300td高强瓦楞原纸废纸制浆工段工艺设计.docx
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300td高强瓦楞原纸废纸制浆工段工艺设计
300t/d高强瓦楞原纸废纸制浆工段工艺设计
摘要
本课题设计题目是日产300吨高强瓦楞原纸纸浆综合工厂设计，重点是日产300吨废纸制浆工段的设计。
本设计共分为五个部分：
第一部分是总论，讲述国内外造纸现状及国内外废纸回收利用的基本情况，以及研究课题的题目、意义和任务；第二部分是工艺流程设计与对比，工艺参数的确定，浆水平衡计算以及浆水明细表；第三部分是设备的选型相关设备参数表，第三部分是致谢；最后一部分是参考文献。
关键词：
高强瓦楞原纸，制浆设备，工艺流程，浆水平衡
TheDesignofDaily300TonsofHigh-StrengthCorrugatedBasedPaperPulpingProcess
ABSTRACT
本课题设计题目是日产300吨高强瓦楞原纸纸浆综合工厂设计，重点是是日产300吨废纸制浆工段的设计。
Thesubjectofthedesignisdaily300tonsofhigh-strengthcorrugatedpaperpulpintegratedplantdesign,thekeyistodesignasectionaboutdaily300tonsofwastepaperpulping.
Thisdesignisdividedintofiveparts:
thefirstpartisthegeneralintroductionaboutthedomesticandinternationalbasicsituationofwastepaperrecycling,aswellastheresearchtopic,significanceandthetask;thesecondpartisthedesignandcomparisonofprocessflow,processparameterdetermination,slurrywaterbalancecalculationandwaterlist;thethirdpartisthetableofrelatedequipmentselected,thethirdpartistheacknowledgment;thelastpartisthebibliography.
关键词：
高强瓦楞原纸，制浆设备
KEYWORDS:
high-strengthcorrugatedbasepaper,pulpingequipment,technologicalprogress,thebalanceofthepulpandwater
2.1高强瓦楞原纸的主要技术规格及标准3
3.1工艺参数8
1课题的目的、意义及任务
1.1前言
1.1.1中国废纸回收利用现状与发展趋势
中国造纸工业“十五“计划提出，要求废纸利用比重从2000年的41％提高到2010年48％，2015年达到55％，其中国产废纸利用比重2015年达到43％。
目前中国废纸回收利用发展不平衡，沿海地区发展较快。
2001年全国废纸浆用量占造纸用浆总量的44％，扣除进口废纸，国内废纸回收率不到30％。
近年废纸利用率的提高主要是依靠进口废纸解决的，应引起有关方面重视，需要加大措施，提高国内废纸回收率。
中国废纸用量从1995年的810万吨增加到2001年的1638万吨，5年翻了一番。
但与国外一些废纸用量多的国家相比，还存在差距。
中国废纸利用快速增长的主要原因及存在问题：
（1）国家产业政策调整。
大力投资发展造纸工业，提倡扩大废纸制浆造纸。
（2）国内出版、包装业蓬勃发展。
对纸、纸板的需求不断增长，原生纸浆供应不足，必须用废纸来满足市场需求。
（3）中国森林资源非常匮乏。
造纸的主要原料木材供应不足，国产木浆产量在200万吨左右，需要进口木浆和废纸补充。
植树造林虽已得到国家领导和有关部门重视，但种树不可能1～2年就成材，速生材最快也要5～6年，还涉及到资金、土地、水资源、政策等问题，如要大面积砍伐，最快也要到2010年以后。
因此，进口木浆和含有木浆的废纸是非常必要的。
（4）废纸制浆造纸好处很多。
它不仅能提高产品质量，还可降低建设投资和生产成本。
（5）废纸制浆造纸有利于环境保护。
（6）国内新建的大型制浆造纸企业产能不断增加。
据资料统计，2000～2004年新增年产量大于5万吨的箱纸板生产线就有33条，总量预计为420万吨。
还有新闻纸、文化印刷纸、生活用纸的建设项目投产。
同时，从国外引进40多套大型废纸处理生产线，年总处理量为500万吨以上，还有数量众多的中小型废纸处理生产线，今后中国废纸用量还将进一步扩大。
当前，中国废纸回收率低，管理不科学，收购零乱，价格混乱，不分类，杂质多，无标准可依，供应规模小，不成体系，需要加快制定法律、法规及标准，实施依法管理。
1.1.2充分利用国外废纸资源
中国进口废纸量已从1998年的192万吨提高到2001年的642万吨，2002年将超过750万吨，4年翻了两番，这对我国造纸工业发展起到了积极作用。
2005年10月8日，中国纸业环保高层论坛在北京举行，国家环保总局污控司司长李新民披露了这样一组数字：
仅2004年，我国纸和纸板的产量就已经达到了4950万吨，而消费量却达到了5439万吨，人均消费量为42公斤，造纸量和消费量分别占世界总量的10%和14%，仅次于美国居世界第二位。
随着经济的增长，目前规模相对较小的国内纸张和纸板市场应有进一步增长的空间。
但我国年人均消费纸张和纸板量仅42公斤，远远低于美国和日本等发达国家300公斤的人均消费量。
2010年制浆生产量完成1667.07万吨，比去年同期1410.06万吨增加257.01万吨，同比增长18.23%；纸及纸板生产量共完成7338.93万吨，比去年同期6738.42万吨增加600.51万吨，同比增长8.91%，增幅比去年同期上升1.51个百分点；纸及纸张产品的产销率为98.1%，比去年下降0.20个百分点。
1.2目的和意义
本次课程设计是我们轻工与能源学院针对实际情况，对我们工作前的一次提前演练，具有很高的针对性和实际作用，有利于毕业生在实习完成后高质量高效率的完成毕业设计论文。
它是高等学校学生学完全部基础课程、技术基础和专业理论课程后，进行的最后一个实践教学环节。
设计过程中，我们可以巩固所学知识，综合利用所学相关理论，创新性的投放于接下来的实际中。
目前，造纸工业原料短缺，而废纸就是很重要的可再生资源，回收利用废纸，不仅大大减少了对森林资源的砍伐、减少了水土流失、保护了生态环境，而且用废纸制浆成本低廉，废纸制浆所需的能源及其对环境造成的污染比原生木浆要低得多。
为了保护环境，减少对树木的砍伐，废纸回收越来越受到人们的关注，特别是回收废纸给企业带来了节约投资、降低成本、减少污染等多方面好处。
1.3课程设计的任务
本次课程设计是以OCC为废纸原料，生产300t/d的废纸浆。
基于OCC废纸的特点，在流程中没有漂白和脱墨工段，设计的基本原则为使用尽量简化的流程、最少的电耗，生产出符合要求的废纸浆。
通过工艺流程的确定、浆水平衡的计算、设备选型、以及废纸车间设备布置等设计过程，更好的了解废纸制浆流程及其工厂设计方法，把知识应用到工作实践中去。
2生产工艺设计
2.1箱板纸的主要技术规格及标准
2.1.1产品分类:
1 瓦楞原纸按质量分为a、b、c、d四个等级。
2 瓦楞原纸分为平板和卷筒纸两种。
3 瓦楞原纸的规格可按订货合同规定，卷筒纸尺寸偏差不许超过+80mm，平板尺寸偏差不许超过±5mm，偏斜度不许超过5mm。
2.1.2瓦楞原纸的国家标准（GB13023-1991）:
指标名称
单位
规定
A等
B等
C等
D等
定量
g/m2
112.6
6.0127.0
6.2
140.0
7.0160.0
8.0
180.0
9.0200.0
10
紧度
g/m2
0.5
0.45
横向环压指数
112g/m2
127~140g/m2
160~200g/m2
Nm/g
6.5
7.4
8.4
5.0
5.8
7.1
3.5
4.0
5.0
3.0
3.2
3.2
纵向裂断长
km
4.00
3.50
2.50
2.00
纵向裂断长
km
4.00
3.50
2.50
2.00
纵向裂断长
km
4.00
3.50
2.50
2.00
交货水分
%
8.0
2.0
8.0
9.0
9.0
2.2生产工艺流程
流程一：
排渣
`
良浆
废渣
二段压力筛
尾浆池
一段重质除渣
短纤维浆池
纤维分级筛
长纤维浆池
良浆
二段重质除渣
一段重质除渣
除渣
浆池
二段重质除渣
浆池
多盘浓缩机
尾浆池
废渣
储浆池
良浆
三段重质除渣
良浆
尾浆池
尾浆池
三段精筛
二段精筛
精筛
废渣
废渣
良浆
良浆
废渣
良浆良浆
图2-1工艺流程图
流程二：
废纸
图2-2工艺流程图
2.2.2工艺流程分析确定
流程分析：
流程一：
该流程是目前OCC制浆抄造瓦楞纸的基本流程。
该流程的优点是面对日益恶化的废纸质量可适应性变强，能够充分利用长短纤维的价值，并且制浆质量因废纸质量变化波动不是很大能都适应目前废纸质量下的抄造要求，工艺设备布置紧促。
该流程的缺点是工艺流程较复杂，设备投资多，设备维修费用较高。
流程二：
该流程在流程一的基础加上纤维分级筛，将长纤维和短纤维分别处理，长纤维组分经过压力筛选，重质除渣等工序，短纤维由于还有杂质少，直接进行低浓重质除渣处理即可。
同时纤维分级筛选的好处具体有以下几点：
1.分离后可单独对长纤维精浆处理，降低打浆能耗。
2..分级处理后，可将长纤维组分和短纤维组分别用于箱板纸的面层和瓦楞层。
3.通过分级处理可控制长纤维和短纤维组合的配比以保证产品质量的均匀性。
4.分级处理可以适应废纸质量的变化以保证产品的稳定性。
综上：
我的设计最终选定为流程二，作为新的设计应该加入新的工艺技术使得设计有更多的适应性。
流程介绍：
首先设计流程原料是OCC，箱板纸的结构决定了碎后浆重纤维长短性有很大的差异，OCC中含的杂质主要有胶黏物、塑料薄膜、订书针等金属类物质。
制浆的工艺的确定则是根据要去除杂质与纤维的密度形体的差异确定具体的工艺流程。
碎浆机选用D型水利碎浆机，低浓处理碎浆浓度低可以利用绞索装置，同时纤维碎解效果好。
碎后的浆料立即进行高浓除砂器，除去金属类杂质。
高浓除渣器后要进行加水稀释使浆料浓度适宜后续工段的要求。
接着进行粗筛，用到的有立式压力筛，浮选筛，振框式平筛。
然后进行中浓除渣，进一步除掉金属杂质的影响，随后用纤维分级筛将浆料分出长短纤维分别处理。
分级后的短纤维中杂质较少且微小，加之短纤维用来抄造的纸种要求不高，只需对其进行低浓除渣即可。
长纤维组分中的杂质较多，对长纤维的处理应包括三段压力筛选，三段低浓除渣。
分级后分别对各组分纤维不同的处理使得该流程在充分利用和稳定纤维质量的同时让能耗最小化。
3浆水平衡计算
3.1工艺参数
序号
设备名称
参数名称
来源
数值
1
双磨盘
进浆浓度
10%
出浆浓度
10%
2
热分散机
进浆浓度
30%
出浆浓度
10%
3
螺旋挤浆机
进浆浓度
10%
出浆浓度
30%
排渣率
0.50%
4
多盘浓缩机
进浆浓度
0.80%
出浆浓度
10.00%
排渣率
1%
5
轻质除渣
一段轻质除渣进浆
一段压力筛
1.00%
二段轻质除渣
0.60%
二段轻质除渣进浆
0.80%
二段轻质除渣出浆
0.60%
三段轻质除渣进浆
0.60%
三段轻质除渣出浆
0.50%
排渣率
20%
6
压力筛
一段压力筛进浆
一级重质除渣
1%
二段压力筛
0.70%
一段渣槽进浆
一段压力筛
1%
三段压力筛
1.30%
二段压力筛进浆浓度
0.80%
二段渣槽进浆
2%
三段压力筛进浆
1.00%
排渣率
15%
7
重质除渣
一段重质除渣进浆
长纤维浆池
1.20%
二段重质出渣
0.80%
一段渣槽进浆进浆
一段重质除渣
1.20%
三段重质除渣
0.50%
二段重质除渣进浆
0.80%
二段渣槽进浆
1%
三段重质除渣进浆
0.60%
除渣率
20%
8
长纤维浆池
进浆浓度
1.20%
9
1＃浆泵
进浆浓度
2.00%
10
纤维分级筛
进浆浓度
3.00%
11
2＃浆泵
进浆浓度
1.00%
12
短纤维浆池
进浆浓度
二段重质除渣
1%
2＃浆泵
1%
13
一段重质除渣
进浆浓度
1.20%
多盘浓缩机
进浆浓度
1%
储浆池
进浆浓度
10%
14
一段渣槽
进浆浓度
一段重质除渣
1.20%
三段重质除渣
0.60%
15
二段重质除渣
进浆浓度
0.80%
16
二段渣槽
进浆浓度
1%
17
三段重质除渣
进浆浓度
0.60%
排渣率
20%
18
一段压力筛
进浆浓度
二段压力筛
2.80%
高浓除渣器
2.50%
19
尾浆池
进浆浓度
一段压力筛
5.00%
三段压力筛
3%
20
二段压力筛
进浆浓度
5%
21
尾浆池
进浆浓度
5%
22
三段压力筛
进浆浓度
5%
排渣率
20%
23
高浓除渣器
进浆浓度
杂质分离机
0.40%
低浓水力碎浆机
2.50%
损失率
1%
24
低浓水力碎浆机
进浆浓度
圆筒筛
2%
板条式运输机
90%
25
沉渣井
进浆浓度
1.30%
26
杂质分离机
进浆浓度
4%
27
圆筒筛
进浆浓度
4%
3.2浆水平衡计算
（1）双磨盘：
热分散机已知：
Q0=900.0000，C0=10%，C1=10%
/
求：
Q1，V0，V1，W1
计算：
Q1=Q0=900.0000
双磨盘V0=Q0／C0=9000
V1=Q1／C1=9000
贮浆池
（2）热分散机：
已知：
Q1=900.0000，V1=9000，C1=10%，C2=30%,，α=0
Q2ˊ/
求：
Q2，V2
螺旋挤浆机计算：
Q2=Q1=900.0000
Q2/V
V2=Q2／C2=900／30%=3000
热分散机
Q
/V
（3）螺旋挤浆机：
Q3已知：
Q2=900.0000，C2ˊ=10%，V2=3000
多盘浓缩机α=0.5%
Q2ˊ求：
Q2ˊ，V2ˊ，W1
计算：
Q2ˊ=Q2／（1－α）=900／（1－0.005）
螺旋挤浆机W1=904.5226
Q2V2ˊ=Q2ˊ／C2ˊ=904.5226／0.1
=9045.2260
（4）多盘浓缩机：
一段轻质除渣已知：
Q2ˊ=904.5226，C2ˊ=10%，α=0.8%
Q3V2ˊ=9045.2260，C3=0.8%
求：
Q3，V3，W3
多盘浓缩W2计算：
Q3=Q2ˊ／（1－α）=904.5226／（1－0.008）
Q2ˊ=911.8171
V3=Q3／C3=911.8171／0.008=11397.142
螺旋挤浆机W2=V3－V2ˊ=11397.142－9045.2260
=113977.142
3.3浆水平衡明细表
序号
单元名称
来源与去向
纤维/kg
浆料/L
收
支
收
支
1
双磨盘
来热分散机
900
9000
去贮浆池
900
9000
2
热分散机
来螺旋挤浆机
900
3000
3
螺旋挤浆机
来多盘浓缩机
904.523
9045.226
去滤水池
6045.226
4
多盘浓缩机
来一段轻质除渣
911.817
113977.142
去滤水池
104931.916
5
一段轻质除渣
来二段轻质除渣
182.3634
30393.9
来一段压力筛
957.408
94980.957
去二段轻质除渣
227.9543
11397.715
来三段轻质除渣
45.5909
2279.545
7
三段轻质除渣
去废渣
227.9543
11397.715
8
一段压力筛
来一段重质除渣
953.9908
77042.0888
来二段压力筛
116.0534
15959.055
去一段渣槽
112.6362
5631.8118
9
一段渣槽
来白水池
9504.2082
来三段压力筛
22.7816
1791.205
去二段压力筛
135.4178
16927.225
10
二段渣槽
来白水池
968.2205
去三段压力筛
19.3644
1936.44
11
三段压力筛
去废渣
2.9047
145.235
12
一段重质除渣
来长纤维浆池
1192.4885
97276.8971
来二段重质除渣
227.1406
29812.215
去一段渣槽
238.4877
19874.808
13
一段渣槽
来白水池
15615.9167
来三段重质除渣
45.4281
8328.4813
去二段重质除渣
283.9258
35490.725
14
二段重质除渣
去二段渣槽
56.7851
5678.51
15
二段渣槽
来白水池
3785.6733
去三段重质除渣
56.7851
9464.1833
16
三段重质除渣
去废渣
11.357
1135.702
17
长纤维浆池
来纤维分级筛
965.3479
48267.395
来白水池
19197.2871
18
纤维分级筛
来一段压力筛
1930.6958
64356.5267
去段纤维浆池
965.3479
96534.79
19
短纤维浆池
来白水池
80445.658
来二段重质除渣
360.4596
40222.8225
去一段重质除渣
1271.8075
104580.448
20
一段重质除渣
去一段渣槽
254.3603
21196.6971
去多盘浓缩机
1017.4472
83383.7563
21
多盘浓缩机
去滤水池
73311.0313
去贮浆池
1007.2725
10072.725
22
一段渣槽
来白水池
25560.7708
来三段重质除渣
69.2929
11236.85
去二段重质除渣
383.0745
4788.3125
23
二段重质除渣
去二段渣槽
76.6149
7661.49
24
二段渣槽
来白水池
5107.66
去三段重质除渣
76.6149
12769.15
25
三段重质除渣
去废渣
15.323
1532.3
26
一段压力筛
来高浓除渣器
1953.6802
78147.208
来二段压力筛
459.6896
16855.2853
去尾浆池
482.674
9653.48
27
尾浆池
来白水池
6435.6533
来三段压力筛
91.938
3064.6
去二段压力筛
482.674
9653.48
28
二段压力筛
去尾浆池
114.9224
2298.448
29
尾浆池
来白水池
1838.76
去三段压力筛
114.9224
2298.448
30
三段压力筛
去废渣
22.9845
574.6125
31
高浓除渣器
来低浓水力碎浆机
2035.0835
80182.2915
来杂质分离机
180.8693
4522.4075
去废渣
81.4033
2035.0835
32
低浓水
力碎浆机
来板条式运输机
2261.1204
2512.4489
来白水池
361138.533
来圆筒筛
31.6569
2377.1267
去沉渣井
226.1204
17209.724
33
沉渣井
去杂质分离机
226.1204
5653.01
34
杂质分离机
去圆筒筛
45.2241
1130.6025
35
圆筒筛
来白水池
1382.1962
去废渣
13.5672
135.672
4设备选型计算
4.1设备选型原则
制浆造纸厂所用设备的种类很多，型号多是其特点之一。
同一种设备，由于型号不同，生产能力也不同，因此设备平衡计算应遵循以下原则：
（1）确定主要设备
确定主要设备的生产能力时，既不能过大的超出设计能力的要求，又要适当的留有余地，在确定设备生产能力时，一般按照略大于理论计算值选取。
（2）确定设备数量
对于需要确定的设备，其数量要考虑设备发生事故或检修时，仍有其他设备维持生产。
（3）确定备品
在确定主机的配套设备时，除满足主机要求外，还必须设有备品。
（4）公式计算法
利用公式计算
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