造纸 工程课程设计

目录制浆造纸设计任务书 (2)一、总论 (3)二、生产方法及工艺流程说明 (6)三、所需数据列表 (8)四、浆水平衡计算 (10)五、主要技术指标 (19)致谢 (22)参考文献 (23)工艺流程图及浆水平衡图（见图纸）制浆造纸课程设计任务书学生：杨飒飒一、设计题目：年产十二万吨APMP浆制浆工段的初步设计二、设计依据1、原料：黑杨2、产品：100%杨木APMP3、产量：12万吨/年4、生产方法：APMP制浆5、工作制度：340天/年，22小时/天三、设计说明书内容1、总论2、生产方法及工艺流程说明图3、物料衡算（浆水平衡计算）或热量衡算4、主要技术指标四、绘图内容1、工艺流程图2、浆水平衡图一、总论造纸技术的发明，是我国古代劳动人民智慧的结晶，是对全人类最伟大的贡献之一。

同其他科学技术一样，造纸术也伴随着人类的进步、生产力的发展而产生和发展的，并且反过来又促进社会的进步和生产力的提高，在人类文化、科学、工业、农业、国防和商业等方面的发展发挥了及其重要的作用。

通过纸的应用，人类的各种知识得到传播、妥善的保存，使悠久的历史遗产得到了继承，从而推动人类社会科学文化及商业的不断发展。

我国的制浆造纸工业虽然增长速度较快，但人均占有量与世界发达国家相比，还是差距很远，而且生产和消费水平低，造纸工业水平总体不高，以生产普通低档纸为主，中高档之生产能力不足。

当前我国的造纸工业与国际先进的造纸工业水平相比，主要存在如下问题：1、纤维原料中木材的比重很小，现有的木材也没有得到合理的利用。

因木浆不足，对增加品种，提高质量，提高生产率，都产生不利的影响。

2、原料及能源消耗偏高，并且供应紧张，对环境污染严重。

3、企业规模小，对生产管理和对“三废”治理带来很大困难。

4、技术装备仍很落后，不利于合理组织生产力，以发挥最好的技术经济指标。

因此，我国造纸工业的目前状况来看，要实现我过造纸工业的现代化，使之具有一定的世界先进水平，还需要很大的努力。

先将我国目前制浆造纸现状及国内先进造纸工业的发展局势总结如下：原料方面：目前世界各国仍以植物纤维为主，由于各国植物纤维资源的不同，各国使用的原料的情况也不一样。

一般来讲，造纸工业发达国家主要使用木材原料，占93%以上，还有少部分的草类等非木材原料。

我国的制浆原料，尚以草类等非木材原料为主，逐步增加我国造纸工业木材原料比重为指导方针。

制浆造纸技术方面：国外制浆工艺的研究主要着重于提高制浆得率和研究减少污染两个方面。

在化学浆中，硫酸盐浆仍占主要地位。

但是近几年来已出现碱性和中性亚硫酸钠加蒽醌的方法与硫酸盐法在生产漂白浆方面进行竞争的局面。

国内外草浆的生产也仍以减法为主，但是，碱性亚硫酸盐法或碱性亚硫酸盐加蒽醌的方法有了很好的发展。

这主要是由于该法较硫酸盐法制浆得率高，白度好，泡沫少，易洗、易漂、易抄。

在生产高得率方面：我国正大力发展CTMP、CMP，APMP是在漂白CTMP（BCTMP）基础上发展起来的。

BCMP能耗高，排放废水负荷高，且含硫化合物，APMP制浆可以克服上述的不足，生产出优于BCTMP 的纸浆。

制浆造纸专业设备方面：我国的制浆造纸企业规模普遍较小，技术装备也比较落后。

而国外已向大型化、自动化、连续化生产方向发展。

制浆设备普遍采用连续蒸煮、扩散洗涤机、压力洗涤机等大型高效设备。

随着连续化、自动化水平的提高，各种自动化装置已经有很大发展。

高得率浆，是指采用化学的、热的和机械的方法使木材纤维分离，得率在75%-95%的纸浆。

它是近年来世界木浆工业发展的主要趋势之一。

由于它的得率比化学浆高出近一倍，木材原料得到充分的利用，因而成本也大大降低；它化学药剂用量很少，不用昂贵的废液回收装置，因而基建费用比化学浆低一倍左右；它污染负荷小，而且可用常规方法处理达标，它的产品用途也很广泛，因而既可以作强韧包装纸板，又可作高级卫生纸和文化用纸。

APMP是1989年6月在芬兰赫尔辛基举行的国际机械会议上，由美国士宝特·鲍尔公司推出的一种新的化学浆。

该方法经其公司在其中试工厂和美国Ohio 春天研究开发中心研究了近二十几年。

目前世界上采用这种方法的国家有美国、加拿大、意大利和中国等几个国家。

近年来，国内部分热新闻纸生产采用了这种技术路线，有5-6条APMP生产线已投入生产或正在安装。

本设计以黑杨为原料生产100%APMP，其主要依据及其选用方案原因如下：根据产品质量要求，本设计即以生产100%杨木制浆工段为主，工艺采用封闭式生产，制浆与漂白一次完成，不需要漂白车间，生产中所用化学品用量少，废水中也不含硫化物，且废液不必碱回收，废水中的污染负荷量只有常规化学浆的1/10-1/6，废水中的pH为10左右，而且BOD、COD含量较低，故而废液易于用生化法处理。

此外，杨木APMP用量少，排放废水也少，一般只有化学浆的1/10左右。

杨木APMP的生产，无论是化学药品的消耗还是能耗，都较相应的BCTMP 低；而在相同游离度下，杨木APMP的纸张，耐破度与撕裂度都略高于BCTMP；在相同的过氧化氢用量下，其白度也稍优于BCTMP。

二、生产方法及工艺流程说明（一）APMP生产流程与工艺条件APMP工艺，将制浆与漂白结合在一起同时完成，其生产线主要有：1、木片洗涤系统2、疏解与浸渍系统3、中间洗涤水体统4、一、二段磨浆系统生产过程：1、木片洗涤系统木片经预热仓进行常压预汽蒸，使温度达到70度左右，以除去可能出现的冰和雪块，软化木片，取出木片中空气，代之以汽蒸，防止木片在压榨过程中受到损伤。

然后木片通过捕集器，借助上升水流，使悬浮木片与较重杂质，如泥土、砂石、树皮等分离。

洗后木片落入脱水旋转器，被送到浸渍系统木片预蒸仓。

废水在斜筛被净化分离杂质后用于补充木片洗涤系统用水。

2、浸渍系统木片通过预蒸仓，水分增加，进一步软化，然后通过卸料器的计量螺旋，木片被均匀喂到挤压疏解机里，使木片干度达60%左右，压出的木片得到膨胀把药液吸入木片的空隙内。

在挤压疏解的过程中，木片中不利于过氧化物漂白的天然水溶物被挤压出来，除去这部分物质将会增加化学品的作用效果。

化学药剂有过氧化氢、氢氧化钠、DTPA+氯化钙、硅酸镁、硫酸钠等组成。

加入氢氧化钠是为了提高成浆强度，降低能耗；加入过氧化氢是为了提高浆的白度；加入螯合剂硫酸镁、硫酸钠以“束缚”不利于漂白反应的有机物、无机物，并同时起到未定药液的作用。

实践证明，生产APMP一般都要采用两段浸渍（预处理）。

第一段用弱液，第二段用强液，否则预浸渍不能彻底，又夹生的木片就不能得到均匀的纸浆。

两段预浸渍的作用有一定的差别，第一段应以润涨木片、皂化树脂为主，第二段则以提高白度为主。

为此，一、二两段预浸渍的组成应有所不同，第一段预浸渍液中，氢氧化钠含量应较过氧化氢高，第二段中氢氧化钠含量较过氧化氢应低些或者相等。

木片在反应器内停留2分钟后到反应仓，在反应仓中停留45分钟，反应浓度在30%-35%，反应仓料温度在60度，这是一个典型的高浓度漂白，随木片被送入第一段磨浆机，磨出的浆料落入中间的洗浆池。

3、中间洗涤脱水，第二段磨浆和尾浆系统中间洗浆池里的浆料和尾浆被送到脱水螺旋压榨机中，挤压出的液体流向斜筛，使滤液中纤维被分离到中间洗浆池，滤液流到消遣池，消遣池浆温在70度左右，消遣池浓度在3.5%-4.0%，此条件下搅拌30-40分钟以消除纤维的潜太性。

消遣后浆料送往压力筛，良浆被送到低浓贮浆塔供抄纸使用，尾浆流回中间洗浆池经螺旋压榨后送到二级盘磨。

（二）APMP制浆装备特性1、螺旋疏解机生产过程中最重要的设备，该设备的特点主要是：将木片在4:1的压缩比状态下进行疏解，均匀地将木片撕裂成比原木片小若干倍的小木条或大纤维束，增加了木片的比表面积，化学药品很容易与木片内层接触而发生化学反应，为汽蒸和预浸渍创造了条件，也是整个磨浆过程中浆料质量稳定，物理强度好，白度高。

2、在浸渍中，木片像海绵一样均匀地吸收化学药品，2-3分钟即达到饱和状态，其作用也是提高了磨浆的物理强度和白度。

浸渍液是由氢氧化钠和过氧化氢及稳定剂混合而成，最适合于针叶材，对低密度的杨木也适合。

3、盘磨机用于一、二段磨浆和浆渣再磨，因此在减少磨浆能耗和改善浆的化学性能方面显示出很大的优点，盘磨机配有盘磨定位结构，有密封冷却系统和润滑系统，可以保证磨浆的质量和安全。

4、中浓筛浆机用于消遣后制浆筛选，不仅可以简化工艺流程，还具有流程合理、投资少等优点。

三、浆水平衡计算中所需查询数据列表四、浆水平衡计算计算过程及结果（以一吨风干浆为基准，风干浆含水10%） （1）筛选浓缩段 ①高浓贮浆池浆水平衡已知：Q=900 kg ，C 1=3.5%（由计算定额查得） 则：V 1=Q 1/C 1=900/ (3.5%*103)=25.71 m 3 因：Q 1=Q 2=900 kg ，C=11%（由计算定额查得） 所以：V=Q/C=900/(11%*103)=8.18 m 3 清水体积：V ’=V 1-V=25.71-8.18=17.53 m 3②圆盘过滤机浆水平衡已知：Q 1= 900 kg ，C 1=11%，V 1=8.18 m 3圆盘过滤机浓缩纤维流失率为2.5%（以进入圆盘过滤机纤维量为准） 则：Q= Q 1+ Q 2= Q 1+2.5%Q=900+2.5%Q 即：Q=923.08 kgQ 2=2.5%Q=23.08 kg由计算额定查得C=1.2%（圆盘过滤机进浆浓度） V ’=8.00 m 3（每吨风干浆需洗涤水量） 则：V=Q/C=923.08/(1.2%*103)=76.92 m 3③缝筛浆水平衡已知：Q 1=923.08 kg ，V 1=76.92 m 3 由计算额定查得：缝筛筛渣率10%且C=1.0%（进浆浓度） C 2=3.0%（筛渣浓度） 则：Q= Q 1+ Q 2= Q 1+10%Q=923.08+10%Q 得：Q=1025.64 kg Q 2=10%Q=102.56 kgV= Q/C=1025.64/(1.0%*103)=102.56 m 3 V 2= Q 2/C 2=102.56/(3.0%*103)=3.42 m 3 V ’= V 1+V 2-V=102.56+3.42-102.56=3.42 m 31) C 1）C④孔筛浆水平衡已知：Q1=1025.64 kg，C1=1.0%，V1=102.56 m3由计算额定查得：C=2.0% 孔筛筛渣率13% 筛渣浓度C2=3.5% 则：Q= Q1+ Q2= Q1+13%Q=1025.64+13%Q得：Q= 1178.90kg Q2=13%Q=153.26 kgV= Q/C=1178.90/(2.0%*103)=58.95 m3V2= Q2/C2=153.26/(3.5%*103)=4.38 m3V’= V1+V2-V=102.56+4.38-58.95=47.99 m3（2）二段磨浆工段①消遣池浆泵浆水平衡已知：Q1=1178.90 kg，V1=58.95 m3由计算额定查得纸浆消遣浓度C=5.0%因：Q= Q1=1178.90 kg故：V= Q/C=1178.90/(5.0%*103)=23.58 m3 V’= V1-V=58.95-23.58=35.37 m3②消遣池浆水平衡已知：Q1=1178.90 kg，V1=23.58 m3由计算额定查得进浆浓度C=40.5%则：V= Q/C=1178.90/(40.5%*103)=2.91 m3 V’= V1-V=23.58-2.91=20.67 m3③常压蒸汽分离器浆水平衡已知：Q1=1178.90 kg，V1=2.91 m3由计算额定查得进浆浓度C=35%纤维损失率0.3%则：Q= Q1+ Q2= Q1+0.3%Q=1178.90+0.3%Q 得：Q=1182.45 kg Q2=0.3%Q=3.55 kg1) C1）C/V1) C1）C由计算额定查得：每吨风干浆洗涤水用量V’=0.4 m3 则：V2= V+ V’- V1=3.38+0.4-2.91=0.87 m3（3）一段磨浆工段①常压螺旋输送机浆水平衡已知：Q1= 1182.45 kg，C1=C=35%，V1=3.38 m3 由计算额定查得送回中间浆池的浆料占5%则：Q= Q1+ Q2= Q1+5%Q=1182.45+5%Q得：Q= 1244.68 kg Q2=5%Q=62.23 kgV= Q/C=1244.68/(35%*103)=3.56 m3V2=V- V1=3.56-3.38=0.18 m3C2=Q2/V2=62.23/(0.18*103)=34.57%②双螺旋压榨机浆水平衡已知：Q1= 1244.68 kg，C1= 35%，V1=3.56 m3由计算额定查得：进浆浓度C=3.5%双螺旋压榨机出渣率5.1% 即Q2=5.1%Q则：Q= Q1+ Q2= Q1+5.1%Q=1244.68+5.1%Q得：Q= 1311.57kg Q2=5.1%Q=66.89 kg V= Q/C=1311.57/(3.5%*103)=37.47 m3V2=V- V1=37.47-3.56=33.91 m3C2=Q2/V2=66.89/(33.91*103)=0.20%③曲筛浆水平衡已知：Q= 66.89 kg，C= 0.20%，V=33.91 m3由计算额定查得：曲筛筛渣率25%，渣浓C1=2% 则：Q1=25% Q=16.72 kgQ2=Q- Q1=66.89-16.72=50.17 kg（Q1/V1）C1V2=V- V1=33.91-0.84=33.07 m3 ④中间浆池浆水平衡已知：Q1= 1311.57 kg，V1=37.47 m3由计算定额查得带压蒸汽分离器纸浆喷放浓度C=40% 由此前计算可知：Q01=62.23 kg，V01=0.18 m3，C01=34.57%Q02=153.26+102.56=255.82 kgV02=4.38+3.42=7.80 m3Q03=16.72 kg，V03= 0.84 m3，C03=2%由计算额定查得：V04=27 m3，C04=0.14%则：Q04= V04* C04=27*0.14%*1000=37.8 kg故：Q= Q1- Q01- Q02- Q03- Q04=1311.57-255.82-16.72-37.8=1001.23 kgV=Q/C=1001.23/(40%*1000)=2.50 m3⑤带压蒸汽分离器浆水平衡已知：Q1= 1001.23 kg，V1=2.50 m3由计算定额查得：进浆浓度C=30%纤维损失率1% 即Q2=1%Q=10.01 kg则：Q= Q1+ Q2= Q1+1%Q=1001.23+1%Q得：Q=1011.34 kg Q2=1%Q=10.01 kgV= Q/C=1011.34 /(30%*103)=3.37 m3又查得C2=0.08%故：V2= Q2/C2=10.01/(0.08%*103)=12.51 m3V’= V1+V2-V=2.50+12.51-3.37=11.64 m3 （Q02/V02）（Q03/V03）C1（Q01/V010404自孔筛自常压螺旋输送机2（4）二段预浸渍段 ①反应仓浆水平衡已知：Q 1= 1011.34 kg ， V 1=3.37 m 3 由计算定额查得：纤维损失率为8.5%进浆浓度C=32%则：Q= Q 1+ Q 2= Q 1+8.5%Q=1001.34+8.5%Q 得：Q=1094.36 kg Q 2=8.5%Q=93.02 kgV= Q/C=1094.36 /(32%*103)=3.42 m 3因绝干木片比热为1.424 kJ/kg*k ，反应仓中 木片从56℃被加热到58℃，准大气压下 饱和水蒸气的蒸汽焓693.10 kJ/kg ，汽化热 为2214.52 kJ/kg ，1标准大气压下饱和水蒸 气蒸汽焓639.40 kJ/kg 。