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
The Design of Daily 300 Tons of High-Strength Corrugated Based
Paper Pulping Process
ABSTRACT
The subject of the design is daily 300 tons of high-strength corrugated paper pulp integrated plant design, the key is to design a section about daily 300 tons of waste paper pulping .
This design is divided into five parts: the first part is the general introduction about the domestic and international basic situation of waste paper recycling, as well as the research topic, significance and the task; the second part is the design and comparison of process flow, process parameter determination, slurry water balance calculation and water list; the third part is the table of related equipment selected , the third part is the acknowledgment; the last part is the bibliography.
KEY WORDS: high-strength corrugated base paper, pulping equipment,technological progress,the balance of the pulp and water
目录
摘要.......................................................... 错误!未定义书签。

ABSTRACT ...................................................... 错误!未定义书签。

1 课题的目的、意义及任务 (1)
1.1前言 (1)
1.2目的和意义 (2)
1.3课程设计的任务 (2)
2 生产工艺设计 (3)
2.1高强瓦楞原纸的主要技术规格及标准 (3)
2.2生产工艺流程及流程的比较 (3)
3 浆水平衡计算 (8)
3.1工艺参数 (8)
3.2浆水平衡计算 (10)
3.3浆水平衡明细表 (11)
4 设备选型计算 (14)
4.1设备选型原则 (14)
4.2设备选型计算方法 (14)
4.3设备选型详情 (14)
致谢 (21)
参考文献 (21)
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（GB 13023-1991）:
2.2 生产工艺流程
流程一：
废渣 废 纸
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
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%
Q/1V求：Q1，V0，V1，W1
1
计算：Q1=Q0=900.0000
双磨盘V0=Q0／C0=9000
Q V1=Q1／C1=9000
/0V
贮浆池
（2）热分散机：
已知：Q1=900.0000，V1=9000，C1=10%，C2=30%,，α=0 Q2ˊ/2'V求：Q2，V2
螺旋挤浆机计算：Q2=Q1=900.0000
Q2 /V2V2=Q2／C2=900／30%=3000
热分散机
Q1/V1
（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
Q2 V2ˊ= 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% Q3 V2ˊ=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
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
利用公式计算设备能力时，公式中的某些系数要合理选择。

（5）在保证经济合理，技术可行的原则上尽可能选用先进设备。

4.2设备选型计算方法
确定设备台数的方法，是通过理论或经验公式计算设备生产能力；根据有关工厂的实际经验确定设备的生产能力或按设备产品目录查取其生产能力后，用下面的公式计算出所需台数。

n=Q/（G×K）
式中n——设备选用台（套）数
Q——生产中需该种设备处理的物料量（t/d）
G——该设备的生产能力（t/d）
K——设备利用系数，考虑的是设备维修、衔接等因素，选用各设备的总生产能力应比实际的需要量略大的系数。

一般可取0.7～0.8
4.3设备选型详情
本废纸制浆工艺产量较大，对设备的要求比较高，设备选型原则为：先进成熟，有稳妥可靠，在国内外有成熟经验的厂家择优选择，立足国产先进设备部分关键设备部件从外国择优选择引进，确保产品能赢得市场。

A、设备类型参数
1．板条式运输机
①标准运输宽度：1200mm、1500mm、1700mm和2000mm；
②传动：2.2kw~2×18.2kw；
③运输速度：标准为0.12m/s,最高至0.5m/s。

2.低浓碎浆机
表4-1 福伊特公司低浓碎浆机规格
容积/m³26 35 45 60 75 90 110
生产能力t/d 200~255 200~350 350~550 450~750 600~850 70~950 850~1150
装机容量/kw 315 400 400 500 630 710 900
根据日产量应选择容积35m³的碎浆机。

低浓碎浆机的筛孔直径一般为10~14mm。

3．纤维分离机
表4-2 纤维分离机规格示例
型号装机容量/kw 体积/m³筛孔直径/mm 通过量（L/min）
F1-T.S 90 0.6 16～20 3200
F2-T.S 160 1.1 16～20 4800
粗筛：指在碎浆和高浓除渣后进行，孔径为1.3~2.0mm的筛孔，在3%~5%浓度下进行。

细筛：缝隙宽度变动与0.15~0.70mm之间。

4．压力筛
采用单鼓外流式旋翼筛；
处理废纸的孔筛一般在1.2~2.0；
波形筛板，波形角12°、15°、20°和25°，四档。

5.高浓除渣器
进浆浓度最高可达4.5%。

6.盘式热分散机
工作浓度25%～35%，温度85℃～100℃；
转速1500r/min，转盘和定盘的直径为500～1000mm。

表4-5 Voith公司热分散机部分规格
型号HTD150 HTD450
生产能力t/d 30～150 200～450
装机容量/kw 550 1500
转速（r/min) 1500 1000
7. 磨浆机（双磨盘）
进浆浓度约为6%~12%；
工作浓度为3.5%~6.0%。

8. 孔类压力筛
孔类筛孔直径一般为1.2~2.0mm，筛缝的缝宽为0.1~0.3mm，压力筛排渣率为15%~25%。

9. 螺旋挤浆机
进浆浓度为3%~10%，最低可到2%，最高可到10%~15%。

10. 多盘浓缩机
进浆浓度一般为0.7%~1.0%，出浆浓度为10%~12%
B、设备选型的具体情况
水力碎浆机：型号：ZDSH9
工称容积（m³）：35
处理浓度（%）：10～15
生产能力：（t/d）：185～260
电功率（kw）：560
实际处理量（t/d）：300
台数：n=300/（260×0.7）=1.6 ，取台数2
圆筒筛：型号：YTSl200
筛鼓外径(mm)：1205
筛鼓转速(r/min):14
生产能力(t/d)：2.4～40
实际处理量(t/d)：12.21
台数：n=12.21/ (40×0.7 ) =0.44 ，取台数1
高浓除渣器：型号：JX36
生产能力：(t/d)：140-220
进浆浓度(％)：2～6 浆料压差(MKa)：0.01～0.05
平衡水压力(MKa)：0.2～0.3 ，平衡水流量(L/min)：30～50
实际处理量(t/d)：350.46
台数：n=350.46/(220×0.7)=2.28 ，取台数3
一段粗筛：型号：UV500
筛孔尺寸(mm)：1.1～0.5 ，筛选面积(㎡)：2.5
进浆浓度(%)：0.2～6
进口直径(㎜)：350 ，出口直径(㎜)：350
生产能力(t/d)：150～300 ，配套功率(kw)：560
实际处理量(t/d)：396.34
台数：n=396.34/(300x0.7)= 1.89 取台数2
二段粗筛：型号：UV200
筛孔尺寸(㎜)：0.5～1.1 ，筛选面积(㎡)：0.8
进浆浓度(%)：0.2～6
进口直径(㎜)：250 ，出口直径(㎜)：250
生产能力(t/d)：40～80 ，配套功率(kw)：18.5
实际处理量(t/d)：79.27
台数：n=79.27/(80x0.7)=1.42，取台数2
三段粗筛：型号：UV200
筛孔尺寸(㎜)：0.5～11 ，筛选面积(㎡)：0.8
进浆浓度(%)：0.2～6
进口直径(㎜)：250 ，出口直径(㎜)：250
生产能力(t/d)：40～80
配套功率(kw)：18.5，实际处理量(t/d)：15.86
台数：n=15.86/(80x0.7)=0.28 ，取台数1
中浓除渣器：型号：JX36
生产能力(t/d)：140～220
进浆浓度(%)2-6，浆料压差(Mpa)：0.0.1～0.05
平衡水压力(MPa)：0.2～0.3
平衡水流量(L/min)：30～50
实际处理量(fid)：317.08
台数：n=317.08/(220x0.7)= 2.1，取台数3
分级筛：型号：TAS340
长纤维处理量(t/d)：160
进浆压力(kpa)：100～150 ，进浆浓度：(%)：2.0～4.0
长短纤维比例(%)：40～60 ，电功率(kw)：132
实际长纤维处理量(t/d)：121.8
台数：n=121.8/(160x0.7)=1.1 取台数2
一段重质除渣：型号：TMLC—700
单只进浆量(L/min)：550～780
进浆压力(kpa)：200～400 ，进浆浓度(％)：0.3～1.0
实际处理量(L／min)：12014
台数：n=12014/(780×0.7)=22.003 ，取台数23
二段重质除渣：型号：TMLC—700
单只进浆量(L/min)：550～780
进浆压力(kpa)：200～400 ，进浆浓度(％)：0.3～1.0
实际处理量(L/ min)：4901773.17/(60×22.4)=3647.15
台数：n=3647.15/(780×0.7)=6.68，取台数7
三段重质除渣：型号：TMLC—700
单只进浆量(L/min)：550～780
进浆压力(kpa)：200～400 ，进浆浓度(％)：0.3～1.0
实际处理量(L／min)：1453181.22/(60×22.4)=1081.24
台数：n=1081.24/(780×0.7)=1.98 ，取台数2
一段精筛：型号：ZSM3
通过量(L/s)：600 ，生产能力(t/d)：290
浆料浓度(%)：0.6～1.5 ，进浆压力(Mpa)：0.05～0.5
电机功率(kw)：30～37 ，实际处理量(fid)：170.50
台数：n=170.50/(290x0.7)=0.84 ，取台数1
二段精筛：型号：ZSM2
通过量(L/s)：310 ，生产能力(t/d)：150
浆料浓度(%)：0.1～1.5 ，进浆压力(Mpa)：0.05～0.5
电机功率(kw)：15 ，实际处理量(t/d)：58.13
台数：n=58.13/(150x0.7)=0.55，取台数1
三段精筛：型号：ZSMl
通过量(L/s)：120 ，生产能力(t/d)：60
浆料浓度(%)：0.1～1.5 ，进浆压力(Mpa)：0.05～0.5
电机功率(kw)：7.5 ，实际处理量(Vd)：8.72
台数：n=8.72/(60×0.7)=0.21 ，取台数1
一段轻质除渣：型号：QZY直通式
进浆浓度（%）：0.1～1.0 ，生产能力（L/min）：150
压力差：>0.07Mpa ，进浆压力（Mpa）：0.18～0.26
实际处理量（L/min）：21226306.8/(60×22.4)=15793.4
台数：n=15793.4/(150×0.7)=150.4 ，取台数：151
二段轻质除渣：型号：QZY直通式
进浆浓度（%）：0.1～1.0 ，生产能力（L/min）：150
压力差：>0.07Mpa ，进浆压力（Mpa）：0.18～0.26
实际处理量（L/min）：5412902.8/(60×22.4)=4027.46
台数：n=4027.46/(150×0.7)=38.4 ，取台数：39
三段轻质除渣：型号：QZY直通式
进浆浓度（%）：0.1～1.0 ，生产能力（L/min）：150
压力差：>0.07Mpa ，进浆压力（Mpa）：0.18～0.26
实际处理量（L/min）：541296.24/(60×22.4)=402.75
台数：n=402.75/(150×0.7)=3.83，取台数：4
长纤维多圆盘浓缩机：型号：ZNP2508
扇磨直径(㎜)：2500
进浆浓度(％)：0.5～1.0 ，出浆浓度(％)：10～15
单盘产量(t/d)：14～17，电功率(kw)：7.5
实际处理量(t)：118.87
盘数：n=118.87/(17×0.7)=9.99 ，取盘数10
短纤维多圆盘浓缩机：型号：ZNP2508
扇磨直径(㎜)：2500
进浆浓度(％)：0.5～1.0 ，出浆浓度(％)：10～15
单盘产量(t/d)：14～17 ，电功率(kw)：7.5
实际处理量(t)：182.64
盘数：n=182.64/(17×0.7)=15.35 ，取盘数16
表4-1 设备选型表
序号设备名称单位数量备注
1 链板输送机台 1 转子引进
2 水力碎浆机台 2
3 自动绞绳机台 2
4 废料井台 2
5 除杂质机台 2
6 圆筒筛台 1
7 高浓除渣器台 3
8 一段粗筛台 2
9 二段粗筛台 2
10 三段粗筛台 1
11 中浓除渣器台 3
12 纤维分级筛台 2
13 一段重质除渣器台23
14 二段重质除渣器台7
15 三段重质除渣器台 2
16 一段精筛台 1
17 二段精筛台 1
18 三段精筛台 1
19 一段轻质除渣器台151
20 二段轻质除渣器台39
21 三段轻质除渣器台 4
22 多圆盘浓缩机台 2
致谢
这次设计我感觉收获很多。

在设计中我对我的设计的程序和工作方法得到了初步掌握。

经计算、绘图等训练，能进一步加强对工程设计的理解，整个过程让我们树立起了科学的思维模式，也培养了我们观察分析、判断和解决问题的能力，增强了工程意识，使我们充分认识到实际工程生产的复杂性和严肃性。

并且对以前学过的专业知识形成了一个网络体系，能够将各个知识点融会贯通，为以后的学习、工作打下扎实的基础。

在做课程设计的过程中，刚开始的时候感觉很迷茫，不知到从何处下手，整天在惶惶中度过。

万分庆幸的是我们的指导老师逐步给予我们指导，有步骤有计划的进行，随着课程设计的逐步进行，课设逐现雏形，我慢慢的变得热情高涨。

这次设计是在综合各方面信息、材料的基础上完成的。

设计的过程中我在图书馆、资料室、电子阅览室查阅了大量的专业资料，对整个制浆的信息做了方方面面的了解。

然后再把扎堆的资料做了一番系统的整合为了完成这次设计我们的确很辛苦，但是苦中有乐，当设计成果即将出来时，以前的种种艰辛在这时变成了最甜美的记忆。

能够顺利的完成这次设计我要特别感谢我们的指导老师---杜敏老师，还有我们同组的同学。

没有老师的帮助和指导及组里同学的帮助和交流，在设计过程中我们可能是一匹瞎马，茫茫一片找不着边，谢谢你们的帮助。

课程设计让我们进一步熟练使用CAD，学会熟练使用相关办公软件，对我们以后的人生及工作都有非常重要的意义。

对此，我们应该将此课设精神发扬，在以后的工作中实践中不断完善。

另外一点非常重要我们杜老师时刻严格要求我们，定期为我们检查并指导下一步怎么办，告诉我们办任何事情都要严谨，要不怕吃苦，善于学习！恩师的良言我永不忘记，并且以后会不断提升自己，让自己更加出色，再次感谢杜老师以及我们团队的每一个成员。

参考文献
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[5].卢谦和主编.制浆原理与工程[M].北京：中国轻工业出版社，2004
[6].杨念春、黄干强、董荣业合编.纸浆造纸工厂设计[M].北京：中国轻工业出版社，1998
[7].张美云、王志杰、池东明合编.制浆造纸工程设计[M].北京：中国轻工业出版社，2004。