1、大连工业大学 2010 届本科生毕业设计（论文）I摘 要现代造纸企业通过碱回收新技术的应用，提高化学药品回收率和燃烧热效率，以减少对环境的污染。本设计特点是工艺成熟、稳定，设备先进且操作性和稳定性强，国内有关企业得到证实。从蒸煮出来的黑液用鼓式置换洗浆机洗涤使黑液的提取率达到 98%,燃烧工段的补充加入的芒硝为每吨风干浆补充纯度为 90%的芒硝量为 32，碱回收率高达 96.5%，自给率为 100%，燃烧热效率 68%。蒸发工段采用先进的黑液高浓结晶技术，使黑液由洗涤工段的 17%升至 72%，直接进炉燃烧，无须再蒸发，环保，节能。碱喷射炉采用单汽包无臭技术，采用大面积的省煤器，静电除尘率为
2、98%，防止烟气二次污染。通过碱回收新技术的应用，明显的提高了化学药品的回收率，减少了对环境的污染，并且对燃烧热量的回收，达到良好的环境效益，社会效益和经济效益。关键词：碱回收；黑液高浓结晶技术；大面积省煤器。大连工业大学 2010 届本科生毕业设计（论文）IIAbstractThe modern paper making business improve the new technical of the chemistry recovery reduce the environmental pollution through raising the chemicals recovery ra
3、te and hot efficiencies. This design， s characters is mature、stability, the equipments are rumrunners and operability and the stabilities are strong, the confirmation has been prove by the business enterprise.The black liquid withdraw the rate to attain with the drum type displacement from the black
4、 liquid that steam to boil out98%,In burning section the pure degree measures to 32 for 90% long grass nitric, the chemistry recovery rate is up to 96.5%, the self-sufficient rate is 100%, the burnable hot efficiency 68%. In evaporation section, the black liquid from wash away dirt 17% of the work s
5、egment rises to 72%, direct enter stove combustion, need not to evaporate again, environmental protection and economize on energy. Static electricity in addition to the dust rate for 98%, keep smoke from annoys to pollute two times.Through the new technical application of the chemistry recovery, it
6、has raised the recovery rate of the chemicals obviously, reduce the environmental pollution, and attain the good environment performance, social performance and economic performance.Keywords：The chemistry recovery; High and thick technique of black liquid; The saving coal machine of big areas .大连工业大
7、学 2010 届本科生毕业设计（论文）III目 录第一章 总论 .11.1 设计依据 .11.2 设计范围 .11.3 厂址选择说明 .1第 二章 生产方法及生产流程论述 .32.1生产方法论述 .32.1.1 蒸发工段 .32.1.2 燃烧工段 .32.1.3 苛化工段 .42.1.4 白泥回 收工段 .42.2 生产流程论述 .52.2.1 蒸发工段 .52.2.2 燃烧工段 .62.2.3苛化工段 .82.2.4白泥回收工段 .8第三章 物料平衡及热量衡算 .93.1 蒸煮工段物料衡算 .93.1.1 蒸煮用绝干木片量的计算 .103.1.2 蒸煮实际用碱量的计算 .103.1.3 蒸煮
8、液中无机物含量的计算 .113.1.4 全部蒸煮液中水分的计算 .113.1.5 蒸煮碱损失量的计算 .113.1.6 蒸煮过程平衡计算 .123.2 洗涤工段物料衡算 .123.2.1 洗涤段碱损失的计算 .133.2.2 提取黑液量的计算 .133.2.3 洗涤段出浆量的计算 .133.2.4 洗涤段的平衡计算 .143.3 蒸发工段 的物料衡算 .143.3.1 蒸发中碱损失的计算 .143.3.2 蒸发后黑液中水分的计算 .15大连工业大学 2010 届本科生毕业设计（论文）IV3.3.3 蒸发后浓黑液量的计算 .153.3.4 蒸发段的平衡计算 .163.3.5 浓黑液中各成分的计算
9、 .163.4 燃烧工段物料衡算 .173.4.1 熔融物成分的计算 .173.4.2 燃烧工段的平衡计算 .183.5 苛化工段物料衡算 .233.5.1 无机物平衡计算 .243.5.2 苛化液体及碱平衡计算 .263.6 燃烧工段热量平衡计算 .333.6.1 收入热量的计算 .333.6.2 消耗热量计算 .333.6.3 供生产蒸汽量 .353.6.4 自身回用热量 .363.6.5 热功效率 .37第四章 设备选型 .394.1 设备选择的原则 .394.2 重点车间设备选择以及计算 .39第 五章 车 间布置说明 .395.1 重点车间设备布置 .475.1.1重点车间布置说明
10、.47.1.2 主要设备的安 排及主要说明 .475.2重点车间采暖通风情况 .485.2.1 车间通风情况 .485.2.2采光照明 .49第六章 自动化控制系统 .506.1 送风 系统的控制 .506.2 锅炉汽包水位的控制 .506.3吹灰系统的控制 .516.4 现代的碱回收锅炉控制系统 .51第七章 环境保护及节能措施 .527.1 环境保护 .527.2 节能措施 .52第八章 劳动组织及工作制度 .54大连工业大学 2010 届本科生毕业设计（论文）V第九章 生产成本核算 .569.1 供水系统 .569.1.1 生产用水量的确定 .569.1.2 生活用水量的确定 .569.
11、1.3 消防用水量的确定 .569.1.4 总用水量的消耗 .579.2 供电系统 .579.3 供汽系统 .589.4 其他原料消耗 .589.4.1 重油消耗： .589.4.2 芒硝消耗 .599.4.3 石灰石消耗 .599.5 碱回收量 .59参考文献 .60致谢 .61大连工业大学 2010 届本科生毕业设计（论文）1第一章 总论1.1 设计依据本设计是根据大连工业大学毕业任务通知书设计年产 12 万吨杨木硫酸盐法浆碱回收分厂（重点燃烧工段） ，进行设计的。设计中相关的参数以及设备的选定是参考山东日照森博浆纸有限责任公司碱回收车间的工艺技术方案而拟定的，该厂的碱回收设备全部是国外引
12、进的，代表了世界先进的碱回收技术水平和发展方向，该套设备自投产至今，运行平稳，与其他企业碱回收分厂相比，热效率明显提高，而且污染较小，经济环保，值得国内企业的学习和参考 1。1.2 设计范围本设计主要是对碱回收车间进行设计，包括蒸发，燃烧，苛化和石灰回收四个工段，并且重点设计燃烧工段。对重点车间的设备布置，以及对人员编制，环境保护，各工段的自动化控制进行说明和成本核算。1.3 厂址选择说明本设计依据设计任务书，考虑到原料来源，动力资源，水、煤、汽的来源，及产品销售和交通情况，并兼顾企业间的合作，自然条件和建材供应诸方面因素，将厂址选在河南新乡市。1.3.1 地理位置新乡处于广大中原地区的中心，
13、树林广袤，林木资源丰富，同时也拥有大连工业大学 2010 届本科生毕业设计（论文）2非常便利的交通条件，故设在此地。1.3.2 气象条件新乡地处中原，气候适宜，适合多种木材生存，也有大量麦草资源，所以造纸原料非常丰富。1.3.3 原料供应方面由于新乡地处中原，所以木材种类丰富，非木材资源也十分丰富。1.3.4 水源方面新乡内湖和河流较多，水源丰富。所以能为造纸提供足够的造纸。1.3.5 动力、燃料来源新乡后很多煤矿和电厂，动力来源丰富，满足大型工厂的动力方面的使用。大连工业大学 2010 届本科生毕业设计（论文）3第二章 生产方法及生产流程论述2.1生产方法论述备料车间：采用杨木为原料，机械剥
14、皮，削片，贮存。制浆车间：采用连续蒸煮的方法，选用卡米尔式连续蒸煮器，采用鼓式置换洗浆机（简称 DD洗浆机） ，黑液提取率达到 98%以上。本设计采用燃烧法对黑液进行回收。燃烧法的过程是：把黑液提取出来，经过蒸发浓缩到一定浓度后，送入碱回收炉燃烧，燃烧后的熔融物，经溶解澄清后成为绿液，加入石灰，使碳酸钠苛化成为氢氧化钠，并将苛化所生成的碳酸钙（白泥）沉淀分离，最后得到氢氧化钠和硫化钠的混合溶液，即为可供制浆用的蒸煮液。苛化后的白泥，可送至回转炉进行煅烧回收石灰 2。2.1.1 蒸发工段采用六效八体自流降膜蒸发器，并且采用黑液结晶增浓蒸发技术，稀黑液进站浓度为 20%，送往碱炉的黑液浓度为 68
15、%。 2.1.2 燃烧工段采用除臭式碱回收燃烧流程，为提高热效率，充分回收烟气热量，采用大面积省煤器，由于不采用直接蒸发，黑液虽未经氧化，只要控制得当，由碱回收散发出来的恶臭气体，也可以降到很低的浓度，能有效地减轻环境污染。利用现代喷射炉进行碱回收，具有生产效率高，劳动强度小，芒硝还原率高，锅炉热效率高，适应自动化控制等优点。熔融物溶解槽是一个常压搅拌槽，当熔融物同稀白液混合时将产生大量水蒸汽，并由排气管排出。 （排气管应垂直布置，不允许有水平管段） ，大连工业大学 2010 届本科生毕业设计（论文）4溶解槽散发的污染气体量一般不多，因为有机硫化物不可能在高温熔融物中存在。但当熔融物溶解槽排气
16、气流因水蒸汽骤然增加而增加时，将夹带一定数量溶解或未溶解的氢氧化钠、碳酸钠、和硫化钠，但其数量不大，可以直接排放，不会造成大气的严重污染。从燃烧室出来的烟气，经锅炉和大面积省煤器降温后，送入静电除尘器回收碱灰，碱灰一部分与黑液芒硝混合进入燃烧炉再次燃烧，另一部分可去蒸发工段作为黑液结晶的晶核。最后烟气由引风机引入烟囱排空，静电除尘器除尘效率可达 98%。供风系统主要是通过共用一个预热器，两台送风机串联使用的方法实现，风由送风机通过预热器加热到一定温度后，用两个风道送风，一个风道直接送入一次风风嘴，另一风道再通过一个送风机，送入二次风嘴。一、二、三次风的比例为 60：30：10。供水系统的水要先
17、经过软化，但是还是会残留硬度，为了防止锅炉受热面上结垢，在锅炉用水中要加入药剂，使之形成松软的水渣，可以通过定期排污排掉。为防止产生泡沫，造成汽水共沸现象，要进行连续排污，同时给锅炉补充清洁水。2.1.3 苛化工段采用先进的连续苛化流程。主要设备是三大过滤机（绿泥真空过滤机，白泥真空过滤机和压力圆盘过滤机）和新式超短石灰窑。本设计方法较传统的连续苛化优越之处在于，采用循环方式而不是应用传统的辅助苛化器进行二次苛化，可以缩短苛化时间。2.1.4 白泥回收工段采用回转炉煅烧工艺流程来回收白泥。主要分为三个阶段，即干燥阶段，预热阶段和煅烧阶段。它运行稳妥可靠，操作简单，技术上比较成熟，是造纸工业碱回
18、收中回收白泥的主要方法。大连工业大学 2010 届本科生毕业设计（论文）52.2 生产流程论述2.2.1 蒸发工段2.2.1.1 黑液流程从洗涤工段来的稀黑液浓度为 17%左右，其被送入碱回收车间后，进入稀黑液槽内贮存，利用 II 效浓黑液将供料的黑液浓度调节到 20%。用黑液泵将黑液送入 IV 效，由 IV 效出来进入 V 效，出 V 效后，再送入 VI 效,从 VI 效出来经过 1#换热器流入半浓黑液槽静置除皂，此时黑液的浓度为30%35%。除皂后的黑液进入 2#热交换器，并且由泵送入 III 效，从 III效出来的黑液由泵送至 II 效，出 II 效后由泵送至 I 效，I 效分为加热面积
19、相等的 A、B、C 三体，IB 和 IC 互为出浓黑液的效体，蒸发时由自动控制系统进行调节，定期相互切换，保持加热元件表面的清洁，防止结垢，保证正常出液。A 体在其二次蒸汽的出口加装了一个自动调节阀用于控制体内的压力，并且作为结晶蒸发效。I 效的 B、C 体产生的浓黑液加入燃烧时的碱灰，用碱灰的无机盐颗粒作为晶核，送入 A 体进行结晶蒸发，从 A体出来的黑液浓度为 72%，称为“超浓黑液” 。超浓黑液要用一个压力槽进行贮存，用低压蒸汽维持槽内的压力以保持黑液有合适温度，便于输送。2.2.1.2 蒸汽流程新蒸汽供给 I 效，产生的二次蒸汽作为热源供给 II 效，依次类推，在VI 效产生的二次蒸汽进入表面冷凝器冷凝，产生污冷凝水进入污冷凝水槽。2.2.1.3 冷凝液流程I 效产生的清洁冷凝水进入 1#扩容旋风分离器，产生的二次蒸汽进入II 效，产生的冷凝水进入 2#扩容旋风分离器，产生的二次蒸汽进入 III 效，产生的冷凝水进入清洁冷凝水槽，此时的冷凝水可以送到苛化工段，也可以回送锅炉进行重复利用，节省用水量，减少水污染。III 效生的污冷凝水进入 IV 效，IV 效产生的污冷凝水进入 3#扩容旋风分离器，产生的二次蒸汽进入 V 效，产生的污冷凝水与最后表面冷凝器产生的污水一起进入污
