年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计-毕业设计任务书

年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计-毕业设计任务书 年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计 I 陕 西 科 技 大 学 毕业设计任务书 造纸工程 学院 轻化工程,制浆造纸方向,专业 081班级 学生:顾咏凌 题目: 年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计 重点:日产300吨浆板蒸煮工段 毕业设计,,从 2012 年 3 月 20 日起到 2012 年 6 月 1 日 课题的意义及培养目标: 纸浆蒸煮是制浆过程中十分重要的生产环节。合理的蒸煮工艺不仅能提高木素的脱除率等光学性能指标～还能保护纸浆的物理强度少受或不受破坏～此外～漂白过程应具有环境友好性。通过本课题的设计～使学生进一步学习纸浆漂白过程中的相关理论及技术问题～对纸浆漂白车间的相关工程设计问题如工艺流程确定、物料衡算、设备选型及布置、相关经济技术指标的确定等加以熟悉和掌握。通过本次设计任务的完成～也使学生学会理论联系实际、分析和解决工程实际问题的方法～掌握文献资料的查阅、相关工艺理论计算、工程图绘制、说明书撰写等方面的知识～为他们今后从事相关行业的生产实践工作打下良好的基础。 设计,论文,所需收集的原始数据与资料: 与纸浆蒸煮过程相关的工艺技术指标、工艺流程及设备布置参数、相关技术的发展现状及动态～新技术新设备的应用等方面的资料,与生产方法的选定及总平面布置设计相关的理论、技术资料～相关技术等。 课题的主要任务,需附有技术指标分析,: 1.设计说明书一份～包括:,1,设计的依据条件、范围和要求～建厂可行性分析,,2,全厂总平面布置设计说明,,3,车间生产流程设计、生产方法确定和工艺参数选择等的说明,,4,物料衡算和设备选型计算及说明,,5,车间工艺设备布置设计说明,,6,车间劳动组织、人员定额和技术经济指标,,7,向有关部门提交的资料,如供水、供电、照明、采暖、通风等,,,8,设计成果综合评述,,9,参考文献。 2.绘制设计图纸～包括,1,全厂总平面布置图一张,,2,工艺流程图 陕西科技大学毕业设计说明书 II 一张,,3,浆水平衡图一张,,4,车间工艺设备布置图若干张,平面、剖面、立面,,,5,设备一览表一份。 设计,论文,进度安排及完成的相关任务,以教学周为单位,: 周 次 设计,论文,任务及要求 1—4 毕业实习收资, 5—6 车间工艺流程设计, 7—10 工艺计算～工艺流程图及浆水平衡图的绘制, 11—13 工艺设备布置图,平面、立面、剖面,, 14,15 全厂总平面布置图, 16 编写设计说明书～提交设计成果～准备答辩。 学生签名: 日期: 指导教师: 日期: 教研室主任: 日期: 年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计 III 年产30万吨箱板纸制浆造纸综合工厂设计 重点为日产600吨蒸煮工段 摘 要 本设计的题目为年产30万吨阔叶木硫酸盐制浆造纸综合工厂，重点为漂白工段。制浆车间以桉木为主要生产原料，经过蒸煮、筛选、洗涤之后送入漂白车间。采用D/C、E/O、D和D四段漂。最终达到白度为88%ISO以上。设计内容包括浆水平衡计算、设备12 选型及计算、车间设备布置图、设备立面图、工艺流程图及全厂总平面图的绘制。 关键词:制浆、漂白、阔叶木漂白硫酸盐浆 陕西科技大学毕业设计说明书 IV The Design of a Year to Produce 3000 Ton Mill The Key to the Design is the Workshop Design of LBKP600 ton a Day ABSTRACT The topic of this design is a comprehensive of producing 300，000 ton LBKP, The point is the workshop of producing 600 ton LBKP per day. The craft of this design producing is taking 100% poplar as raw material. The raw material has been cooking、prepare ,then been washed、separated、bleaching, as result the of 30%LBKP has been produced. The main equipments that it has used are mainly provided by the company of Anne Delhi. This design mainly includes designing of technological process、calculation of the balance including water and pulping、the chart of water and pulping balance、the chart of technological process、 the chooses of equipments types、the chart of equipments decoration、the profile chart of equipments and the chart of decoration about the whole comprehensive. KEYWORDS: pulp making， bleaching， LBKP 年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计 V 目 录 摘 要 .................................................................. III ABSTRACT ................................................................ IV 1 绪 论 .................................................................. 1 1.1 概述 ................................................................ 1 1.2建厂目的和规模 ...................................................... 1 1.3 厂址选择 ............................................................ 2 1.4 环境影响 ............................................................ 2 1.5 产品选产 ............................................................ 2 1.6 可行性分析 .......................................................... 3 2 全厂总平面 ............................................................ 4 2.1 总平面布置的基本原则 ................................................ 4 2.2 总平面布置的介绍与分析 ............................................. 5 3 漂白工艺设计 ........................................................... 7 3.1漂白工艺概述 ........................................................ 7 3.1.1氧脱木素段 ...................................................... 7 3.1.2 D/C段 .......................................................... 7 3.1.3 E/O段 ......................................................... 8 3.1.4 二氧化氯段 ...................................................... 8 3.1.5 废气处理 ....................................................... 10 3.1.6 收集(排空)槽 ................................................... 10 3.1.7化学药品 ....................................................... 10 3.2 漂白段工艺技术条件 ................................................. 11 3.2.1主要技术经济指标(见表3-1) ...................................... 11 3.2.2 漂白工段工艺技术条件(见表3-2) ............................... 12 3.2.3漂白工段工艺参数 ............................................... 12 3.2.4工艺流程图(见图3-1) .......................................... 14 3.3.浆水衡算........................................................... 15 3.3.1浆水平衡计算 ................................................... 15 3.3.2浆水平衡明细表(见表3-8) ........................................ 19 3.4化学药品的用量 ..................................................... 22 3.4.1化学药品的特性 ................................................. 22 3.4.2化学药品用量的计算 ............................................. 23 3.5蒸汽消耗量 ......................................................... 23 陕西科技大学毕业设计说明书 VI 3.5.1热量平衡计算公式 ............................................... 23 3.5.2 各段所需蒸汽量的计算 ........................................... 24 3.6设备选型 ........................................................... 24 3.6.1主要设备的计算选型 ............................................. 24 3.6.2泵的计算和设计 ................................................. 26 3.7相关车间简介 ....................................................... 27 3.7.1制浆车间 ....................................................... 27 3.7.2碱回收车间 ..................................................... 28 4 车间工艺布置 .......................................................... 29 4.1设备布置的要求 ..................................................... 29 4.2概述 ............................................................... 29 4.2.1各层具体布置 ................................................... 29 4.2.2布置特点 ....................................................... 30 5 辅助专业设计 .......................................................... 31 5.1安全技术 ........................................................... 31 5.1.1厂区内的职业毒害性及其安全防护措施 ............................. 31 5.1.2为了职工和设备的安全采用的安全措施 ............................. 31 5.2防火 ............................................................... 32 5.2.1 厂区的火灾与防火级别 ........................................... 32 5.2.2 消防措施 ...................................................... 32 5.3 供水 ............................................................... 32 5.4 三废处理 ........................................................... 32 5.4.1 废气 ........................................................... 33 5.4.2 废水 ........................................................... 33 5.4.3 废渣 ........................................................... 34 5.5 建筑部分 ........................................................... 34 5.5.1 建筑结构设计的自然条件 ......................................... 34 5.5.2 制浆车间建筑做法简介 ........................................... 34 5.5.3 制浆车间采暖和通风 ............................................. 34 致 谢 .................................................................. 36 参考文献 ................................................................ 37 年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计 1 1 绪 论 1.1 概述 纸是人民生活中的必需品，近年来随着科学技术的发展，纸的用途不断增加，功能不断不断扩大，应用于国防、工业、农业、交通、建筑、医疗卫生等各个方面，已渗透到国民经济和科学技术的各个领域。造纸工业往往以生产水平和消费水平来衡量一个国家造纸工业的发达程度。美国制浆造纸成为国内十大工业之一，而许多北欧国家则以造纸工业为主。我国造纸工业为轻工业之首，号称“轻工业中的重工业”。自从改革开放以来，我国造纸工业有了很大进步，纸和纸板的产量从70年代的500多万吨提高到2000年的3500万吨，增加了6倍，纸和纸板的产量居世界第二位，仅次于美国。但由于我国人口众多，人均消费量只有29千克，大约相当于世界人均消费量的1/2。据中国造纸协会对综合信息资料调查，2006年全国纸及纸板生产企业约有3500家，全国纸及纸板生产量6500万吨，较上年5600万吨增长16.07%。消费量6600万吨，较上年5930万吨增长11.30%，人均年消费量为50公斤，比上年增长5公斤。 2006年比2000年生产量增长113.11%，消费量增长84.61%。六年间纸及纸板生产量年均增长13.44%，消费量年均增长10.76%，均高于我国国民经济GDP年均增长率。 1.2建厂目的和规模 长期以来，纸业一直推行“集中制浆，分散造纸”方式。因为它可以用比较低的自然资源和环境资源代价来创造更大的经济效益社会效益，并促进纸业的现代化发展。所谓集中制浆，就是指规模化集中制造原生浆。集中制浆解决了造纸产业和生态环境共同持续发展的问题,因为，对于配备了先进技术装备的大规模现代化制浆造纸企业来讲，化学木浆废水进入污水处理厂的污染物量可以做到比高得率制浆和废纸脱墨浆还要低。例如，化学木浆废水一般要经过两道处理，提取黑液进入碱回收工序和其后各工序废水进入污水处理厂。1吨化学木浆要排出1.5吨污染物。该污染物经过黑液提取后，作为洗选废水进入污水处理厂时只剩下30公斤至50公斤;高得率制浆和废纸脱墨浆没有经过提取黑液碱回收这道工序，进入污水处理厂时污染物分别有70公斤至100公斤和200公斤至300公斤。所以说，制浆造纸产业污染问题主要是企业规模和技术装备水平问题。 制浆生产线规模越大，吨浆投资成本越低，吨浆生产成本越低，吨浆销售成本越低，吨浆污染物处理投资和处理成本越低。从单个企业讲，原生浆生产达到一定规模，企业才有在社会上存活的能力。从整个行业讲，规模化制浆才能使纸业够持续发展。因此，国务院发布的国发[2004]20号文规定:“年产10万吨及以上纸浆项目由国务院投资主管部门核准，年产3.4万吨(含)、10万吨(不含)纸浆项目由省级政府投资主管部门核准，其他纸浆项目禁止建设。” 陕西科技大学毕业设计说明书 2 1.3 厂址选择 造纸厂是原料需求量大，用水排水量大、能耗高等。基于以上特点我们选择厂址靠近河流，并在交通干道附近，以便于造纸产品和原料的运输，该地地势平坦，原料运输可通过水运、公路联合运输，尽可能通过水运从而降低运输费用。当地的地质较好、水质合乎造纸用水需求。当地经济发达，附近有化工厂、机械厂、建筑公司等单位。为造纸厂创造了良好的协作条件，该地劳动力资源丰富、交通方便，为造纸厂的建立创造了有利的条件。 1.4 环境影响 在循环经济的发展过程中，环保部门用足用好环评审批权。按照优先开发、重点开发、限制开发、禁止开发的原则，确定区域功能定位和发展方向，对新上项目的选址、污染程度、生产工艺、“三同时”的保障措施等方面，进行严格的环境影响评价和履行审批手续。确保增产不增污，增产减污;用足用好清洁生产强制审核权，促使企业引进先进技术，降低资源消耗，减少污染排放，提高生产效益，增强市场竞争力;用足用好限期治理和停产整治权，对不能稳定达标，偷排偷放的企业坚决停产整治;用足用好评优创先和产品市场准入一票否决权，鼓励引导企业自觉发展循环经济;把企业万元GDP能耗、水耗和污染物排放情况作为推选人大代表、五一劳动奖章、产品是否允许销售或出口等方面的重要依据，真正使生产发展与环境保护的成效结合起来。 设计过程中充分考虑了环境的影响因素，尽量做到降低废气废物的排放，实现多逊环境，降低能耗。 1.5 产品选产 选用桉木作为生产原料，桉木原产于澳大利亚，具有适应性强，生长快的特点，相继成为世界各国引种，广泛应用于建筑、交通、制浆造纸、化工等行业。研究表明，桉树本色浆撕裂指数比杂木浆低，其原因在于桉木浆的纤维较短。然而，桉木本色浆的耐破指数、抗张指数则要远远的高于杂木浆的，表明的桉木具有较好的纤维强度。至于桉木的漂白浆，其物理强度指标已达到国家轻工行业漂白硫酸盐阔叶木浆(QB/T1678-1993)A级产品的标准，桉木的漂白浆的撕裂指数要低于杂木浆和思茅松浆，而抗张指数、耐破指数要高于思茅松浆，说明桉木浆纤维的结合力要好于思茅松浆。从抄成的纸片看，桉木漂白浆成纸匀度、不透明度、平滑度要好于思茅松浆，是抄造印刷书写纸、生活用纸等的优质原料。 年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计 3 1.6 可行性分析 本次设计严格按照循环经济和清洁生产理念，最大限度地实现废物的减量化、资源化，使竹浆生产工艺各环节相互利用副产品和废物形成系统内部循环链，各种污染物的排放均优于国家标准。 邛崃地处天赋之城四川省会成都，有发达的公路和铁路运输，本设计的原料为当地的竹子，原料的方便的可以节省更多的支出。淡水资源丰富，可满足工厂的需求。随着人民生活水平的提高，人们对纸张的质量要求也在日益提高，传统的以麦草为原料的纸张已不能满足人们的需求，相反国内对木浆的需求量在年年递增，国内的木浆生产企业远不能满足市场的需求，我国的木浆严重依赖国外进口，发展国内的木浆生产以迫在眉睫。 本设计的蒸煮采用横管连续式蒸煮，漂白采用国际先进的二氧化氯漂白技术，在两段氧脱之后采用D0、EOP、D1的流程进行漂白，大大降低了对环境的污染。综上所述，该厂是从环保和高效的深层次而设计的，它所采用的漂白流程，是非常合理的。 陕西科技大学毕业设计说明书 4 2 全厂总平面 据《陕西科技大学设计任务书》本设计着手年产10万吨箱板纸制浆造纸工厂。厂址位于四川成都羊安工业区，这里水资源丰富，厂地平坦。厂内配有的热电厂，地下水文合乎建筑要求，当地有较好的协作条件。基于以上，本设计作了周密细致的工作，力求在生产工艺上合理，生态环境保持良好。全厂划分为生产区和原料区，厂所在地区常年主导风向东南风，厂在河的下游方向。为了做到运输方便，安全防火，防止污染环境，故将原料厂布置在西岸的下风向。这样备料车间的灰尘不会影响厂内的环境。 2.1 总平面布置的基本原则 (1)造纸厂的总平面布置图根据车间的生产性质、建筑类型、防火、卫生、安全及施工要求等，结合厂地的地形、地质、气象等自然条件，全厂合理的布置进行安排，为生产创造良好的条件，取得较好的技术经济效果。 (2)造纸厂的总平面布置应达到生产流程顺畅，物料的搬运线短捷、方便、避免频繁的货流与主要人流交叉，造纸厂的大宗原料进厂不得穿越主要生产区。 (3)造纸厂的生产车间和辅助建筑物，在有条件时应尽量组合或多层建筑，以节约厂区用地。 (4)造纸厂内应布置绿化和美化设施，使工厂具有整洁、优美的生产环境，为了工厂的文明生产创造条件。 (5)造纸厂主要生产车间的朝向，应有良好的自然通风和采光条件，避免因建筑朝向问题影响操作条件。 (6)散发粉尘的备料车间，排出有害气体的制浆和碱回收车间，以及易燃的原料场等，应布置在主要生产区和厂前区全年最多风频的下风向，并使其影响范围最小。 (7)改建、扩建造纸厂的总平面布置，应尽量减少对已有生产的影响，并合理利用原有的建筑物及设计，力求改善原有不合理的布局和不良的生产条件。 (8)造纸厂预留地原则:?当设计任务书中已明确分期时应将初期建设的项目合理的集中布置，并给后续的工程建设和生产联系创造良好的条件。在给后期工程预留的场地上，不得修建永久性建(构)筑物、工程管线、交通线路和种植高大乔木。?当设计任务书中没有明确分期建设时，也应根据国家对该产品的规划和当地对该产品的需求发展预测情况考虑工厂发展可能条件，在近期不多占用土地的前提下，可采用一次规划分期征用土地，尽可能留出主要车间(制浆和造纸车间)的一侧能够发展。规划的预留用地，应取得当地规划部门的同意。 (9)造纸厂的总平面布置，除执行本规范外，还应根据国家颁发的有关标准和规范的规定，在设防地震区、膨胀土区、湿陷性黄土区等特殊自然条件地区，造纸厂的总 年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计 5 平面布置应按相应的专门规定执行。 2.2 总平面布置的介绍与分析 根据以上原则，较合理的设计了总平面图。全年主导风向东北风，将全厂分为厂前区、制浆造纸厂房区、废纸堆场、动力供应区、给水处理区、废水处理区等。 (1)厂前区:主导风向为东南风，为了减少生产区生产时带来的粉尘、烟雾等污染，将厂前区布置在厂区东南部，主要包括办公楼、资料室及科研楼、职工餐厅、车棚等。 (2)制浆厂房区:制浆车间位于厂前区西南侧，原料场东面中部。主要包括备料车间、蒸煮车间、洗选漂车间、制碱车间、制漂车间、浆板堆场、浆板制浆车间等。 (3)造纸厂房区:本区设纸板车间和造纸车间，位于制浆厂房区东面，有利于浆料运输，方便生产。由于中国造纸业的迅速发展，造纸车间南面有预留地，以便将来扩大规模。 (4)原料场:位于厂区西南面，厂区下风带。原料场与生产车间有专门的栈桥运送木片。场内有办公室、完善的消防管路系统等。 )动力区:由于锅炉房生产时产生粉尘及有害气体等污染物，所以布置在生产(5 区下风向的东南角，远离厂前区，也使其对生产的污染减到最小，而且又能尽量接近需用动力的车间。 (6)给水区:布置在生产区西北角，在厂前区西面，周围重点设置绿化带，以保持给水区的清洁。 (7)废水处理区:此区设在厂区东南角，不会对生产区造成污染。废水处理采用活性污泥法，这是比较成熟而有效的污水处理方法。并且在这里也进行了大量的绿化以 改善工作环境。 (8)仓库区:布置在制浆造纸厂房区南面，厂前区给水区东面，接近生产车间，成品仓库接近造纸车间和大门。既与直接发生关系的车间联系，又便于运输。 (9)辅助生产区:靠近为之服务的车间，主要有机修车间，碱回收车间等。 (10)厂区大门设计:厂区设置四个主要入口。东面大门作为人流的主要出入口，南面大门是包装材料、燃料、废渣、零部件及成品的出入口。西面大门为原料、化学品的出入口，便于保持厂内的清洁。各大门各司其职，便于生产管理和操作。 (11)工厂绿化:根据工厂的不同区域，采用重点规划分区布置的方法，在厂前区及其入口有花园、草坪和可观赏树木，有利于改善办公科研休息环境，道路两旁种高大 乔木，其余区域根据不同需要进行不同的绿化，达到美化环境、减少污染的效果。 (12)厂区各车间规划面积见(表2-1) 陕西科技大学毕业设计说明书 6 表2-1 编 号 指标名称 单 位 数 量 21 厂区占地面积 m 186705 22 原料场地面积 m 16731 23 厂区建构筑物、堆场面积 m 72815 24 绿化面积 m 89618 5 建筑系数 , 49 6 绿化系数 , 38 年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计 7 3 漂白工艺设计 3.1漂白工艺概述 漂白的目的是去掉浆料中残留木素和杂质，如非纤维成份以及可抽取物等以满足浆料白度，白度稳定性、强度、光洁度等质量指标，达到所需要的白度和质量要求。 在漂白段使用更有选择性的化学品将浆料漂至所需白度。漂白采用多段漂方式，即氧脱、D/C段、E/O段、D段、D段四段漂白过程。经过最后一段漂，浆料白度达到88%ISO。 12 3.1.1氧脱木素段 蒸煮后木素的脱除在氧脱段继续进行。浆的性能，尤其是强度，会因继续蒸煮而受损害，并且，在另一方面，为了减少从漂白工段到滤液中的杂质，在漂白之前应尽可能多地脱除木素。氧气用作脱木素的化学品，为了能够从纤维中去除溶解的木素，浆料必须在强碱条件下，通常加入氧化白液，因为它可以回收循环使用，NaoH的使用不仅增加费用而且影响工厂的化学平衡。为加快反应速度，需要加入蒸汽。总的停留时间大约70分钟。 当氧气量足够大时，脱木素的程度(用氧脱段前后的卡伯值衡量)主要由温度来调节，停留时间受产量(由其它仪器表显示)和浓度(应为10-12%)的影响，为防止木素在浆中凝结到纤维上，整个阶段PH值应高于10。 浆从洗浆机被输送到氧脱段喂料槽。氧化白液或NaOH在中浓泵进浆之前加入，浆通过化学品混合器泵送到第一个氧脱反应器，在混合器之前浆料中压蒸汽加热，蒸汽通过蒸汽加入装置加入浆料中。蒸汽加入后由于化学反应，产生热量，温度会稍微增加。 浆料从反应器顶部由卸料装置卸下，这个装置有象中浓泵那样的作用，反应气体从卸料器除去以利于第二个反应器的有效反应，浆料经过蒸汽混合器和化学混合器后送入二号氧反应塔。 3.1.2 D/C段 浆料真正用Cl漂白是在蒸煮和氧脱木素后。ClO和Cl可以单独使用，也可同时使222 用。在氯化处理阶段可用一部分ClO代替Cl。这样可降低漂白化学品的消耗，降低漂22 白费用，改善漂白段废水质量，减少有机氯化物生成，降低浆内二氯化物和氯化呋喃的生成。此段的反应结果是ClO与浆内木素反应生成氯化木素，一部分被下一段碱液溶解2 而洗去，大部分溶于水的成份在D/C段被洗涤液洗去。 浆料由漂前塔经底部中浓泵送至混合器，在混合器前，Cl和ClO经一个共同喷头22加入浆中。然后浆料进入升流式D/C漂白塔，经卸料器卸至溜槽，稀释液通过阀门加入 陕西科技大学毕业设计说明书 8 溜槽进行稀释。浆料在重力作用下以2. 5%的浓度从卸料溜槽进入D/C段洗浆机。在这之前，浆料先由滤液槽的滤液经阀门稀释到1. 2%的浓度。浆料在洗鼓上的洗涤由三部分洗涤水进行洗涤:D段滤液由阀门进行，E/O段滤液经阀门进行，热水通过进行。 1 滤液经水腿进入D/C段滤液槽。其溢流通到酸性地沟。 有3台泵把滤液槽的滤液分布到各处: - 泵把滤液喂入D/C洗浆机进行预稀释; ,泵供液至D/C塔卸料溜槽进行稀释; ,泵供液至D/C洗浆机的洗网喷淋。 用来中和残氯的SO溶液经加入到溜槽稀释管线。 2 3.1.3 E/O段 在E/O段，部分残余木素降解产生的酸性小分子被中和。中和反应提高了降解木素的溶解度，因此，反应产物在进入下一段漂白过程前，能够被清洗掉。碱处理也会溶解一些半纤维素，尤其在处理作用强时，但在普通等级的纸浆碱抽提对碳水化合物影响较小，假如采用氧化性碱抽提或高温加碱时，效果更明显。加碱量由最终要求的PH值来控制。第一段碱抽提最终PH值应大于10。 离开D/C段洗浆机的浆料以10—12%的浓度进入E/O段中浓立管。碱液经加入中浓泵吸入端。氧气和中压蒸汽通过蒸汽喂料器加入浆中,再经混合器充分混合,然后进入E/O预反应器。浆料经E/O塔顶部卸料器进入E/O反应塔。稀释滤液加入底部,进行必要稀释。浆料从E/O反应塔经浆泵进入E/O段洗浆机。在这之前，浆料首先由E/O滤液槽滤液进行预稀释,使浆料达到约1.2%的浓度。浆料在洗鼓上的洗涤由D1段的滤液通过和热水通过进行。 通过滤网的滤液在水腿作用下进入E/O段滤液槽。其溢流通到碱性地沟。 有四台滤液泵将滤液分布到各处: ,泵供液至E/O洗浆机预稀释前的浓度调节。 ,泵供液至ClO加热器进行加热, 2 ,泵供液至D/C洗浆机喷淋及E/O反应器稀释, ,泵供液至E/O洗浆机洗网喷淋。 3.1.4 二氧化氯段 二氧化氯从化学品工段进入漂白工段D/C段、D段、D段使用，进入各段之前，ClO122先由加热器进行加热,E/O段的滤液作为加热介质，由泵通过阀门输送。冷却后的滤液会到E/O滤液槽。 D段(分为D、D段): 12 由于ClO能迅速与木素反应，且与碳水化合物反应较少，所以用作漂白化学浆中最2 年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计 9 重要的化学品。 ClO气体不稳定，在气态时，局部压力超过100mmHg柱会分解为CL22 和O。因此，CO必须在现场制作，用冷却水吸收，在5,10?制成8,12g/l的溶液。2L2 这在化学品工段完成。 E/O段后浆料内含有很小数量的木素。D段的目的主要是提高白度，白度的提高依 靠由Cl合成的ClO把有色基团氧化为无色基团，从而使测量和感观白度得以提高。 22 当浆料中开始加入ClO时，白度随ClO用量增加而迅速增加，当白度达到极限值22 时，随着ClO的增加，白度增加变慢。尽管增加了化学品用量，但在D段进一步提高21白度也不大可能。然而当D段结束后，再用碱抽提和进行D段时，又可增加一些白度。12为了得到特别高的白度，D段的用氯量最好控制在在总用氯量的20,30%。 2 D段末期通常要控制ClO残余量。以防止将近2个白度单位的浆料返黄现象。通常22 在D段的洗浆机槽处测量残氯值，一般控制在10,50?/L。然而从洗浆机的腐蚀、大2 气污染方面来考虑，残留ClO越低越好。 2 漂白效率和ClO消耗随温度增加而增加，随温度降低而降低。D段标准温度为7022,75?。用氯量5,7?Cl/admt，反应塔容积可使浆料停留180分钟。 2 SO酸化:最后一段ClO漂白后，浆内含有一定量的残氯。SO溶液用在反应塔末端，222 和ClO反应会去除残氯。SO酸化有以下优点: 以降低高残氯产生的副作用。SO222 ,降低浆内金属离子含量(Fe、Mn、Cu)，酸溶解金属碳酸盐和氢氧化物以及重金属。 —降低灰分 —提高白度稳定性 —减少腐蚀 D段: 1 浆料以10—12%的浓度从E/O洗浆机进入D段中浓立管，碱液加到中浓泵吸入端，1 中压蒸汽通过喂料器加入浆中进行加热，经过加热的ClO水溶液在混合器前加入经混合2器充分与浆料混合后，进入升流式D预反应管然后从塔顶部进入D反应管，稀释滤液11通过从反应底部稀释浆料。碱液加入到底部稀释管线，以进行中间碱抽提。用来消除残 氯的SO溶液加入到浆泵前稀释线。另外NaClO如需要加入塔底稀释管线。 2 浆料通过浆泵进入D段洗浆机。在这之前，浆料先由滤液槽滤液通过进行预稀释，1 将浆料稀释到1.2%的浓度进入洗浆机。 浆料在洗鼓上的洗涤由D段滤液通过阀门进行，必要时，热水也加入喷淋管线参与2 洗涤。 滤液穿过滤网进入D段滤液槽有三台泵把滤液分布到各处: 1 ,泵供液至D洗浆机预稀释; 1 ,泵供液至D/C段、E/O段洗浆机喷淋及D反应塔底部稀释和浆泵前的浓度调节; 1 ,泵供液至D洗浆机洗网喷淋。 1 陕西科技大学毕业设计说明书 10 D段: 2 浆料以10—12%的浓度从D洗浆机卸料至D段中浓立管。碱液通过阀加入到中浓泵12 吸入端,中压蒸汽通过喂料器加入浆中,二氧化氯溶液在混合器前加入,经混合器充分混合后进入升流式D预反应管然后进入D反应塔。浆料在D反应塔底部通过稀释. 222 洗浆机前先由D滤液用来中和残氯的SO溶液加入浆泵前稀释管线.浆料经浆泵进入D222 槽的滤液进行预稀释,浆浓达到1.2%。浆料在洗鼓上的洗涤由纸板车间来的白水,另外,热水也加入白水管线参与洗涤. 滤液穿过滤液网进入D滤液槽。有三台泵把滤液泵送到各处: 2 -泵供液至D洗浆机预稀释 2 -泵供液至D洗浆机喷淋及D反应塔底部稀释和泵前的浓度调节。 12 -泵供液至D洗浆机洗网喷淋. 2 浆料到漂后浆塔: 浆料以10—12%的浓度进入漂后中浓立管，由中浓泵通过浆流均布器进入漂后塔 3.1.5 废气处理 漂白段产生的废气通过涤气器进行处理。SO溶液和碱液加入涤气器以消除废气中2 的Cl和ClO。废气线有两支来源: 22 漂白收集槽废气、D/C塔废气、D/C洗浆机废气、D塔废气、D段洗浆机废气、D112塔废气、D段洗浆机废气、D/C滤液槽、D滤液槽、D滤液槽以及酸性地沟等酸性废气212 通过酸性风机进入文丘里洗涤器. E/O塔废气,E/O段洗浆机废气、E/O滤液槽废气及碱性地沟等碱性废气通过碱性风机进入涤气器顶部。 NaOH溶液和SO溶液分别加入涤气器。前者加入气体洗涤器循环泵吸入口，后者通2 过阀门加入涤气器。 集中在涤气器的过量液体以溢流形式排到酸性地沟. 排空)槽 3.1.6 收集( 由于设备维修原因，洗浆机的浆料必须排空至收集槽，从那里，浆料由泵送到D1塔顶部。如果需要稀释，可用温水通过打开手动阀进行。 3.1.7化学药品 这集成ClO设备,每天生产浓度为10g/l ClO溶液12吨，通过氯酸钠与盐酸22 反应生成ClO，车间集成生产系统包括NaClO的生产，ClO的合成、HCl的合成。 232 此系统的化学方程式如下: 氯酸盐电解:NaCl，3HO——> NaClO，3H 232 年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计 11 ClO发生器:NaClO，2HCl——>NaCl，ClO，1/2Cl，HO 23222HCl合成:H2，Cl——>2HCl用于漂白工段的ClO2生产工艺步骤如下: 2 电解槽中浓氯酸钠和氢气产品来自于溶解在稀氯酸盐溶液中从ClO生成工段回流2 的NaCl的电解。 浓NaClO溶液的冷却和过滤。 3 在HCl合成单元，燃烧生成32,盐酸产品。稀Cl来源于CLO的生成系统，浓的22 Cl来自日照浆厂的氯气槽车，氢气来自氯酸盐的电解。 2 中间储存浓度为32,的HCl。 在ClO发生器里，NaClO和盐酸生成ClO。 232 ClO气体的冷冻水吸收。 2 ClO溶液的储存。 2 离开发生器的稀氯酸盐溶液中过量水的蒸发及洗涤来自氯酸盐槽中的过量氢气。 洗涤来自吸收塔的Cl(在开机和停机时)及洗涤蒸汽中含有的氯气。 2 3.2 漂白段工艺技术条件 3.2.1主要技术经济指标(见表3-1) 规格:单浆规格(mm): 667×917 包装纸规格(mm):1334×1500 2定量:900—1300g/m 白度:88%—90%ISO 表3-1 数值 序号 指标名称 单位 桉木 1 抗张强度(标准) N.m/g 50.0 22 耐破度(标准) Kpa.m/g 3.60 23 撕裂指数(标准) mN.m/g 6.50 4 白度(标准) ISO% 88—90 20.3—1.0mm ?65 尘 225 埃1.0—5.0mm mm/500g ?30 2度 >5.0mm 不许有 6 成品水分 % ?20 陕西科技大学毕业设计说明书 12 3.2.2 漂白工段工艺技术条件(见表3-2) 表3-2 稀释因子 2.0m3/admt 漂白损失 ?4% 取代量 D/C段CLO50-100% 2 浆料最终白度 ?88%ISO 清洁冷水温度 25?最大 清洁温水温度 45? 清洁热水温度 75? 白水温度(从纸板来) 55? 中压蒸汽(饱和)压力 1.2Mpa 低压蒸汽(饱和)压力 0.4Mpa 工艺用气压力 0.6 Mpa 仪表用气压力 0.55 Mpa 3.2.3漂白工段工艺参数 (1)D/C段(见表3-3) 表3-3 针叶木 阔叶木 滞留时间(分钟) 45 45 反应浓度% 10 10 反应温度? 50-60 50-60 反应器进料PH值 2-3 2-3 需要活性氯总量 26act.cl/admt 26 act.cl/admt 氯气用量(?/admt) 0-13 0-12 二氧化氯用量? 13-26 act.cl/admt 14-26 act.cl/admt (2)E/O段(见表3-4) 表3-4 滞留时间分钟 25，9525，95 反应浓度% 10 10 反应温度? 80-85 80-85 预反应器顶部压力bar 3.5 3.5 反应器进料PH值 11,12 11,12 年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计 13 氧气用量Kg/admt 3,5 3,5 NaOH用量Kg/admt 12,16 11,14 (3)D段(见表3-5) 1 表3-5 滞留时间(分钟) 20，160 20，160 表 反应浓度% 10 10 反应温度? 70,75 70,75 表 反应器进料PH 3,4 3,4 CLO用量Kgact.cl/admt ca.10 ca9 2? NaOH用量Kg/admt 2,4 2,4 (4)D段(见表3-6) 2 表3-6 滞留时间(分钟) 20，160 20，160 反应浓度% 10 10 反应温度? 70,75 70,75 反应器进料PH 约4 约4 CLO用量Kgact.cl/admt 约5 约5 2 NaOH用量Kg/admt 2,4 2,4 SO用量Kg/admt 2,4 2,4 2 漂白损失% 1.5 1.5 最终白度%ISO ?88 ?88 (5)废水(见表3-7) 酸性污水 表3-7 产量M3/admt 12 12 温度? 60—67 60—67 3—5 3—5 PH 离开涤气塔的气体含量 ?20?/NM3 ?20?/NM3 漂白后粘性估计dm3/? 800,900 800,900 陕西科技大学毕业设计说明书 14 3.2.4工艺流程图(见图3-1) 氧脱喂料槽 E/O反应塔 真空洗浆机 混合器 D1中浓立管 1#氧反应塔 D1混合器 混合器 D1预反应塔 2#氧反应塔 D1反应塔 喷放塔 真空洗浆机 DD 洗浆机 D2中浓立管 中浓立管 D2混合器 漂白喂料塔 D2预反应塔 D/C混合器 D2反应塔 D/C反应塔 真空洗浆机 真空洗浆机 中浓立管 E/O中浓立管 浆匀布器 E/O混合器 漂后浆塔 E/O预反应塔 图3-1 漂白工艺流程图 年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计 15 3.3.浆水衡算 3.3.1浆水平衡计算 注:以一吨风干浆(10%水分)为计算基础 3 (单位:纤维为kg，液体为m) (1)已知:Q=Q=900Kg C=10% C=12% 11 故:V=Q/C=900/12%=7500Q/ V= C 111 V1=Q/ C=900/10%=9000 11 V?=V-V=1500 V? 1漂后中浓立管 Q/V=C (2) 已知:Q=900 C=12% V=7500 111 V′=1827.23 C=1.2% Q/V=C 111 漂损失为1%，洗涤损失为0.5% V′ Q /V 22D2真空洗浆机 故:Q=Q/(1—1%)(1—0.5%)=913.66 1 Q=Q—Q=13.66 Q/V=C 21 V=Q/C=76138.33 V= V′+V—V=70465.65 21 (3)已知:Q=Q=913.66 C=1.2% C=3% Q/V=C 11111 V=Q/C=913.66/3%=30455.33 V′ D2中浓泵 V=76138.33 1 故:V′=V—V=45683 Q/V=C 1 Q/V=C 111 (4)已知:Q=Q=913.66 C=3% V=30455.33 111 C=10% D2反应塔 故:V=Q/C=9136.6 V′ V′=V-V=21318.73 1 ′ Q/V=C (5)已知:Q=Q=913.66 C=10% V=9136.6 Q/V=C 111111 V′=27.4 V″=240.45 V″ D2药液混合器 陕西科技大学毕业设计说明书 16 故:V=V—V″—V′V′ 1 C=Q/V=11% Q/V=C (6)已知:Q=Q=913.66 C=10.3% V=8868.75 111 V′=770.88 Q/V=C 111 故:V=V—V′=8097.87 1 C=Q/V=11.3% D2蒸汽混合器 V′ Q/V=C (7)已知:Q=Q=913.66 C=11% V=8332.49 Q/V=C 111111 C=12% 故:V=Q/C=7613.83 D2中浓立管 V′=V-V=718.66 V′ 1 Q/V=C (8) 已知:Q=913.66 C=12% V=7613.83 111 V′=1855.06 C=1.2% Q/V=C 111 漂损为1%，洗损为0.5% V′ Q /V 22D1真空洗浆机 故:Q=Q/(1—1%)(1—0.5%)=927.53 1 Q=Q—Q1=13.87 Q/V=C 2 V=Q/C=77294.17 V= V′+V—V=71535.4 21 (9)已知:Q=Q=927.53 C=1.2% C=3% Q/V=C 11111 V=77294.17 V′ 1D1中浓泵 故:V=Q/C=30917.67 V′=V—V=46376.5 Q/V=C 1 Q/V=C 111 (10)已知:Q=Q=927.53 C=3% V=30917.67 111 C=10% D1反应塔 故:V=Q/C=9275.3 V′ V′=V-V=21642.37 1 Q/V=C 年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计 17 (11)已知:Q=Q=927.53 C=10% V=9275.3 111 V′=27.83 V″=439.36 Q/V=C 111 故:V=V—V′—V″=8808.11 V″ 1 D1预反应塔 C=Q/V=10.5% V′ 药液混合器 Q/V=C (12)已知:Q=Q=927.53 C=10.5% V=8808.11 Q/V=C 111111 V′=770.64 故:V=V—V′=8037.47 V′ 1D1蒸汽混合器 C=Q/V=11.54% Q/V=C (13)已知:Q=Q=927.53 C=11.4% V=8134.8 Q/V=C 111111 C=12% 故:V=Q/C=7716.89 D1中浓立管 V′=V-V=417.91 V′ 1 Q/V=C (14)已知:Q1=927.53 C1=12% V1=7716.89 V′=1912.44 C=1.2% Q/V=C 111 漂损失3%、洗涤损失为0.5% V′ Q /V 22E/O真空洗浆机 故:Q=Q/(1—3%)(1—0.5%)=956.22 1 Q=Q—Q1=28.69 Q/V=C 2 V=Q/C=79685 V= V′+V—V=73880.55 21 (15)已知:Q=Q=956.22 C=1.2% C=3% Q/V=C 11111 V=79685 V′ 1E/O中浓泵 故:V=Q/C=31874 V′=V—V=47811 Q/V=C 1 陕西科技大学毕业设计说明书 18 (16)已知:Q=Q=956.22 C=3% V=31874Q/V=C 111111 C=10% E/O反应塔 故:V=Q/C=9562.2 V′ V′=V-V=22311.8 1 Q/V=C (17)已知:Q=Q=956.22 C=10% V=9562.2 111 V′=114.75 V″=240.45 Q/V=C 111 故:V=V1—V′=9447.45 E/O药液混合器 C=Q/V=10.1% V′ Q/V=C (18)已知:Q=Q=956.22 C=10.1% V=9447.45 111 V′=1022.02 Q/V=C 111 故:V=V—V′=8425.43 1 C=Q/V=11.35% E/O蒸汽混合器 V′ Q/V=C (19)已知:Q=Q=956.22 C=11.35% V=8519 Q/V=C 111111 C=12% 故:V=Q/C=7968.5 E/O中浓立管 V′=V-V=456.93 V′ 1 Q/V=C (20)已知:Q=956.22 C=12% V=7968.5 Q/V=C 111111 年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计 19 V′=1941.46 C=1.2 E/O真空洗浆机 漂损失1%、洗涤损失为0.5% V′ Q /V 22 故:Q=Q/(1—1%)(1—0.5%)=970.73 Q/V=C 1 Q=Q—Q=14.51 21 V=Q/C=80894.17 V= V′+V—V=74867.13 21 (21)已知:Q=Q=970.73 C=1.2% V=80894.17Q/V=C 111111 C=10% D2反应塔 故:V=Q/C=9707.3 V′ V′=V-V=71186.87 Q/V=C 1 (22)已知:Q=Q=970.33 C=10% V=9707.30 111 V′=664.21 Q/V=C 111 故:V=V—V′=9043.09 1 D/C药液混合器 C=Q/V=10.7% V′ Q/V=C 23)已知:Q=Q(=970.73 C=10.7% V=9043.09 111 C=12% Q/V=C 111 故:V=Q/C=8086.08 漂前喂料塔 V′=V—V=957.01 V′ 1 Q/V=C 3.3.2浆水平衡明细表(见表3-8) 表3-8 单元 浆料 纤维 名称 来源与方向 收(kg) 支(kg) 收(L) 支(l) 漂白来氧脱工段 970.73 8086.08 问料温水 957.01 塔 送D/c混合器 970.73 9043.09 D/C 来问料塔 970.73 9043.09 陕西科技大学毕业设计说明书 20 药液ClO2溶液 664.21 混合送D/C塔 970.73 9707.30 器 来D/C蒸汽混970.73 9707.30 D/C合器 反应滤液 70895.65 塔 SO2溶液 291.22 送D/C洗浆机 970.73 80894.17 来D/C反应塔 970.73 80894.17 D/C稀释水 1941.46 洗浆排污 74867.13 机 损失 14.51 送E/O中浓 956.22 7968.50 立管 E/O来D/C洗浆机 956.22 7968.50 中浓滤液 456.93 立管 送E/O蒸汽混 956.22 8519.00 合器 E/OE/O中浓立管 956.22 8519.00 蒸汽`蒸汽冷凝水 1022.02 混合送E/O药液混 956.22 9447.45 器 合器 E/O来E/O蒸汽混956.22 9447.45 药液合器 混合NaOH溶液 114.75 器` 送E/O反应塔 956.22 9562.20 E/O来E/O药液混956.22 9562.20 反应合器 塔 滤液 70122.80 送E/O洗浆机 956.22 79685.00 来E/O反应塔 956.22 79685.00 E/O稀释水 1412.44 洗浆排污 73880.55 机 `损失 28.69 年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计 21 送D1中浓立 927.53 7716.89 管 D1中来E/O洗浆机 927.53 7716.89 浓立滤液 320.56 管 送D1蒸汽混 927.53 8134.80 合器 D1蒸来D1中浓立927.53 8134.80 汽混管 合器 蒸汽冷凝水 770.64 送D1药液混 927.53 8808.11 合器 来D1蒸汽混927.53 8808.11 D1药合器 液混ClO2溶液 439.36 合器 NaOH溶液 27.83 送D1反应塔 927.53 9275.30 D1反来D1药液混 927.53 9275.30 应塔 合器 滤液 68018.87 送D1洗浆机 927.53 77294.17 来D1反应塔 927.53 77294.17 稀释水 1855.06 D1洗排污 71535.40 浆机 损失 13.87 送D2中浓立 913.66 7613.83 管 D2中来D1洗浆机 913.66 7613.83 浓立滤液 484.04 管 送D2蒸汽混 913.66 8332.49 合器 来D2中浓立913.66 8332.49 D2蒸管 汽混`蒸汽冷凝水 770.88 陕西科技大学毕业设计说明书 22 合器 去D2药液混 913.66 8868.75 合器 D2药来D2蒸汽混 913.66 8868.75 液混合器 合器 ClO2溶液 240.45 NaOH溶液 27.4 送D2反应塔 913.66 9136.60 来D2药液混 913.66 9136.60 D2反 合器 应塔 滤液 67001.73 送D2洗浆机 913.66 76138.33 D2洗 来D2反应塔 913.66 76138.33 浆机 稀释水 1857.32 排污 70465.65 损失 13.66 送漂后中浓 900.00 7500.00 立管 漂后 来D2洗浆机 900.00 中浓 白水 1500.00 立管 送漂后浆料900.00 9000.00 储存塔 3.4化学药品的用量 3.4.1化学药品的特性 已知: 浓度 温度 氯气 纯度>90% 常温 二氧化氯水溶液 最低19g act.CL/L 10? 硫酸: 最低100g/l 常温 氢氧化钠: 最低100g/l 常温 氧气 纯度>93% 常温 二氧化硫水溶液 最低10g/l 常温 年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计 23 3.4.2化学药品用量的计算 (1)D/C段 所需要的活性氯的总量为970.73/1000×26= 25.24Kg ClO水溶液用量:1/2×25.24×1000/19=664.21L 2 Cl用量:1/2×25.24=12.62 Kg 2 (2) E/O段 NaOH吨浆用量12kg;吨浆用氧气量为3kg NaOH溶液用量:956.22/1000×12×1000/100=114.75L 氧气用量: 956.22/1000×4=3.82kg (3) D段 吨浆用活性氯9kg;吨浆用NaOH量为3Kg 1 NaOH溶液用量:927.53/1000×3×1000/100=27.83L ClO水溶液用量:927.53/1000×9×1000/19=439.36L2 (4) D段 吨浆用活性氯5kg;吨浆用NaOH量为3Kg 2 NaOH溶液用量:913.66/1000×3×1000/100=27.4L ClO水溶液用量:9913.66/1000×9×1000/19=240.45L2 (5)SO的用量 吨浆用量为3Kg 2 SO用量的计算970.73/1000×3×1000/10=291.22L 2 3.5蒸汽消耗量 3.5.1热量平衡计算公式 (1)加热绝干浆耗热量Q 1 Q=VCS(t—t) (式3-1) 1112 3 式中 V——漂白机体积，m C——漂白含量，%; S——绝干浆的比热容，KJ/(kg.?); 1 t——进入漂白的浆料温度，?; 1 t——漂白温度，?。 2 (2)加热浆料中的水所耗热量Q2 Q=V(1—C)S(t—t) (式3-2) 2221 式中 S——水的比热容，KJ/(kg.?); 2 其他符号同上。 (3)管道中热量损失Q 3 Q=(Q+Q)×25% (式3-3) 312 (4)总耗热量Q Q=Q+Q+Q (式3-4) 123 陕西科技大学毕业设计说明书 24 (5)蒸汽用量D D=Q/i-i″ (式3-5) 式中 i——蒸汽热焓量，kJ/kg; i″——漂白温度下水的热焓量，kJ/kg。 3.5.2 各段所需蒸汽量的计算 加热所用的蒸汽压力为1.2MPa,其焓为2788.5kJ/kg;在70?其焓为292.99kJ/kg;在80?其焓为334.94kJ/kg;进漂白段的浆料温度为25?。 (1)E/O段所需蒸汽的量的计算 Q=9.44745×11.22%×1.3118×(80-25)=76.48KJ 1 Q=9.44745×(1-11.22%)×4.183×(80-25)=1929.66 KJ 2 Q=(Q1+Q2)×25%=501.54 KJ 3 Q=Q+Q+Q=2507.68 KJ 123 D=2507.68/(2788.5-292.99)=1.02202Kg 冷凝水量为1022.02L (2)D段所需蒸汽量的计算 1 Q=8.80811×10.5%×1.3118×(70-25)=54.59KJ 1 Q=8.80811×(1-10.5%)×4.183×(70-25)=1483.91 KJ 2 Q=(Q+Q)×25%=384.64 KJ 312 Q=Q+Q+Q=1923.13 KJ 123 D=1923.13/(2788.5-334.94)=0.77064Kg 冷凝水量为770.64L (3)D段所需蒸汽量的计算 2 Q=8.86875×10.3%×1.3118×(70-25)=53.92KJ 1 Q=8.86875×(1-10.3%)×4.183×(70-25)=1497.46 KJ 2 Q=(Q1+Q2)×25%=387.85 KJ 3 Q=Q+Q+Q=1939.23 KJ 123 D=1939.23/(2788.5-334.94)=0.77088Kg 冷凝水量为770.88L 3.6设备选型 3.6.1主要设备的计算选型 从《制浆造纸?第七分册》中查得漂白塔计算公式: 0.9，Q，T (式3-6) V,C 年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计 25 式中Q—处理浆量(吨/小时) T—处理时间(小时) C—浆料浓度(,) 3V—有效容积(米) (1)D/C漂白塔 0.9，(800/22.5)，0.753V,,240M 10% 3 容积:240M 直径:4000 mm 高度:20000mm 材质:3水泥涂环氧树脂 浆料浓度:10% 电机:JQ—180L—6 、22KW 3 (2) E/O预反应管 0.9，(800/22.5)，0.423 V,,135M 10% 3 容积:135M 直径:3000mm 高度:20000mm 材质:316L 浆料浓度:10, 电机:JQ—180L—6 、22KW 3 (3)E/O反应塔 0.9，(800/22.5)，1.63V,,512M 10% 3 容积:512M 直径:5000mm 高度:26000mm 材质:316L 浆料浓度:10, 电机:JQ—180L—6 、22KW 3 (4)D预反应管 1 0.9，(800/22.5)，0.333V,,105.6M 10% 3 容积:105.6M 直径:3000mm 高度:15000mm 材质:水泥环氧树脂 浆料浓度:10, 电机:JQ—180L—6 、22KW 3 (5) D反应塔 1 0.9，(800/22.5)，2.673V,,854.4M 10% 3 容积:854.4M 直径6000mm 高度:30200 mm 材质:水泥环氧树脂 浆料浓度:11, 电机:JQ—180L—6 、22KW 3 (6) D预反应管 2 0.9，(800/22.5)，0.333V,,105.6M 10% 3 容积:105.6M 直径:3000mm 高度:15000mm 材质:水泥环氧树脂 浆料浓度:10% 电机:JQ—180L—6 、22KW 3 陕西科技大学毕业设计说明书 26 (7) D反应塔 2 0.9，(800/22.5)，2.673 V,,854.4M10% 3 容积:854.4M 直径:6000mm 高度:30200mm 材质:水泥涂环氧 树浆料浓度:10, 电机:JQ—180L—6、22KW 3 (8)浆流均布器 设计压力1600kpa 材质:SS2343 中浓浆泵 Q=230m3/h H=125m 材质CG-8M 电动机 6000V 250KW 1000 rpm 0.55KW (9)中浓泵喂料管 高度:6000mm. SS2343 (10)卡米尔中浓混合器 型号:MXS-30/20 生产能力600-800t/d 转速980r/min， 配电机功率110KW，材料镍基合金C进料管?300mm 出料管ø200mm 276 质量为1000Kg (11)DD洗浆机喂料中浓泵 H=66m Mat.CG-8Mcasting 电动机1500rpm，132KW Q=274m3/h (12)真空洗浆机 3过滤面积:100M 转鼓规格:Ф4000×8000mm 转鼓浸入角150-170? 进浆浓度:1.5-2.5, 出浆浓度8-12% 主电机功率22KW 风机型号 34-72-12NO.4.5A 风压255KP 风量5700 M/h 单台重量61500Kg 生产能力800t/d 3.6.2泵的计算和设计 H=1.2(HL+HO) (式3-7) 式中HL----为管道的总压头损失 HO-----为纸浆经过输送管道系统之后经压头的升高 HP-------纸浆静压头的增加 HV-------纸浆动压头的损失 设纸浆经过泵送之后前后液位相差为2m 则浆泵的扬程为H=1.2(HL+HV+2) (式3-8) 已知DC反应塔之后 管道D=300m R=150m 222则管道的横截面积为S=3.14R=3.14×0.15=0.07M 已知Q=S×U 则U=0.93m/s HV=0.047m 0.152.5-1 管道的压头损失为HL=164.UWD (式3-9) 年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计 27 U----纸浆在管道的平均流速 m W----纸浆浓度 % D---管道直径 mm 0.152.5HL=164×0.93×11/300=216.964m )=217.011m H=1.2×(216.964+0.047+2 同理可求出在漂白喂料塔之后的泵的扬程为217.011m 已知EO段之后D=400，流量为Q=56.4l/s ，W=10% 同理可求出H=145.94m 已D1段中浓立管进入反应塔D=300mm，流量为Q=88l/s ，W=10% 同理可求出H=163.67m 已知D2段中浓立管进入洗浆机D=400 mm ，流量为Q=225.7l/s ，W=10% 同理可求出H=441.5m 已知真空洗浆机到漂后中浓立管D=500 mm ，流量为Q=61.6l/s ，W=10% 同理可求出H=132.679m 3.7相关车间简介 3.7.1制浆车间 木片由备料工段经皮带输送机传送，由螺旋喂料器送入木片仓，通过闪蒸槽的闪蒸汽或低压蒸汽加热，由木片计量仪均匀地把木片排出木片仓，然后木片被低压喂料器排到带杂质分离器的木片溜槽，使沙子、金属等重杂质被分离出来，并在此与蒸煮混合液混合，通过高压喂料器输送到蒸煮器，在110?下通过顶部分离器进入蒸煮器顶部(浸渍区)，使木片在蒸煮前用蒸煮液充分浸渍，使不同来源的木片质量和匀度达到最佳程度，经过浸渍区，木片进入上部蒸煮循环区，在此浸渍液从蒸煮器中抽出，来自下部蒸煮循环均匀加热的液体把木片加热蒸煮到所需蒸煮温度(150?)。木片通过蒸煮器下行，进入循环区，再进入高温洗涤区，在此废液和有机固体被从浆中洗出，抽提出的热液在两个串联的闪蒸罐中产生蒸汽，该闪蒸汽回到木片仓和木片溜槽中进行木片加热。蒸煮后的浆料在蒸煮器的底部用出料器从塔中刮出，进入蒸煮喷放锅。进入筛选工段。 浆料由喷放锅底部稀释后泵入除节机，良浆穿过筛孔从除节机内排出，节子及其它较大杂质在筛筒进料侧并从除节机底部排出，尾浆进入洗节机再筛选，节子排出系统外。除节机良浆经稀释后进入一段筛、二段筛、三段筛筛选，尾浆进入尾浆洗涤机。 经筛选的良浆稀释进入洗浆机，洗浆机为GFF真空洗浆机靠真空水腿作用形成真空，使浆料脱水洗涤，然后由空气刮刀卸料进入碎浆螺旋，再进入到氧脱段喂料槽，滤液经水腿进入筛选滤液槽。 陕西科技大学毕业设计说明书 28 3.7.2碱回收车间 本车间由蒸发、燃烧、苛化、石灰回收、塔罗油回收工段组成。 (1)蒸发 主体设备为多效管式降膜蒸发器及其配套装置和重污冷凝水汽提系统。 进蒸发站稀黑液浓度16—18%，出蒸发站浓黑液80%以上，直接送碱回收炉燃烧。半浓黑液在撇皂槽分离出硫酸盐皂，与从稀黑液中分离的皂化物一起送塔罗油工段。 蒸发工段重污冷凝水与蒸煮工段污冷凝水经汽提装置处理，汽提出的含还原硫不凝气经臭气处理系统送石灰窑烧掉，汽提后的冷凝水与轻污冷凝水一起回用。表面冷凝器产生的温水回用于制浆车间和苛化工段等。 (2) 碱回收炉 主体设备为碱回收炉(低臭炉)和静电除尘器。 由蒸发站来的70-80%以上的浓黑液与芒硝、碱灰、碱尘混合后，用蒸汽间接加热后喷入碱炉内燃烧。燃烧得到的熔融物进入熔融物溶解槽内，与来自苛化工段来的稀白液混合溶解后得到绿液送苛化工段。 熔融槽配有排气管及排气洗涤装置，用以进行热回收和控制排入大气的总碱和总还原硫。 回收炉烟气经静电除尘后排空。 )苛化 (3 主体设置为石灰消化提渣机，白液压力过滤器，预挂式绿泥、白泥过滤机等。 绿液经绿液澄清器澄清后用于石灰消化，消化液经苛化，澄清后制得白液送蒸煮使用。 (4) 石灰回收 主要设备为石灰回转窑和静电除尘器。 白泥与补充石灰石进石灰窑煅烧，回收石灰送苛化工段。白泥在进石灰窑以前先在白泥干燥系统中用石灰窑的烟气进行干燥和预热。 燃烧用重油作燃料，燃烧系统也可以同时燃烧蒸煮工段和蒸发站产生的不凝气及汽提塔汽提出的臭气。 烟气先用于干燥、预热白泥，进静电除尘器除尘后排空，收集的白泥粉尘直接到石灰窑中。 (5) 塔罗油回收 主要设备包括酸化设备、离心分离设备、塔罗油洗涤和干燥设备。 年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计 29 4 车间工艺布置 4.1设备布置的要求 车间布置设计是指车间内部厂房和设备彼此间的平面和空间位置的设计，它是工艺设计中的重要组成部分。车间布置的合理与否不但影响基建投资费用，而且影响投产后的生产和管理效益生产的经济性环境卫生及安全。因此，设计中必须考虑各方面的因素，对比各个的特点，从而设计出合理的设计方案。 (1).车间的建筑物必须和土建专业一起协调决定，并根据建筑模数规定结合设备特征确定车间内平面和空间布置。考虑采光通风，把设备的操作布置在迎光、迎风的方向，并保证足够的操作面积和净空。 (2).不允许将设备布置在骑跨厂层的伸缩缝和沉降缝上。 (3).在进行车间的设备布置时，必须按流程的流向顺序进行设备的排列，以保证物料顺畅地向前输送，按顺序进行加工处理，在保证安全生产和环境卫生的前提下节约厂房面积。 (4).对相互联系和作用不同但可选用同型设备应尽量集中布置，使之彼此靠近以便管理、维护以及互换。 (5).凡可以露天或半露天不布置的设备，可根据使用和操作的特点与设备设计配合采取露天或半露天布置。 (6).根据车间内部的实际要求，布置交接班会议和各种生活用房。 4.2概述 本工程贯彻国家统一标准《建筑统一模数制》，执行《厂房建筑统一基本原则》，根据工艺流程和设备的特性，采用功能分区、流程分块的布置方式，使流程顺畅，管路短捷。承重构件梁、柱、楼板、屋架和屋面板采用钢筋混泥土结构;厂房大门为钢制结构，偏房门为木门，窗为普通钢窗，厂房的采光靠开窗面积进行自然采光和开启窗扇进行自然通风;外面贴瓷砖，内墙抹水泥浆;地面为水泥砂浆。主体结构形式采用框架式建筑，厂房耐用年限为50年;耐火等级为三级。厂房为三层结构，二层楼面标高为9.0m，三层楼面标高为12.0m. 本车间厂房为东西走向，主体建筑跨度为18三米，长36米，为柱网式结构(6×6×6)。氯化塔、碱化塔和漂白塔布置车间外。 4.2.1各层具体布置 (1)一层布置 陕西科技大学毕业设计说明书 30 底层厂房布置有调浆塔、药品混合器、蒸汽混合器、水封池、各种泵及配套电机。 (2)二层平面布置 二层有布置各种管道4台真空洗浆机、控制室、配电室、化验室及电动双梁桥式起重机、洗手间。 4.2.2布置特点 (1)整个车间布置基本是按工艺流程顺序布置，布局合理且较为紧凑。 (2)设备操作侧布置在迎光面，并有足够的操作面积和净空间。 (3)氯化塔布置在车间外，便于改善车间环境。 (4)一层水封池与三楼真空洗浆机水腿相对应布置，使水腿尽可能垂直，保证了真 空洗浆机获得足够的真空度。 (5)真空洗浆机与相应的塔有合理的定位，保证了螺旋输送机能够正常安装与使用。 (6)土建特点:制浆造纸厂有许多车间组成，每个车间由于加工处理方式不同，车 间的结构也就不同，本车间为三层布置，各层有楼梯相联接，采用6米跨度，工 厂内设有的设备不但体积庞大，而且在运转时产生震动，有些设备产生的震动比 较大，影响其它设备的正常运行。 年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计 31 5 辅助专业设计 5.1安全技术 5.1.1厂区内的职业毒害性及其安全防护措施 (1)噪音消除: 尽可能的采用低噪音设备，其次是控制噪音的传播，如真空泵、风机、大型电机等尽量集中放置，采取隔音消音、设置消音器等措施。将噪音控制在85分贝以下，在高噪音的地方，操作人员要佩带隔音耳机或耳塞。 (2)高温防护: 在成形部、压榨部、烘箱等地方是产生高温高湿的地方，所以必须有一套完整良好的通风系统。对设备管道温度较高的部分，应加强保温措施，尽可能减少热散失，对成形部、压榨部应该采用汽罩通风。整个厂房有全套厂房通风设备，及时有效的把湿热空气排到大气中去。 (3)粉尘防护 在产生粉尘灰尘的地方，比如备料、填料、苛化工段，增设静电除尘设备以及旋 风分离设备，加强通风换气，必要时操作人员应用口罩等防护措施。 (4) 项目是以硫酸盐法制浆，在生产中产生噪音、高温、粉尘，另外还有可能发 生有毒体的泄露。应在车间的危险化学品处进行录象监控，同时在车间安装有毒气体泄露报警装置，并在车间醒目位置放置防毒面具。在平时教育职工规范操作，安全生产防患于未然 5.1.2为了职工和设备的安全采用的安全措施 (1)总平面布置和车间布置严格按照制浆造纸工艺防护规范要求。 (2)对机械传动装置，在危险的地方设置防护栏杆完全防护罩。控制系统设置安全连锁系统，以防止误操作和机械损伤的可能性。 (3)对易发生危险的地方，设置报警装置。如在压力管上设置安全阀，抄浆车间设置紧急停机装置，原料场也安装报警装置，锅炉房设置超压报警器。电器设备有效的接地保护，在易燃易爆的地方按照防爆规范设防。 (4)车间设置通风换气及岗位送风系统，夏季送风年经淋水降温。由于自动化程度较高，操作人员一般在控制室操作，控制室配备有空调，改善了操作环境。 (5)人流与物流尽量分开，以保证人身安全和物流畅通。 (6)进行安全教育，提高警惕，增强安全意识。 陕西科技大学毕业设计说明书 32 5.2防火 5.2.1 厂区的火灾与防火级别 本项目从原料到成品，都是易燃物，加之车流和物流都大，可能诱发火灾的地 方很多。特别是原料场、浆成品仓库和纸成品仓库是防火的重点。防火级别为乙级。 5.2.2 消防措施 (1)全厂消防:所有的建筑物、构筑物的设计都按照GB16—78“建筑物设计防火规范”进行设计。本厂预计设置四台消防车，并与日照武警消防总队建立长期合作关系，共同合作，另外，公司组建专业消防队，负责全厂的消防工作。 (2)原料场的消防措施:设置防火带，场内设置消防工作室、防火栓和避雷针。在场内设置2—4个了望塔，定期检查。消除隐患。另外，在木片堆场、原料组间设置防火通道，以便于防火。 (3)制浆车间的防火措施:车间内配置一定数量的防火栓、灭火器。 5.3 供水 全厂分三个供水系统，即生产供水系统，消防供水系统和生活供水系统。 (1)本项目设置一个给水处理站，采用混凝沉淀、过滤、净化等工艺，并设加压站。 (2)生活供水:生活用水的水质符合GB5748—85《生活用水卫生标准》。 (3)生产用水:生产用水水质如下: ——浑浊度 25mg/l ——色度 5mg/l ——总硬度 100 mg/l ——钙硬度 50mg/l ——碱度 25mg/l ——含铁量 0.1mg/l ——含锰量 0.05mg/l (4)消防用水:消防用水系统与生产用水系统分开，设置为独立的系统。消防用水采用高压环行给水系统，其直径小于100mm，消火栓间距不大于120m。 5.4 三废处理 生产过程中的废水、废气、废渣简称“三废”，是造纸环境污染的三大主要因素。制浆造纸厂的“三废”排放量很大，对环境造成很大的污染，在一定程度上阻碍了生产的发展。因此，国家根据我国的国情，制定了严格的排放标准及其相关法律。对未达标者实行停产或强行关闭等措施，加强对三废的治理。通过对‘三废“的治理，不仅可以 年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计 33 减少对环境的污染，而且可以充分利用资源，变废为宝，既节省成本，又提高了企业的济济效益，一举两得。在本设计过程中需要对治理三废采取切实可行的方案，结合绿化以实现绿色工厂。 5.4.1 废气 本企业的的废气主要来自锅炉房所产生的烟尘和制浆车间、回收车间产生大量的硫化物，这些均为大气的主要污染物，对此类废气的控制除进行制浆方法的改造外，只能针对重的污染物进行控制，力求降至污染的最低极限。黒液不是烟道气直接接触蒸发，而采用经烟道气加热过的空气预黒液接触蒸发。采用三电场静电除尘器，氨法脱硫设备 3装置进行净化处理，通过120m烟囱排至大气，烟尘排放浓度为2048mg?m二氧化硫的排放量58.13kg?h均达到国家排放标准。[按照国家《燃煤电厂大气污染物排放标准》 3(GB13223-91)规定计算，烟囱最高允许排放浓度350mg?m,SO的允许量为347kg?h]2 此外，中断废水处理中也会产生臭气，须加强管理，以防废气为害人，减少废气排放。 5.4.2 废水 本次设计中需要处理的是废水主要是制浆车间的中段水和造纸车间的稀白水。 A:制浆车间的黒液:制浆车间所产生的黑夜中含有大量的SS、BOD、COD等，故 须全面处理。本设计中采用黒液燃烧的方法，具体流程: 黒液 碱回收车间 蒸发 燃烧 苛化碱回收 B:中段水处理:自漂白车间来废水，采用生物法处理，具体工艺流程如下(见图5-1): 漂白车间废水 1#沉淀池 曝气池 2 #沉淀池 污泥池 污泥浓缩池 污泥池 污泥脱水机 外运填埋 图5-1 废水处理流程图 C:抄纸车间废水:主要为稀白水，一部分由工艺直接回用，多余部分送至白水 回收车间经气浮法处理回收纤维。 陕西科技大学毕业设计说明书 34 5.4.3 废渣 造纸厂的废渣包括有机废物(如:浆渣及生物污泥等);无机废物(如锅炉房中 燃烧的煤渣，苛化工段的泥渣，初级沉淀池排出的污泥等)。 A:造纸生产过程中，经筛选、除渣等系统排出的杂质、浆渣，主要成分砂粒、细 小纤维束，用汽车将其运到填埋场，木片、细小纤维束进行焚烧。 B:水处理的污泥经过浓缩、脱水、易用汽车外运。 C:锅炉房废渣及碱回收车间废渣送综合厂家利用。 5.5 建筑部分 5.5.1 建筑结构设计的自然条件 气 温: 最高气温:38? 最低气温:-10? 平均气温:20.4? 降 雨 量: 年平均降雨量:700mm 主导风向: 东南风 冻土深度: 25mm 地下水位: 7m 运输条件: 厂址靠公路及海港，水陆交通方便。主要公路有日东 高速及同三高速。 5.5.2 制浆车间建筑做法简介 本车间按照GB16—87“建筑物防火规范”要求，贯彻国家统一标准《建筑统一模 2数制》和《订房建筑统一基本规范》，制浆车间厂房跨度为220×79(单位:m)，制浆车间为两层布置。承重构件梁、柱、楼板、屋架和屋面板采用预应力钢筋混凝土结构，主体结构形式采用框架式建筑。本车间的耐火等级为二级，即墙、柱、梁、楼梯、填充墙、防火墙等都是非燃烧体，吊顶式难燃烧体，钢结构建筑的钢柱、屋面承重系统需涂刷防火材料并达到二级。另外，厂房车间地面铺设地板砖，外墙衬以瓷砖,内墙涂以乳胶漆，窗户材料为普通钢。 5.5.3 制浆车间采暖和通风 本设计的重点是制浆造纸厂漂白工段，除充分利用天然采光外，都设有电器照明装置，以保证在任何天然条件下都能进行正常生产。采光、照明设计的好坏不但对工厂投产后的安全生产，提高劳动生产率，产品质量的提高，降低生产成本和保证工人的劳动卫生条件等都有直接的影响。同时也影响着影响投资。 年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计 35 1. 对天然采光的要求:根据室内的采光要求来确定窗户的大小，形成及其布置。保证室内采光的强度，均匀度及避免眩光，对采光要做到适用、经济、合理设计。 2. 对照明的要求:安全、经济、适用、美观。 3. 采暖:主要是为各车间内创造良好的劳动条件，维护设备、房屋和保证产品的质量，提高产量。冬季采暖，漂白工段可利用余热采暖，可不考虑另外设的采暖设备。 4. 通风:将新鲜空气送入车间，将污浊的含有害物质尘土和温热空气从车间内排出，达到净化车间空气，保证工人身体健康和保证产品质量的要求。通风的方法很多，按动力分:自然通风和机械通风等。在漂白车间有为量的氯气散入房间内，特别是在漂白的氯化工段，开窗面积较大，夏季打开窗门即可排出。但冬季由于窗门关闭，自然排气量减少，可考虑设置排风设备，以保证工人的劳动条件。 陕西科技大学毕业设计说明书 36 致 谢 这次设计即将结束，在此首先向我的指导教师徐永建老师表示衷心的感谢～感谢徐老师给予我无私的帮助和教导，设计过程中有许多困难，是徐老师引导我正确的分析和解决问题，使我对设计中原来模糊的概念和一些固守的错误概念得到了全新的认识和改正。同时也培养了我科学严谨、一丝不苟的态度。对我今后的人生工作都有着很大的帮助，所以我要感谢老师～ 在本次设计中也得到了不少同学的热心帮助，在此我也要向曾经给过我帮助的同学们给予衷心的感谢～正是由于老师和各位同学的帮助与指导，我才能较好的完成我的这次毕业设计～ 由于本人的水平有限，加上时间有限，在设计中难免存在许多不足之处，希望各位老师多多指正，向各位老师致以感谢～你们辛苦了～顺祝各位老师身体健康，工作顺利。 再次感谢老师的悉心指导和各位同学的热情帮助～ 年产10万吨箱板纸造纸综合工厂设计 37 参考文献 [1] 陈克复.制浆造纸机械与设备. 北京:中国轻工业出版社. [2] 谢来苏，詹怀宇.制浆原理与工程. 北京:中国轻工业出版社. [3] 周景辉.制浆造纸工艺设计手册. 北京:化学工业出版社. [4] 姚玉英.化工原理与工程. 天津:天津大学出版社. [5] 制浆造纸手册编写组编. 制浆造纸手册—纸浆的洗选漂.