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1、前言 作为生活中不可缺少的日常用品，纸在人类文化、科学、工业、农业和商业中发挥了极其重要的作用。中国目前的制造业既处于工业化时代，又处于信息化时代。社会对纸张的需求具有工业化时代的特征，即需求有各种信息传播与扩散，需要有大量纸张作为传播的介质，但又不同于西方历史上的工业化时代，因为传播信息又有了电子媒体、电视和广播等更先进的手段，不完全依赖纸张。但作为商品的包装材料，现代社会对包装纸板的要求更扩大了，对纸张的要求因为经济发展的全球化，使商品的流通更扩大到国际间，对包装纸板的要求，不仅数量扩大，还对强度和外观有更高的要求。这就是现今中国造纸工业面临的大量社会的需求，也是目前中国造纸工业发展的巨大
2、推动力，也是目前中国造纸工业能以两位数的百分率增长的主要原因。随着印刷技术的发展以及人民生活水平的日益丰富和不断提高，对印刷出版用纸的要求越来越高。作为出版印刷用纸的重要构成部分的新闻纸，供应商也在千方百计地寻求提高质量的途径，以适应社会发展的需要。随着亚洲经济的复苏，亚洲新闻纸消费量再度上升。我国国内报纸每日销售总量在全球范围内排在第四名。据中国造纸协会综合信息调查，2006年我国纸及纸板生产约6500万吨，较上年5600万吨增长16.1%。从市场需求来看，新闻纸的供需之间仍有较大差距，尤其是高档新闻纸每年要靠大量进口来满足市场的需要1。据专家预测，随着我国经济的高速发展和人民生活水平的不断
3、提高，未来几年我国新闻纸的社会需求将保持10%以上，尤其是高档新闻纸。特别是我国举办的2008年奥运会和2010年上海世博会，将进一步刺激国内新闻纸的消费增长。若按10%的增长速度来计算，2008年我国新闻纸的消费量将达到454万吨，2010年将达到550万吨2。因此，我国新闻纸市场需求强劲，发展潜力巨大。1 总论1.1 课题来源本课题来源于长沙理工大学2007届毕业设计任务书。1.2 设计规模与品种1.2.1 设计规模年产10万吨高级彩印新闻纸。1.2.2 设计品种及质量标准表1-1 高级彩印新闻纸质量标准指标名称单位优等（A）一等（B）定量g/m2（45.2；48.5）0.5（45.2；4
4、8.5）1.5亮度% (ISO)（58；60；62）1.0（58；60；62）3.0横向撕裂指数 不小于mN.m2/g6.05.5抗张指数（卷筒纵向）不小于N.m/g40.035.0不透明度 不小于%91.088.0平滑度（正反平均）不小于S4025交货水分%9.02.0尘埃度 0.5-4.0mm2不多于其中1.5-4.0mm2大于4.0mm2个/m2404不许有808不许有卷筒接头不多于个/卷01色调参考值 L80.0A02.0B10定量为48g/m2高级彩印新闻纸，对其质量不仅要达到普通新闻纸的质量标准，而且对白度等还有更高的要求。新闻纸技术要求有：纸上不应有洞眼、裂口、褶子、疙瘩、汽斑等
5、影响外观的缺陷；同批纸白度差不大于3%；复卷应紧密，全幅松紧一致，端面应平整；纸卷内不得卷入碎纸或纸条，接头处应用有色纸条在端部加以标志；卷筒纸在印刷中不应掉粉掉毛等。高级彩印新闻纸的具体质量标准见表1-12。1.3 设计范围本设计包括打浆、抄造、完成工段的工艺初步设计。具体内容有：设计方案的确定、工艺计算、设备选型及计算、车间布置、技术经济与概算、编写设计说明书，并画出工艺流程图和车间布置图。1.4 设计指导思想和基本原则本设计中所选的设备、生产工艺和技术数据力求于稳妥、先进、可靠。积极采用经过生产证明行之有效的工艺流程、新设备和新材料。所选用的设备要均一，使整个系统处于平衡。从原材料方面考
6、虑，因为我们的国家的资源还比较紧缺，特别是木材现在还很紧张，所以在设计过程中应尽可能考虑废纸脱墨浆，以解决资源紧张问题。设计的工艺流程要在保证质量的前提下尽量简化，减少各种流失，提高产量，减低能耗。在设计中所采用的流程及设备，在生产上应适应多种原料及品种，在成熟合理的基础上，考虑节能以及必要的仪表，并考虑到今后增产的可能性。在设计过程中，还要考虑到设备潜在能力，充分利用自然资源对全厂合理规划，特别是运输道路合理规划。从环境方面考虑，进行白水回收，节能节资，降低成本。排放应达到国家标准。有完善的劳动保护措施，以保证安全生产。2 工艺论证及流程设计2.1 纤维原料的选择与配比要造出质量好的高级彩印
7、新闻纸，首先要做好纤维原料的选择与配比。原料的种类可以影响纸张的伸缩性，半纤维素含量少、木素含量多、细胞壁较厚的长纤维所抄纸张尺寸稳定性好，伸缩率较低;短纤维所抄纸张伸缩率较大。纸张在干燥过程中纤维在纸张平面或厚度方向收缩，较长的纤维在成形过程中纤维间挠合较多，干燥时纤维收缩产生移动，但平面内位移较小，而短纤维收缩时，在纸平面产生的位移较大，所以长纤维抄造的纸伸长率小，再吸水时变形小，短纤维所抄纸变形较大。在相同打浆度下，对不同长度纤维，抄纸样测试证明，纤维长短是影响纸张伸长率的主要因素。化学木浆纤维长、叩解度低、单根纤维强度大；脱墨浆的主要特点是具有较高的抗张强度和较高的灰分，用于抄造新闻纸
8、具有较高的不透明度和抗张强度，但白度较低；杨木APMP的生产，无论是化学药品消耗，还是能耗都较低，而且APMP浆的抗张强度与其它种类的化机浆相比也有优势，最重要的是APMP浆有较高的白度，这能与废纸脱墨浆互补3。为保证成纸尺寸的稳定、掉毛掉粉少、吸油墨性和各种印刷适性好，降低生产成本，一般生产上用漂白针叶木化学浆（NBKP）、废纸脱墨浆（DIP）和杨木APMP浆配抄高级彩印新闻纸。本设计采用10%的漂白针叶木化学浆、60%的废纸脱墨浆和30%的杨木APMP浆配抄高级彩印新闻纸。因为选用速生阔叶木资源制得高得率浆和二次纤维配浆不仅可以缓解我国木材紧张局面，也能减少污染，保护环境，而且还能使纸页在
9、不添加增白剂的情况下也能达到白度要求。废纸脱墨浆主要是回收新闻纸再进行制浆，这些纤维特性已经达到了新闻纸的指标，所以选废纸脱墨浆为主要的配浆原料。为了使纸页达到一定的物理强度，应该在浆料中要添加一些长纤维，所以本设计在配浆时配取了10%的漂白针叶木化学浆。2.2 辅料的选择42.2.1干强剂的选择不同种类的淀粉已被用于提高纸的强度。最初是天然淀粉，由于它们与纤维的亲合力低，因此增加排放废水中的BOD负荷。阳离子淀粉的问世使这方面发生了巨大变化，它们的加入还可以改善一次留着率。因此，阳离子淀粉被普遍和大量采用。然而在工厂应用中发现，由于现代造纸技术较高程度的封闭循环和大量使用再生纤维所引起的惰性
10、电解质、细料及溶解的和胶体物质的浓度增高，导致阳离子淀粉效率下降。2.2.2 助留剂的选择在生产中采用PAM或者双组分助留系统即CPAM和阳离子淀粉作为助留剂，其中，阳离子淀粉是季铵型，要求有较高的阳离子取代度，淀粉糊液具有较高的粘度和良好的稳定性；CPAM要求有较高的分子质量和较低的电荷密度。明矾和阳离子淀粉连续加在配浆池中，PAM加在一段压力筛，以不受任何剪切力。2.2.3 填料的选择填料最好使用碳酸钙，因为碳酸钙可以充当缓冲剂，纸机能够很容易地在pH 7.58.0的pH 值范围内运行。2.2.4 染料的选择纸的染色是指在纸浆或纸张中加入某些色料使纸能有选择性地吸收可见光中的大部分光谱，不
11、吸收并反射出所需要色泽的光谱。新闻纸需要加入一定的染料来调节纸张的颜色。本设计采用的是连续地将品蓝液加进配浆池。染料液的溶解和制备很重要，一般是用少量的水将染料调成糊状，在充分搅拌下用热水进行稀释并过滤。溶解染料时不能直接通汽，避免局部高温造成染料分解产生沉淀。2.2.5 消泡剂的选择本设计选用的是有机硅表面活性剂乳液消泡剂，将其连续地加入除气槽中。一般有机化合物,如烃类、醚类、醇类及磷酸脂类铺展系数较大,因此破坏作用很强,而抑泡作用较差。有机硅铺展系数很小,单纯的有机硅高分子如二甲基聚硅氧烷无消泡作用,但将其乳化后,表面张力迅速降低,使用很少量即能达到很强的消泡和抑泡作用,作为优秀的消泡剂必
12、须同时兼顾消泡、抑泡作用,因此有机硅型消泡剂在各类消泡剂中的综合较果最好。2.2.6 防腐剂的选择由于浆料中含有丰富的碳水化合物和蛋白质等养料物质，尤其在炎热的季节，温暖潮湿条件下细菌繁殖更为迅速。在纸料和白水流经和各种设备和管路系统中，如不经常停机清洗保持清洁，极易产生腐浆。这些腐浆不仅会使抄出的纸会有许多纸病，在抄造过程中使纸页断头，还会使聚脂网和毛毯使用寿命大大缩短。因此，必须在系统中加入少量合适的防腐剂，才能有效地抑制和消灭微生物。本设计在机外白水池中加入防腐剂剂。2.3 打浆工艺表2-1 高级彩印新闻纸打浆工艺条件浆种浓度(%)游离度（ml）湿重(g)已叩NBKP3.54.52803
13、5015DIP3.54.5701208APMP3.54.5100150由于本设计使用的DIP浆和杨木APMP浆是直接从制浆车间送来打浆度已达到要求浆料，故不需要打浆。NBKP浆是使用的外购浆板，需要先碎浆，再打浆。本项目具体的打浆工艺条件见表2-1。2.4 供浆系统经过打浆和调料的纸料，一般还不能直接用来抄纸。要抄出匀度良好的纸页，一般都需要把纸料稀释成很稀的纤维悬浮液，以保证充分良好的分散，经网部滤水后才能形成均匀的纸页。同时，纸料中还含有一些杂质，这些杂质对成纸的质量、聚酯网及设备的保养，以及纸机的操作都有影响。因此要求纸料在上网以前必须做相应处理。2.4.1 浆料混合浆料的混合在配浆池中
14、进行。由于生产原料是漂白化木浆和废纸脱墨浆、杨木APMP浆，还包含一部分损纸浆组成的。因此在通过流送系统把已制备好的浆料送往造纸机前，必须按正确的比例做好不同纸浆的配浆和混合。同时，在配浆池中加入少量增白剂剂，可以有效的提高纸的白度。2.4.2 浆料贮存纸机的正常生产，要求连续不断地供应质量稳定的浆料。由于是采用三种纸浆混合抄造纸，在纸机抄造过程中，为了使由打浆设备或配料设备间断或连续供应的浆料能满足纸机连续生产的要求，避免因打浆设备或配料设备暂时停机而影响纸机生产，就需要有一定数量的贮存浆料的设备，即贮浆池或成浆池。其中装有搅拌器对浆料进行搅拌。其作用如下：（1）使各台打浆设备或配料机送来的
15、浆料配比，浓度、打浆度、胶料、色调等混合均匀。（2）防止纤维和填料发生沉淀，使供给纸机的浆料浓度稳定。（3）贮存一部分浆料，在配料机或造纸机偶然停机时不致影响生产。贮存池同时起到混合和贮存的作用.贮存的目的是对下段工序起缓冲作用,当纸料制备系统中 设备发生故障需要短期停机处理,贮存则可以不至于影响到纸料制备系统的连续生产。同时起到 稳定配比、混合均匀的作用.配浆后成浆池的大小主要取决于纸机的生产能力和浆料浓度。在浆料浓度为3.5%时，一般要求其容量能维持纸机连续生产的时间是：高速纸机为3060min，中低速纸机为24h。对于要求较高的纸种，贮存池的容积应增大一点，这样有利于减少各种配浆、浓度和打浆度的波动，以免影响纸机生产和成纸质量。2.4.3 冲浆稀释4较高的浆料浓度对纸页的良好成型不利。由于这种原因，也由于在约1%左右的低浓下净化浆料和浆料除气非常容易，故通常在浆料净化之前把它稀释。稀释浆料的最简便方法是将浓浆料和稀释水都送到混合箱的一个隔槽中。浆料通过一些溢流堰和挡板上下流动，进行有效地混合。这种装置仅适用于浆料
