年生产2万吨漂白竹浆制浆厂设计书Word格式.docx
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竹片规格:
竹片长10~25mm竹子切片设备采用刀盘式切竹机。
竹片露天贮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。
备料工段的工艺流程大致如下图:
外购竹片
竹护f切竹机f傭选f竹片瓏场f洗涤器-螺施脱水机f畑工段
1丨1
竹屑送£
•锅炉烧——污水净化条统
朵物
3.4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香基木素结构单元。
此外,竹子中还含有5%-10%勺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或横管式连续蒸煮器。
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1.5-2h,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
蒸球蒸者
立锅蒸煮
横管连续蒸煮器蒸煮
装锅量(绝干竹片)
180〜220Kg/m3
220~230Kg/m3
进料量110〜160Kg/min
液比
1:
2.4~3
3~3.5
1:
2.4〜2.8
用碱量(氧化钠计)
18%~22%
15%~18%
18%~20%
硫化度
15%~25%
16%〜22%
最高蒸煮压力(MPa
0.55~0.65
0.65~0.7
0.6〜0.7
最高蒸煮温度
—
165左右
165~170左右
加热方式
直接加热
间接加热辅以直接加热
蒸煮时间
4h
4~5h
45~48min
粗浆硬度
10~18
14~18
黑液残碱
9〜16g/L
10~16g/L
综上,可考虑使用横管连续蒸煮器进行蒸煮
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。
如图流程所示:
3.6漂白工段
与木材纤维不同,竹子纤维纹孔少而且小,在漂白过程中漂液必须从纤维锥形末端渗入,
而未漂竹浆存在大量半纤维素在漂白时膨胀,使漂液渗透困难,另外未漂浆的木素中存在25%左右的缩合木素不易溶解。
因此,竹浆在不损伤纤维强度的情况下漂白到90%(ISO)的白度是
很困难的。
传统的CEH三段漂废水污染过大,而TCF漂白工艺成本较高,故采用ECF漂白工艺。
ECF漂白可采用ODEOF流程或OD0(E/O)D1D流程,氧脱木素(O段)废液可直接逆流回用至洗涤工段,进入碱回收系统,两段氧脱木素后脱木素率可达60%具有环境污染少、纸浆得率和粘度较高、白度稳定、脱水性能好、漂白费用低等优点。
氯化段用二氧化氯完全代替氯气,提高浆料强度,大大改善废水质量,有利于减轻环境污染;
碱处理段加氧气及过氧化氢,以便改善浆的质量,降低废液色度、减少后段二氧化氯用量,进一步减少漂白废水污染物的含量;
最后一段二氧化氯漂白,在浆料达到高白度的情况下仍保持较高的强度,漂后浆白度能达到88%-90%(ISO),且浆的粘度能保持在650cmVg以上。
硫酸盐法竹浆的漂白工艺示例如下表:
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-D
O-C/D-E0-D
漂前浆硬度
12~17(K值)
9~14(K值)
15(kappa值)
氧脱木素段
O2用量
2%~3%
NaOH用量
2.5%~4%
MgSO4用量
0.3%~0.5%
浆浓
10%~12%
漂白温度
100C
漂白时间
80min
出氧段浆kappa
值
8
终点pH值
11~12
氯化段
氯气用量
5~5.6%
2.6%
2~2.5%
二氧化氯用量
1.0%
0.95~1.2%
3%
10%
反应温度
常温
60C
反应时间
50~60min
40~60min
50min
氯化后pH值
2.5以下
氯化后残碱
<
O.1g/L
0.1g/L
w0.1g/L
碱处理段
用碱量
1.5~2%
2%
用氧量
0.5%
碱处理温度
48~52C
85C
碱处理时间
120min
浆度
9%~12%
碱处理后pH值
8~11
H段
用氯量
1.5%~2%
0.8%
漂白浆浓
35~38C
36C
270min
150~180min
漂白过程pH
漂白终点pH
7~8
8~8.5
D段
0.6%
二氧化氯浓度
8—10g/L
8—10g/L
11%
180~210min
180min
70C
75C
3.5~4.5
5.5~6.0
表5
几种漂白工艺比较表
漂白工艺
漂店浆白度鳴(馬0)漂话浆粘度屏g
C-E-H
S2
35()
(:
-Ep-H
R3
550
+D)-E/0-H-D
86
650
0-C/D-Eo-D
88
680
为了减少污染和氯的使用量,同时可以提高浆白度和浆粘度,采用O-C/D-Eo-D漂白工艺
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
%
40
2
撕竹机损失率
0.4~0.6
3
筛选损失率
2.5~3
4
粗浆液比
1:
(3~4)
5
粗浆得率
43
6
蒸煮锅喷放含量
7
喷放锅出浆含量
压力洗涤机进浆含量
1.2
9
压力洗涤机出浆含量
12
10
压力洗涤机喷水量
t/t风干浆
11
压力洗涤机纤维损失
0.2
高频振框平筛进浆含量
13
高频振框平筛出浆含量
1.0
14
高频振框平筛尾浆含量
15
高频振框平筛尾浆率
16
一段CX筛进浆含量
17
一段CX筛出浆含量
0.8
18
一段CX筛尾浆含量
2.0
19
一段CX筛尾浆率
以进一段为基准
20
二段CX筛进浆含量
21
二段CX筛出浆含量
22
二段CX筛尾浆含量
2.5
23
二段CX筛尾浆率
以进一段CX筛量为基准1
24
双磨盘进浆含量
25
锥形除渣器进浆含量
0.6
26
锥形除渣器尾桨含量
一、二段
27
3.0
三段
28
一段锥形除渣器排渣率
对进浆量
29
二段锥形除渣器排渣率
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
0.5
32
圆网脱水机出浆含量
3.5
33
圆网脱水机喷水含量
5.44
34
圆网脱水机纤维流失
对近一段CX筛浆量
35
筛选总损失
36
氯化塔浆料含量
37
真空洗浆机进浆含量
38
真空洗浆机出浆含量
39
真空洗浆机喷水量
对每吨风干浆
真空洗浆机纤维流失
以进氯化塔纤维为准
41
氯化损失
42
碱化塔浆料含量
碱化损失
44
漂白塔浆料含量
45
漂白损失
46
漂白总损失
47
碱处理塔浆泵含量
48
漂白塔浆泵含量
49
蒸煮用碱量
g/L
硫化度20%
4.2浆水平衡计算过程
以一吨风干浆(10%水分)为计算基础。
单位:
纤维(Kg),液体(L)
清水Wi
3#真空洗浆机
漂后贮浆池
Qc
勺送抄纸车间
漂后贮浆池计算
Q=900C=3%6=10%
计算:
V1
Wi
Q
C
C1
V
900
30000
9000
Vi
21000
漂白段平衡计算
已知漂白总损失d1=8%,进入漂白段的浆料含量C2=3.5%,由此得
Q900
进入漂白段的绝干纤维量Q2==978.26
1d11-8%
进入漂白段的浆料含量
V2
Q2978.26
27950.31
C23.5%
漂白纤维总损失量
QQ2Q978.26900
其分段损失量计算如下
A.氯化塔平衡:
已知:
V2=27950.31
C2=3.5%
C3=3.0%
水W3
计算:
由于氯化损失只有在氯化后洗涤才能排出,所以
氯与水的比为1:
Q2Q3
氯化用量二Q*有效氯用量=978.26*6%=58.69
W21467.39
得出V332608.69
W3V2-V2-W2=3190.99
B.1#真空洗浆机平衡:
W5
*1#真空洗浆机
W4
Q4c
Q3
V3
C3
Q3978.26
V3=32608.6969
C3=3%
C4=1.2%
氯化损失率d=1.5%
Q6—C6
V6
1#水封池
洗涤损失率d=0.5%
C610%
W510000
螺旋输送器
从氯化塔排出的浆料含量为Q=3%,
而真空洗浆机要求浆料入口含量为1.2%,
故加水稀释为W4,并将真空洗浆后水封池视为清水
W
2(d
81521.74
V348913
2+d3)=19.56
Q5958.69
9586.9
W5V6
0.0239%
C.螺旋输送器平衡
1#真空洗浆机
Q6C6
碱液、清水、蒸汽
双辊混合器
Q6
958.69
C7
8%
W6
QI?
碱化塔
Q7Q6=958.69
V7=11983.625
W6V7Ve2396.725
D.碱化塔平衡
Q7C7
V7
W7
3#水封池
Q8C8
V8
Q7=958.69叶V7=11983.625
I知:
C78%
C83%
Q8Q7
V831956.33
W7=V8-V7=19972.7
2#真空洗浆机
E.2#真空洗浆机:
W8
Q9C9
V9
C10
W9
V10
Q8
31956.33
2#水封池
”2#真空洗浆机
C8
C9
Q9
卄5
1.2%
958.69;
1V979890.33;
W847934.5S
V11
Q1039.13;
Q11919.56;
V119195.6
V10螺旋输送器匚3;
C10°
.°
485%
碱处理损失率d4=3.5%
洗涤损失率d5=05%
10000
F螺旋输送器:
Q11
919.56
9195.6
漂液、清
水、蒸汽
W10
Q11C11
C12
.螺旋输送器
Q12
V12
11494.5
2298.9
订漂白塔
G漂白塔
已知:
Q12
V12
C13
W11
清水
Q13
V13
C13
Q13919.56
V1330652
W1119157.5
H3#真空洗浆机
漂白塔
W13
W12
Q5
V15
C15
C141.2%
Ci10%
W1310000
漂白处理损失率d6=3.5%
洗涤损失率d7=0.5%
Q1C1
Q14=919.56
;
V1476630;
W12
45978
Q15
19.56
Q1900;
V1
90000
V15
W13
V14V177630
C15
0.025%
精选浓缩段计算
已知筛选总损失率为2%一段CX筛进浆含量1.0%。
因此就有:
进一段CX筛绝干纤维量:
Q6=-Q匚=998.2251d8
进一段CX筛绝干浆料量:
V16Q^99822.54
C16
筛选段总损失量:
Q'
'
Q16Q219.9645
A.一段CX筛平衡计算
高频振框筛
已知
Q16C16
V16
Q16998.2254V1699822.54
C161%;
C172%
C18=0.8%;
d9=10%
W14
计算
段CX筛
Q17C17
Q18
V18
C18
V17
高位箱
Qi7=99.82254;
V174991.1250;
Q18898.4029;
V18112300.3625
W1417468.94
冲浆槽
B.高位箱平衡计算
Q1799.82254;
V4991.1250
C172%;
C201%
Ci9=2.5%;
dio=2%
Qi9=Qi6dio=19.9645V19798.58
Q20Qi7+Qi9=ii9.787V20ii978.7
Wi56i88.995
C.二段CX筛平衡计算
Q20C20
V20
Wi6
二段CX筛
Q2iC2i
V2i
渣浆槽
C2i2.5%;
Q20ii9.787
V20ii978.7;
Q2ii9.9645
798.58;
C220.8%
Q22C22
V22
Q22Q2dQ2=99.8225V22i2477.8i25
Wi6=V22+V2~V20=i297.6925
D.渣浆槽、圆磨盘平衡
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