设计年产20万吨桉木漂白制浆造纸厂毕业论文.docx
《设计年产20万吨桉木漂白制浆造纸厂毕业论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《设计年产20万吨桉木漂白制浆造纸厂毕业论文.docx（86页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
设计年产20万吨桉木漂白制浆造纸厂毕业论文
设计年产20万吨桉木漂白制浆造纸厂毕业论文
引言
纸在于人类文化发展的过程中，具有重要得意义。
由于纸的存在，人类无比丰富的文化典籍，悠久的文化遗产才得以流传。
纸的推广和应用推动了文化艺术、科学技术的发展。
现代社会中，纸是人民的生活必需品，而且又是重要的工业原材料，防、科纸是保存和传播文化知识、信息情报的重要载体，是保护和美化商品的优良材料。
纸与人们的生活息息相关，与各行各业的发展紧密相连。
纸和纸板的产量和年人均消费量和国民平均收入有着密切的关系。
中国是纸产品消费大国，但人均消费量还不足世界平均水平。
近几年来，由于经济的增长，人均纸消费量逐年提高，因此在中国的纸产品有着广阔的市场。
机遇存在的同时又面临着严峻的挑战。
尤其用于通讯和交流的书写纸的产量和需求量也大幅度增长。
中国加入WTO以后国内书写纸市场将出现国产书写纸与进口书写纸相竞争的局面。
目前，虽然在技术上仍然落后于一些发达国家。
但是，中国的造纸工业以展现出了复苏的勃勃生机。
纸幅和车速明显提高，在生产的过程中自动化程度明显提高。
造纸正向高速低能耗、环保方面发展。
第一章总论
1.1设计依据
本设计是依据大连工业大学颁发的《大连工业大学毕业设计任务通知书》进行设计的。
1.2设计范围
设计年产20万吨桉木漂白制浆的制浆造纸厂，重点设计洗选漂车间。
根据产品质量等级，进行厂址选择和生产方法及工艺流程论证；绘制工艺流程方框图；选择工艺参数，进行物料（浆水）及相关平衡计算，绘制浆水平衡方框图；根据浆水平衡明细表和总表进行设备选型计算（定型设备确定型号、非定型设备计算容积大小及外形尺寸、数量）；依据设备选型情况，完成设备一览表，确定重点车间工艺技术操作参数、仪表自动控制、新技术采用说明、环保情况说明；经济概算；绘制工艺流程示意图（带控制点）、车间布置图，撰写说明书。
1.3指导思想
1.尽可能采用先进成熟的生产技术和设备。
2.安全生产。
3.经济合算。
4.符合环保要求。
5.要考虑到将来的扩建问题。
1.4厂址选择及论证
根据任务说明书的要求，综合考虑到原料、水源、交通运输、产品销售等因素将厂址选择在山东日照。
1.4.1地理位置
日照市位于山东省的东南部，东经118°35`~119°39`，北纬35°04`~36°02`之间。
东临黄海与日本、韩国隔海相望，西靠沂蒙山，北连青岛、潍坊，南接江苏省连云港，是一座新兴沿海港口城市。
符合制浆造纸厂的建厂标准。
1.4.2气候条件
日照隶属于暖温带半湿润季风区大陆性气候，四季分明，冬无严寒，夏无酷暑，非常潮湿，台风登陆频繁。
年均气温12.7℃，年均湿度72%，年平均日照2533小时，年均降水量871毫米。
空气质量为国家二级标准。
气候特点是：
温暖期长，严寒期短，四季分明，雨量充沛。
良好的气候条件有利于发展高效的轻工产业。
1.4.3原料及能源来源
日照交通暂无空运，集港口、铁路、公路运输于一身。
日照拥有日照、岚山两个国家一类的对外开放的港口，日照港是煤炭输出港，岚山港拥液体化工码头。
两港不冻不淤，陆域开阔，地质条件良好，可建设泊位166个，吞吐能力可达到5.8万吨，特别适宜建设十万吨级以上的深水泊位。
日（照）兰（考）高速公路横穿鲁南，跨越京沪、京福高速公路、直达中原腹地，贯穿日照的沈海高速公路北起中俄边境，南至海南省，纵贯中国南部沿海主要城市。
菏日铁路东与日照港、岚山港相接，西与陇海、兰新铁路相汇，经新疆阿拉山口出境，可直达荷兰鹿特丹和比利时的安特卫普等欧洲口岸;胶新铁路纵贯日照，是中国东部沿海的铁路大动脉。
1.4.4交通运输
山东地理位置优越，拥有全国最为密集的高速公路交通网络。
优越的交通条件可以满足造纸业的大量运输。
1.4.5水源
日照水资源总量16.4亿立方米，是山东省的富水区。
年均降水量870.3毫米，
共有大中小型水库515座，总库容12.5亿立方米。
境内河流在纵横，分别归属沭河、潍河，流域面积宽广。
开发区内有日供水能力分别为10万吨水厂一处，5万吨水厂两处。
可以满足正常生产用水和生活用水。
1.4.6电源
造纸工业是耗电大户。
为了综合利用，降低耗能成本，本厂建有热电站。
附近还有核电站保证了电力充足。
第二章生产流程及生产方案的确定
2.1原料备料及要求
本设计使用商业桉木片作为生产的原材料。
商业桉木片得尺寸大小符合蒸煮条件，所以可以直接进入料仓，只要注重原料采购质量就可以直接进行蒸煮，相对其他原料简化了流程，降低了生产能耗。
2.2蒸煮方法说明
常用的化学制浆方法有碱法制浆和亚硫酸盐制浆两大类。
与碱法制浆相比较而言，亚硫酸盐制浆对原料要求比较严格，如酸性亚硫酸盐法要求树脂含量少的针叶木为原料。
而且这种制浆方法大都对设备具有一定的腐蚀性，需要耐酸设备，增加了设备投资。
此外蒸煮时间还比较长，蒸煮废液回收技术也不成熟。
而碱法制浆，特别是硫酸盐法制浆对原料的适应性强。
而且纸浆的强度好，与烧碱法比较，得率较高，残余木素的含量较低，可以达到深度脱木素的目的。
另外，可以经济而有效的对制浆化学药品和热能进行回收，黑夜处理技术成熟，生产成本低。
与传统的蒸煮技术相比，现在的硫酸盐法制浆得到的纸浆品质更为优良，碱耗、能耗也有所降低，在保证纸浆质量的前提下，能脱出更多的木素，有利于后续漂白，减轻了制浆污染负荷的产生。
综上，所以本设计采用硫酸盐法制浆无疑是最佳的选择。
而蒸煮方式有间歇式和连续式两种。
化学制浆设备形式的选择主要根据投资、生产规模、纤维原料种类等因素进行确定。
对于立锅来说，容积大，单位时间单位锅容产浆量小，劳动生产率高，占地面积较少。
但是附属设备较多，结构复杂，制造技术要求高，设备投资费用大，多用于产量在300t/d以下的中型造纸厂。
而蒸球由于是球体转动，容积不能太大，生产能力小，占地面积大，直接通汽，药液浓度变化大，纸浆质量不稳定，多用作中小纸厂碱法、硫酸盐法、或中性盐法制浆设备。
鉴于本设计的日产量及年产量较大，所以选择连续蒸煮方式。
与间歇蒸煮相比，连续蒸煮的优点在于：
对大型蒸煮设备来说，连续蒸煮器的基建投资和运行费用较低；单位锅容产浆量高，相对占地面积小；能耗较低，且汽、电耗均匀，避免了高峰负荷；生产自动化程度高，劳动强度低；蒸煮均匀性较好，甚至在蒸煮大片时，筛渣也较少；连续放气放锅，热回收效率高，配置紧凑，大气污染小。
2.3洗涤方法说明
常用的化学制浆方法有碱法制浆和亚硫酸盐制浆两大类。
与碱法制浆相比较而言，亚硫酸盐制浆对原料要求比较严格，如酸性亚硫酸盐法要求树脂含量少的针叶木为原料。
而且这种制浆方法大都对设备具有一定的腐蚀性，需要耐酸设备，增加了设备投资。
此外蒸煮时间还比较长，蒸煮废液回收技术也不成熟。
而碱法制浆，特别是硫酸盐法制浆对原料的适应性强。
而且纸浆的强度好，与烧碱法比较，得率较高，残余木素的含量较低，可以达到深度脱木素的目的。
另外，可以经济而有效的对制浆化学药品和热能进行回收，黑夜处理技术成熟，生产成本低。
与传统的蒸煮技术相比，现在的硫酸盐法制浆得到的纸浆品质更为优良，碱耗、能耗也有所降低，在保证纸浆质量的前提下，能脱出更多的木素，有利于后续漂白，减轻了制浆污染负荷的产生。
综上，所以本设计采用硫酸盐法制浆无疑是最佳的选择。
而蒸煮方式有间歇式和连续式两种。
化学制浆设备形式的选择主要根据投资、生产规模、纤维原料种类等因素进行确定。
对于立锅来说，容积大，单位时间单位锅容产浆量小，劳动生产率高，占地面积较少。
但是附属设备较多，结构复杂，制造技术要求高，设备投资费用大，多用于产量在300t/d以下的中型造纸厂。
而蒸球由于是球体转动，容积不能太大，生产能力小，占地面积大，直接通汽，药液浓度变化大，纸浆质量不稳定，多用作中小纸厂碱法、硫酸盐法、或中性盐法制浆设备。
鉴于本设计的日产量及年产量比较大，所以选择连续蒸煮方式。
与间歇蒸煮相比，连续蒸煮的优点在于：
对大型蒸煮设备来说，连续蒸煮器的基建投资和运行费用较低；单位锅容产浆量高，相对占地面积小；能耗较低，且汽、电耗均匀，避免了高峰负荷；生产自动化程度高，劳动强度低；蒸煮均匀性较好，甚至在蒸煮大片时，筛渣也较少；连续放气放锅，热回收效率高，配置紧凑，大气污染小。
连续蒸煮器主要有立式、横式、斜管式三种，本设计选择立式卡米尔连续蒸煮器中的紧凑蒸煮技术，紧凑蒸煮技术是等温蒸煮加黑液预浸渍塔的进一步发展，是近几年发展起来的新的蒸煮方法。
紧凑蒸煮的主要特点可概括为：
独立的预浸渍塔和蒸煮塔，预浸渍塔为常压，预浸渍后的竹片通过高压喂料器送蒸煮塔，蒸煮液比可灵活调节；系统简化，蒸煮塔无加热药液循环和黑液闪蒸，与等温蒸煮相比，蒸煮液换热器减少；高效热回收，产热水量少，降低了蒸汽消耗量；系统为全封闭，基本不产生臭气；白液多处加入，优化化学分布；蒸煮制浆产生的黑液上抽提部分作为内部循环预浸渍用，下抽提部分送往碱回收工段进行蒸发、燃烧、苛化回收碱。
主要工艺参数：
喷放浆浓8%，最大蒸煮压力0.5MPa，最高蒸煮温度165℃，白液活性碱浓度（以Na2O计）90g/L，白液硫化度25%，用碱量（以Na2O计）18%，加热方式为直接加热，保温时间为90min，液比1:
4，粗浆得率45%。
2.4生产流程说明
2.4.1备料工段
商业桉木经皮带运输机螺旋输送到木片缓冲仓，通过振荡器进入料片计料器。
2.4.2蒸煮工段流程
商业桉木从料片计料器进入预浸塔预浸，通过高压喂料器从预浸塔底部被输送到蒸煮塔，蒸煮后的浆在冷却稀释后进入到喷放锅。
2.4.3洗涤筛选净化工段
经喷放的浆料送入压力除节机进行除节，然后浆料送入三段压力洗涤浓缩机组进行洗涤，洗涤白水送入水封池并回用。
经洗涤的浆料送入调浆箱，然后泵送入两段压力筛浆机进行筛选。
一段压力筛的良浆送入冲浆槽，渣浆进入二段压力筛继续筛选。
经二段压力筛的筛选后良浆送入调浆箱，渣浆外排。
冲浆槽的浆料送入三段锥形除渣器。
一段锥形除渣器的良浆进入下一段，渣浆进入二段锥形除渣器。
二段锥形除渣器的良浆送入一段锥形除渣器，渣浆送入三段锥形除渣器。
三段锥形除渣器的良浆进入二段锥形除渣器，渣浆外排。
经一段锥形除渣器的良浆进入圆网浓缩机进行浓缩，脱出的白水进入白水池，然后送入真空洗浆机进一步浓缩，之后送入漂白工段。
2.4.4漂白工段说明
本设计的漂白工艺流程为：
OED1D2，即纸浆先进行一段氧脱木素，然后进行碱处理，最后进行两段二氧化氯漂白使白度进一步提高。
主要工艺参数：
氧脱木素：
浆浓10%，用碱量3%，硫酸镁用量0.6%，氧压0.6MPa，时间30min，温度90℃。
碱处理段：
浆浓10%，用碱量4%，双氧水用量0.5%，pH值10，反应时间60min，温度65℃。
D1段：
浆浓12%，用碱量0.7%，ClO2用量1.5%，终漂pH值4，温度70℃，时间180min。
D2段：
浆浓12%，用碱量0.2%，ClO2用量0.5%，终漂pH值4，温度70℃，
洗浆机出来的浆料先经过蒸汽混合器，然后送至氧漂中浓高剪切混合器接着进行氧漂，然后进入真空洗浆机洗涤。
良浆进入碱处理段双辊混合器再进入到碱处理塔进行漂白，再进入真空洗浆机洗涤。
然后再进入二氧化氯第一段中浓高剪切混合器然后进入二氧化氯第一段漂白升流塔中，接着进入到真空洗浆机继续洗涤，出来后进入二氧化氯第二段的双辊混合器，最后通过二氧化氯第二段漂白后进入真空洗浆机洗涤，送入贮浆池。
第三章工艺计算
3.1工艺参数
硫酸盐漂白桉木浆的有关工艺参数
序号
指标名称
单位
定额
备注
1
桉木水分
%
10
2
进料量
Kg/min
170
3
液比
1:
4
4
用碱量
%
18
以Na2O计
5
硫化度
%
25
6
白液活性碱浓度
g/L
90
7
进蒸煮木片浓度
%
8
最高蒸煮压力
MPa
0.5
9
最高蒸煮温度
℃
165
10
加热方式
直接加热
11
保温时间
min
90
12
喷放锅进浆浓度
%
8
13
喷放锅出浆浓度
%
3.5
14
粗浆得率
%
45
15
压力除节机进浆浓度
%
3.5
16
压力除节机良浆浓度
%
3
17
压力除节机排渣率
%
4
对进浆量
18
压力除节机排渣含量
%
6
19
1#、2#、3#压力洗涤浓缩机进浆浓度
%
1
20
1#、2#、3#压力洗涤浓缩机出浆浓度
%
12
21
压力洗涤浓缩机喷淋水量
m3/t风干浆
10
22
1#、2#、3#压力洗涤浓缩机损失率
%
1
23
一段压力筛进浆浓度
%
3.5
24
一段压力筛良浆浓度
%
3.5
25
一段压力筛尾浆率
%
10
对进浆量
26
一段压力筛尾浆含量
%
3.5
27
二段压力筛进浆浓度
%
1.5
28
二段压力筛良浆浓度
%
1
29
二段压力筛尾浆率
%
1.8
30
二段压力筛尾浆含量
%
2.2
31
1#真空洗浆机进浆浓度
%
1
32
1#真空洗浆机出浆浓度
%
12
33
1#真空洗浆机喷淋水量
m3/t风干浆
11
34
1#真空洗浆机损失率
%
0,8
35
一二三段锥形除渣器进浆浓度
%
0.8
36
一段锥形除渣器排渣率
%
22
对进浆量
37
二段锥形除渣器排渣率
%
27
对进浆量
38
三段锥形除渣器排渣率
%
1.5
对出1#真空洗浆机
39
一段锥形除渣器尾浆含量
%
1.8
40
二段锥形除渣器尾浆含量
%
2.2
41
三段锥形除渣器尾浆含量
%
2.6
42
圆网浓缩机进浆浓度
%
0.5
43
圆网浓缩机出浆浓度
%
4.2
44
圆网浓缩机损失率
%
0.6
对出1#真空洗浆机
45
圆网浓缩机喷淋水量
m3/t风干浆
5
46
2#真空洗浆机进浆浓度
%
1
47
2#真空洗浆机出浆浓度
%
12
48
2#真空洗浆损失率
%
0.5
对进漂白段浆量
49
2#真空洗浆机喷淋水量
m3/t风干浆
10
50
氧漂段塔浆浓
%
10
51
氧漂段用碱量
%
3.5
对绝干浆
52
氧漂段硫酸镁用量
%
0.5
对绝干浆
53
氧漂段氧压
MPa
0.6
54
氧漂段漂白时间
min
30
55
氧漂段漂白温度
℃
90
56
氧漂段损失率
%
1
对进漂白段浆量
57
3#真空洗浆机进浆浓度
%
1
58
3#真空洗浆机出浆浓度
%
12
59
3#真空洗浆损失率
%
0.5
对进漂白段浆量
60
3#真空洗浆机喷淋水量
m3/t风干浆
10
61
碱处理段进浆浓度
%
10
62
碱处理段用碱量
%
4.5
对绝干浆
63
碱处理段温度
℃
65
64
碱处理段反应时间
min
60
65
碱处理段终pH值
10
66
碱处理段双氧水用量
%
0.5
对绝干浆
67
碱处理段损失率
%
1
对进漂白段浆量
68
4#真空洗浆机进浆浓度
%
2
69
4#真空洗浆机出浆浓度
%
12
70
4#真空洗浆损失率
%
0.5
对进漂白段浆量
71
4#真空洗浆机喷淋水量
m3/t风干浆
10
72
D1段ClO2用量
%
1.5
对绝干浆
73
D1段终漂pH值
4
74
D1段漂白浆浓
%
11
75
D1段用碱量
%
0.8
对绝干浆
76
D1段温度
℃
70
77
D1段反应时间
min
180
78
D1段损失率
%
1.5
对进漂白段浆量
79
5#真空洗浆机进浆浓度
%
1
80
5#真空洗浆机出浆浓度
%
12
81
5#真空洗浆损失率
%
0.5
对进漂白段浆量
82
5#真空洗浆机喷淋水量
m3/t风干浆
10
83
D2段ClO2用量
%
0.5
对绝干浆
84
D2段终漂pH值
%
4
85
D2段漂白浆浓
%
11
86
D2段用碱量
%
0.2
对绝干浆
87
D2段温度
℃
70
88
D2段反应时间
min
180
89
D2段损失率
%
1
对进漂白段浆量
90
6#真空洗浆机进浆浓度
%
1
91
6#真空洗浆机出浆浓度
%
12
92
6#真空洗浆损失率
%
0.6
对进漂白段浆量
93
6#真空洗浆机喷淋水量
m3/t风干浆
10
94
漂白段总损失
%
8
对进漂白段浆量
95
中浓漂后贮浆池浓度
%
12
96
真空洗浆机洗涤水温度
℃
80
97
洗浆机转鼓最小浸入角
°
130
98
真空洗浆机分配阀真空度
KPa
30
99
洗浆机水腿内黑夜流速
m/s
2
100
真空洗浆机水腿位差
m
10
工艺参数明细表
3.2工艺计算
计算方法：
以一吨风干浆（10%水分）为计算基础。
单位：
纤维为Kg；液体为L。
3.2.1、漂后浆池
已知：
Q=900.0000，C=0.1000，C1=0.1200
计算：
V=Q/C=9000.0000
Q1=Q=900.0000
V1=Q1/C1=7500.0000
W1=V-V1=1500.0000
3.2.2、漂白段平衡
已知：
漂白段总损失d1=0.0800，进入漂白段浓度C3=0.0100
所以进入漂白段的绝干纤维量：
Q3=Q/（1-d1）=900/（1-d1）=978.2609
进入漂白段的浆料量V3=Q3/C3=97826.0870
漂白段纤维总损失量Q0=Q3-Q=78.2609
3.2.2.15#真空洗浆机平衡计算
计算：
Q2=Q3=978.2609，圆网浓缩机出浆浓度C2=0.0420
所以V2=Q2/C2=23291.9255
W2=V3-V2=74534.1615
又已知W3=10000.00005#真空洗浆机损失率d2=0.0050
5#真空洗浆机损失纤维量Q4=Q3*d2=4.89135#真空洗浆机出浆浓度C5=0.1200
Q5=Q3-Q4=973.3696
V5=Q5/C5=8111.4130
V4=V3+W3-V5=99714.6739
C4=Q4/V4=0.0000
3.2.2.2氧脱木素段物料平衡计算
已知：
氧漂白浓度C6=0.1
氧脱段损失率d3=0.01
碱液用量为3%浓度为65g/L、硫酸镁用量0.6%
浓度为30g/L
计算：
加入碱液的量=Q5*3%*1000/65=449.2479
加入硫酸镁溶液的量=Q5*0.6%*1000/30=161.3514
加入蒸汽量W4=V6-V5-碱液量-硫酸镁用量=913.8577
氧脱段损失纤维量Q8=Q3*d3=9.7826
Q6=Q5-Q8=963.5870
V6=Q6/C6=9635.8696
又已知进入3#真空洗浆机浓度C7=0.01，且Q7=Q6=963.5870
所以V7=Q7/C7=96358.6957
需补加W5=V7-V6=86722.8261
3.2.2.33#真空洗浆机平衡计算
已知：
Q7=963.5870，V7=96358.6957，C7=0.01
W6=10000.0000，损失率d4=0.0050，C10=0.1200
计算：
Q9=Q3*d4=4.8913
Q10=Q7-Q9=958.6957
V10=Q10/C10=989.1304
V9=W6+V7-V10=98369.5652
C9=Q9/V9=0.00005
3.2.2.4碱处理段平衡计算
已知：
Q10=958.6957，V10=，7989.1304，C10=0.1200
C11=0.1000，碱处理损失率d5=0.0200
计算：
W7=V11-V10-药品量=807.4139
碱液用量4%，浓度为65g/L；双氧水用量0.5%。
（均对于绝干纤维）
加入碱液量=Q10*4%*1000/65=589.9666
加入双氧水的量=Q10*0.5%=4.7935
碱处理纤维损失量Q12=Q3*d5=19.5652
Q11=Q10-Q12=939.1304
V11=Q11/C11=9391.3043
3.2.2.54#真空洗浆机平衡计算
已知：
Q11=939.1304，V11=9391.3043，C11=0.1000
7#真空洗浆机损失率d6=0.0050，C12=0.0100
W9=10000.0000
C14=0.1200
Q12=Q11=939.1304
V12=Q12/C12=93913.0435
W8=V12-V11=84521.7391
Q13=Q3*d6=4.8913
Q14=Q12-Q13=934.2391
V14=Q14/C14=7785.3261
V13=V12+W9-V14=96127.7174
C13=Q13/V13=0.00005
3.2.2.6D1段漂白平衡计算
已知：
Q14=Q15=934.2391，V14=7785.3261，C14=0.1200
C15=C17=0.1100
碱液用量0.7%,65g/L，D1段漂白纤维损失率d7=0.0150
加入碱液量=Q14*0.7%*1000/65=100.6104
V15=Q15/C15=8493.0830
W10=V15+碱液量-V14=808.3673
Q16=Q3*d7=14.6739
Q17=Q15-Q16=919.5652
V17=Q17/C17=8359.6838
3.2.2.78#真空洗浆机平衡计算
已知：
Q17=Q18=919.5652，V17=8359.6838
C17=0.1100，C18=0.0100
W12=10000.0000，8#真空洗浆机损失率d8=0.0050
C20=0.1200
V18=Q18/C18=91956
升级会员 