日产150吨ONP脱墨新闻纸制浆车间的初步设计

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  • 标签:制浆;制浆生产线;车间布置

随着我国经济的快速发展,纸张的需求量逐年提高。在注重环境、生态、能源合理配置的潮流中,全世界的制浆造纸业已全面进入一个全方位大规模使用二次纤维的新时代。变废为宝,如今废纸也是一个珍贵的资源,废纸的回收利用能够有效地减少污染、改善环境、节约原生纤维资源和能源、保护森林资源,还可以节省建厂投资。木浆用量由2005年的1130万吨增至2010年的1859万吨,占总用浆量的22.0%,其中,国产木浆用量由371万吨提升至708万吨,比重由7.1%提升至8.4%;废纸浆由2810万吨增至5305万吨,比重由54.0%提升至62.7%,其中国内废纸浆的比重由27.8%提升至38.0%;非木浆用量基本保持稳定,比重由24.3%降至15.3%。由于废纸浆自身所具备的优良特性和对原木浆的强可替代性,废纸浆在中国造纸业纸浆结构中比重还会不断增加。废纸再生,即提高现有废纸的回收率,提高二次纤维在造纸原料中的比重,以开发新的纸浆来源。废纸再生以其节省原生纤维资源、简化工艺流程、降低能耗及减少环境污染等优点,已成为众多造纸厂家在原料开发方面积极采用的方法之一。

本课题为日产150吨废报纸再生浆生产车间初步设计,利用废报纸为原料通过碎解、除渣、净化、浮选脱墨、浓缩等工序生产再生废纸浆,以满足新闻纸对浆的需求,充分利用废报纸为原料,以减少木材的消耗达到节约资源的目的,因此,本课题的设计具有一定的现实指导意义。

 

关键词制浆;制浆生产线;车间布置

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ABSTRACT

With the rapid development of our country's economy, the demand for paper increased year by year. In pay attention to the environment, ecology, energy, reasonable configuration of the trend, pulp and paper all over the world have full access to a comprehensive large-scale use of a new era of secondary fiber. Waste paper now is also a precious resources, waste paper recycling can effectively reduce pollution, improve environment, native fiber resources and energy saving, protect forest resources and can save building investment. Dosage of pulp increased from 11.3 million tons in 2005 to 2010 tones in 18.59 million, accounted for 22.0% of the total in plasma volume. Among them, the dosage of domestic wood pulp by 3.71 million tons to 7.08 million tons, weight increased from 7.1% to 8.4%; Waste pulp by 28.1 million tones to 53.05 million tones, the weight increased from 54.0% to 62.7%, which increased from 27.8% to 38.0% the proportion of domestic waste paper pulp; Basic remain stable, the dosage of wood pulp proportion from 24.3% to 15.3%. Because the waste paper pulp with good qualities and its own strong substitutability of the original wood pulp, the proportion of waste paper pulp in paper pulp in paper industry structure in China will also continue to increase. Recovery of waste paper, that is, to improve the existing waste paper, Raise the proportion of secondary fiber in the paper-making raw materials, to develop new source of pulp. Waste paper for its resource saving native fiber, simplify processes, reduce energy consumption and reduce environmental pollution, etc, has become many papermaking factories in terms of raw materials to develop actively using one of the methods.

This topic for 150 tons per day of waste paper pulp regeneration production workshop preliminary design. Using waste paper as raw material by beating, slag flotation deinking, enrichment, purification, processes such as recycled waste paper pulp production, To meet the needs of the newsprint to pulp, making full use of waste paper as raw material, to reduce the wood consumption to achieve the purpose of saving resources. Therefore, this topic design has a certain realistic guiding significance.

  Key wordspulp;paper pulping production;workshop layout

1.1 设计课题

日产150吨ONP脱墨新闻纸制浆车间的初步设计 

1.2 设计目的及意义

新闻纸是人们日常生活中使用最普遍的纸之一。它承载着很多对我们生活、学习、工作有关的信息。作为报刊及书籍的主要用纸,新闻纸具有消费量大、易破损、保存期短和价格低廉等特点。新闻纸是印刷各种报刊,使人们了解整个社会的发展动向。近些年来,由于人民生活水平的日益提高,对新闻纸需求大大增加,同时对纸张的质量要求也在逐步提高。因而,不断提高新闻纸质量和产量的任务就显得尤为突出,为此新闻纸行业纷纷采用了现代高速新闻纸机生产线。现代高速新闻纸机生产线是造纸工艺中现代科技应用的集中体现.

    当今世界,随着当今世界的环境不断恶化,并给人类的生存繁衍带来极大地威胁,人来也逐渐意识到了环境保护的重要性。作为城市固体废物的重要来源——废纸,也已经被人来所重视。废纸回收利用在减少污染、改善环境、节约资源与能源方面产生了巨大的经济效益与环境效益,是实现造纸工业可持续发展以及社会可持续发展的一个重要的方面。世界上发达国家对废纸的回收利用,不论在规模上还是技术上都已经具有相当高的水平,废纸的回收利用与林纸一体化已逐步成为现代造纸工业的两大发展趋势。废纸脱墨生产新闻纸工艺的使用,具有较大的社会意义和一定的经济价值。

据分析, 利用废旧新闻纸制浆可节约大量水、木材原料、生产能源和化工原料;减少工业废气和固体废物, 同时在碱回收的成本节约方面亦有较大优势。经统计,建设综合性工厂比建设利用废纸造纸的工厂投资高1~ 2倍。大量增加各种纸和纸板中二次纤维的配比, 使用回收纤维与原料搭配抄纸将是造纸工业生产发展最明显的趋势之一。

利用ONP脱墨新闻纸制浆的优势:

(1)市场上废旧新闻纸来源广泛且价格低廉。

(2)提高废旧新闻纸的利用效率,节约森林资源。

(3)利用废旧新闻纸制浆可以扩大废纸利用的途径,节约生产能源消耗且减少环境污染。

(4)利用废旧新闻纸脱墨生产新闻纸制浆可以有效的减少生产成本,提升企业经济效益。

    本课题是理论联系实践的实际课题,要求把所学的制浆造纸专业理论知识具体的应用到工厂实际生产线的设计中,主要是为了解决废旧新闻纸脱墨制浆过程中主要设备的选取,以及相关助剂的添加,这样可以让我们了解到整个脱墨制浆生产过程,为以后的工作及研究打下扎实的基础。

1.3 设计范围和内容

1.3.1 本次设计主要包括三个方面

1、废报纸再生浆的生产工艺流程;

   2、根据流程确定废报纸再生浆的生产工艺设计;

   3、对设计进行技术可行性论证:

  1)生产工艺设计主要包括:工艺流程的论证、浆水平衡计算、设备能力计算和选型;

  2)车间布置主要包括:车间设备布置图。

1.3.2 具体研究内容

   1、查阅资料,确定生产工艺技术指标;

   2、确定生产工艺流程,画出方框流程图;

   3、根据所确定的工艺流程进行浆水平衡计算,并作出浆水平衡明细表;

   4、作设备选型,生产能力计算(设备明细表),并作出设备选型一览表;

   5、用AutoCAD绘制出工艺流程图及车间布置图

6、编写设计说明书

1.4 设计指导思想

近年来,废纸制浆方面有了长足的发展。在工艺流程碎解、筛选、浮选和漂白方面均有新的突破和进展。

1.工艺流程方面

有研究提出:合理,综合利用一系列生产设备,以此来替代(精简)热分散机、轻质除砂器等一些除去胶粘物的设备,并通过降低碎浆温度的方法使胶粘物密度大于水以便在除砂器中除去。除此之外,优于温度降低,胶粘物硬化,可以用细筛筛除硬化的胶粘物。

2.废纸碎解方面

2007年废纸回用研究论坛上发表了关于ONP/OMG碎解时只加亚硫酸钠和缓冲剂对脱墨效果的研究指出碎解时油墨剥离程度提高了,油墨碎片化程度减少了,纸浆深色化程度降低了和纸浆漂白效果增加了。

3.纸浆筛选方面

2004—2006年芬兰美卓公司研究和设计了新的压力筛旋翼转子和筛框网,实际效果显示生产能耗降低约为10%~30%,产能增加约20%~30%,经筛选后浆料的质量也有较为显著的提升。

4.浆料浮选方面

新开发的糖基表面活性剂性能优于传统表面活性剂。经对比试验,糖基表面活性剂在各方面表现优异。糖基表面活性剂的开发大有可为。

5.浆料漂白方面

前几年,有研究提出:在脱墨浆漂白时加入过硼酸钠和过碳酸钠,在线产生过氧化氢,由反应产生的硼酸氢钠和碳酸钠都可以提高碱性,故不再需要加入NaOH来提高PH。

6.废纸碎解方面

2007年废纸回用研究论坛上发表了关于ONP/OMG碎解时只加亚硫酸钠和缓冲剂对脱墨效果的研究指出碎解时油墨剥离程度提高了,油墨碎片化程度减少了,纸浆深色化程度降低了和纸浆漂白效果增加了。

1.5 特色与创新

设备按工艺流程顺序布置,尽量减少避免迂回、交叉的现象,尽量利用物料的自流,使管线最短。

合理调整二次纤维和原生木浆的比例,提高纸页质量,提升经济效益。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第二章  文献综述

2.1 前言部分

废纸—一种重要的可再生资源,利用废纸制浆是解决现如今造纸工业面临的三大问题,即:原料短缺、能源紧张和污染严重的行之有效的方法。近几年,废纸制浆在技术上有了长足的发展。现如今利用废纸所生产的一些纸张品种与用原浆纤维制成的纸张质量可以说是不相上下, 加上脱墨技术的发展使如废旧新闻纸、复印废纸等需要经脱墨处理脱去油墨及胶粘剂才可以作为原料进行生产的废纸资源可以作为二次纤维重新回用[1]。从投资的角度看,利用废旧新闻纸脱墨工艺制浆在市场、投资、质量、成本等方面都有其优越性。

2.2 主题部分

ONP脱墨新闻纸制浆国家标准

新闻纸质量标准(GB/T1910–2006)

指标名称

单位

规格

优等品

一等品

合格品

定量

g/㎡

45.0;47.0;49.0;51.0

定量允许偏差                     <

±5.0

横向定量变异系数                 ≤

2.5

2.8

3.0

抗张指数﹙卷筒纸纵向﹚           ≥

N.m/g

40.0

38.0

34.0

横向撕裂指数                     ≥

mN. ㎡/g

5.50

5.00

4.50

 平滑度

别克平滑度﹙正反面﹚≥

s

35

30

25

本特生粗糙度        ≤

ml/min

180

200

220

亮度                             ≥

ISO

52.0

50.0

48.0

不透明度45g/㎡                   ≥

90.0

89.0

88.0

尘埃度

 

 

﹙0.15-0.4﹚m㎡

个/㎡

64

100

120

其中﹙0.15-0.4﹚m㎡

4

8

12

>0.4 m-

不许有

不许有

不许有

           交货水分    ≤

6.0-10.0

卷筒接头

个/卷

1

2

3

色调参考值

l*

 

≥70.0

a*

﹣2.0-﹢2.0

b*

﹤10.0

同班次纸的色差﹙△E﹚           ≤

 

1.5

2.0

------

工艺流程

ONP脱墨新闻纸制浆主要流程为:链板输送机→鼓式碎浆机(高浓水力碎浆机)→高浓除砂器→孔筛(粗筛)→预浮选槽→低浓除砂器→精筛(缝筛)→#1真空多盘过滤机→螺旋挤浆机→加热螺旋→热分散机→高浓漂白塔→后浮选槽→#2真空多盘过滤机→贮浆塔[2]

关于脱墨

在二次纤维回用过程中,废旧报纸占据很大比例。报纸的油墨是以粘着剂作为载体,通过印刷的方式将油墨粘附固着于纸张上。脱墨作用与印刷作用相反,必须首先破坏油墨粒子与纤维之间的吸附力,这就需要经物理作用及化学变化,使油墨粒子从纤维上剥离下来[3]

工艺优势

    利用ONP脱墨新闻纸制浆的优势:

1.市场上废旧新闻纸来源广泛且价格低廉;

2.提高废旧新闻纸的利用效率,节约森林资源;

3.利用废旧新闻纸制浆可以扩大废纸利用的途径,节约生产能源消耗且减少环境污染;

4.利用废旧新闻纸脱墨生产新闻纸制浆可以有效的减少生产成本,提升企业经济效益;

5.从投资建厂的角度着眼,利用废旧新闻纸脱墨工艺制浆在质量、成本、市场、投资等方面都有其优越性[4]

市场现状

2013年报业国内新闻纸采购量约为310万吨~320万吨,而国内新闻纸产量在今年没有大变化的情况下约为380万吨左右,国内新闻纸市场仍然供大于求。而如果国内新闻纸价格持续低迷,下半年国外新闻纸进口到中国也将有一定难度。在这种明显不利的市场条件下想要在新闻纸产业中获利甚至占据一席之地,那么就必须具备市场竞争力。但是如果使用机械磨木浆生产新闻纸,不仅会因为生产成本过高导致利润微薄,甚至可能因此而亏本。因此,价格低廉的废旧新闻纸成为制浆原料的首选。

研究进展

近年来,废纸制浆方面有了长足的发展。在工艺流程方面,有研究提出要合理、综合利用一系列生产设备,以此来替代(精简)热分散机、轻质除砂器等除去胶粘物的设备,降低生产设备的投资。通过降低碎浆温度的方法使胶粘物密度大于水以便在除砂器中除去,除此之外,优于温度降低,胶粘物硬化,可以用细筛筛除硬化的胶粘物[5]。除了工艺流程方面,在碎解、筛选、浮选和漂白方面均有新的技术或设备上的突破和进展[6]

发展趋势

    从市场的角度来看:现今国际新闻纸市场明显呈现供大于求的供求关系,国外的废纸制浆的市场已经趋于饱和,多出的部分将会涌入亚洲市场。而和北美、日本等已成熟停滞的市场相比,我国新闻纸市场仍然有发展的空间。虽然国内市场和国际市场同样和呈现供大于求的供求关系,且由于国外竞争者加入的关系似的竞争压力变大,但是同外国竞争者相比,国内企业在运输距离、销售费用、供货方式等方面均占有一定优势[7]

    从技术的角度来看:现今废纸处理工艺与技术装备已经趋于成熟,而且不断有新的发展。以广州造纸有限公司、中华纸业有限公司和南平造纸厂为代表的企业,分别从国外引进脱墨生产线或主体设备,采用新的浮选—洗涤综合法处理废旧新闻纸[8]

    从环境的角度来看:现今的造纸行业正朝着环境友好型、资源节约型企业的方向发展,二次纤维的回收利用已经成为主流。

主要问题

    在我国,废纸制浆的发展仍然有一定的问题存在:

1.对进口废纸依赖性高;

2.废纸回收率低,产业化程度低;

3.纤维资源、能源和水资源缺乏[9];

4.企业缺乏创新意识,缺乏关键技术;

缺乏共性技术平台,在基础研究和应用研究方面欠缺[10]

2.3 总结部分

现如今,不论是从市场竞争、技术发展、环境友好还是资源节约的角度来看,废纸制浆工艺成为各个纸厂制浆工艺的首选。

我国的市场仍有发育的空间,伴随着机遇而来的还有由于国外市场趋近于饱和甚至于停滞而大量涌入的外国企业带来的竞争压力。国内的新闻纸企业应通过竞争实现兼并重组,留下具有竞争力的