刀辊切草机送至羊角除尘器进行除尘，经除尘后的芦苇由风送机送到料仓贮备，料仓里的原料由螺旋输送到草片水洗机进行水洗，这样水洗过的原料有利于侵润，便于打浆。

经水洗的芦苇片送至水力碎浆机进行打浆，打好的芦苇浆由斜螺旋脱水机进行脱水，脱水完后的浆料一部分进行回料，大部分送至蒸煮横管进行蒸煮。

2.5.2洗选工段的生产流程说明

经蒸煮横管蒸煮过的浆料由卸料器送至喷放锅，经喷放锅的浆料送到双辊挤浆机进行洗浆，双辊挤浆机排放的黑液送至黑液槽，浆料从双辊挤浆机出来送至一、二段真空洗浆机进行进一步的洗浆，从真空洗浆机出来的浆料送至调浆箱，由调浆箱送到压力筛进行筛选，调浆箱里的浆料先送到一段压力筛，一段压力筛的尾浆进入尾浆槽，一段压力筛尾桨槽里的浆料进入二段压力筛，二段压力筛里的良浆送到调浆箱，尾浆排放掉。

由一段压力筛出来的良浆送至冲浆槽进行冲浆，然后浆料送至三段除渣器进行除渣，由一段除渣器出来的浆料进入到圆网浓缩机，让后送到真空洗浆机进行洗涤。

2.5.3漂白工段的生产流程说明

芦苇浆料先进过氧漂塔进行氧脱木素处理，经过氧脱木素处理的浆料送到真空洗浆机进行洗涤；由真空洗浆机出来的浆料送到二氧化氯漂白塔进行处理，浆料经二氧化氯漂白塔处理后送至真空洗浆机进行洗涤；由真空洗浆机出来的浆料送到螯合塔进行处理，浆料经螯合塔处理后送至真空洗浆机进行洗涤；由真空洗浆机出来的浆料送到过氧化氢塔进行处理，浆料经过氧化氢塔处理后送至真空洗浆机进行洗涤。

第三章工艺计算

3.1工艺参数表一览表

表3.1工艺参数一览表

指标名称

工艺参数

漂后贮浆池出浆浓度

0.03

真空洗浆机进浆含量

0.012

真空洗浆机出浆含量

0.12

漂白总损失

0.102

氧脱塔纤维损失

0.05

二氧化氯塔纤维损失

0.01

过氧化氢塔纤维损失

0.01

真空洗浆机纤维损失

0.008

氧漂塔浆料含量

0.1

螯合塔浆料含量

0.1

二氧化氯漂塔含量

0.1

过氧化氢漂塔含量

0.1

一段锥形除渣器入口含量

0.006

圆网浓缩机入口含量

0.005

圆网浓缩机损失率

0.004

一段锥形除渣器尾桨率

0.24

二段锥形除渣器入口含量

0.006

三段锥形除渣器入口含量

0.006

二段排渣率

0.28

二段锥形除渣器良浆含量

0.02

三段锥形除渣器良浆含量

0.03

一段压力筛出口含量

0.008

一段压力筛尾浆率

0.1

一段压力筛尾浆浓度

0.016

一段压力筛入口含量

0.01

二段压力筛入口含量

0.015

二段压力筛出口含量

0.012

双辊挤浆机出口含量

0.3

双辊挤浆机损失率

0.002

喷放锅出浆含量

0.04

指标名称

工艺参数

喷放锅进浆含量

0.06

斜螺旋脱水机损失率

0.005

圆网浓缩机出口含量

0.035

三段锥形除渣器排渣率

0.08

三段锥形除渣器出口含量

0.03

二段压力筛入排渣浓度

0.018

蒸煮得率

0.53

生产每吨风干浆用蒸汽

2.2318

蒸煮横管进浆浓度

0.35

用碱量（Na2O计

0.15

蒽醌用量

0.0005

3.2浆水平衡计算

3.2.1漂白后贮浆池计算

Q=1000*（1-10%）900.0000

V=Q/C30000.000

Q1=Q900.0000

V1=Q1/C17500.0000

W1=V-V122500.0000

3.2.2连续漂白段平衡计算

已知：

D1=10.2%C2=12%

进入漂白段的绝干纤维良：

Q2=Q/（1-D1）1002.2272

进入漂白段的浆料：

V2=Q2/C28351.8931

总漂白损失纤维量：

Q’=Q2-Q102.2272

3.2.2.1氧脱段平衡计算

NaoH用量5%：

Q2*5%=50.1114

MgSO4用量0.5%：

Q2*0.5%=5.0111

Q3=Q21002.2272

V3=Q3/C310022.2717

W2V3-V21670.3786

Q4=Q31002.2272

V4=Q4/C483518.93

W3=V4-V373496.6592

氧漂损失:

d1=0.05真空过滤机损失:

0.008

Q5=Q4*（d1+d2）58.1292

Q6=Q4-Q5944.0980

V6=Q6/C67867.433

V5=V4+W4-V685651.44766

3.2.2.2二氧化氯漂白塔平衡计算

ClO2用量:

0.075硫酸用量:

0.04

d3=1%d4=0.8%

Q7=Q6944.0980

V7Q7/C79440.9800

W5V7-V61573.4967

ClO2用量：

70.8073

硫酸用量:

37.7639

Q8=Q7944.0980

V8=Q8/C878674.8330

W6=V8-V769233.8530

W710000

Q9=Q2*（d3+d4）18.0401

Q10=Q8-Q9926.0579

V10=Q10/C107717.1492

V9=W7+V8-V1080957.6837

3.2.3螯合塔平衡计算

Q11=Q10926.0579

V11=Q11/C119260.5791

Q12=Q11926.0579

V12=Q12/C1277171.4922

W9=V12-V1167910.9131

Q13=Q2*0.8%8.0178

Q14=Q12-Q13918.0401

V14=Q14/C147650.3341

V13=V12+W10-V1479521.1581

W8=V11-V101543.4298

3.2.3.1过氧化氢漂白塔平衡计算：

NaoH用量：

0.02H2O用量：

0.02d6=1.8%

NaoH用量：

18.360H2O2用量：

18.3608

Q15=Q14918.0401

V15=Q15/C159180.4010

W11=V15-V141530.0668

Q16=Q15918.0401

V16=Q16/C1676503.3408

W12=V16-V1567322.9399

Q17=Q2*d618.0401

Q1=Q16-Q1900.0000

V17=Q17/C1779003.3408

3.2.3.2圆网浓缩机平衡计算

d8=0.4%d9=24%C18=0.6%

Q2''=Q2/（1-0.8%）1010.3096

V2''=Q2’’/C2’’84192.4704

W''10000

v2=V2’’+W’’-V285840.5776

q2=Q2*0.8%8.0825

Q2'=Q2’’1010.3096

V2'=Q2’/C2’28865.9900

W'=V2’’-V2’55326.4808

Q20=（1-d9）1014.3671

V20=Q20/C20202873.4234

Q21=Q20*d84.0575

V21=V20+W14-V2176507.4335

C21=Q21/V210.00002299

Q18=Q20/（1-d9）1334.6936

Q19=Q18*d9320.3266

V18=Q18/C18222448.9292

V19=V18-V2019575.5058

C19=Q19/V190.01636

3.2.3.3三段锥形除渣器平衡计算

d10=28%d11=8%

Q23=Q19+Q22+Q29

Q23=Q24+Q25

Q25=Q27-Q26

Q27=Q28+Q29

Q25=Q23*d10

Q28=Q27*d11

V23=V24+V25

V27=V25+V26

V27=V28+V29

解得：

Q22=0.7503

Q27=121.5353

Q28=9.722824

Q29=111.812476

Q23=432.889234

Q25=121.2089855

Q24=311.6802485Q26=0.326314467V23=72148.20567

V25=6060.449277V24=66087.7564

V26=14195.28691

V28=324.0941333

V27=20255.88333

V29=19931.7892

V22=32640.91071

3.2.3.4冲浆槽平衡计算：

Q18=Q31+Q30+Q24

V18=V31+V30+V24

解得：

Q31=0.6567

Q30=1022.3567

V30=Q30/C30127794.5875

V31=V18-V30-V2428566.5853

3.2.3.5一段压力筛平衡计算：

d12=10%

Q32=Q33+Q30

Q33=Q32*d12

Q32=1135.9519

Q33=113.5952

V32=Q32/C32113595.1889

V33=Q33/C337099.6993

W15=V30+V33-V3221299.0979

二段压力筛平衡计算：

d13=1.6%

Q34=Q33+Q37

V34=V33+V37

V34=Q34/C34

Q36=Q34*d13

Q34=Q35+Q36

V37=V34-V33

V36=Q36/C36

V35=Q35/C35

W16=V35+V36-V34

解得：

Q37=0.0109

Q34=113.6061

V34=7573.74

V37=474.1703

Q36=1.8177

V36=100.9832

Q35=111.7884

V35=9315.7002

W16=1842.9434

3.2.3.6调浆箱平衡计算

Q32=Q38+Q35+Q39

V32=V38+V35+V39

Q39=2.2014

Q38=1021.962086

V38=Q38/C388516.3507

V39=95763.13797

3.2.3.7二段真空洗浆机平衡计算

Q40=Q38/（1-0.8%）1030.203716

Q41=Q40*d148.24162973

W163000

V40=Q40/C4085850.3097

V41=V40+W16-V3880333.9590

3.2.3.8稀释槽平衡计算

Q42=Q401030.2037

V42=Q42/V428585.0310

W17=V40-V4277265.2787

3.2.3.9一段真空洗浆机平衡计算

W183000

Q43=Q42/（1-0.8%）1038.5118

V43=Q43/V4386542.6509

V44=V43+W18-V4280957.6199

Q44=Q43*0.8%8.3081

3.2.3.10稀释槽平衡计算：

Q45=Q431038.5118

V45=Q45/C453461.7060

W19=V43-V4583080.9449

3.2.3.11双辊挤浆机平衡计算：

W205000

Q46=Q45/（1-0.2%）1040.5930

V46=Q46/V4626014.8249

V51=V46+W20-V4527553.1189

3.2.3.12喷放锅平衡计算：

Q47=Q461040.5930

V47=Q47/V4717343.2166

W21=V46-V478671.6083

3.2.3.13蒸煮横管的平衡计算：

蒸煮得率：

d18=53%芦苇水分：

d17=10%

用碱量：

15%（Na2O记）蒽醌用量：

0.05%

每吨风干浆用蒸汽：

2.2318tC48=35%液比：

1/3.5

Q49=Q471040.5930

Q48=Q49/d181963.3830

V48=Q48/35%5609.6658

原料含水量:

W=V48*65%3