日產(chǎn)300噸OCC廢紙制漿工藝設(shè)計(jì)

1、1 課程設(shè)計(jì)的目的(1) 它是高等學(xué)校學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程理論后， 進(jìn)行的最 后一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)過程中，課復(fù)習(xí)和鞏固所學(xué)知識(shí)，練就 綜合應(yīng)用所學(xué)相關(guān)知識(shí)的能力，制造性的投放接下來的實(shí)際生產(chǎn) 。(2) 它是造紙學(xué)院針對(duì)畢業(yè)生實(shí)際情況， 對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的一次提早演練 和專業(yè)知識(shí)的鞏固。具有專門高的針對(duì)性和實(shí)際作用，保證學(xué)生在以 后的畢業(yè)設(shè)計(jì)能力更高效的完成。2 課題的任務(wù)( 1) 確定生產(chǎn)工藝流程方案，畫出方框圖。(2) 在選擇一個(gè)方案與所設(shè)計(jì)的主方案進(jìn)行比較，講明所選定工藝流程的合理性與先進(jìn)性。3) 選擇所設(shè)計(jì)的主方案的工藝參數(shù)。1 / 614) 漿水平衡計(jì)算。5) 要緊設(shè)備選型(6

2、)用AutoCAD畫出工藝流程圖和漿水平衡圖3 課題的國內(nèi)外現(xiàn)狀我國造紙工業(yè)廢紙回收與利用現(xiàn)狀我國的廢紙利用率隨著造紙工業(yè)的進(jìn)展而迅速上升。從圖 3-1 和 表 3-1 能夠看出：廢紙漿消耗量從 2001 年的 1310 萬噸上升到 2007 年的 4017 萬噸，增長了 207%；廢紙漿的利用率從 2001 年的 44.0%提 高到 2007年的 59.3%，增長了 15 個(gè)百分點(diǎn)。廢紙漿中進(jìn)口廢紙所占 的比例明顯增長。 2007 年廢紙進(jìn)口量 2256 萬噸，占全年廢紙消耗量 的 44.9%，而 2001年廢紙進(jìn)口量 624 萬噸，占當(dāng)年廢紙消耗量的 38.1%， 2007年比 2001

3、年增加了 6.8 個(gè)百分點(diǎn)。廢紙消耗量增長的要緊驅(qū)動(dòng)力來源于紙和紙板消費(fèi)量的快速增 長。 2007年紙和紙板消費(fèi)量 7290萬噸，比 2001 年的消費(fèi)量 3683萬 噸增加了 3607 萬噸，上升了 98%，幾乎翻了一番。然而由于我國木漿 資源缺乏， 加上進(jìn)口木漿價(jià)格上揚(yáng)， 盡管 2007 年進(jìn)口木漿量達(dá)到 845 萬噸（表 2），比 2001 年進(jìn)口量 490 萬噸增加了 72.4%，但進(jìn)口木漿 僅占紙漿消耗總量的 12.5%，而國產(chǎn)非木漿產(chǎn)量無大變化，雖維持在 1300 萬噸/ 年左右，但其所占紙漿消耗總量的比例呈下降的趨勢(shì)。因 此，在紙漿消費(fèi)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化和環(huán)保要求不斷提高的背景下，紙漿

4、消 費(fèi)量的缺口要緊通過大量增加廢紙消耗量和適量增加國產(chǎn)木漿消耗 量來彌補(bǔ)。我國國內(nèi)廢紙消耗量在廢紙漿消耗總量中仍占有要緊地位，但總 體上呈下降趨勢(shì)，已由 2001 年的 61.9%下降至 2007 年的 55.1%；而 同期進(jìn)口廢紙消耗量由 38.1%上升至 44.9%。盡管國內(nèi)廢紙的回收率 2007 達(dá)到了 37.9%，仍低于 47.7%的世界平均水平和發(fā)達(dá)國家 70%左 右的水平。然而應(yīng)當(dāng)看到，隨著紙和紙板消費(fèi)量以及廢紙消耗量逐年的快速增長，近年來我國廢紙回收總量由2001年的1013萬噸增加到 2007年的2765萬噸，翻了 1.7倍表3-1 2001-2007年我國廢紙回收利用統(tǒng)計(jì)表紙

5、和紙和紙紙漿廢紙廢紙廢紙廢紙廢紙年紙板產(chǎn)板消費(fèi)量總消耗回收量回收率漿用量漿利用進(jìn)口量度量/萬噸/萬噸量/萬/萬噸/%/萬噸率/%/萬噸噸20320036832980101327.5131044.06240120378044153470133830.3162047.06870220430048063910146230.4192049.19380320495054394455165130.4230551.712300420560059305200180930.5281054.017030520650066005992226334.3338056.41962062073507290676927653

6、7.9401759.32256注：廢紙漿量=廢紙量X 0.8圖3-1 2001-2007年我國廢紙利用情況表3-2 2006-2007年我國造紙工業(yè)紙漿消耗情況品種20占總漿20占總漿同比增06量/%07量/%加/%總漿量/萬噸591006710012.979269木漿/萬噸132214229.682250其中：進(jìn)791384126.16口木漿65廢紙漿/萬噸3356405918.858017其中：進(jìn)口廢紙漿15702618052714.97非木漿/萬噸122213190.939002注：廢紙漿=廢紙量X 0.8國家產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整是近年來我國國內(nèi)廢紙回收量快速增 長的要緊緣故。例如，國家發(fā)改委

7、、環(huán)?？偩值炔课C布了一系列有 關(guān)的政策和文件，對(duì)節(jié)能減排、環(huán)保以及行業(yè)進(jìn)展規(guī)劃做出了方向性 的指導(dǎo)和約束性的規(guī)定。關(guān)于造紙行業(yè)，要加大國內(nèi)廢紙的回收利用， 增加紙漿消費(fèi)結(jié)構(gòu)中木漿的比例。近一年多來，國際紙漿價(jià)格、廢紙 價(jià)格一路攀升，這在一定程度上，也進(jìn)一步加大了國內(nèi)廢紙回收力度 的決心和信心，降低對(duì)進(jìn)口廢紙的依靠程度。毋庸置疑，采納進(jìn)口廢紙的理由要緊是因?yàn)檫M(jìn)口廢紙質(zhì)量好于國 內(nèi)廢紙。進(jìn)口廢紙中，木漿的比例不僅高而且差不多不含非木材纖維 原料。就針葉木而言，材種總體上好于國內(nèi)通常所使用的馬尾松、落 葉松等厚壁纖維原料。廢紙消費(fèi)的最大去向?yàn)樾侣劶埡桶b紙板如箱紙板、瓦楞原紙、白紙板等產(chǎn)品的生產(chǎn)。

8、近年來，許多現(xiàn)代化的以廢紙為要緊原料 的大型制漿造紙生產(chǎn)線紛紛落戶我國，不僅使國內(nèi)紙和紙板的產(chǎn)能得到增加，而且也大大提升了產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，在節(jié)能降耗和增產(chǎn)減排 方面明顯改進(jìn)。典型的造紙生產(chǎn)線如：山東省華泰紙業(yè)2 臺(tái) 40 萬噸/年新聞紙機(jī)、河北省諾斯克龍騰紙業(yè) 30 萬噸/年新聞紙機(jī)、江蘇省太 倉九龍紙業(yè) 4 臺(tái) 40 萬噸/ 年箱板紙機(jī)、江蘇常熟理文紙業(yè) 40萬噸/ 年 箱板紙機(jī)、浙江寧波中華紙業(yè) 100 萬噸/ 年白板紙機(jī)等等。在新增的 高產(chǎn)能的企業(yè)中，大多數(shù)為“三資”企業(yè)，這也是近十年來我國造紙 行業(yè)的一大特點(diǎn)。國外廢紙利用狀況 廢紙回收率最高的依次為香港、德國、韓國、日本、中國臺(tái)灣，

9、其中香港和德國廢紙回收率分不高達(dá) 88.2%和 71%。廢紙利用率最高 是墨西哥、中國臺(tái)灣和韓國，墨西哥的造紙絕對(duì)依靠于廢紙?jiān)?。?jù) 估算，回收 1 噸辦公類廢紙，可生產(chǎn) 0.8 噸再生紙，和應(yīng)節(jié)約木材 4 立方米。假如把今天世界上所用辦公紙張的一半加以回收利用，就能 滿足新紙需求量的 75%，相當(dāng)于 800 萬公頃森林免遭砍伐。美國 美國是世界最大的紙漿和紙板生產(chǎn)大國，也是消費(fèi)大國。美國大 力提倡回收利用廢紙，促進(jìn)企業(yè)用廢紙生產(chǎn)紙板及包裝材料。如美國 stone 容器公司用廢紙生產(chǎn)出 cordeck 瓦楞平板，用于商品的包裝運(yùn)7 / 61輸；R-Tech公司生產(chǎn)的E-cubes包裝材料，是用

10、回收廢紙制成的，加 入填充物后可包裝易碎物品，與泡沫塑料相比，在填充使用中更為方 便、快捷，可填充任何形狀的商品，可回收，可生物降解，無毒。日本 日本的紙產(chǎn)量?jī)H次于美國，近年來日本紙和紙板的產(chǎn)量呈逐年上 升的趨勢(shì)， 2001年其產(chǎn)量為 3071.7 萬噸，是 1990 年的 1.1 倍。而在 1990年至 2001年的 11 年間， 日本木漿的消耗量差不多保持不變， 這 是因?yàn)閺U紙已成為日本造紙工業(yè)的要緊原料。 2001 年，廢紙占日本紙 和紙板生產(chǎn)原料的 58%。依照日本廢紙?jiān)偕龠M(jìn)中心統(tǒng)計(jì)，日本 2003 年上半年的廢紙消 費(fèi)為 8975842噸，比 2002年同期增長了 1.7%。其中紙

11、的用量為 3088371 噸，增長了 1.5%，紙板的用量則為 5887471 噸，增長了 1.8%。若從 舊新聞紙及舊雜志紙來看，紙的舊新聞紙用量為 2060660 噸，增長了 0.9%；舊雜志紙用量則為 208543 噸，增長了 13.6%，顯見文化用紙使 用舊雜志紙的部分仍然持續(xù)增長。只是，紙板在使用舊新聞紙及舊雜 志紙的數(shù)量上分不減少了 2.7%及 2.8%，顯示此 2 種廢紙用量正逐漸 轉(zhuǎn)移到文化用紙上來。另外，廢紙回收率為 65.3%，利用率為 59.6%， 大致維持與 2002 年相當(dāng)?shù)乃降聡聡M管缺乏纖維資源， 每年要大量進(jìn)口商品紙漿和紙張， 但由于 消費(fèi)量大，廢紙回收率高

12、，每年有大量廢紙出口。德國是世界上第二 大廢紙出口國， 2000 年廢紙和紙板產(chǎn)量 1818.2 萬噸，消費(fèi)量 1911.2 萬噸；廢紙回收量 1357 萬噸，回收率 71%；同年廢紙凈出口 257.8 萬 噸，占總回收量 19%，這一水平和美國十分接近。德國雙向系統(tǒng)回收組織（DSD在歐盟競(jìng)爭(zhēng)法規(guī)的管轄下，將被迫 向歐盟各國開放包裝廢棄物回收合同的招標(biāo)規(guī)則。USD由德國414家包裝紙收集、分類和再生經(jīng)營商所組成，年收集 150 萬噸廢紙，其中 包括瓦楞紙箱。該組織給廢紙收集者年補(bǔ)貼 5000 萬歐元（ 5300萬美 元），費(fèi)用由德國國家級(jí)綠點(diǎn)標(biāo)記系統(tǒng)在年收入中支出。歐盟已迫使 DSD終止和解除

13、2004年1月往常的合同招標(biāo)工作，要求其對(duì)歐盟其他 國家經(jīng)營包裝廢棄物業(yè)務(wù)的集團(tuán)訂戶開放。目前，有關(guān)機(jī)構(gòu)正對(duì) DSD 所擬訂的新合同條款文字進(jìn)行調(diào)研，以便對(duì)紙包裝回收者所給予的補(bǔ) 貼金額進(jìn)行削減提出意見。芬蘭芬蘭森林資源豐富，森林占國土面積 70%以上， 每年出口大量的木 漿纖維。盡管如此， 1990 年以來他們也開始重視廢紙回收，每年達(dá) 50-60 萬噸。芬蘭歷來重視對(duì)廢紙的回收和利用，各城鎮(zhèn)的居民區(qū)和 大商場(chǎng)都沒有分類垃圾箱，居民自覺將舊報(bào)紙、雜志、廣告和廢紙板等無償送到指定回收點(diǎn)。去年，芬蘭人均廢紙回收量達(dá) 143 公斤，在 世界上名列前茅。在 2002 年回收的廢紙和紙板中， 40%被

14、用于生產(chǎn)紙 板產(chǎn)品。 36%用于生產(chǎn)新聞紙， 21%用于生產(chǎn)各種軟性紙。在芬蘭紙張 和紙板生產(chǎn)所用的原料中，回收廢紙的比例占5.6%。課題設(shè)計(jì)的必要性1. 利用回收纖維造紙，能夠大大減少林木、水、電消耗和污染物 排放。據(jù)專家介紹，回收一噸的廢紙能生產(chǎn) 0.8 噸再生造紙纖維，能 夠少砍 17 棵大樹，節(jié)約 3 立方的垃圾填埋場(chǎng)空間。2. 在國外，廢紙被稱為都市中的森林資源，因?yàn)椴还苁菑U舊的報(bào) 紙、書刊紙、辦公用紙，依舊牛皮紙、紙盒、瓦楞紙等，差不多上寶 貴的纖維資源。3. 用廢紙?jiān)旒垼芎牡?、環(huán)保處理費(fèi)用低、單位原料成本低，在 我國廢紙配抄生產(chǎn)的新聞紙，比用原生木漿生產(chǎn)成本可降低 300 元

15、/ 噸，還可減少環(huán)境污染，因此人們把利用回收纖維生產(chǎn)的紙和紙板稱 為綠色產(chǎn)品。4. 以廢紙為資源獲節(jié)約環(huán)保雙贏從生產(chǎn)環(huán)保再生紙的北京造紙七廠獲悉用 1.25 噸文化用廢紙做原料，可生產(chǎn)一噸再生辦公紙。按國際標(biāo)準(zhǔn)計(jì)，可節(jié)約4 立方米木材、 100.立方米、 600 度電、 1.2 噸煤、 300公斤化工原料、用于處理廢渣 的資金 150 元、用于填埋廢渣的用地，幸免了因填埋廢渣造成對(duì)周邊 地下水的污染，還少生產(chǎn) 5 萬噸再生紙計(jì)，可節(jié)約 500萬噸立方米、 木材 20 萬立方米等。5. 廢紙?zhí)幚砑夹g(shù)進(jìn)展前景廢紙的價(jià)格接著上揚(yáng)，廢紙質(zhì)量將接著惡化，為了解決由于廢紙 質(zhì)量下降而給生產(chǎn)帶來的種種問題，

16、人們不斷地在生產(chǎn)中加入設(shè)備， 是廢紙?zhí)幚砉に嚵鞒倘找孚呌趶?fù)雜化，從而使投資、能源、生產(chǎn)成本 增加，給廢紙行業(yè)帶來許多壓力。為此，對(duì)廢紙?zhí)幚砑夹g(shù)，人們期待 著能獲得更緊湊、更完善、效率更好的工藝技術(shù)和設(shè)備。4 生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)4.1 生產(chǎn)設(shè)計(jì)工藝概述將回收的OCC 通過水力碎漿機(jī)的碎解，然后通過各段除渣器、壓力篩來除去漿中的雜質(zhì)，中間通過一次纖維分級(jí)，如此能夠更好的對(duì) 紙漿進(jìn)行分級(jí)然后使用，大大的提高了經(jīng)濟(jì)效益以及紙漿的質(zhì)量，使 我們生產(chǎn)出來的產(chǎn)品更具有價(jià)值。4.2 設(shè)計(jì)工藝流程圖（注：在設(shè)計(jì)工藝流程圖中有A、B兩個(gè)方案，其中A方案是本次設(shè)計(jì)的主選方案，B方案是所選擇的與主方案進(jìn)行對(duì)比的方案，設(shè)

17、計(jì)中選擇了纖維粗篩之后沒有進(jìn)行纖維分級(jí)作為A方案）4.3生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)流程圖解析A方案生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)流程圖解析（1）漿料系統(tǒng)（2）白水系統(tǒng)回收利用多圓盤濃縮機(jī)出來的白水，添加到各個(gè)工段中，不夠的則從造紙車間獵取。B方案生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)流程圖解析(1)漿料系統(tǒng)(2)白水系統(tǒng):回收利用多圓盤濃縮機(jī)出來的白水，添加到各個(gè)工段中，不夠的則從造紙車間獵取。4.4 A、B兩方案的對(duì)比討論A方案紙漿在通過中濃除渣后沒有通過纖維分級(jí)篩選處理，用的是常規(guī)的篩選，B方案加了纖維分級(jí)篩選。常規(guī)篩選的目的是盡量不損13 / 61失可用纖維的前提下將廢紙的紙漿的非雜質(zhì)出去，也即兩段良漿與粗 渣或非雜質(zhì)的分流；分級(jí)篩選的目的則是

18、將一定質(zhì)量的纖維分流不同的技術(shù)處理，用來生產(chǎn)不同品種的紙和紙版。有效地分級(jí)篩選是為了 能生產(chǎn)粗質(zhì)量較好的長纖維組分。關(guān)于生產(chǎn)瓦楞原紙，在制漿流程上選用纖維不分級(jí)方案，因?yàn)榉旨?jí) 成本高，設(shè)備投資大，關(guān)于相同品級(jí)的瓦楞原紙加強(qiáng)多輪除砂已可達(dá)到A 級(jí)瓦楞原紙的生產(chǎn)，為節(jié)約成本故采納不分級(jí)方案 B。4.5 工藝參數(shù)匯總表進(jìn)漿濃度良漿濃度尾漿濃度排渣率備注碎漿機(jī)10%4.5%10%沉砂井8%10%5%抓斗6%水力清渣機(jī)5%10%60%圓筒篩5%10%30%一段高濃除渣器4%3.8%4%沉渣槽1.5%8%0.8%二段低濃除渣1.1%1.0%15%一段粗篩3.25%3.2%20%二段粗篩3.1%3.05%2

19、0%一段中濃除渣器3.0%2.9%4%二段中濃除渣器2.8%2.7%4%三段中濃除渣器2.6%2.5%15 / 614%分級(jí)篩2.3%1.6%55% （短（長纖）纖）一段低濃除渣器1.1%1.35%18%短纖二段低濃除渣器0.9%1.20%18%短纖三段低濃除渣器0.7%0.95%18%短纖多盤濃縮機(jī)0.8%11%3%短纖一段低濃除渣器1.4%1.3%16%長纖二段低濃除渣器1.2%1.1%16%長纖三段低濃除渣器1.0%0.9%16%長纖一段精篩1.2%1.1 %20%長纖二段精篩1.0 %0.9%20%長纖三段精篩0.8%0.7%20%長纖一段逆向除渣器0.9%0.8%20%長纖二段逆向除

20、渣器0.70.6%20%長纖多圓盤濃縮機(jī)0.7%11%2%長纖4-1工藝參數(shù)表（長纖代表長纖維，短纖代表短纖維。采納的是一噸風(fēng)干漿進(jìn)行計(jì)算）5生產(chǎn)工藝流程平衡計(jì)算漿水平衡計(jì)算數(shù)據(jù)依據(jù)：以1噸風(fēng)干漿（11%水分為基礎(chǔ)。單位:纖維為kg,液體為L）漿水平衡計(jì)算過程Q3歸Q3Q1多圓盤濃縮機(jī)Q21r已知：Q= 10 00, C 1=11% G=0.7%，多圓盤濃縮機(jī)的損失率為 2%因此:Q / 1-2%=1020.41Q3M= 審 =145772059Q1V1= =9090.912=M V1=1366810682=Q3 Q=18.37Q22= =0.0149%V64V7QoQ Q已知：G=0.7%;

21、 C4=0.8%;排渣率為 20%C12=0.9%; C8=0.6%;因此：Q=Q2x 20%)=255.10Q5=Q7Q 12=Q+Q =12750.51Q8=Q7-Q11Q 11= Q7X 20%=51.02V4=Q/C4=127551.25;V12=CWC 12=141723.33;V5=V2 - V4=1412.08V7=Q7/C7=36442.86C5=Q5/V5=1.8%V6=V7-V5=22270.78Q8=204.08V8=Q8/C8=34013.33V11=V7-V8=2429.53C11=Q11/V11=2.1%Q9+Q10=Q12-Q8=1071.43V9+V1O+V7&

22、#39; =V12-V8=107710.00Q23V22Q13Q16Q14V20 Q17Q15Q21 已知： 名稱進(jìn)漿濃度良漿濃度排渣率段精篩1.2%1.1%20%USB lb% 99% 20%III蒲譴B08% 07% 20% s-Q 耳 q15120%hq10、0.8Q3HQ6IQ18" Qi X 0.2Q 21 HQ3+ Q9 jQ 16HQ4+Q0Q7" Q15+ Ql8Q4 HQ17Qi(p+?r20%20%20%A08007 Q 弔216.2QHQ1IQ13H86406 jQ0H207.37 jQ 弔259.21Q4H51&4Q7HQ4H51.84Q8H

23、Q6Q13H43.2 jQ5HQ7-Q8H8.63 jXAHCVC9H78550.912-2Vio=Qo/Cio=23O41.11 ;Vi3=V2i V9=11454.92 ;V 16=Q)6/C 16=25921;V 17=Q)7/C 17=6480;V18=QMC18=6171.43V21=Q/C21=9005.83 ;Vu=V6 Vw=2879.89V15=V17 V18=308.53V?2=V?1 V?3=6923.52V19=V16 V18- V 13=8294.65C13 = Q3/V 13=1.89%；C 14 = Q4/V 14=1.80%；V =6117.98短纖Q35Q27

24、Q23Q28已知： 名稱進(jìn)漿濃度良漿濃度除渣一段低濃除渣1.4%16%二段低濃除渣1.2%16%三段低濃除渣1.0%率1.3%1.1%0.9%因此:Q34 = Q3 Q4；Q26=O.16Qo；Q29 = Q7 Q5；Q24 = 0.16Q34；Q25 = Qo=O.16Q29；Q30 = Q8-Q26 ；Q35 = Q4-Q27 ；Q27 = Q9-Q25 ；得：Q34=Q3/(1 -0.16)=1285.80Q 24=Q40.16=205.73 ；Q 3o=38.O3 ；Q26=O.16Q3o=6.O8Q 28=Qo-Q6=31.95Qi9=Q4+Q28=237.68;Q5=1086.15

25、;Q 27=199.65V24= V 34 V?3=8810.55C24= Q4N 24 = 2.3%V 27=Q7/C27=18150；V 29=Q9/C 29=19806.67C 21=Qi/V 21 = 1.8%；V 3o=C3o/C 30= 3803V34=Q4/C 34=91842.86V?8=Q8/C28=3550Q37短纖Q36長纖Q35已知：C35=1.6%；C 37=3.15%；短纖比例 55% Q5=1086.15Q37=Q6 Qi5 ；得：Q 37=2413.6725 / 61Q36=1327.52 ;V37=Q7/C37=104942.03V36=V37 V35=37057.65C36 = Q6/V 36=3.58%；短纖Q36 1 ；Q43V46 > Q45 Q38Q39Q40 Q41Q42Q44已知： 名稱進(jìn)漿濃度良漿濃度Q49除渣18%二段低濃除渣0.9%0.8%18%三段低濃除渣0.7%0.6%18%因此：Q36=Q5-Q43 ；q45=Q8Q9 ；q39= Q38 1 Q4；Qi9=Q3Qo ；Qo=Q2Q4= Q41q38=0.18Q45；q40=0.18Q39；q42=0.18Q41 ；q41= 0.18Q 39 ；得：q39=6/: (0.82+0.18x 0.18)/0.18-0.82:=339.