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浆水平衡图工艺流程图
生产工艺设计
1生产流程的确定
1.1设计思路
本设计利用进口美国废旧箱板,通过碎浆、筛选、净化、磨浆等工段以得到用来生产牛皮挂面箱板纸的良浆。
主要步骤:
(a)碎浆:
计划采用D型低浓水力碎浆机.
(b)筛选:
压力筛的三段除渣系统,各段加设除渣器以除去金属杂质保护后续设备。
(c)净化:
三段低浓除渣器。
1.2初步设计
在设计过程中,通过查阅资料和实习见闻,初步设定两套待选流程(如图4-1和图4-2):
(注:
在设计工艺流程图中有A、B两个方案,其中A方案是本次设计的主选方案,B方案是所选择的与主方案进行对比的方案,设计中选择了纤维粗筛之后进行纤维分级作为B方案)
A方案生产工艺设计流程图解析
(1)浆料系统
图3-1A方案
(2)白水系统
回收利用多圆盘浓缩机出来的白水,添加到各个工段中,不够的则从造纸车间获取。
B方案生产工艺设计流程图解析
(1)浆料系统
图3-2B方案
(2)白水系统:
回收利用多圆盘浓缩机出来的白水,添加到各个工段中,不够的则从造纸车间获取。
1.3A,B两方案的对比讨论
A方案纸浆在经过中浓除渣后没有经过纤维分级筛选处理,用的是常规的筛选,B方案加了纤维分级筛选。
常规筛选的目的是尽量不损失可用纤维的前提下将废纸的纸浆的非杂质出去,也即两段良浆与粗渣或非杂质的分流。
分级筛选的目的就是对一定质量的纤维分流进行不同的技术处理,用来生产不同品种的纸和纸板。
有效地分级筛选是为了能生产粗质量较好的短纤维组分。
本次设计采用B方案。
虽然A方案工艺流程简单,设备投资相对较少,设备维修费用低,明显的缺点是面对日益恶化的废纸质量可适应性变弱,没有能够充分利用长短纤维的价值,并且制浆质量因废纸质量变化波动。
而B方案在A方案的基础加上纤维分级筛,将长纤维和短纤维分别处理,长纤维组分经过压力筛选,重质除渣等工序,短纤维由于还有杂质少,直接进行低浓重质除渣处理即可。
同时纤维分级筛选的好处具体有以下几点:
(a)分离后可单独对长纤维精浆处理,降低打浆能耗。
(b)分级处理后,可将长纤维组分和短纤维组分别用于箱板纸的面层和芯层,充分利用了原材料
(c)通过分级处理可控制长纤维和短纤维组合的配比以保证产品质量的均匀性。
(d)分级处理可以适应废纸质量的变化以保证产品的稳定性。
综上:
我的设计最终选定为B方案,作为新的设计应该加入新的工艺技术使得
1.4流程介绍
其设计依据是,考虑到原料是OCC,箱板纸的结构决定了碎后浆重纤维长短性有很大的差异,OCC中含的杂质主要有胶黏物、塑料薄膜、订书针等金属类物质。
制浆的工艺的确定则是根据要去除杂质与纤维的密度形体的差异确定具体的工艺流程。
碎浆机选用D型水利碎浆机,低浓处理碎浆浓度低可以利用绞索装置,同时纤维碎解效果好。
碎后的浆料立即进行高浓除砂器,除去金属类杂质。
高浓除渣器后要进行加水稀释使浆料浓度适宜后续工段的要求。
接着进行粗筛,用到的是技术成熟的压力筛。
然后进行中浓除渣,进一步除掉金属杂质的影响,随后用纤维分级筛将浆料分出长短纤维分别处理。
分级后的短纤维中杂质较少且微小,加之短纤维用来抄造的纸种要求不高,只需对其进行低浓除渣即可。
长纤维组分中的杂质较多,对长纤维的处理应包括三段低浓除渣,三段压力筛选,二段轻质除渣。
分级后分别对各组分纤维不同的处理使得该流程在充分利用和稳定纤维质量的同时让能耗最小化。
具体流程如图3-3,
OCC
排渣
排渣
排渣
排渣
排渣
排渣
排渣
排渣
图3-3制浆流程工艺图
2.浆水平衡计算
以1t风干浆(10%水分为基础。
单位:
纤维为kg,液体为L)为基础进行浆水平衡计算:
Q3Q2
多圆盘浓缩机
Q1
已知:
Q1
900.00,C1=11.00%,C3=0.70%,排渣率2.00%
所以:
Q1=Q3(1-2.00%)
Q2=2%Q3
得:
Q2=18.37
Q3=918.37
V1=Q1/C1=8181.82
V3=Q3/C3=131195.34
V2=V3
V1=123013.52
C2=Q2/V2=0.01%
d1
Q5Q7
Q4Q9
Q6Q8
d2
Q3
已知:
C4=0.90%;C6=0.88%;排渣率为8.00%;
C7=0.70%;C8=0.68%;排渣率为8.00%;
所以:
Q5=Q4(1-8.00%)
Q5=Q7
Q3=Q6+Q8
Q8=Q7(1-8%)
Q9=8%Q7
Q6=(1-8%)Q4
得:
Q4=924.29
Q5=Q7=73.94
Q6=850.35
Q8=68.03
Q9=5.92
V4=Q4/C4=102698.89
V6=Q6/C6=96630.68
V5=V4
V6=6068.21
V7=Q7/C7=10562.86
C5=Q5/V5=1.21%
V8=Q8/C8=10004.41
V9=V7-V8=558.45
C9=Q9/V9=1.06%
d1=V7-V5=4494.65
d2=V3-V6-V8=24560.25
d4Q18
Q10Q12Q14Q16Q17QQ19
Q11d3Q15
d5
Q4
已知:
C10=1.20%C11=1.35%排渣率15.00%
C14=1.25%C15=1.20%排渣率15.00%
C17=1.00%C18=0.97%排渣率10.00%
所以:
Q11=Q10(1-15.00%)
Q12=15%Q10
Q14=Q18+Q12
Q15=(1-15%)Q14
Q16=15%Q14
Q18=(1-10%)Q17
Q16=Q17
Q19=10%Q17
Q15+Q11=Q4
得:
Q10=926.70
Q11=787.70
Q12=139.00
Q14=160.70
Q15=136.60
Q16=Q17=24.10
Q18=21.70
Q19=2.41
V10=Q10/C10=66192.86
V11=Q11/C11=58348.15
V12=V10-V11=7844.71
C12=Q12/V12=1.77%
V14=Q14/C14=12856.00
V15=Q15/C15=11383.33
V16=V14-V15=1472.67
C16=Q16/V16=1.64%
d3=V14-V12-V18=2774.18
V17=Q17/C17=2410.00
V18=Q18/C18=2237.11
V19=V17-V18=172.89
C19=Q19/V19=1.39%
d4=V17-V16=937.33
d5=V4-V11-V15=32967.41
d8Q28
Q20Q22Q24Q26Q27Q29
Q21d6Q25
d7
Q10
已知:
C20=1.45%C21=1.41%排渣率15.00%
C24=1.37%C25=1.42%排渣率15.00%
C27=1.10%C28=1.20%排渣率10.00%
所以:
Q21=(1-15%)Q20
Q22=15%Q20
Q24=Q28+Q22
Q25=(1-15%)Q24
Q26=15%Q24
Q27=Q26
Q28=(1-10%)Q27
Q29=10%Q27
Q10=Q25+Q21
Q20=Q3
得:
Q20=929.12
Q21=789.75
Q22=139.37
Q24=161.12
Q25=136.95
Q26=Q27=24.17
Q28=21.75
Q29=2.42
V20=Q20/C20=64077.24
V21=Q21/C21=56010.64
V22=V20-V21=8066.60
C22=Q22/V22=1.73%
V24=Q24/C24=11760.58
V25=Q25/C25=9644.37
V26=V24-V25=2116.21
C26=Q26/V26=1.14%
V27=Q27/C27=2197.27
V28=Q28/C28=1810.00
V29=V27-V28=387.27
C29=Q29/V29=0.62%
d8=V27-V26=81.06
d6=V24-V28-V22=1883.98
d7=V10-V25-V21=537.85
Q54
Q53
Q55
d15d13
Q52
d14Q51Q40短纤
Q50
d12
Q20长纤
已知:
长纤:
短纤=1.009
C52=3.00%C50=1.60%C51=1.20%C40=1.10%
C54=3.10%C55=3.05%排渣率15.00%
所以:
Q50=Q51=1.009
Q50=Q20
Q51=Q40
Q52=Q50+Q51
Q55=Q52
Q55=(1-10%)Q54
Q53=10%Q54
得:
Q50=Q20=929.12
Q51=Q40=920.76
Q55=Q52=1849.88
Q53=205.54
Q54=2055.42
V50=Q50/C50=58070.00
V51=Q51/C51=76730.00
V40=Q40/C40=83705.45
d12=V20-V50=6007.24
d13=V40-V51=6975.45
V52=Q52/C52=61662.67
V55=Q55/C55=60651.80
V54=Q54/C54=66303.87
V53=V54-V55=5652.07
C53=Q53/V53=3.64%
d15=V52-V55=1010.87
d14=V50+V51-V52=73137.33
短纤:
d11Q48
Q40Q42Q44Q46Q47Q49
Q41d10Q45
d9
Q30
已知:
C40=1.10%C41=1.10%排渣率15.00%
C44=0.85%C45=0.80%排渣率15.00%
C47=0.60%C48=0.55%排渣率10.00%
C30=1.00%
所以:
Q41=(1-15%)Q40
Q42=15%Q40
Q44=Q48+Q42
Q45=(1-15%)Q44
Q46=15%Q44
Q46=Q47
Q48=(1-10%)Q47
Q49=10%Q47
Q30=Q41+Q45
得:
Q30=918.37
Q41=782.65
Q42=138.11
Q44=159.67
Q45=135.72
Q46=Q47=23.95
Q48=21.56
Q49=2.40
V30=Q30/C30=91837.00
V41=Q41/C41=71150.00
V42=V40-V41=12555.45
C42=Q42/V42=1.10%
V44=Q44/C44=18784.71
V45=Q45/C45=16965.00
V46=V44-V45=1819.71
C46=Q46/V46=1.32%
V47=Q47/C47=3991.67
d11=V47-V46=2171.96
V48=Q48/C48=3920.00
V49=V47-V48=71.67
C49=Q49/V49=3.35%
d10=V44-V42-V48=2309.26
d9=V30-V41-V45=3722.00
短纤:
Q30Q32
Q31
已知:
C30=1.00%C31=10.00%排渣率2.00%
所以:
Q31=(1-2%)Q30
Q32=2%Q30
得:
Q31=900.00
Q32=18.37
V31=Q31/C31=9000.00
V32=V30-V31=82837.00
C32=Q32/V32=0.02%
d18Q68
Q60Q62Q64Q66Q67Q69
Q61d17Q65
d16
Q54
已知:
C60=3.30%C61=3.20%排渣率15.00%
C64=3.10%C65=3.00%排渣率15.00%
C67=2.90%C68=2.80%排渣率10.00%
所以:
Q61=(1-15%)Q60
Q62=15%Q60
Q64=Q62+Q68
Q65=(1-15%)Q64
Q66=15%Q64
Q67=Q66
Q68=(1-10%)Q67
Q69=10%Q67
Q54=Q65+Q61
得:
Q60=2060.78
Q67=Q66=53.60
Q68=48.24
Q69=5.36
Q62=309.12
Q64=357.36
Q65=303.76
Q61=1751.66
V60=Q60/C60=62447.88
V61=Q61/C61=54739.38
V62=V60-V61=7708.51
C62=Q62/V62=4.01%
V64=Q64/C64=11527.74
V65=Q65/C65=10125.33
V66=V64-V65=1402.41
C66=Q66/V66=3.82%
V67=Q67/C67=1848.28
d18=V67-V66=445.87
V68=Q68/C68=1722.86
V69=V67-V68=125.42
d17=V64-V62-V68=2096.37
d16=V54-V61-V65=1439.16
Q72
Q32Q71
Q70
d19
Q60
已知:
C72=3.60%C70=3.50%排渣率4.00%
所以:
Q70=Q60
Q70=(1-4%)Q72
Q71=4%Q72
得:
Q70=2060.78
Q71=85.87
Q72=2146.65
V72=Q72/C72=59629.17
V70=Q70/C70=58879.43
V71=V72-V70=749.74
C71=Q71/V71=11.45%
d19=V60-V70=3568.45
Q73Q83
d22d23
Q75Q78Q79Q81Q82Q84
d21Q74Q77Q80
d20
Q72
已知:
C73=90.00%C74=5.00%C74=8.00%排渣率10.00%
C75=8.00%C78=10.00%排渣率5.00%
C79=5.00%C80=5.00%排渣率60.00%
C82=1.60%C83=1.50%排渣率10.00%
所以:
Q74=(1-10%)(Q73+Q83)
Q75=10%(Q73+Q83)
Q72=Q74+Q80
Q77=5%Q75
Q78=(1-5%)Q75
Q78=Q79
Q80=(1-60%)Q79
Q81=60%Q79
Q81=Q82
Q83=(1-10%)Q82
Q84=10%Q82
得:
Q73=2159.63
Q74=2048.77
Q75=227.64
Q77=11.38
Q78=Q79=216.26
Q80=86.50
Q81=Q82=129.76
Q83=116.78
Q84=12.98
V73=Q73/C73=2399.59
V74=Q74/C74=40975.40
V75=Q75/C75=2845.50
V78=Q78/C78=2162.60
V77=V75-V78=682.90
C77=Q77/V77=1,.67%
V79=Q79/C79=4325.20
d22=V79-V78=2162.60
V80=Q80/C80=1730.00
V81=V79-V80=2595.20
C81=Q81/V81=5.00%
V82=Q82/C82=8110.00
d23=V82-V81=5514.80
V83=Q83/C83=7785.33
V84=V82-V83=324.67
C84=Q84/V84=4.00%
d21=V75+V74-V73-V83=33635.98
d20=V72-V74-V80=16923.77
全程制浆得率w=(900.00+900.00)/2159.63=83.35%
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