【正文】 ................................................... 34 制藥機(jī)的設(shè)計計算 ........................................................................ 34 吸收塔的設(shè)計計算 ........................................................................ 34 第 節(jié) 制漿單元的主要設(shè)備設(shè)計和計算 ............................................ 36 制漿單元設(shè)計計算 ........................................................................ 36 原料準(zhǔn)備階段設(shè)備的介紹 ............................................................. 36 浸漬機(jī)的設(shè)計及計算 .................................................................... 37 催化反應(yīng)器設(shè)計及計算 ................................................................ 37 移動料倉設(shè)計及計算 .................................................................... 38 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 3 連續(xù)管式反應(yīng)器設(shè)計及計算 ......................................................... 38 第 節(jié) 設(shè)備一覽表 ............................................................................... 39 制藥單元的設(shè)備一覽表 ................................................................ 39 制漿單元的設(shè)備一覽表 ................................................................ 41 第 節(jié) 管道 系統(tǒng) ................................................................................... 42 管徑選擇 ........................................................................................ 42 管徑表 ............................................................................................ 42 第 節(jié) 自控儀表 ................................................................................... 45 第 6 章 操作規(guī)程 ......................................................................................... 48 第 節(jié) 制藥機(jī)的操作規(guī)程 .................................................................... 48 制藥機(jī)的操作規(guī)程 ........................................................................ 48 ................................................................................ 50 第 節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備簡單操作規(guī)程 ............................................................ 51 泵的操作規(guī)程 ................................................................................ 51 羅茨鼓風(fēng)機(jī)的操作規(guī)程 ................................................................ 52 換熱器的操作規(guī)程 ........................................................................ 53 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................... 56 符號說明 ....................................................................................................... 58 致謝 .............................................................................................................. 59 附錄 .............................................................................................................. 60 RRF290 型羅茨鼓風(fēng)機(jī)介紹 ..................................................................... 60 板式換熱器介紹 ........................................................................................ 61 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 1 第 1 章 前言 國家十二五規(guī)劃明確指出要加快節(jié)能減排新技術(shù)、新裝備的產(chǎn)業(yè)化研發(fā)和應(yīng)用，推廣棉漿粕黑液治理，加大對粘膠廢水的治理和回收。目前，國內(nèi)外的制漿工藝主要存在氧堿法、堿 過氧化氫法、過氧化氫強(qiáng)化的氧堿法和連續(xù)法制漿等低污染的制漿工藝，對于解決棉短絨制漿過程中存在的得率低、污染嚴(yán)重等問題取得了很大的進(jìn)步，但仍存在制漿得率低，纖維降解嚴(yán)重，且污染嚴(yán)重，黑液色澤深，有機(jī)物濃度大，治理困難，治理費(fèi)用較高等問題。因此，科技部在十二五期間，提出了天然纖維素清潔制漿集成技術(shù)產(chǎn)業(yè)化及示范的項 目，本文主要是對該項目的初步設(shè)計，期望能夠為整體項目提供參考。 通過查閱各種文獻(xiàn)，了解國內(nèi)外的棉短絨制漿工藝，然后與本工藝進(jìn)行對比，找到本工藝的創(chuàng)新點(diǎn)四個，用羥基自由基活性氧和堿液的混合溶液作為藥劑，使液比減少為 1~； 用 KOH 代替 NaOH，黑液轉(zhuǎn)化為鉀肥，實(shí)現(xiàn)資源的充分利用；采用連續(xù)管式蒸煮器；浸漬機(jī)有帶式輸送代替螺旋輸送。 查閱粘膠纖維用棉漿粕的標(biāo)準(zhǔn) ，提供評價本工藝產(chǎn)品是否能夠合格的標(biāo)準(zhǔn)；查閱各種原料的介紹，提供原料的物化性質(zhì)和質(zhì)量指標(biāo)，為使用者提供方便；查閱各種化工設(shè)計手冊，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和市面上的各種 設(shè)備，為本工藝初步選擇合適經(jīng)濟(jì)的設(shè)備；查閱各種工藝流程圖設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，提供細(xì)致準(zhǔn)確的工藝流程圖；通過經(jīng)常向老師請教，了解實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)注意的各種問題，學(xué)習(xí)實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計的各種經(jīng)驗數(shù)值和實(shí)際生產(chǎn)中的優(yōu)化選擇及經(jīng)濟(jì)效益。 通過一個學(xué)期的查閱文獻(xiàn)和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)手冊，參觀中試實(shí)驗室和老師的各種指導(dǎo)，初步完成了年產(chǎn)三萬噸的棉短絨清潔制漿的工藝包設(shè)計，即設(shè)計說明書的書寫，工藝流程圖，帶控制點(diǎn)的工藝流程圖，平面布置圖的繪制。由于時間和能力的限制，本工藝包只是初步的設(shè)計，期望能夠為天然纖維素的清潔制漿集成技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化提供初步的 參考。 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 2 第 2 章 文獻(xiàn)綜述 第 節(jié) 研究棉短絨清潔制漿工藝的意義 纖維是形態(tài)學(xué)上的概念，是指一種長度與截面直徑之比較大、具有一定柔性和強(qiáng)度的細(xì)長物體。按原料進(jìn)行分類，纖維素通?？煞譃樘烊焕w維（包含植物纖維和動物纖維）和化學(xué)纖維（包括人造纖維和合成纖維）。植物纖維素原料品種繁多，大體上可分為兩類：木材纖維素原料（針葉木、闊葉木）和非木材纖維原料（竹類、禾草類、韌皮類、籽毛類等）。植物纖維是造紙工業(yè)的主要原料，許多植物纖維（如棉、麻類）也是紡織工業(yè)的重要原料，革制品工業(yè)也離不開植物纖維 [1]。 我國森林資源豐富，森林覆蓋面積只有國土總面積的 12%，人均占有森林的面積更少。世界總計紙漿產(chǎn)量中木漿占 95%以上，而我國只占 %。商品漿更少，而且紙漿技術(shù)發(fā)展緩慢，難以滿足國內(nèi)需求。我國禾草類制漿在世界上占有重要的地位，但其纖維較短，不能滿足一些高級紙張的要求。 棉纖維在各種天然纖維素中，纖維素含量最高，纖維柔韌，細(xì)長，彈性好，強(qiáng)度好，抗稀酸、抗堿能力強(qiáng) [2]，為優(yōu)良的紡織原料。各種棉渣、紗頭、地弄花、棉短絨、破布等紡織行業(yè)下腳料與廢棄物均可用于造紙行業(yè)，一般高檔特種紙，如鈔票紙、證券紙以及高檔生活 用紙等為達(dá)到特殊的要求，常用棉纖維為原料。 我國是產(chǎn)棉大國，皮棉年產(chǎn)量最高達(dá) 70600 萬噸，棉短絨也有幾十萬噸，是不可忽視的優(yōu)質(zhì)長纖維資源。但在 1949 年以前，棉籽基本上不剝絨，新中國成立后才開始仿制鋸齒剝絨機(jī)，并逐步在全國各棉區(qū)推廣使用，隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，棉短絨的用途越來越廣。幾十年來我國化纖、造紙及纖維素衍生物等行業(yè)以及軍工部門都建立了棉短絨制漿廠。據(jù)統(tǒng)計， 2020 年我國棉花產(chǎn)量約為 760 萬噸 [3]，因此，利用棉短絨制漿具有重要的意義，但是棉短絨的剝絨生產(chǎn)還存在生產(chǎn)工藝不完善，技術(shù)力量 不足等問題 [4]，致使后續(xù)的制漿過程必須有嚴(yán)格的除雜。 國 務(wù)院 《 “十二五 ”節(jié)能減排綜合性工作方案》，引導(dǎo)企業(yè)采用先進(jìn)的節(jié)能新工藝 、新技術(shù)和新設(shè)備，提高能源利用效率，促進(jìn) “十二五 ”期間節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn) 。目前國內(nèi)棉短絨制漿采用傳統(tǒng)的高溫、高堿的蒸煮和含氯漂白工藝，制漿得率低，纖維降北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 3 解嚴(yán)重，且污染嚴(yán)重，黑液色澤深，有機(jī)物濃度大， COD 達(dá) 5 104mg/L， pH 高，治理困難，嚴(yán)重制約了我國棉短絨制漿的發(fā)展。因此，研究清潔制漿新工藝，解決污染問題，對我國棉短絨制漿業(yè)的發(fā)展，環(huán)境和水資源的保護(hù)具有重要意義。本文主要研究利用棉短絨制粘膠纖維用棉漿粕的生產(chǎn)清潔工藝，意在降低黑液濃度的情況下，實(shí)現(xiàn)資源的充分利用，并提高制漿得率和制得的棉漿粕的性能。 第 節(jié) 棉短絨制漿的原材料介紹 棉短絨介紹 棉短絨是棉籽剝?nèi)テっ藓笕愿街诿拮焉系亩探q [5]。其平均長度在 2~6mm。每噸棉籽可剝?nèi)∶薅探q 35~80kg。棉短絨是一種很純粹的纖維素材料， α纖維素含量高達(dá)95%，其他雜質(zhì)含量較低 （ 如表 21），因此它的分離和精制較其他植物纖維容易，而且得率高， α纖維素含量也高 [ 7]。棉短絨是輕工業(yè)、軍工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥工 業(yè)的重要物資 [8]。 表 21 棉短絨的化學(xué)組成 組分 組成 未精制 精制 纖維素 90~91 ~ 脂肪和蠟質(zhì) ~ ~ 果膠和多縮戊糖 1~ 木質(zhì)素 3 灰分 1~ ~ 隨著時代的發(fā)展，我國的棉短絨分級標(biāo)準(zhǔn)也進(jìn)行了更新 [9]，現(xiàn)在國家的新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 (GB/T202232020)，棉短絨類別按纖維長度分，有一類絨、二類絨、三類絨三種。一類絨是指纖維手扯長度在 13mm 及以上的棉短絨，一般為頭道絨；二類絨是指纖維手扯長度在 13mm 以下，其中長 3mm 及以下的纖維 質(zhì)量占纖維總質(zhì)量的 58%及以下的棉短絨；三類絨是指纖維手扯長度在 13mm 以下，其中 3mm 及以下的纖維質(zhì)量占纖維總質(zhì)量的 58%及以上的棉短絨，色澤呈白色、灰白色或棕色。棉短絨纖維粗短，成熟度比長纖維好，理化性能與細(xì)絨棉相同。 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 4 棉短絨含有很多棉籽殼等雜質(zhì)，需在進(jìn)行反應(yīng)前將其除去。而其中的棉籽殼也是一些工業(yè)中的原材料 [10]，可以充分利用。 按國家標(biāo)準(zhǔn)（ GB/T202232020）規(guī)定，一類絨的等級依據(jù)等級條件，對照實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)分為三級。各級實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)為各級的最低限，對照時如低于上一級標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)定為下一標(biāo)準(zhǔn)；低于三