1、毕业论文日产300吨制浆造纸综合厂设计第一章 绪论 .31.1 制浆造纸行业的背景和竹浆造纸的发展 .31.1.1 制浆概念和基本流程 .31.1.2 制浆的现状 .31.1.3 非木浆的发展 .31.2 竹子制浆 .41.2.1 竹子的分布 .41.2.2 竹子的特性 .41.2.3 竹子制浆工业的发展 .51.2.4 竹浆的生产质量指标 .51.3 工厂设计可行性分析 .61.3.1 制浆造纸厂选址的重要性 .61.3.2 厂址选择的基本原则 .71.4 厂址的选择 .81.4.1 国家政策导向 .81.4.2 地理条件适宜 .81.4.3 交通条件良好 .91.4.4 气候条件宜人 .9
2、1.4.5 原料充足 .91.4.6 能源来源 .10第二章 全厂总平面设计 .112.1 总平面设计基本原则 .112.2 全厂总平面布置图分析 .112.2.1 按功能分区布置 .112.2.2 建、构筑物布置 .132.2.3 厂内外交通运输线路网的布置 .132.2.4 厂房的方向、位置和间距 .132.2.5 辅助、附属车间及其他服务环节的布置 .142.2.6 预留扩建场地 .142.3 绘制总平面图 .14第三章 工艺流程设计及流程图绘制 .153.1 生产工艺流程设计的重要性 .153.2 生产工艺流程的原则和步骤 .153.2.1 生产工艺流程的原则 .153.2.2 生产工
3、艺流程设计的步骤 .153.3 工艺流程设计及说明 .163.3.1 备料方法的选定 .163.3.2 蒸煮方法的选定 .163.3.3 洗涤方法的选定 .163.3.4 筛选方法的选定 .173.3.5 净化方法的选定 .173.4 绘制生产工艺流程图的要求 .17第四章 浆水平衡计算 .174.1 注意事项及工艺参数 .174.2 浆水平衡计算步骤与方法 .184.2.1 1#锥形除渣器、圆网浓缩机平衡 .194.2.2 锥形除渣器组平衡 .194.2.3 筛浆段平衡 .204.2.4 三段洗涤平衡 .224.2.5 蒸煮段平衡 .244.2.6 黑液池平衡 .254.2.7 白液池平衡
4、.254.3 浆水平衡明细表 .264.4 浆水平衡明细表 .33参考文献 .35第1章 绪论1.1 制浆造纸行业的背景和竹浆造纸的发展1.1.1 制浆概念和基本流程制浆，就是利用化学或机械的方法，或两者结合的方法，是植物纤维原料离解，变成本色浆的生产过程。基本过程如下：磨浆 原料采贮 备料 浸渍 磨浆 筛选 漂白 送抄纸车间蒸煮 洗涤 除了上述基本过程外，还包括一些辅助过程，如：蒸煮液的制备和漂液的制备，蒸煮废气和废液中化学药品的回收与综合利用和热能的回收等。企业在制浆生产时主要考虑的方面：生产工艺方法和技术，纤维原料特点，过程装备与控制，成品浆的用途，清洁生产和环境保护，经济效益与节能降耗
5、等。我国竹浆的生产主要采用硫酸盐法，常规生产一般采用蒸煮锅DDS间歇置换蒸煮，只有部分中、小纸厂仍采用老式间歇蒸煮，有的也采用卡米尔连续蒸煮器或者斜管式连续蒸煮器，只有部分中，主体设备和系统配套的辅助设备均已实现国产化。1.1.2 制浆的现状造纸必先制浆。制浆离不开纤维原料，由于世界各国纤维原料资源的不同，各国使用原料的情况也不尽相同。我国的纸浆原料，既有木材，也有竹子、草类等非木材原料。近十多年来，废纸的回收利用量大幅增加，废纸浆在造纸用浆中的比例越来愈大，现在已经是主要原料。2010年全国各类纸浆生产总量7318万t，较上年增长8.70%，进口各类纸浆1137万t，较上年减少16.83%
6、，消耗纸浆总量8461万t，较上年增长6.03% ，其中木浆1859万t， 占21.97% ； 非木浆1297 万t，占15.33% ；废纸浆5305 万t，占62.70%。1.1.3 非木浆的发展目前，中国是世界上非木浆生产量最大的国家。中国制浆造纸利用的非木材纤维原料主要是麦草、芦苇、竹子和蔗渣，其中麦草比重最大。非木材纤维原料多是一年生植物，在原料密度、纤维长度、灰份、硅含量及造纸特性与木材纤维原料差异很大。中国有足够的非木材纤维资源，积累了丰富的非木材纤维制浆造纸经验。非木材纤维原料将在中国纸业中继续发挥举足轻重的作用。1.2 竹子制浆1.2.1 竹子的分布中国是世界上竹类资源最丰富的
7、国家，现有竹林面积421万m2，约占世界竹子总面积的20。竹子主要产自中国的南方山区和丘陵地带，如浙江、福建、云南、四川、江西、湖南、广东等省。中国每年可产竹子约2000万t，其中工业用竹量不足20。竹子品种从大类分，主要有楠(毛)竹和杂竹，楠(毛)竹林大约占全国竹林总面积的71，杂竹林占29。杂竹已在制浆造纸工业得到应用，其数量占总产量的5，约100万t。1.2.2 竹子的特性竹材纤维介于针叶木和阔叶木之间，优于阔叶木，仅次于针叶木，比稻麦草纤维优越得多。据资料分析，竹材纤维素含量高，一般为40%60% 我们常用的慈竹为49.91% ，纤维细而长， 如慈竹平均纤维长度1.332.50mm，
8、平均纤维宽度0.0090.029mm，竹材纤维长宽比120200，细胞壁厚，胞腔小，吸收性能好，表面均整，抄纸质量好，基本上属于中、长纤维范畴。表1- 1 造纸原料纤维形态及化学成分对比纤维形态（平均值） 主要化学成分 / %种 类纤维长度/mm 长宽比 纤维素 木素 灰分慈竹 1.99 133 4151 2231 1.52.0毛白杨 0.97 42 4348 1732 0.320.35马尾松 3.61 72 4850 2628 0.36柠檬桉 0.94 64 4749 2729 0.44麦草 1.32 102 3941 1821 7.971.2.3 竹子制浆工业的发展我国是世界竹子中心产区之
9、一，采用竹子制浆造纸历史悠久，具有丰富的生产实际经验，但长期以来生产规模普遍较小、设备陈旧、工艺落后。从80年代中期到90年代，相继建设了一批具有一定规模（4万6万t/a）、主要以竹子为原料的制浆造纸厂，并引进部分国外先进的技术装备。这些技术装备和现代的制浆技术装备相比，还存在一定的差距，从浆的品质、能耗、污染负荷的产生都有待进一步地改善。专家认为，竹子是除木材之外最好的造纸原料，适宜于制造中高档纸。竹材的纤维形态及含量与最适宜造纸的针叶木很近似，纤维素含量高，纤维细长结实，可塑性好，纤维长度介于阔叶木和针叶木之间，是制浆造纸的优质原料。随着科学技术和造纸工业的发展，连续蒸煮和无氯无污染漂白等
10、新技术已成熟，能有效解决原制浆工艺中竹浆白度、纤维度较差等技术难题，同时污染物的排放也可达到国家控制标准。竹浆可单独或与木浆、草浆合理配比，生产出质优价廉的文化用纸、生活用纸和包装用纸。在竹材制浆搞得最好的印度，造纸工业迅速发展，年产竹浆60万t以上，最大的厂家可日产浆3000t。从资源和效益上看，林业上统称为“杂竹” 的丝生竹，与散生单轴的毛竹相比，适应区更广，更具易栽培、成活率高、轮伐期短、生产量大的特点。一般3年即可间伐，年亩产竹材1至2吨，如经选育，可达3至4吨。每造1吨纸约需4吨鲜竹，国家规定竹浆纸厂的合理规模为年产5万吨以上。据专家们对现有年产5万吨左右的竹浆纸厂考察，吨纸利税率为
11、35%以上，经济效益可观。专家认为，利用竹子生长快、周期短、可再生，一次造林，年年受益的特点，培育优质丰产竹林，采用先进的生产技术，建立林纸一体化的竹浆生产基地，已成为我国制浆造纸工业得以持续发展，减少纸及纸浆的进口，进而参与国际市场竞争。已有的生产实践表明：竹浆的性能介于针叶木与阔叶木之间，明显优于草类浆，可以替代阔叶木浆并减少针叶木浆用量，用于制造各种纸张包括多种中高档纸品；竹子制浆生产工艺成熟可靠，且大部分设备可以采用国产品；污染治理工艺技术成熟，“三废”可以达到国家有关排放标准。1.2.4 竹浆的生产质量指标设计书要求日产300吨未漂硫酸盐竹浆制浆造纸综合厂设计，重点备料、蒸煮、洗涤、
12、筛选、净化工段。除去设备维护检修的时间，全年工作日按340天计，年产量为10万吨。表1-2 未漂硫酸盐木浆质量标准指 标 名 称 单 位 规 定优 良 及格机械强度在打浆时为45SR抄片定量为为60g/时抗张指数 耐破指数 撕裂指数 Nm/gkPam/gmNm/g58.04.008.50 50.03.506.5040.02.506.00粘度 mL/g 700 550 450 二氯甲烷抽出物 % 尘埃度0.31.0mm尘埃 1.05.0mm尘埃 大于5.0mm尘埃mm/kg 5030不许有10060不许有14080不许有交货水分 % 20.0 20.0 20.0 1.3 工厂设计可行性分析1.3
13、.1 制浆造纸厂选址的重要性厂址的选择是贯彻国家经济建设方针，落实长远规划，实现生产力合理布局的一个关键性的环节。厂址选择得好，不但便于建设和生产，还会促进当地经济发展和城镇面貌的改善。厂址选择不好会影响到社会各种资源的合理分配，进而影响到国民经济协调和稳定发展，且不容易改变。厂址的选择和确定之后，才能比较准确的估算出工厂修建的基建投资和生产时的生产成本，进而对项目的投资效益进行分析和计算，得出是否可行的结论。厂址的选择是否合理对项目的经济效益会产生重要的影响，如果选择不当，可能造成基建投资加大，影响建设进度，并且给工厂生产和使用留下后患，影响投资的经济效果，甚至造成严重损失。厂址的选择不当还
14、可能给当地造成严重的环境污染，破坏地区生态平衡。厂址的选择不仅从宏观上对国家经济建设和发展有着重要的影响，也从微观上对拟建项目的建设进度和投资效果有着决定性的影响，因此厂址的选择一定要慎重。1.3.2 厂址选择的基本原则1.3.2.1 厂址的选择应符合国家长远规划和城市布局我国地域辽阔，各地区发展不平衡，布局不尽合理，需要通过国家的长远发展规划来改变这种状况。厂址的选择应符合国家生产和建设方针、政策，服从行业发展规划和所在城市的总体布局的要求，并且安排好地方的公用设施和生活设施，做到既有利于工厂生产，又有利于工人生活。1.3.2.2 厂址选择必须要考虑到拟建项目的指向性特点原材料指向原则，是指
15、建设项目的性质是以原材料为基础的，厂址选择靠近原料产地。以自然纤维为原料的大型造纸厂在生产时，原料损失较大，且原料体积大，运输和贮藏是费用高、损失大，就近原料产地建厂更为经济划算。市场指向原则，是在纸厂比较集中地区建厂，生产出的桨板可以就近销售，且随时关注市场需求，据此调整生产计划，提高了公司的生产效率。技术指向原则，是指对技术密集型或知识密集型项目，在选址时，要考虑技术协作条件和技术水的要求，如对生产功能纸、特种纸、加工纸的项目。这一类都有项目技术含量较高、生产批量小、原料特殊等特点，同时产品的技术开发需要大量的技术支持。因此这一类项目选址应选在科技比较发达的大中城市，以获得良好的技术支持和
16、原料供应。能源指向原则，是指对于一些消耗能源较大的项目，选址时应考虑能源运输问题，尽可能就近能原地。同样多数制浆造纸项目对水的需求量也很大，选址时偏向水资源丰富的地区。劳动指向原则，是指项目选址应靠近劳动力充裕的地区。1.3.2.3 选择厂址必须控制建设用地纸浆造纸工厂的占地面相对较大，在工厂选直观化时应尽量控制用地，要因地制宜，提高土地利用效率，充分利用荒山空地，尽可能少占耕地，节约土地资源。预留发展用地时，必须根据国家猪呢观测和市场走向，再结合大地实际条件制定适宜的用地规划。1.3.2.4 选择厂址应有利于厂区规划和生产运行厂址的选择应满足生产工艺的要求，使厂区得到合理布置，有利于生产运行
17、。其次厂区与生活区尽可能地靠近，便与员工的生活。在选择厂址时，安全和“人防”也是重要的要求之一。总之，在厂址选择时，应综合考虑生产、生活和施工的方便，处理好三者的关系。1.3.2.5 选择厂址应有利于保护自然环境和生态平衡在厂址选择时，要考虑工厂对环境的要求和工厂可能对环境造成的影响，是否会对地区生态平衡造成破坏。如果厂址的环境不能满足建设项目的要求，即使工厂建成，也不能正常运转，或者不能达到项目建设的目标。如果建厂，则要求建设项目不会对地区环境造成新的破坏，对工厂产生的“三废” （即废气、废液、废渣）及噪音要进行相应的处理，使其达到国家排放标准。1.4 厂址的选择根据项目设计任务说明书的要求
18、，综合考虑国家政策导向、原材料、能源、劳动力、交通运输、产品市场销售和环境保护等因素，硫酸盐竹浆制浆厂厂址最终落户于四川省乐山市犍为县。1.4.1 国家政策导向造纸行业在目前工业行业中属于少数需求拉动型、市场潜力巨大的行业，进口纸和纸浆的用汇总额仅次于石油和钢材。最近几年中国纸业的快速发展已经受到政府的高度重视，2004年国家发改委正式公布了全国林纸一体化工程的建设“十五”及2010年专项规划 ，其中明确提出：合理利用西南地区木竹资源，在西南地区建设几个10到50万吨的竹浆纸一体化项目，并规划“十一五 ”期间，在2005年末的基础上，新增制浆生产能力555万吨（木浆能力435万吨，竹浆能力12
19、0万吨）。1.4.2 地理条件适宜犍为县隶属四川省乐山市，犍为县是乐山市第一大县和乐山市出入江的东 大门，213国道线上的一颗明珠，素以“金犍为”美称享誉巴蜀大地。位于岷江下游、川西平原西南边缘，地处北 纬29 12”至29 2747”、东经103 4335” 至104 1148” 之间，地势东北、西南高，东、南低，最高海拔1047米，最低海拔308米。犍为县幅员面积1375.4平方公里，土地面积205.3万亩，其中耕地面积75万亩，林地面积50 万亩，水域面积10.5万亩，人口56.8 万。北邻乐山市中区，东连四川省工业基地宜宾、自贡两市，南接马边彝族自治县和沐川县。县城玉津镇距省会成都22
20、7公里，距“天下名山” 峨眉山90公里，距举世闻名的乐山大佛 55公里。1.4.3 交通条件良好乐宜高速公路纵贯犍为全境，县境内有犍为北、犍为南、新民等出入口，县城距犍为北出入口仅3公里；国道 213线犍为段境内长39.388公里，北从五通桥区金粟镇接入我县岷东乡，经玉津镇、清溪镇、九井乡，南接沐川县；县内各出境口道路畅通，共有犍福路、自犍路、长罗路、五犍路、犍宜路、塘马路、犍井路、九黄路等8条主要干道，总长188.815公里。30个乡镇公路畅通，交通便捷。岷江河由北向南流经该县石溪镇、岷东乡、塘坝乡、玉津镇、下渡乡、孝姑镇、新民镇，于新民镇出境流入宜宾，纵流县境60 公里，岷江河最大流量 3
21、6200m、最枯流量500m，确保了长年通航，水运发达，能长年通行500吨级驳船，远景规划可达到级行道标准。在下渡乡岷江河东拟建的货运码头年吞吐量达100万吨，下一步将建成乐山市唯一的集装箱码头。1.4.4 气候条件宜人犍为属于亚热带湿润性气候区，四季分明，气候宜人，冬暖夏凉，雨水充沛，年平均降雨量1187毫米。年平均气温为 17.6，最高气温为38.2 。最热为7 月、8月、平均温度为26.3 和26.4 ，基本无酷暑。最低气温为-2.6，最冷为1月，月平均气温7.4 。因冬无严寒，夏无酷暑，四季均适宜出行，但以春、秋两季更佳。光照充足，年平均日照1025小时。县境内地形地貌多样，坝、丘、山
22、皆具，以丘陵为主。为县位于亚热带湿润性气候区，四季分明，气候宜人，热量丰富。境内水系发达,以岷江、马边河为主干，大小河流30 余条，总长 1227公里，容水总量836亿立方米，水能（不含岷江）蕴藏量达6万千瓦。 。气候特点是：温暖期长，四季分明，雨量充沛。良好的气候条件有利于发展高效的轻工产业。1.4.5 原料充足犍为县及周边地区林竹资源丰富，尤其是沐川县有林竹面积40余万亩，可以作为稳定的原料基地，为以后扩大规模留下了足够资源空间。犍为县境内地形地貌多样，坝、丘、山皆具，以丘陵为主，适宜种植竹子，可以以企业作为带头人，引到农民种植竹子，发展“林纸一体化” ，为企业可持续发展打下良好基础。1.4.6 能源来源由于制浆造纸工业具有能耗高和耗水量大的特点，因此，本厂主要以岷江和马边河为水源来源地，水量充沛，水质优良，完全可以满足建厂的需要；为了综合利用资源，降低耗能成本，本厂建有热电站。
