【導讀】題目：年產20萬噸灰底白板紙造紙工廠初步設計。南京林業(yè)大學本科畢業(yè)設計

　　

【正文】 而 降低成本 。 是否加填，選用何種填料，加用多少填料，都要根據紙張最終用途而定。對于大多數紙種來說，為了提高紙張的不透明度、亮度、平滑度、柔軟度、光澤度、尺寸穩(wěn)定性等，加填是必須的。加填量要適量，既要 取得預期的光學性能和其他性質，又要盡量減少對物理強度和施膠度的影響。 可用 碳酸鈣為填料，以提高不透明度、白度、手感和印刷性能等優(yōu)點 所以選擇碳酸鈣做為填料比較好。 GCC 作為填料，目前多只用于中性施膠或不施膠的紙頁以及薄頁印刷紙中。 GCC 比 PCC 便宜， GCC 的優(yōu)點是白度高，顆粒細，能顯著提高紙張不透明度、油墨吸收速度快，且成紙較柔軟、緊密而有光澤，是較理想的造紙?zhí)盍稀?所以用 GCC 比較好。 但隨著碳酸鈣用量的增大， AKD 在紙漿纖維上的有效吸附量越來越少，會造成施膠性能的下降。 南京林業(yè)大學本科畢業(yè)設計 12 調色劑的選擇 白度是 白板 紙的一個重要指標，所謂紙張白度是指白色或接近白色的紙表面對藍光的反射率，以相對藍光 照射氧化鎂標準板表面的反射百分率表示。隨著科技的發(fā)展，用戶對紙 和紙板 白度的要求越來越高， 然而 白度的提高對人眼的刺激作用也越來越大，如何在提高紙張白度的同時 改善視覺效果， 從而 保護人們的視力，是 研究人員 研究與探討的方向。 熒光增白劑 (OBA)為具有共軛雙鍵結構的有機化合物 ， 即有能激發(fā)熒光的胺基磺酸鹽基因，同時又帶有能吸收紫外光的芳香胺、脂肪胺或其衍生物的基因，它能將吸收的紫外光轉為藍光，可以抵消紙漿中的淡黃色，取 得顯白作用，熒光增白劑不但不會降低紙張的反射強度，反而會使其有所增加，取得更高亮度。 若單一使用 熒光 增白劑來提高紙張白度，勢必造成 生產 成本 的 增加，而隨著增白劑用量的增加，紙張的白度趨于一個飽和值，且對人眼的刺激作用也越來越大，因此在傳統(tǒng)造紙工藝中往往加入少量的藍色染料 —品藍 ， 得到良好的效果 。 紙張纖維總是略顯黃色至灰白色，即使經過漂白處理也依然如此，這是因為紙漿纖維中所含木素傾向于吸收波長在 nm的紫色和藍色光譜所致。在紙漿中加入藍紫色染料 （品藍） ，既能起互補作用，使其在肉眼觀察 下反映出純白色，又能提高紙張的不透明度，使紙張顯白。 調色劑 加入到混合漿池中。 消泡劑 紙漿中如含有較多的細小氣泡，勢必會導致泡沫的形成。泡沫不但會給紙漿的泵送帶來麻煩，還會影響到紙張的施膠效果。如果在流漿箱附近出現大量泡沫，則必然會影響到紙漿在網上的濾水以及紙張的成形。泡沫還會集結木漿中的天然樹脂，加劇樹脂障礙。另外，在洗滌過程和黑液回收過程，泡沫還會給操作帶來很多麻煩，影響洗漿質量和黑液的回收。消泡劑用量通常為 ~%（對漿量）。可以在發(fā)生泡沫的場所或在其稍前處，加入消泡 劑。 南京林業(yè)大學本科畢業(yè)設計 13 濕部化學品的 使用及加入方式 ① 陽離子淀粉：糊化后配成 %的濃度 ， 過篩加入配漿池中 ， 用量 1%。 ② 噴淋淀粉： 未經蒸煮的淀粉懸浮液 ， 用于增強紙幅層與層之間的強度。 ③ ASA 膠 ：用 2 份清水按 1:2 稀釋 ， 在 壓力篩出口 處 計量連續(xù)加入 ， 用量 為%%。 ④ 助留劑： CPAM 溶解后配成 %的濃度 ， 在流漿箱前計量連續(xù)加入 ， 用量 150250 mg/l。 ⑤ 填料：研磨碳酸鈣 （ GCC） 配成 10%濃度后 ， 過篩計量連續(xù)加入 混合漿池 中 ， 加填量 10%。 ⑥ 調色劑：熒光增 白劑用量 %， 品 藍用量 %。 ⑦ 表面施膠劑： M（ PVA） ∶ M（氧化淀粉）為 1:2；施膠工藝為先將熬好的氧化淀粉及 PVA 膠中混合 ， 調節(jié)到 15%18%的濃度 ， 溫度控制在 60℃ ， 施涂液位盡可能高且穩(wěn)定 ， 控制適當的回流量。 其他如消泡劑用量 %對成品加入到網部白水槽中；殺菌劑 10ppm 對成品加入到白水塔中； PAC 聚合氯化鋁 %加入到損紙塔中。 供漿系統(tǒng) 經過打漿和調料的紙料 ， 一般還不能直接用來抄紙。要抄出勻度良好的紙頁，一般 都要把紙料稀釋成很稀的 纖維懸浮液，以保證充分良好的分散，經網部濾 水后才能形成均勻的紙頁。同時，紙料中還有一些雜質，這些雜質對成紙的質量、設備的保養(yǎng)，紙機的操作都有一定的影響，因此在上網 之 前必須做相應的處理 而去除之 。 通過供漿系統(tǒng)的處理向 紙機提供符合造紙機抄造要求的紙料。為造紙機高效率的正常運行和生產優(yōu)質的產品提供重要的前提條件。 南京林業(yè)大學本科畢業(yè)設計 14 漿料混合 由于生產原料是闊葉木漿 和廢紙漿 ，還包括一部分的損紙漿組成。因此在通過流送系統(tǒng)把已制備好的漿料送往造紙機前，必須按正確的比例做好不同紙漿的配漿和混合。各種漿經過制漿車間的處 理后到達成漿池，然后按當時所生產產品的漿料配比 送至 面、襯、芯、底的四個混合漿池，再 進一步打漿至抄紙要求。同時可在混 合 池中加入少量調色劑，可提高紙的白度。 調節(jié)的目的是為了穩(wěn)定提供紙機紙料的濃度，保證紙機正常的操作，防止紙頁定量波動。 漿料貯存 紙機的正常生產，要求連續(xù)不斷 地 供應質量穩(wěn)定的漿料。由于是采用 多 種紙漿混合抄造 紙板， 為了使由打漿設備或配料設備間斷或連續(xù)供應的漿料能滿足紙機連續(xù)生產的要求， 避免 因打漿設備或配料設備暫時停機而影響紙機生產，就需要有一定數量的貯存漿料的設備 。 漿料貯存裝置 一般稱之為貯漿池，按其在流程中的位置和所起的作用不同，有不同的叫法，如打漿前的貯漿池叫叩前池，打漿后稱之為叩后池，將集中漿按比例混合作用的叫混漿池，起調節(jié)和穩(wěn)定濃度或輔料混合作用的叫調漿池，調節(jié)后能供紙機使用起緩沖和保證穩(wěn)定連續(xù)提供紙機用漿的貯漿池稱之為成漿池或紙機抄前池。 其中裝有攪拌器對漿料進行攪拌。 貯漿池必須有足夠大的容積，確保整個生產系統(tǒng)在較長時間內能維持連續(xù)不斷的工作，各工序的貯漿量由生產規(guī)模所決定，一般中、小型工廠應能維持各工序 2~4h 的生產用漿。 其作用如下： ① 使各臺打漿設備或配料機送來的漿 料配比，濃度、打漿度、膠料、色調等混合均勻。 ② 防止纖維和填料發(fā)生沉淀，使供給紙機的漿料濃度穩(wěn)定。 ③ 貯存一部分漿料，在配料機或造紙機偶然停機時不致影響生產。 貯存池同時起到混合和貯存的作用。配漿后成漿池的大小主要取決于紙機的生產能力和漿料濃度。在漿料濃度為 %時，一般要求其容量能維持紙機連續(xù)南京林業(yè)大學本科畢業(yè)設計 15 生產的時間是：高速紙機為 3060 min，中低速紙機為 h。對于要求較高的紙種，貯存池的容積應增大一點，這樣有利于減少各種配漿、濃度和打漿度的波動，以免影響紙機生產和成紙質量。所以根據 間歇配漿的特點，采用 4 個直立式混漿池。然后再分別輸送至 4 個紙機漿池。 沖漿稀釋 紙機漿池后的成漿泵送往高位箱的漿料必須具有穩(wěn)定的濃度，以保證后面工序紙頁定量控制的精確。因此在成漿泵的進口或前一個漿池 (混漿池 )的抽漿泵進口管上插入一根稀釋水管來進行濃度調節(jié)。 調漿箱是一個裝置在成漿池和除砂設備之間用來調節(jié)送往紙機漿量的開口方形箱。其制造材料可采用木板 、 塑料板及不銹鋼板等。因為紙料的稀釋也在這箱中進行，所以也叫混合箱。 它的作用：一是調節(jié)送往紙機的漿量，使紙張定量穩(wěn)定；一是調節(jié)紙漿 濃度，以利 除砂和篩漿機篩選，并使紙料混合均勻 。紙料的稀釋一般采用調漿箱、地下稀釋池和泵內稀釋等三種方法。 成漿泵采用一般的離心泵，但國外也有采用帶變頻調速電機的漿泵，這種情況下，可以不用高位箱，而是直接將漿料送往沖漿泵，這樣做的有點是簡化了流程，減少了能耗，流量及壓力控制更精確。但自動化控制比較復雜，要求也較高，濃度調節(jié)必須在成漿池之前完成，多用于多長網紙板機 [12]。（本設計采用變頻調速電機漿泵，不設高位箱） 漿料的凈化篩選 凈化的目的在于除掉漿料中的相對密度較大的雜質，如沙礫、金 屬屑等。篩選的目的在于除掉漿料中相對密度小而體積大的雜質，如漿團、纖維束等。 制成均勻分散的纖維懸浮物。 送往造紙 車 間的紙料內含有礦物質、金屬、漿團、纖維束、橡膠和塑料等。這些雜物的來源是礦物質，多是沙子，它是從填料和原料備料不凈夾帶而來的。金屬粒，來自打漿設備刀片磨損以及工藝設備受腐蝕剝落下來的碎片。漿團，多是從打漿、配料、除渣及輸漿管道等設備內壁上脫落下來的。纖維束，是來自打南京林業(yè)大學本科畢業(yè)設計 16 漿和精磨過程中沒有磨散的纖維束。 紙料中各種雜質的存在，會使造紙廠以及印刷廠的設備損壞。含有沙礫的紙張，在壓光后會出現砂眼，同 時會損壞壓光機的輥筒。紙料中的漿團和纖維束，會給紙張造成斑點，以及在壓榨部分產生洞眼或斷裂。紙料中的金屬雜質會給設備造成一定的損害。因此，紙料在進入造紙機之前進行精選是非常重要的。 利用比重不同從紙料中出去泥沙等雜質的設備，稱為凈化設備（如錐形除渣器）；而利用形狀大笑的差異從紙料中除去漿團、纖維束等雜質的設備，稱為篩選設備（如旋翼篩），在一般情況下，為了得到較好的凈化和篩選效果，這兩類設備是結合起來使用的。 由于采用的原料主要是成品漿板及廢紙漿，輔以少量的損紙漿，因而雜質較少，故采用錐形除渣器除渣就可 以了。對于白紙板，面漿和底漿的質量要求較高， 紙漿需要較高的潔凈度，所以 為了達到一定的質量指標，采用一級三段除渣。 錐形除渣器在一般情況下不單獨使用，而使若干臺組合起來使用。多段 排列是為了減少流失，降低排出漿渣中的好纖維含量，多級排列則是為了進一步提高良漿的質量。造紙機前的凈化系統(tǒng)，普遍以采用一級處理為宜，進行多段處理，可以適當減少纖維流失，但每增加一段就要增加一段的動力消耗，因而在一般情況下，多采用三段。 另外，相對密度大而體積小的雜質大多比較堅硬，對設備有所磨損，所以把凈化放在篩選前面，以延長篩 板壽命。 而襯漿和芯漿因要求相對不高，所以 只進行 篩選。 流送上網 流送 上網系統(tǒng)的作用 是按照造紙機車速和產品的質量要求，將紙料流送系統(tǒng)送來的大股紙料流，經上網系統(tǒng)處理，均勻、穩(wěn)定地沿著造紙機橫幅全寬流送上網。 流送系統(tǒng)可分為：開啟式、半封閉式和封閉式三種。封閉式流送系統(tǒng)自成漿池的輸漿泵起直到把紙機送上造紙機成型網，全系統(tǒng)都是不與空氣接觸的密閉流程。這種系統(tǒng)采用密閉形式的設備進行配漿、精選和除氣。在中高速的造紙機上，大都采用密閉式流漿箱，這些紙機都要求選用封閉式供漿系統(tǒng)。 流漿箱由布漿裝置 、整流裝置和上網裝置 三 部分組成。 南京林業(yè)大學本科畢業(yè)設計 17 布漿器的作用是將篩選凈化系統(tǒng)送來的漿料均勻 地 分布到流漿箱的堰池中，以保證紙機橫幅上網漿料的均勻一致。一個高效率的布漿器必須使紙機全寬的漿壓相等，不會使?jié){料產生脈沖，又無死角產生腐漿，內壁必須光滑以免掛漿，還要便于清洗，所以采用階梯擴散式。漿料在階梯擴散器內分級擴大，靠管壁的漿流按主流方向流動，在每一級之后因斷面突然擴大，出現一個低壓區(qū)，使?jié){流改變流向，產生回流，形成一個封閉的強烈的渦流，從而產生剪切力。到了邊界時，逐步消除界層效應，待漿料穩(wěn)定上網。 設計 采用封閉式流 漿 箱，可以保證穩(wěn)定的壓力差， 同時 不容易混入空氣。并且在流漿箱中設有噴淋水管，起到消泡作用。 本設計中流漿箱漿料的壓力來自于壓力篩的壓力。 造紙部 網部 網部又稱成形部。紙頁成形是濕紙幅在造紙機上成形的關鍵部位。目的 就是將紙料通過適當的工藝轉化為濕紙幅。紙頁成形的作用，也就是通過合理控制紙料在網上的留著和濾水工藝，使形成的濕紙幅有優(yōu)良的勻度和所需的紙頁物理性能。 網部 是漿料懸浮液形成紙頁的部分，成紙質量和紙機的正常生產與網部的操作密切有關。 由四層 網構成，即面網，襯網，芯網，底網，其 中芯網因為脫水量大，由一張短網與一張頂網疊加而成，每一層之間裝有復合輥以轉移紙頁到另一層上。 它可以分為 ： 上網區(qū) ： 從流漿箱堰口噴出的紙料與網面的接觸點起，至成形板，為保證后續(xù)成形紙頁的均勻性，該段要求噴射到網面的紙料是均勻分散的，且應最大限度地降低噴射漿流表面的不穩(wěn)定性。 成形 脫水 區(qū) ： 從第一段結束點起，至真空箱之前。在這段，紙料開始大量脫水并形成濕紙頁。經過一段脫水后，濕紙頁的干度可以達到 %%。即在這一段中，脫除紙料帶進網部水分的大量。在成形區(qū)，為了保證紙頁的成形質量，減少紙頁的兩 面差和避免跳漿等問題，應控制合適的脫水率，脫水量應比較均勻，不宜過大。 南京林業(yè)大學本科畢業(yè)設計 18 高壓 脫水區(qū) 該段從真空吸水箱開始，直到網的后部。在這一段，濕紙頁已經成形，普通脫水元件難以繼續(xù)脫除其中的水分，因而要通過較高的壓差來進一步脫除水分。該段主要由真空吸水箱和伏輥構成。經過該段的脫水，視不同的紙料，濕紙頁干度可以達到 12%22%，此時濕紙頁已經具備了一定的濕強度，可以引入到壓榨部。 壓榨部 壓榨作用是借助機械壓縮，在網部脫水的基礎上使?jié)窦堩撨M一步脫水，以提高紙頁進烘缸的干度，減少氣耗，提高車速。 從網部出來的濕紙頁需要在壓榨部利用機械壓榨作用進一步脫水提高干度，同時增加紙中纖維的結合力，提高紙的緊度和強度。壓榨還有助于消除紙面的網痕，減小紙