Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Курсовой проект - Проектирование РПО бумажной фабрики по производству газетной бумаги - файл Проект бумажной фабрики производительностью 180000 тонн в год газетной бумаги (с разработкой РПО).doc


Курсовой проект - Проектирование РПО бумажной фабрики по производству газетной бумаги
скачать (191.9 kb.)

Доступные файлы (3):

Проект бумажной фабрики производительностью 180000 тонн в год газетной бумаги (с разработкой РПО).cdw
Проект бумажной фабрики производительностью 180000 тонн в год газетной бумаги (с разработкой РПО).doc1082kb.28.02.2011 16:44скачать
Спецификация.doc129kb.28.02.2011 16:45скачать

содержание
Загрузка...

Проект бумажной фабрики производительностью 180000 тонн в год газетной бумаги (с разработкой РПО).doc

  1   2   3   4
Реклама MarketGid:
Загрузка...

Федеральное агентство по образованию (Рособразование)


Северный Арктический федеральный университет





Кафедра технологии целлюлозно-бумажного производства









Факультет




курс




группа






























^

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ











По дисциплине: «Технология бумаги»
На тему: «Проект бумажной фабрики производительностью 180000 тонн в год газетной бумаги (с разработкой РПО)»



































Руководитель проекта




























(должность)




(подпись)




(и.,о., фамилия)


































Проект допущен к защите






















(подпись руководителя)




(дата)


































Решением комиссии от

«

»







20 г.







признать, что проект













выполнен и защищён с оценкой




























Члены комиссии
























































































(должность)




(подпись)




(и.,о., фамилия)































































Архангельск







2011































РЕФЕРАТ
Проект бумажной фабрики производительностью 180000 тонн в год газетной бумаги (с разработкой РПО).

Курсовой проект. Пояснительная записка содержит 57 с., 29 таблиц, 15 источников, 1 приложение, графическая часть 1 лист.

Курсовая работа содержит аналитический обзор литературы по требованиям, предъявляемым к газетной бумаге, по традиционной и современной технологии производства газетной бумаги. На основании анализа литературных данных предложена схема размольно-подготовительного отдела. Выбрана композиция по волокну 20 % сульфатной хвойной беленой целлюлозы, 80 % древесной массы из хвойных пород древесины. Размол целлюлозы осуществляется в две ступени до степени помола 26 °ШР. Бумажная масса перед подачей на машину подвергается очистке от узелков в узлоловителях. Выполнен расчет материального баланса, произведен выбор и расчет основного и вспомогательного оборудования.

Энергетическая часть содержит расчет энергозатрат производственного процесса подготовки бумажной массы для производства газетной бумаги

Графическая часть содержит технологическую схему размольно-подготовительного отдела бумажной фабрики по производству газетной бумаги.


ОГЛАВЛЕНИЕ


ВВЕДЕНИЕ

7

^ 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Масса 1 м2

1.2 Объемный вес

1.3 Механическая прочность

1.4 Гладкость

1.5 Влажность

1.6 Зольность

1.7 Восприимчивость к типографской краске

1.8 Упругость

1.9 Полуфабрикаты производства газетной бумаги

1.10 Размольно-подготовительный отдел производства газетной бумаги

1.11 Подготовка массы к отливу

1.12 Аккумулирование бумажной массы в машинном бассейне

1.13 Разбавление бумажной массы

1.14 Очистка массы

1.15 Сортирование массы

^ 2 СТАНДАРТЫ НА СЫРЬЁ, ХИМИКАТЫ И ГОТОВУЮ ПРОДУКЦИЮ

2.1 Стандарты на сырье

2.2 Стандарты на реагенты

2.3 Стандарты на готовую продукцию

2.4 Требования к качеству производственной воды для производства газетной бумаги

^ 3 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ТИПА ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

4 Материальный баланс производства

4.1 Исходные данные для расчета

4.2 Расчет расхода сырья и химикатов

4.2.1 Расчет часовой выработки на накате

4.2.2 Расчет рабочей скорости бумагоделательной машины

4.2.3 Расчет расхода волокнистого сырья с учетом промоев, влажности и зольности бумаги

4.2.4 Расчет воздушно-сухой целлюлозы

4.2.5 Расчет воды поступающей с волокном

4.3 Материальный баланс РПО

4.3.1 Продольно-резательный станок

4.3.2 Накат

4.3.3 Сушильная часть

4.3.4 Прессовая часть

4.3.5 Мокрая часть

4.3.6 Напорный ящик

4.3.7 Узлоловитель

4.3.8 Вихревая очистка

4.3.9 Смесительный насос

4.3.10 БПУ

4.3.11 Машинный бассейн с регулятором концентрации

4.3.12 Гидроразбиватель сухого брака

4.3.13 Гауч-мешалка

4.3.14 Промежуточный бассейн брака

4.3.15 Сгуститель брака

4.3.16 Бассейн брака с регулятором концентрации

4.3.17 Композиционный бассейн с регулятором концентрации

4.3.18 Приемный бассейн древесной массы с регулятором концентрации

4.3.19 Приемный бассейн беленой САЦ с регулятором концентрации

4.3.20 Сводный материальный баланс

^ 5 РАСЧЕТ И ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ

5.1 Расчет дисковых мельниц для размола беленой САЦ на 1 ступени размола

5.2 Расчет дисковых мельниц для размола беленой САЦ на 2 ступени размола

5.3 Расчет вихревой очистки

5.4 Мешальные бассейны

5.4.1 Приемный бассейн сульфатной небеленой целлюлозы

5.4.2 Приемный бассейн механической массы

5.4.3 Композиционный бассейн

5.4.4 Машинный бассейн перед БДМ

5.4.5 Бассейн брака

5.5 Расчет насосов

5.5.1 Насосы, перекачивающий беленую САЦ на 1и 2 ступень размола

5.5.2 Насос, перекачивающий механическую массу из приемного бассейна в композиционный бассейн

5.5.3 Насос, перекачивающий массу с композиционного бассейна в машинный бассейн

5.5.4 Насос, перекачивающий массу с машинного бассейна в БПУ

5.5.5 Смесительный насос

5.5.6 Насос, перекачивающий массу с гидроразбивателя сухого брака в промежуточный бассейн

5.5.7 Насос, перекачивающий массу с гауч-мешалки в промежуточный бассейн

5.5.8 Насос, перекачивающий массу из промежуточного бассейна в сгуститель брака

5.5.9 Насос, перекачивающий массу из бассейна брака в композиционный бассейн

^ 6 ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

8

8

8

9

9

10

10

11

11

12
14

16

17

17

17

18
19

19

19

20
20
21

24

24

25

25

25
26

26

27

27

27

28

28

29

29

30

30

31

33

34

34

35

35

36

37

37

38
38

39

39

42
42
43

45

47

47

47

48

48

48

49
50
50
51

51

52
52
52
53
53

54

55

56


ВВЕДЕНИЕ
Производство бумаги и картона – это сложный многостадийный процесс, который включает в себя всё многообразие более простых процессов, характерных для предприятий целлюлозно-бумажной промышленности. Среди различных видов бумаги, выпускаемых бумажной промышленностью, газетная является наиболее распространенным видом бумажной продукции.

В целом по миру суммарные мощности по производству газетной бумаги сос-тавляют 41 млн т/год, а объем мировых рынков 36 млн т/год. Однако наблюдаются небольшие тенденции по снижению производительности газетной бумаги в мире. Главная проблема рынка газетной бумаги – необходимость жесткого соблюдения баланса между спросом и предложением, и в этом аспекте рынок газетной бумаги чувствителен к любым изменениям. Рекордный уровень в производстве газетной бумаги Россия достигла в 2003 году и составил 1814 т/год. По сравнению с предыдущим годом выпуск вырос почти на 100 тыс. тонн. В России всего семь цел-люлозно-бумажных комбинатов выпускают газетную бумагу, причем доля трех крупнейших в общем объеме производства составляет 86 %. За последние 7 лет российские предприятия увеличили выпуск газетной бумаги более, чем на половину. Причина интенсивного роста производства является ежегодная отправка на экспорт более 65 % продукции. Наряду с беленой хвойной целлюлозой газетная бумага является наиболее востребованным товаром на мировом рынке отечественной ЦБП.

Основными потребителями газетной бумаги на внутреннем рынке являются издательства газет и журналов, книжные издательства, и крупные государственные типографии. Небольшой спрос предъявляют общественные и частные организации, которые закупают газетную бумагу для печати бланочной продукции, рекламных листовок и брошюр. Выбор между газетной бумагой и другими видами бумаг происходит на основе ее функционального назначения и цены. Газетная бумага является самым дешевым из всех видов бумаг для печати. И из-за технологических особенностей процесса печати ее невозможно заменить другими видами бумаг.

^ 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Масса 1 м2
Одним из важных показателей, характеризующих качество газетной бумаги, является масса 1 м2 этого вида бумаги.

Практика применения газетной бумаги в типографиях показала, что решающее влияние на качество печати оказывает не столько абсолютное значение величины массы 1м2 используемой бумаги, сколько пределы колебаний этой величины. Чем равномернее бумага по массе 1 м2, тем выше качество бумаги. Колебания массы 1 м2 бумаги и ее толщины приводят к разному оттиску при печатании и вследствие этого к колебаниям интенсивности печати, поэтому на дисплее автоматического контроля и регулирования работы современной быстроходной бумагоделательной машины, вырабатывающей газетную бумагу, неизменно регистрируются изменения толщины и массы 1 м2 изготовляемой бумаги в ее машинном и поперечном направлениях [9].
1.2 Объемный вес
Объемный вес является важным показателей газетной бумаги. Увеличение объемного веса за счет хорошей подготовки полуфабрикатов и надлежащего уплотнения листа в мокрой части бумагоделательной машины неизбежно приводит к повышению механической прочности бумаги. При этом уменьшается рыхлость структуры бумажного листа, поверхность его становится более сомкнутой и гладкой, пылимость уменьшается. Поэтому газетная бумага высокого качества должна иметь объемный вес не менее 0,58 г/см3. Чрезмерное повышение объемного веса газетной бумаги практически не опасно. Анализ многочисленных образцов газетной бумаги показал, что объемный вес бумаги, выпускаемой различными предприятиями, колеблется в пределах от 0,51 до 0,7. Верхнего предела объемный вес бумаги достигал только в случаях ее изготовления с повышенной зольностью [11].
1.3 Механическая прочность
Необходимая механическая прочность газетной бумаги на разрыв в первую очередь определяется возможностью выработки ее на быстроходных БДМ без обрывов и дальнейшего использования на быстроходных перемотных станках, а также типографских ротационных машинах. Основные усилия на разрыв прикладывают к ролевой газетной бумаге в продольном направлении и, поэтому в первую очередь представляет интерес ее прочность именно в этом направлении.

Не всегда прочность бумаги характеризуется только показателями ее сопротивления разрыву, излому или продавливанию. Применительно к газетной бумаге важную роль играет показатель ее сопротивления надрыву (раздиранию), так как значительное число обрывов бумажного полотна при его использовании в типографиях вызывается недостаточным сопротивлением кромок бумаги разрыву. Также представляют интерес показатели влагопрочности и растяжимости (удлинения) бумаги. Показатель влагопрочности должен характеризовать прочность бумажного полотна при его прохождении с сетки в прессовую часть машины и между прессами. Влажная газетная бумага более эластична и обладает повышенной текучестью. При практическом применении бумага обычно подвергается меньшей по величине нагрузке, чем величина ее разрывного груза. Как установлено, поведение бумаги до разрыва является более важным, чем регламентация абсолютной величины ее сопротивления разрыву. Механическая прочность газетной бумаги в значительной степени зависит от того, используется ли для ее изготовления привозная целлюлоза в листах или же целлюлоза, поступающая на бумажную фабрику жидким потоком со своего завода. Прочность бумаги на разрыв оказывается ниже в тех случаях, когда используется привозная целлюлоза, то есть та, которая уже подвергалась сушке на пресспате [11].
1.4 Гладкость
Наиболее четкая печать получается на гладкой, а не на шероховатой газетной бумаге. Поэтому важно изготовлять газетную бумагу с достаточно гладкой поверхностью. При этом сеточная сторона бумаги по гладкости не должна значительно отличаться от лицевой стороны, чтобы печать одинаково хорошо ложилась на обе стороны бумажного листа. Для обеспечения достаточно высокой гладкости газетной бумаги при ее выработке применят ровнители и сглаживающие прессы. Гладкость газетной бумаги в значительной степени определяется влажностью бумажного полотна, поступающего на машинный каландр, а также температурой поверхности каландровых валов.
1.5 Влажность
Влажность газетной бумаги является важным показателем ее качества. Весьма важно, чтобы газетная бумага не была пересушенной. Так как бумагу следует рассматривать как капиллярно-пористый коллоидный материал, то пересушка влечет за собой необратимые коллоидно-химические изменения. Волокна пересушенной бумаги становятся более хрупкими и ломкими, теряется их эластичность. Увеличивается пылимость бумаги и склонность ее наэлектризоваться статическим электричеством. Вместе с тем газетную бумагу с чрезмерно высокой влажностью трудно подвергать отделке. При пропуске влажной бумаги через машинный каландр в ней становятся особенно заметными все посторонние включения (сор, костра и пр.). Много затруднений возникает при неравномерной влажности газетной бумаги. Это влечет за собой неравномерный вес 1 м2 бумаги, неоднородность ее печатных свойств, возникновение в рулонах местных деформаций. В связи с тем, что газетная бумага не проклеивается и содержит много древесной массы, она имеет пористую структуру и легко поглощает влагу из окружающего воздуха, т.е. обладает относительно высокой гигроскопической влажностью. Гигроскопичность различных видов газетной бумаги зависит от содержания в ней минерального наполнителя, состава по виду волокон и от пористости бумаги. Установлено, что при прочих равных условиях наличие в бумаге минерального наполнителя несколько снижает гигроскопическую влажность, а увеличение содержания древесной массы, наоборот, повышает ее.
1.6 Зольность
Введение в бумажную массу минерального наполнителя (каолина и др.), как известно, способствует улучшению печатных свойств бумаги: повышается ее гладкость, увеличивается непрозрачность, просвет бумаги становится более ровным. Зольность газетной бумаги в пределах 2-3 %, а иногда и до 5 % мало отражается на показателях механической прочности. При введении наполнителя в бумажную массу несколько повышается объемный вес бумаги и экономится волокнистый материал, так как часть его заменяется минеральным наполнителем.
1.7 Восприимчивость к типографской краске
Газетная бумага должна энергично впитывать печатную краску, так как необходимо быстро закреплять ее на оттисках в связи с использованием для печатания газет быстроходных ротационных машин. Высокая впитывающая способность газетной бумаги по отношению к типографской краске определяется свойствами, как самой бумаги, так и используемых красок. Благодаря высокому содержанию древесной массы в композиции газетной бумаги она отличается большой пористостью, так как по сравнению с волокнами целлюлозы волокна древесной массы более грубы и образуют менее плотную и, следовательно, более пористую структуру листа. Поэтому и объемный вес бумаги, содержащей древесную массу, оказывается всегда более низким по сравнению с объемным весом бумаги, изготовленной исключительно из волокон целлюлозы. Однако чрезмерно рыхлая газетная бумага, с ненормально низким объемным весом, как правило, мало пригодна для печати. Она имеет пониженную гладкость и обычно бывает неоднородной по своим свойствам. Типографская краска на такой бумаге «проваливается», не оставляя четкого оттиска на поверхности, поэтому регламентируется величина допускаемого нижнего предела объемного веса газетной бумаги [4]. Типографские краски, применяемые при печатании газет, «высыхают» за счет впитывания их бумагой, т.е. вследствие ее пористости. К тому же краски для печатания газет отличаются небольшой вязкостью, что облегчает их впитывание бумагой. Эти краски изготовляют на жидкой нефтяной олифе из нефтяной сажи или смеси ее с газовой сажей, с синей подцветкой индулином в олеиновой кислоте.
1.8 Упругость
Упругость газетной бумаги является важным свойством, характеризующим пригодность ее к печати. Упругая газетная бумага под влиянием нагрузки сжимается и после прекращения давления почти полностью восстанавливает свою первоначальную толщину. Упругие свойства газетной бумаги и, в частности, ее сжимаемость при печатании в известной степени компенсируют неизбежные колебания толщины и шероховатости ее поверхности, а также небольшие неровности печатной формы. В результате создаются условия для достаточно равномерного наложения на поверхность бумаги слоя типографской краски, что и определяет в значительной степени качество печати. Таким образом, при прочих равных условиях печатные свойства бумаги тем выше, чем больше ее упругость. Если бы бумага была совершенно пластичной и неупругой, то после наложения печати она имела бы не гладкую, а рельефную поверхность, что крайне нежелательно [11].
1.9 Полуфабрикаты производства газетной бумаги
Свойства готовой бумаги в значительной степени определяются свойствами исходных волокнистых материалов и режимом из переработки. Бумажная фабрика должна стремится производить бумагу из наиболее дешёвых волокон, полуфабрикатов, которые будут обеспечивать заданное качество готовой продукции при наименьших сложных технологических процессов их переработки. При выборе полуфабрикатов должны учитываться бумагообразующие свойства.

Основой композиции современной стандартной газетной бумаги является древесная масса, к которой обычно добавляют сравнительно небольшое количество небеленой сульфитной и (или) полубеленой сульфатной целлюлозы [9]. В составе печатных видов бумаги содержание древесной массы колеблется от 20 до 85 %. Независимо от вида используемой целлюлозы продолжает оставаться актуальной проблема максимального сокращения ее содержания в композиции бумаги с заменой целлюлозы древесной массой, поскольку суммарный расход электрической и тепловой энергии на выработку целлюлозы в 2 раза больше, а выход волокон в производстве сульфитной и сульфатной видов целлюлозы почти в 2 раза меньше, чем в производстве древесной массы. Если размолотая целлюлоза повышает механическую прочность газетной бумаги, особенно во влажном состоянии, что существенно для обеспечения безобрывной работы бумагоделательной машины, то древесная масса обеспечивает основные печатные свойства бумаги, и в первую очередь ее светонепроницаемости и надлежащее восприятие типографской краски. Этот полуфабрикат способствует увеличению пористости бумаги и впитывающей способности к типографской краске, мягкости и упругости, равномерности просвета. Вместе с тем, как правило, древесная масса снижает белизну бумаги, ее гладкость, лоск, долговечность и основные показатели механической прочности. Степень помола древесной массы, предназначенной для изготовления обычной газетной бумаги – 70-72 °ШР, плотность по Кларку – 0,4-0,41 г/см3 [4].

С развитием производства различных модификаций древесной массы их стали успешно применять в разных соотношениях и количествах при изготовлении газетной бумаги. Древесная масса – это полуфабрикат, который получают при механическом истирании древесины до её роспуска на отдельные волокна. Процесс получения древесных масс принципиально отличается от варки целлюлозы тем, что практически 85-92 % древесного вещества остается в готовом продукте – древесной массе. В результате резко сокращается расход древесины на производство одной тонны бумаги, а также уменьшается количество отходов, попадающих в сточные воды.

По показателям механической прочности древесная масса уступает целлюлозе. Тем не менее, её в значительной степени используют для производства газетной бумаги, что снижает себестоимость готовой продукции [6]. Виды древесной массы зависят от технологического способа обработки древесины. ТММ (бурая) – термомеханическим способом, ДДМ (белая) – дефибрированная древесная масса, ХТММ – химико-термо-механическим способом. При сравнении свойств ДДМ и ТММ следует учитывать, что длинноволокнистая фракция ТММ состоит из более грубых волокон и менее способных образовывать прочные связи, чем соответствующая фракция ДДМ. Вместе с тем, коротковолокнистая фракция ТММ имеет более развитую удельную поверхность и образует больше прочных связей, чем такая же фракция ДДМ. Применение ХТММ в производстве газетной бумаги экономит до 40 % электроэнергии при замене ТММ. Замена ДДМ в композиции газетной бумаги на ТММ и ХТММ уменьшает непрозрачность бумаги и увеличивает показатель просвечивания-пробивания.

При изготовлении улучшенной бумаги применяют пoлyфaбрикаты, подвергнутые отбелке (в основном ХТММ и ТММ), в композицию вводят минеральный наполнитель, а готовую бумагу пропускают через суперкаландр или подвергают мелованию на специально приспособленных для этого плоскосе­точных бумагоделательных машинах, на которых ранее вырабатывалась обычная газетная бумага.

Для мелования используют каолин или смесь каолина с карбонатом кальция. В качестве связующего обычно применяют крахмал или смесь крахмала с латексом. Мелованную таким образом, га­зетную бумагу подвергают каландрированию.

Целлюлоза из древесины хвойных пород является наиболее ценным волокнистым материалом. Она состоит в основном из длинных волокон трахеид и содержит очень мало мелких паренхимных клеток.

Опыт работы предприятий во многих странах мира показывает целесообразность использования при выработке газетной бумаги бисульфитной целлюлозы с выходом 60-65 %, хотя последняя существенно уступает сульфатной по показателю сопротивления раздиранию. Важным преимуществом бисульфитной целлюлозы по сравнению с сульфатной является то, что при одинаковой степени провара она обеспечивает увеличение выхода целлюлозы на 10 %, а по сравнению с обычной сульфитной целлюлозы её выход больше на 5 %. Благодаря этому даже некоторое повышение содержания такой целлюлозы в композиции бумаги не приводит к увеличению её себестоимости [9].
1.10 Размольно-подготовительный отдел производства газетной бумаги
В размольно-подготовительном отделе производиться подготовка бу­мажной массы для последующего отлива ее на бумагоделательной машине.

Процесс приготовления бумажной массы – одна из важнейших операций в производстве бумаги. Он складывается из размола растительных волокон (их долевого расщепления и поперечного укорачивания), входящих в композицию бумаги, внесения в массу суспензии наполнителя, проклеивающих веществ, красителя и других компонентов. В состав размольно-подготовительного отдела входит следующее ос­новное оборудование: приемные емкости и бассейны для полуфабрикатов, раз­малывающее оборудование, сгустители, очистители.

Назначение процесса размола – придать волокну определенные структуру и размеры по длине и толщине, сделать волокна гибкими и пластичными и сообщить им определенную степень гидратации, чтобы обеспечить связь волокон в бумажном листе, хорошее формование (просвет) и заданные свойства бумаги. При размоле массы механические процессы вызывают измельчение волокон и обусловливают структуру бумаги, а коллоидно-физические явления, происходящие в результате взаимодействия воды и целлюлозы – связь волокон в бумаге. Размол ведется в присутствии воды в размалывающих аппаратах. Таким образом, необходимо придать волокнам способность впитывать в себя воду (набухать) с последующим внутренним и внешним фибриллированием. Благодаря этому создается активная поверхность волокон, усиливаемая поверхностным натяжением воды. Процесс набухания зависит от степени разрушения поверхностной оболочки волокон, от свойств самой целлюлозы и жидкости, в которой происходит набухание. При использовании в композиции бумаги волокон, прошедших предварительную сушку (целлюлоза в кипах, сухой брак и другое) важно помнить, что период набухания таких волокон увеличивается. Поэтому размол лучше проводить ступенчато, с введением процесса набухания между ступенями [5].

Для размола волокнистых полуфабрикатов применяются различные виды размалывающего оборудования: дисковые и конические мельницы, пульсационные мельницы, роллы и тому подобное.

Дисковые мельницы являются в настоящее время основным размалывающим оборудованием. Их широкое применение можно объяснить рядом преимуществ: возможностью вести размол массы при высокой концентрации (до 40 %), повышением однородности получаемой массы, меньшими габаритами и удобством эксплуатации, значительно меньшей мощностью одного агрегата и меньшим удельным расходом электроэнергии на 15-25 % по сравнению с коническими мельницами [2].

Дисковые мельницы в зависимости от количества зон размола и вращающихся размалывающих поверхностей делятся на 4 группы: 1) однодисковые (одна размалывающая поверхность вращается, другая не вращается); 2) двухдисковые (вращаются обе размалывающие поверхности в противоположных направлениях); 3) сдвоенные мельницы (между двумя неподвижными дисками расположен вращающийся диск, имеющий 2 размалывающие поверхности); 4) многодисковые мельницы.

К факторам, определяющим процесс размола волокнистых полуфабрикатов, его скорость, экономичность и направление или характер размола, относятся: продолжительность, удельное давление, концентрация массы; вид размалывающей гарнитуры, окружная скорость, кислотность, температура некоторые другие. Но главными являются два: время и удельное давление при размоле. Остальные факторы являются практически постоянными, неуправляемыми.

Введение наполнителя сообщает бумаге определенные свойства. Вводят его после размола. В качестве наполнителя могут служить каолин, мел, гипс, тальк и другие. В производстве данного типа бумаги лучше использовать самый дешёвый наполнитель – мел. Основная цель введения мела заключается в том, чтобы сообщить такие свойства, как белизну, непрозрачность, мягкость, гладкость, впитывающую способность и другие. Минеральные наполнители улучшают печатные свойства. Бумага лучше воспринимает краску из печатной формы, краска не просачивается и не затрудняет чтение. Применение минеральных наполнителей имеет также экономическое значение, так как позволяет заменить часть волокна более дешевым минеральным материалом. Однако наполнители придают бумаге и отрицательные свойства: понижают механические свойства. Но все зависит от количества наполнителя в бумажной массе, о котором судят по зольности. Газетная бумага считается малозольной, с содержанием золы до 5 %. Иногда вообще не добавляют наполнитель для производства газетной бумаги. В таком случае, она будет считаться бумагой с естественной зольностью.

Проклеивающие вещества вводят в бумажную массу для придания ей водоотталкивающих (гидрофобных) свойств, для повышения сил связи между волокнами, придания бумаге других свойств – жесткости, звонкости и другие.

В первом случае чаще всего применяются эмульсии канифольных клеев (бурого, белого, высокосмоляного и др.), во втором случае в бумажную массу вводят крахмальные клейстеры, раствор животного клея, силиката натрия, полиакриламида.

Отлив бумаги в нейтральной среде находит все большее применение во всем мире.

Для закрепления клея на волокне, повышения удерживаемости мелкого волокна и наполнителя в бумажную массу вводят раствор глинозема или алюмокалиевых квасцов

Для устранения нежелательных серых, желтых тонов в бумаге, для окраски или подцветки в массу вводят раствор красителя [5].

При изготовлении газетной бумаги не используют процесс проклейки, а содержание наполнителя очень небольшое (зольность 5%).
1.11 Подготовка массы к отливу
Система подготовки и подачи массы на машину обеспечивает постоянство композиции, концентрации массы, степени помола, не допускает осаждения волокон, выпадения проклеивающих и наполняющих веществ, а также контролирует расход бумажной массы, поступающей на машину, предварительно прошедшей тщательную очистку и деаэрацию. Таким образом, назначение этой системы – окончательная подготовка бумажной массы перед подачей ее в напорный ящик. Окончательная подготовка решает следующие задачи:

  • разбавление массы после машинного бассейна;

  • окончательная очистка массы от посторонних включений, попадающих в нее при составлении композиции;

  • удаление пучков, лепестков и сгустков волокон из массы перед подачей ее на машину;

  • удаление содержащегося в массе воздуха (деаэрация).


1.12 Аккумулирование бумажной массы в машинном бассейне
Бумажная масса поступает в систему подготовки к отливу из РПО, где происходит размол волокнистого полуфабриката, его предварительная очистка и составление заданной композиции. Готовая композиция подается в машинный бассейн, функциональное назначение которого – обеспечение постоянства композиции, концентрации массы и создание буферного запаса для компенсации нарушений равномерности подачи и характеристик массы из РПО. Постоянство композиции и свойств массы достигается путем непрерывного перемешивания ее в бассейне. В качестве перемешивающих устройств чаще всего используют пропеллерные мешалки. Интенсивность перемешивания можно регулировать изменением частоты вращения или шага перемешивающего элемента.
1.13 Разбавление бумажной массы
Разбавление – первая операция, которой подвергается масса перед подачей на бумагоделательную машину. Для разбавления используют оборотную воду, освобождающуюся на сеточной части машины при обезвоживании бумажного полотна. Степень разбавления для отлива зависит от массы 1 м2 бумаги, рода волокна, степени помола. Наряду с этим имеют значение температура массы, конструкция сеточного стола (длина, мощность отсасывающих ящиков и др.). На быстроходных машинах эту операцию проводят в смесительных насосах. Смесительные массные насосы могут перекачивать массу концентрацией до 5 %. Для подачи разбавляющей воды во всасывающую линию насоса вваривается труба.
1.14 Очистка массы
Перед подачей на машину бумажная масса должна подвергаться тщательной очистке. Ее цель – удалить образовавшиеся в процессе подготовки бумажной массы узелки, пучки волокон, закатыши, сгустки, кусочки грязи и слизи, пузырьки воздуха, а также посторонние включения в виде песка, металлических частиц и др. От степени очистки массы зависит не только качество бумаги, но и работа самой машины. Указанные образования и дополнительные включения ухудшают качество бумаги, а также являются причиной обрывов полотна, повреждений сетки, поверхностей отсасывающих ящиков, прессовых сукон, прессов и других узлов машины. Очистка бумажной массы для газетной бумаги проводится последовательно на вихревых очистителях в 3 ступени, а затем на узлоловителях в 1-2 ступени [2]. Принцип работы вихревых очистителей основан на отделении от волокна частиц, отличающихся от волокна по плотности (массе) или удельной поверхности.

Системы очистителей устанавливают простым каскадом, когда отходы одной ступени идут на следующую ступень, а хорошая масса – на вход предыдущей, и так на всех ступенях системы очистки. Основная очистка происходит на 1-й ступени, а остальные служат для возврата волокна, хотя тоже оказывают влияние на эффективность очистки.
1.15 Сортирование массы
Сортирование массы в системах подготовки перед отливом на БДМ осуществляется в закрытых одно- или двухситовых напорных сортировках с гидродинамическими лопастями. Назначение машинных сортировок – удаление пучков и узелков волокон, защита напорного ящика и сеточной части машины от повреждения посторонними включениями и дефлокуляция бумажной массы. Машинные сортировки работают при низкой концентрации. Уровень отходов составляет 3-5 % и на сортировке последней ступени устанавливают камеру отходов, которая открывается через определенный промежуток времени или по мере заполнения. Машинные сортировки устанавливаются в непосредственной близости от напорного ящика, чтобы флокулы не могли образоваться вновь.

Важно отметить, что в современных условиях газетную бумагу в большинстве случаев вырабатывают на бумажной фабрике, находящейся в системе комбината. Таким образом, полуфабрикаты (целлюлоза и древесная масса) поступают для изготовления газетной бумаги жидким потоком с целлюлозного и древесно-массного заводов, расположенных в системе того же комбината. Такой способ производства газетной бумаги не только экономически более выгоден по сравнению со способом изготовления газетной бумаги из привозных полуфабрикатов, но и обеспечивает более стабильную работу современных быстроходных бумагоделательных машин [4].

^ 2 СТАНДАРТЫ НА СЫРЬЁ, ХИМИКАТЫ И ГОТОВУЮ ПРОДУКЦИЮ


    1. Стандарты на сырье


Целлюлоза сульфатная беленая из хвойных пород древесины по ГОСТ 9571-89

  • белизна,% не менее, 84;

  • сорность, сор/м2 площадью 0,1-1,0 мм2 не более, 100;

  • разрывная длина, м не менее, 7500;

  • рН 6,0-7,0;

  • вязкость, SCAN не менее, 600.

Белая древесная масса из хвойных пород древесины.
Таблица 2.1 – Требования к белой древесной массе из хвойных пород древесины


Показатели

Класс прочности

I

II

III

А

Б

А

Б

А

Б

Постоянное сопротивление изгибу

Минимальная разрывная длина, м

Сопротивление раздиранию

300

2500

50

50

2200

40

10

1800

30

Минимальная степень белизны, %

Сорность:

- щепочка свыше 1 мм2

- щепочка свыше 2 мм2

Фракция 0,2 мм

Максимальный градус помола, ШР

Сухость, %

60
10

Нет

0,5

80

27

55
50

Нет

5,0

80

27

60
10

Нет

0,5

75

27

55
50

Нет

5,0

75

27

60
10

Нет

0,5

70

27

55
50

Нет

5,0

70

27


2.2 Стандарты на реагенты
Алюминий сернокислый технический очищенный по ГОСТ 12966-85

  • содержание окиси алюминия, % не менее, 15;

  • содержание нерастворимого в воде остатка, % не более, 0,5;

  • содержание железа в пересчете на окись железа, % не более, 0,04.

Полиакриламид гель технический по ТУ 6-01-1049-81, марка Polymin KE 2020

Крахмал катионизированный картофельный

  • сухого вещества, %, 80-84;

  • относительная плотность, кг/дм3, 0,7;

  • рН 6,5-7,5.

АКД (дисперсия воска на основе алкилкетенового димера) KEMIRA
2.3 Стандарты на готовую продукцию
Газетная бумага должна соответствовать требованиям ГОСТ 6445-74
Таблица 2.2 – Технические характеристики газетной бумаги

Показатель

В (высшая категория)

О (I категория)

А (I категория)

Б (I категория)

1. Масса бумаги

2. Разрывная длина в машинном направлении, м не менее

3. Плотность, г/см3 не менее

4. Сопротивление разрыву, м не менее

5. Гладкость, с не менее

6.Белизна, %

7. Непрозрачность, % не менее

8. Сорность

- площадью 0,5-1,5 мм2 на 1 м2

- свыше 1,5-2 мм2

9. Влажность, %

10. Зольность, % не более

45±1,5


4000

0,6
23

50

60

95

-

8±2

5

8

5

45±1,5 (2)


3000

0,6
20

50

60

95

-

8±2

5

8

5

45±1,5 (2)


3000

0,59
19

45

60

93

-

8±2

5

8

5

45±1,7 (2)


2700

0,57
19

30

60

92

-

8±2

5

8

5


2.4 Требования к качеству производственной воды для производства газетной бумаги


  • температура, °С, 50;

  • содержание взвешенных веществ, мг/л, 50;

  • рН 6,5-8,0;

  • жесткость общая, мгэкв/л, 7,5;

  • окисляемость перманганата, мг О2/л, 150;

  • содержание железе общего, мг/л, 0,5;

  • содержание марганца, мг/л, 0,1;

  • БПК 30.

^ 3 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ТИПА ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Данным проектом предлагается следующая композиция по волокну для производства газетной бумаги: целлюлоза сульфатная беленая хвойная 20 %, дефибререная белая древесная масса 80 %, зольность естественная.

Хвойная сульфатная беленая целлюлоза поступает на производство в кипах. Второй компонент для производства газетной бумаги (древесная масса) поступает на бумажную фабрику из древесномассного завода.

Технологическая линия для подготовки целлюлозной массы на данной бумажной фабрике включает в себя:

  • дисковые мельницы для размола (для увеличения однородности получаемой массы благодаря более точной установке размалывающей поверхности);

  • бассейны для перемешивания и хранения массы низкой и средней концентрации;

  • насосы для перекачки массы.

Размол ведется в 2 ступени на дисковых мельницах с введением процесса набухания между ступенями для того, чтобы достичь наибольшего эффекта в изменении свойств обрабатываемых волокон сульфатной хвойной целлюлозы, а также для того, чтобы не увеличивалось давление в системе. Данный полуфабрикат считается трудноразмалываемым, оптимальным режимом работы дисковых мельниц считается такой, при котором за один проход массы через мельницу (размол в одну ступень) составляет 5-8 °ШР. Прирост степени помола на первой ступени составляет 6 °ШР, на второй также 6 °ШР. Конечная степень помола целлюлозы 26°ШР. При выходе из строя мельницы схема предусматривает использование резервной мельницы на каждой ступени размола.

Проектом предлагается добавление АКД (0,6 кг/т) как фиксирующего агента, глинозема - для поддержания рН (5 кг/т) и катионного крахмала (2,5 кг/т) – для повышения сил связи между волокнами. Последние два реагента добавляются в композиционный бассейн, а АКД – в бак постоянного уровня.

Добавка крахмала до внесения АКД помогает также нейтрализовать анионные фракции. До введения дисперсии АКД ее следует разбавить до концентрации 2-5 %, что облегчает процесс перемешивания с бумажной массой. Если температура в БПУ превышает 35 °С, АКД вносится в непосредственной близости от напорного ящика (после очистителей). При температуре ниже 35 °С АКД лучше вносить в неразбавленную массу (в БПУ).

Полиакриламид для повышения удержания волокна подается в бумажную массу насосом из емкости через расходомер перед напорным ящиком бумагоделательной машины.

Для очистки применяется установка вихревых очистителей УВК.

Целлюлозная масса, разбавленная до 3,5%, подается в Приемный бассейн беленой САЦ (поз.1). Начальная степень помола целлюлозы 14 °ШР. Целлюлоза из приемного бассейна беленной САЦ (поз.1) насосами (поз.1а) подается на первую ступень размола (поз.3) на дисковых мельницах (прирост степени помола 6 °ШР), затем из бака-аккумулятора (промежуточный бассейн) (поз.4) насосами (поз.4а) подается – на вторую ступень размола (поз.5) до степени помола 26 °ШР. Концентрация при размоле 3,0 %.

Древесная масса с концентрацией 3,5 процентов подается в приемный бассейн(поз.2), разбавляется до 3,0% и направляется в композиционный бассейн (поз.7). Туда же поступает целлюлоза после второ ступени размола и бумажный брак, глинозем для поддержания рН (5 кг/т) и катионизированный крахмал (2,5 кг/т) – для повышения сил связи между волокнами.

Из композиционного бассейна (поз.7) готовая композиция для производства газетной бумаги перекачивается с помощью массного насоса (поз.7а) в машинный бассейн (поз.8), куда добавляется перелив из БПУ.

Машинный бассейн снабжен циркуляционным устройством для перемешивания массы, чтобы она не застаивалась, волокно при этом не оседало на дно. Концентрация массы в машинном бассейне 3,0 %, степень помола массы 70 °ШР. Далее масса проходит через смесительный насос (10). Бумажная масса идет с постоянным напором к смесительному насосу от БПУ. С помощью технической задвижки регулируется расход массы, путём неполного закрывания или открывания задвижки. Во всасывающий трубопровод также вводится регистровая вода на разбавление. Концентрация массы после прохождения смесительного насоса снижается до 1,0 %. Разбавленная и хорошо размешанная бумажная масса идёт по трубопроводу к узлу очистки массы. Степень разбавления массы регулируется задвижкой на нагнетательном трубопроводе. Если задвижку несколько прикрыть, то степень разбавления уменьшится, так как приток оборотной воды из подсеточной ванны к смесительному насосу снизится Частичное открытие и закрытие задвижки не влияет на количество массы, поступающей к смесительному насосу из БПУ, так как последний расположен выше. Для того, чтобы масса 1 м2 была постоянной необходимо постоянное соотношение между количеством подаваемой в единицу времени массы и скорости машины. Её можно регулировать, изменяя или количество массы из бассейна на БДМ при постоянной скорости движения сетки, или изменяя скорость движения сетки при постоянной подачи массы из бассейна.

Операция очистки массы предшествует отливу бумаги на машине. Очистку производят на вихревых очистителях (11), расположенных по каскадной схеме.

Далее очищенная бумажная масса с первой ступени поступает на сортирование в узлоловители (поз.12). Отходы от сортирования направляются в гауч-мешалку (поз.14), а бумажная масса направляется к напорному ящику закрытого типа (поз.13), откуда она под определенным напором непрерывно вытекает на сетку бумагоделательной машины. Равномерный отлив бумаги на машине достигается при условии постоянства количества и концентрации бумажной массы, подаваемой на машину в единицу времени при установившемся её режиме работы. Концентрация бумажной массы в напорном ящике равна 0,6 %, степень помола 73 °ШР, рН равна 6,5-7,5 и температура массы 40 °С.

Сухой брак с продольно-резательного станка, наката и сушильной части поступает в гидроразбиватель для брака (поз.16), а мокрый брак с мокрой и прессовой частей – в гауч-мешалку (поз.14).

4 Материальный баланс производства
4.1 Исходные данные для расчета
Таблица 4.1 — Исходные данные для расчета материального баланса

№ п/п

Наименование показателя

Единица измерения

Значение

1

2

3

4

1

Годовая производительность

т/год

180000

2

Композиция по волокну










- целлюлоза сульфатная беленая

%

20




- дефиберная древесная масса

%

80

3

Влажность бумаги

%

8

4

Брак с ПРС

%

1

5

Брак с наката

%

1

6

Влажность сухого брака

%

6

7

Количество мокрого брака от всего волокна

%

1

8

Влажность мокрого брака

%

78

9

Массовая доля волокна и сухость бумаги по потоку:

%







- после напорного ящика




0,6




- после регистровой части




4




- после отсасывающих ящиков




10




- после гауч-вала




22




- после прессовой части




40




- после сушильной части




94

10

Массовая доля волокна в осветленной воде

%

0,05

11

Массовая доля волокна с узлоловителей закрытого типа

%

0,6

12

Степень помола массы после 1 ступени размола

°ШР

20

13

Степень помола массы после 2 ступени размола

°ШР

26

14

Удельный расход химикатов

кг/т







- глинозем




5




-АКД




0,6




- крахмал




2,5

15

Концентрация массы

%







- приемный бассейн целлюлозы




3,5




- приемный бассейн древесной массы




3,5




- промежуточный бассейн НСПЦ




3,0




- композиционный бассейн




3,0




- машинный бассейн




3,0




- БПУ




3,0

16

Очистка на вихревых очистителях:

%







- масса на I ступень очистки




0,8




- очищенная масса (с I ступени)





0,7

Продолжение таблицы 4.1

1

2

3

4




- отходы I ступени




1,5




- разбавленная масса на II ступень




0,8




- очищенная масса II ступени




0,7




- отходы II ступени




1,45




- разбавленная масса на III ступень




0,8




- очищенная масса III ступени




0,7




- отходы III ступени (в отвал)




1,45




- масса на УЗ




0,7




- отходы с УЗ




1,6




- напорный ящик




0,6

17

Концентрация волокна по потоку брака:

%







- гидроразбиватель сухого брака




2,5




- гауч-мешалка мокрого брака




1,5




- промежуточный бассейн брака




1,53




- после сгустителя




10,0




- бассейн брака




3,0


4.2 Расчет расхода сырья и химикатов

4.2.1 Расчет часовой выработки на накате
,
где – годовая выработка бумаги, т/год;

23 – число часов фактической работы бумагоделательной машины.
кг/ч.

4.2.2 Расчет рабочей скорости бумагоделательной машины


где К2 – коэффициент использования рабочего хода машины (учёт холостых ходов);

К3 – коэффициент выхода нетто товарной продукции из брутто всей машинной продукции (учёт оборотного брака);

В – обрезная ширина бумагоделательной машины на накате, м;

– скорость бумагоделательной машины на накате, м/мин;

g – масса 1 м2 вырабатываемой бумаги, г.

,

м/мин.
4.2.3 Расчет расхода волокнистого сырья с учетом промоев, влажности и зольности бумаги
,

где Рч – часовой расход волокнистого сырья, кг;

К – коэффициент учитывающий промои, зольность и влажность бумаги.
,

где ^ П – промои, %;

З – зольность бумаги, %;

W – влажность бумаги, %.
.
- древесной массы:
кг.
- сульфатной беленой целлюлозы:
кг.
4.2.4 Расчет воздушно-сухой целлюлозы

- древесной массы:
кг.
- сульфатной беленой целлюлозы:
кг.
4.2.5 Расчет воды поступающей с волокном

- древесной массы:
кг.
- сульфатной беленой целлюлозы:
кг.
4.3 Материальный баланс РПО
Расчет материального баланса размольно-подготовительного отдела в основном складывается из расчета основных узлов: разбавления, сгущения и очистки. Цель расчета – определить количество массы (М), волокна (В) и воды (в) в каждом потоке на 1 т. в.с. целлюлозы. Эти данные в дальнейшем используются для расчета и подбора оборудования.

Уравнение баланса по волокну: М1с12с23с3

Уравнение баланса по массе: М123

Количество волокна: В1=

Количество воды: в111
4.3.1 Продольно-резательный станок



1 – с наката; 2 – готовая бумага; 3 – брак.

с3 = с2 = 94 %; П3 = 1 % от М2;

М2 = 1000 кг; В2 = 940 кг; в2 = 60 кг.
Таблица 4.3.1 – Сводный материальный баланс ПРС

Статья

прихода

Приход, кг/т

Статья

расхода

Расход, кг/т

Масса

Волокно

Вода

Масса

Волокно

Вода

1.с наката

1010

949,4

60,6

2.готовая бумага

1000

940

60













3.брак

10

9,4

0,6

Итого

1010

949,4

60,6

Итого

1010

949,4

60,6


4.3.2 Накат



1 – с сушильной части; 2 – на ПРС; 3 – брак.

с1 = с2 = с3 = 94 %; П3 = 1 % от М2.

М2 = 1010 кг; В2 = 949,4 кг; в2 = 60,6 кг.

Таблица 4.3.2 – Сводный материальный баланс наката

Статья

прихода

Приход, кг/т

Статья

расхода

Расход, кг/т

Масса

Волокно

Вода

Масса

Волокно

Вода

1. с сушильной части

1020,1

958,9

61,2

2. на ПРС

1010

949,4

60,6













3. брак

10,1

9,5

0,6

Итого

1020,1

958,9

61,2

Итого

1020,1

958,9

61,2


4.3.3 Сушильная часть



1 – с прессов; 2 –на накат; 3 – вода.

с1= 40 %; с2= 94 %; с3= 0 %.

М2= 1020,1 кг; В2= 958,9 кг; в2= 61,2 кг.

В сушильной части брака не образуется.

Таблица 4.3.3 - Сводный материальный баланс сушки

Статья

прихода

Приход, кг/т

Статья

расхода

Расход, кг/т

Масса

Волокно

Вода

Масса

Волокно

Вода

1. с прессов

2397,2

958,9

1438,3

2.на накат

1020,1

958,9

61,2













3. вода

1377,1

0,0

1377,1

Итого

2397,2

958,9

1438,3

Итого

2397,2

958,9

1438,3


4.3.4 Прессовая часть


1 –с гауч-вала; 2 – в сушильную часть; 3 – вода.
с1= 22 %; с2= 40 %; с3= 0,05 %.

М2= 2397,2 кг; В2= 958,9 кг; в2= 1438,3 кг.
Таблица 4.3.4 - Сводный материальный баланс прессовой части

Статья

прихода

Приход, кг/т

Статья

расхода

Расход, кг/т

Масса

Волокно

Вода

Масса

Волокно

Вода

1. с гауч-вала

4363,1

959,9

3403,2

2. в суш. часть

2397,2

958,9

1438,3













3. вода

1965,8

1,0

1964,9

Итого

4363,1

959,9

3403,2

Итого

4363,1

959,9

3403,2
  1   2   3   4



Скачать файл (191.9 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru