年产三万吨竹浆生产工艺.docx

1、年产三万吨竹浆生产工艺第一章 绪论1.1设计范围造纸工业是一个与国民经济发展和社会文明建设息息相关的重要产业。在经济发达国家，纸及纸板消费量增长速度与其国内生产总值增长速度同步。造纸工业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，在美国、加拿大、日本、芬兰、瑞典等经济发达国家，造纸工业已成为其国民经济十大支柱制造业之一。现代造纸工业的特点不同于一般日用消费品工业，是技术、资金、资源、能源密集型的，规模效益显着的，连续、高效生产的基础原料工业。在产品总量中80%以上作为生产资料用于新闻、出版、印刷、商品包装和其他工业领域，不足20%用于人们直接消费。造纸产

2、业关联度大，关联到林业、农业、机械制造、化工、热电、交通运输、环保等产业。纸业需求不断增长，对上下游产业的经济有一定拉动作用，纸业可成为推动我国经济发展新的经济增长点。纸品是一种市场化、国际化程度较高的产品。当今，世界各国已将纸及纸板的生产和消费水平，作为衡量一个国家现代化水平和文明程度的重要标志之一。 设计年产3万吨的全竹浆，用于高档卫生纸的抄造。该产品主要以毛竹为原料，制浆采用硫酸盐蒸煮工艺，抄造过程中未添加任何有害化辅料，产品卫生、环保，产品质量优异，强度、吸水性、吸附性极佳。是真正的“环保生活用纸”，具有广阔的市场前景。1.2厂址选择和论证 年产3万吨全竹浆厂址建于浙江省安吉县，安吉地

3、处浙江西北部，北靠天目山，面向沪宁杭。全县总面积1886平方公里，常住人口46万。安吉素有“竹乡”之称，位于浙江省西北部，境内海拔最高点为1587.4米的天目山主峰，县内主要是山区丘陵，气候温和，雨量充沛，光照充足，四季分明。年平均气温为15.5，年平均降雨量为1476.3mm安吉县位于长三角腹地的安吉，是浙江省湖州市的市属县。与浙江省的长兴县、湖州市吴兴区、德清县、杭州市余杭区、临安市和安徽省的宁国县、广德县为邻。在东经1191411953和北纬3023-3053之间，面积1885.71平方公里。天目山脉自西南入境，分东西两支环抱县境两侧，呈三面环山，中间凹陷，东北开口的“畚箕形”的辐聚状盆

4、地地形。地势西南高、东北低，县境南端龙王山是境内最高山，海拔1587.4米，也是浙北的最高峰。山地分布在县境南部、东部和西部，丘陵分布在中部，岗位分布在中北部，平原分布在西苕溪两岸河漫滩，各占面积11.5%、50%、13.1%和25.4%。安吉县内主要水系为西苕溪。它的上游西溪、南溪于塘浦长潭村汇合后，形成西苕溪干流，然后由西南向东北斜贯县境，于小溪口出县。沿途有龙王溪、浒溪、里溪、浑泥港、晓墅港汇入。西苕溪县内流域面积1806平方公里，主流全长110.75公里。出县后过长兴经湖州注入太湖，再入黄浦江。安吉气候宜人，属亚热带海洋性季风气候，总特征是：光照充足、气候温和、雨量充沛、四季分明，适宜

5、农作物的生长。安吉环境优美，2012年全年366天，我县环境空气质量优良天数为349天，空气质量达到国家二级标准，山区、景区空气质量更是达到国家一级标准， 各饮用水源地的水质达到或优于国家三类标准。 2012年总的气候概况是：平均气温偏高，雨量、雨日数和日照均正常。平均温度偏高月份集中在春、夏季；2012年极端最低气温接近历史极端最高值。全年降水量正常，但各月降水量起伏较大。全年日照正常月份超过一半，全年日照稳定，接近历史平均状态。 与上海、杭州、南京等大城市邻近。县城递铺距上海223公里、杭州65公里。第二章 工厂总平面设计2.1 总平面设计依据 （1）工厂的组成资料 是指工厂生产的性质及其

6、规模大小，企业管理体制和对外协作关系等资料以及在设计的技术经济部分规定的本厂所以生产组成部分（基本生产、辅助生产、附属或副产品生产的各个车间）、运输供应机构、工厂行政管理部门等。在总平面设计时，要根据这些组成部分的性质把全厂划分成几个区域，进行大致合理的安排。 （2）建筑工程明细表 根据工程组成而确定的主要建筑物和构筑物的工程项目。 （3）生产工艺资料 包括产品品种明显和生产规模、工艺流程图、生产工艺对建筑物布置和运输上的要求、各劳工的劳动组织和定员编制等。 （4）厂址选择资料 包括厂区的地形、地势、地质、面积、气象及水文地质条件。 （5）工厂发展规划 包括分期建设规模和最后规模2.2总平面布

7、置集中制综合考虑建厂地理及生产条件，总平面布置采取集中式。集中式总平面布置（硫酸盐法竹浆厂）1-贮料场 2-推木机 3-备料间 4-竹片仓 5-回收车间及锅炉房 6-电机房7-筛选工段 8-纸板车间 9-成品库 10-洗浆车间 11-蒸煮车间 12-中心化验室 13-办公楼 14-食堂 15-机修车间 16-车间化验室 17-运输站2.3 生产规模、产品方案及质量标准2.31生产规模及产品方案 生产规模及产品方案 表5-2序号名称类别单位指标备注1漂白竹浆板成品t/a30000风干2.3.2产品质量标准（1）漂白硫酸盐竹浆质量标准本项目漂白硫酸盐竹浆质量标准执行中华人民共和国轻工行业标准QB/

8、T2608-2003中优等品及一等品的质量标准。漂白硫酸盐竹浆QB/T2608-2003标准 表5-3技术指标单 位规定优等品一等品合格品机械强度（在打浆度为45SR,抄片定量为60g/m2时）抗张指数 耐破指数 撕裂指数 Nm/gKpam2/gmNm2/g55.05.08.550.04.06.040.03.55.5白度（亮度）%858075粘度 cm3/g600500400尘埃度(0.31.0)mm2(1.04.0)mm2大于4.0mm2尘埃mm2/500g2030不许有5040不许有7580不许有交货水分 %20.0计算水分%10.0（2）胶版印刷纸质量标准本项目文化用纸产品主要为胶版印刷

9、纸，其质量标准参照执行中华人民共和国轻工行业标准胶版印刷纸（QB/T1012-1991），或客户要求的质量标准。 胶版印刷纸质量标准（QB/T1012-1991） 表5-4序号指标名称单位规定AB1定量g/m260.0， 70.0， 80.0， 90.0， 100.0，120.03.0 3.0 3.0 3.5， 4.0 5.02厚度机压mm0.075 0.088 0.100 0.113 0.125 0.150允许偏差%10 3厚度横幅差不超过%104白度不小于%87.082.05不透明度A等不小于%84.0 86.0 87.0 89.0 91.0 93.0B等80.0 82.0 84.0 86

10、.0 88.0 90.06表面吸收重量不大于g/m230.07裂断长(不小于)平板纵横向平均值m32002350卷筒纸纵向m430032008横向耐折度(不小于)小于100 g/m2次124不小于100 g/m2次1589平滑度正反面均不小于S4040正反面差不大于%202510横向收缩率不大于%+2.2+2.511印刷表面强度（正反面均）不低于m/s3.01.512灰分%81581513pH值不低于5.05.014尘埃度个/m20.20.5 m2不多于601200.51.5 m2不多于57大于1.5 m2不许有不许有15水分%4.09.04.09.0注：1.本项目胶版印刷纸为卷筒纸和平版。

11、2.卷筒纸尺寸为800800mm，800878mm。 3.平版纸尺寸为8801092mm，8801020mm。第3章 工艺流程设计及说明 3.1工艺流程设计原则 竹纤维是继针叶木纤维后较好的造纸纤维原料，有些竹子种类的纤维很长，强度特性接近软木。漂白竹浆撕裂强度、均匀性好优于大多数阔叶木浆，与针叶木浆较低撕裂强度相似，且竹浆成本低于木浆，因此在需求不断增长，价格持续上扬的中国纸浆市场，商品竹浆的市场潜力巨大。根据中国造纸工业发展目标，到2010年新增耗浆量890万吨，本项目产品仅占新增耗量的0.56%。产品市场前景广阔。多年来国际市场商品浆价格主要受少数几个纸浆出口国的生产及库存情况的影响，同

12、时也受世界纸浆消费市场的影响。纸浆价格涨落随着世界经济发展呈周期性波动。1994年起，西方经济的复苏，市场需求带动价格的上升，纸浆价格扶摇直上，到1995年10月漂白针叶木浆的价格涨到历史最高点，达到1000美元/吨。进入96年后，纸浆价格开始逐渐下落，到96年4月降到最低点（420美元/吨）之后，又呈现出稳中有升的局面，到1999年又回到800美元/吨。进入2000年后纸浆价格又开始逐渐下落，进入一个新的周期，2002年纸浆价格开始反弹，目前是稳中有升。值得注意的是各类纸浆中阔叶浆的价格一改过去一直低于针叶浆较多的情况，出现了价格相对接近的情况。竹浆性质接近针叶木浆或超过阔叶浆，竹浆价格可参

13、照阔叶浆的市场价格。目前漂白硫酸盐竹浆板的销售价格已由年初的5200元/吨上涨到5800元/吨，而且随着木浆价格的上涨，还有较大的上扬空间。根据纸浆价格周期变化规律，漂白硫酸盐竹浆板的价格应在5200-6000元/吨。为了增强产品的市场竞争力，本项目在确定产品价格时留有较大余量，暂将产品的销售价格确定为5600元/吨。 终上所诉，本项目完全符合国家产业政策，产品原料有保障，产品有市场，应尽快建设投产。3.2生产方案的确定竹子的贮存与备料 竹子的砍伐具有季节性，故若要保证工厂能够连年长续生产，工厂必须有一定数量的竹料。竹捆进行切片后与外来竹片一起送往竹片堆堆存，按照“先筛选后堆存”的原则。同时，

14、备料的洗涤也是必不可少的。蒸煮工段 竹子的蒸煮采用硫酸盐法，蒸煮设备采用立式蒸煮锅连续蒸煮器。洗涤、筛选工段 竹浆纤维比较长，滤水性好，比其他浆类更容易洗涤。筛选净化主要是除去粗渣、尘埃和砂子。漂白工段 采用ceh三段漂3.3备料工段的设计及说明由于竹子砍伐的季节性,要保证工厂机制造纸的长年连续生产,工厂必须存放一定数量的竹料,一般为36个月的用量,而且刚收来的生竹子也需要存一段时间使其风干、脱青。竹捆的堆垛可采用移动式皮带机,人工辅助,拆垛可采用装载机。竹捆进入厂内堆场后,竹捆送到切竹机切成竹片和外来竹片一起送竹片堆堆存。竹片规格:竹片长1025mm。竹子切片设备采用刀盘式切竹机。竹片露天贮

15、存堆场在整个生产工艺流程中的位置,应按照“先筛选后堆存”的原则布置,这样能够使得切片后竹片或外来竹片先经筛选将竹屑除去,避免竹片在堆存过程中发酵、霉变。竹片筛选除去长条竹片和竹屑,合格竹片送去堆存,长条竹片送回切竹机重切,竹屑送废渣锅炉燃烧。竹片堆存后建议按“先进先出”的原则排料,其堆顶上的堆料设备可选用可逆配仓带式输送机或带卸料小车的带式输送机;其堆底部的出料设备可选用移动式螺旋出料器(变频调速),这样可以保证先堆的竹片先用,避免一些竹片因存放时间太长而变质,使竹片质量保持均匀。备料工段竹片洗涤也是有必要的,用洗涤法去除夹杂在竹片中的泥砂,可减少生产中的设备磨损、结垢以及硅干扰。 备料工段筛

16、选合格的竹片经输送机送蒸煮锅蒸煮。竹片装锅后，用温黑液从锅底部注入，预浸竹片，排除竹片中的空气，然后用高温黑液和热白液置换出锅内的温黑液，使锅内温度达到145左右，再用蒸汽直接加热，升温至蒸煮温度后保温。在蒸煮反应达到设定的H因子后，用洗浆工段的温、稀黑液送入蒸煮锅底部，置换出锅内高温热黑液，使锅内温度降低到1003.4蒸煮工段的设计及说明竹类蒸煮,一般采用硫酸盐法,其特点是蒸煮得率高,纸浆强度高,环境污染少,纤维柔软性好,碱回收工艺成熟。竹材的硫酸盐法蒸煮较木材(特别是针叶材)硫酸盐法容易,因竹材含木素少,当然脱木素要容易些,但更重要的似乎是木素的化学结构,竹子原料中较针叶材中含有较多的紫丁

17、香基木素结构单元。此外,竹子中还含有5% -10%的香豆酸和少量阿魏酸乙酯的型式与其他结构单元联接。酯联接是蒸煮初期就能进行碱化断裂的联接键。所以竹子较木材易蒸煮。蒸煮设备采用立式蒸煮锅连续蒸煮器。采用冷喷放,既能回收喷放余热,又能使蒸煮过程中基本上无废汽外泄,消除喷放产生的废气对环境的污染,也能防止蒸汽随浆带走,减少蒸汽消耗,而且浆料不发生高温裂解反应,对纤维损伤少,从而提高了纤维强度,因此,带冷喷放的连续蒸煮器,对改善纸浆质量,降低用汽量、消除废气对环境的污染都起着重要作用。在实际生产中,鉴于竹材结构紧密,加上导管内留存的空气极难排除,竹材蒸煮需要较长的渗透时间,升温渗透时间一般1. 5-

18、2h,保温时间也都需要2-2. 5h。几种不同蒸煮设备工艺比较如下图：硫酸盐法竹浆几种不同蒸煮设备蒸煮工艺示例蒸煮工艺参数蒸球蒸煮立锅蒸煮横管连续蒸煮器蒸煮装锅量（绝干竹片）180220Kg/m3220230Kg/m3进料量110160Kg/min液比1：2.431：33.51:2.42.8用碱量（氧化钠计）18%22%15%18%18%20%硫化度15%25%16%22%18%20%最高蒸煮压力（MPa）0.550.650.650.7O.60.7最高蒸煮温度165左右165170左右加热方式直接加热间接加热辅以直接加热直接加热蒸煮时间4h45h4548min粗浆硬度101814181418黑

19、液残碱916g/L1016g/L1016g/L综上，可考虑使用立锅蒸煮器进行蒸煮3.5洗涤筛选工段生产实践证明,竹浆纤维比较长,滤水性好,比其它草浆容易洗涤,甚至比阔叶木浆容易洗涤。用于竹浆洗涤的设备一般有真空洗浆机、压力洗浆机、水平带式洗浆机,大型竹浆生产线可采用双辊置换压榨洗浆机或DD洗浆机。综合考虑，采用真空洗浆机。筛选净化主要是除去粗渣、尘埃和砂子,竹子制浆粗渣量比较大,粗渣主要是未煮透的节子,杂细胞含量大,不宜再用于蒸煮,否则会影响到纸的质量。采用封闭筛选系统用尺寸较窄的缝筛除掉尘埃,主流程上不设除砂器,这样不仅可以节水,也能保证浆的质量。洗选采用多段逆流洗涤，可高效地提取黑液，保证

20、碱回收正常生产。筛选采用全封闭筛选净化技术，筛选浓度23%，与常规技术相比节约大量生产用水，排放的少量浆渣容易处理，对环境不会产生影响。3.6漂白工段 漂白的目的在于提高纸浆白度，同时尽可能保持纸浆的强度，井尽量减少对环境的污染。由于氧脱木素和中浓技术日臻成熟，漂白流程趋向34段的短流程。为满足更为严格的环保要求，漂白剂不再使用能产生有毒氯化有机物的氯气，而用二氧化氯进行替代。二氧化氯不含分子氯，漂白废水的AOX比有氯漂白大大降低，而且二氧化氯在破坏木素但不显着降解纤维素或半纤维素方面有很高的选择性。国外漂白九十年代采用ECF（不合元素氯）漂白，以DEoDD为代表流程，九十年代后又发展到TCF

21、（全无氯）漂白，如EPP、ZXP等，但由于TCF漂白在选择性和经济性上有其不足之处，所以ECF仍是目前世界上最为流行的高效环保漂白技术。但为了经济方面考虑，采用CEH三段漂。硫酸盐法竹浆不同漂白工艺实例漂白阶段工艺参数C-E-H（C+D)-E/O-H-DO-C/D-漂前浆硬度1217(K值)914(K值)15(kappa值)氯化段氯气用量55.6%2.6%22.5%二氧化氯用量1.0%0.951.2%浆浓3%3%10%反应温度常温常温60反应时间5060min4060min50min氯化后pH值2.5以下2.5以下2.5以下氯化后残碱0.1g/L0.1g/L0.1g/L碱处理段用碱量1.52%

22、2%2%用氧量0.5%0.5%碱处理温度48528585碱处理时间120min120min120min浆度9%12%9%12%10%12%碱处理后pH值811811811H段用氯量1.5%2%0.8%漂白浆浓9%12%9%12%漂白温度353836漂白时间270min150180min漂白过程pH811811漂白终点pH7888.5 3.7黑夜燃烧、碱回收工段本车间采用国内技术成熟可靠的蒸发、燃烧、苛化工艺流程来处理制浆黑液。制浆车间来黑液经蒸发工段浓缩后送燃烧工段。在燃烧工段，黑液的有机物经燃烧、热交换产生蒸汽；无机物转化为碳酸钠，经苛化反应产生制浆用的蒸煮碱液。 a、蒸发工段 制浆车间来浓

23、度为10-12%的稀黑液，用出V效的半浓黑液调成浓度16%后经_+-+ IV-+V顺流蒸发后送到半浓黑液槽贮存，半浓黑液再送到I效（一效三室，其流动程序可定期轮换）增浓，I效出来的黑液经扩容器后的浓黑液浓度为58-60%，送至浓黑液槽贮存，再泵送燃烧工段浓黑液贮槽。 b、燃烧工段 蒸发工段来浓黑液(58-60%)送至混合槽与芒硝和碱灰混合，经黑液加热器加热至110左右送进碱炉燃烧。燃烧生成的熔融物经溜槽流入溶解槽，用来自苛化工段的稀白液溶解后所得绿液送往苛化工段。碱炉给水主要使用蒸发工段、造纸车间抄纸工段的清洁冷凝水和本工段空气加热器的回水，不足部分用由火电厂送来的脱盐水补充。给水经高压除氧器

24、除氧后送碱炉使用。生产的过热蒸汽(3. 82Mpa，45 0c)送火电厂并汽发电，本工段所需饱和蒸汽(0. 98Mpa、0.49Mpa两种)由火电厂供给。碱炉排出的烟气经静电除尘器处理后，由引风机排至100m高的烟囱排放。碱炉配置点火油枪，使用重柴油作为燃料。c、苛化工段燃烧工段来的绿液至绿液贮存槽后送到消化提渣机与石灰消化，消化乳液送连续苛化器，苛化后乳液自流到苛化乳液贮槽，然后泵送白液过滤器，白液自流到白液贮存槽并泵送制浆车间，白泥则定期反冲洗落至过滤器的锥底，连续均匀地自流至白泥稀释槽，稀释后送第一段预挂式白泥过滤机脱水，白泥在白泥贮存槽再稀释后经第二段预挂式白泥过滤机脱水至干度约65%

25、送去附近的水泥厂作为原料。第二段预挂式白泥过滤机过滤出来的稀白液贮存在白液贮存槽后泵送燃烧工段溶解槽作溶解熔融物用。3.8工艺流程1）备料工艺流程简图 再碎机旋风分离器 原竹削片机皮带运输机竹片筛皮带运输机皮带运输机竹片洗涤机螺旋脱水机竹片料仓皮带运输机斗升机皮带运输机去制浆车间蒸煮工段2)蒸煮、洗筛漂工艺流程简图备料车间来竹片立式蒸煮锅喷放锅压力除节机真空洗浆机组立式贮浆塔一级二段压力筛真空洗浆机螺旋输送机双辊混合器中浓浆泵中浓混合器氧反应器CEH三段漂真空洗浆机螺旋输送机立式贮浆塔漂白竹浆送浆板车间3）浆板工艺流程简图制浆车间来漂白竹浆一级三段压力筛选前池五段除渣器浓缩机选后池流浆箱网部压

26、榨部干燥部分切打包机成品浆板 4）蒸发及燃烧工艺流程简图稀黑液效蒸发器效蒸发器效蒸发器效蒸发器效蒸发器效蒸发器浓黑液槽芒硝、碱灰混合器结晶效蒸发器超浓黑液槽黑液加热器碱回收炉芒硝、静电除尘器来碱灰 稀绿液 送苛化工段熔融物溶解槽5）苛化工艺流程简图： 石灰窑来石灰绿液绿液澄清器 绿液贮槽消化器苛化器白液澄清器白泥洗涤器 去制浆车间配碱槽浓白液贮槽 一段预挂机 外购NaOH 二段预挂机白泥去石灰窑6）石灰回收工艺流程简图： 石灰石 白 泥 一段破碎机 白泥皮带输送机 皮带输送机 喂 料 装 置 烟气排空二段破碎机 旋风分离器 静电除尘器 石灰石斗提机 锁 气 器 粉尘链板输送机 石灰石仓 白泥链

27、板输送机 锁 气 器 振动给料器 石 灰 窑 破碎机 石灰链板输送机 外 购 石 灰 石灰斗提机 移动式皮带输送机 消化苛化 石 灰 仓 石灰螺旋喂料器 第四章 浆水平衡计算4.1 工艺参数年产20万吨漂白竹浆生产的有关定额和数据序号指标名称单位定额备注1竹片水分%402撕竹机损失率%0.40.63筛选损失率%2.534粗浆液比1：（34）5粗浆得率%436蒸煮锅喷放含量%11127喷放锅出浆含量%38压力洗涤机进浆含量%1.29压力洗涤机出浆含量%1210压力洗涤机喷水量t/t风干浆1011压力洗涤机纤维损失%0.212A型平筛进浆含量%1.213A型平筛出浆含量%1.014A型平筛尾浆含量

28、%1515A型平筛尾浆率%416一段CX筛进浆含量%1.017一段CX筛出浆含量%0.818一段CX筛尾浆含量%2.019一段CX筛尾浆率%10以进一段为基准20二段CX筛进浆含量%1.021二段CX筛出浆含量%0.62522二段CX筛尾浆含量%2.523二段CX筛尾浆率%2.0以进一段CX筛量为基准24双磨盘进浆含量%2.525锥形除渣器进浆含量%0.626锥形除渣器尾桨含量%2.5一、二段27锥形除渣器尾桨含量%3.0三段28一段锥形除渣器排渣率%25对进浆量29二段锥形除渣器排渣率%27对进浆量30三段锥形除渣器排渣率%1.5对近一段CX筛量31圆网脱水机进浆含量%0.532圆网脱水机出浆