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1、北京化工大学毕业设计论文设计（论文）题目：“年产三万吨粘胶纤维用棉浆粕清洁工艺”项目设计 学院： 化学工程学院 专业： 化学工程与工艺 班级： 学生： 指导教师（含职称）： 专业负责人： 1设计（论文）的主要任务及目标 设计年产三万吨的棉短绒清洁制浆工艺流程，主要包括物料衡算、能量衡算、简单设备选型、复杂设备的尺寸确定和工艺流程图的绘制，主要集中在制药部分的详细的设计计算和工艺流程、平面布置图的绘制。2设计（论文）的基本要求和内容（1）确定整个生产工艺的流程及操作条件，进行整个过程的物料衡算；（2）制药部分进行详细的物料、能量衡算，根据相关手册和经验，确定管径大小和设备的选型，绘制出设备的平面
2、布置图和带控制点的工艺流程图；（3）制浆部分进行简要的物料衡算和设备尺寸的确定，绘制出简要的设备平面布置图和工艺流程图。3主要参考文献16 苏 A. T. 谢尔柯夫. 粘胶纤维M. 北京：纺织工业出版社，1985：2-4.19 詹怀宇. 纤维化学与物理M. 北京：科学出版社，2005：82-83，132-137，301-307.24 陈嘉川，等. 棉短绒低污染制浆工艺的研究J.中国造纸，1999,（3）：41-46.28 唐宏青. 工艺包设计编写提纲探讨J. 化工设计，2001，11（6）：11-13.4进度安排54“年产三万吨粘胶纤维用棉浆粕清洁工艺”项目设计摘要：年产三万吨粘胶纤维用棉浆粕
3、清洁工艺是在万吨级工业试验基础上进行设计的，该工艺设计具有连续、清洁、低温、高效、产品收率高，节能节水减排的特点，整个工艺流程利用技术集成和生态产业链的设计思维，解决了该行业制浆黑液难以治理的问题，实现了零排放的循环经济发展模式。本设计主要分为制药和制浆两个单元。制药单元完成了流程的设计，物料衡算和部分热量衡算，设备和管路的设计计算及选型，带控制点的工艺流程图及平面布置图的绘制；制浆单元完成了物料衡算，设备尺寸的确定，工艺流程图和平面布置图的绘制。本工艺流程的设计是对我所学的化工单元操作基本知识的应用和提升，使我对实际工艺流程设计中的优化选择和经济效益有了深刻的认识。关键词：棉短绒 清洁制浆
4、工艺设计 零排放 An Project Design on “Annual Output of 30,000 tons of Viscose Fiber Cotton Pulp Cleaning Process”Abstract: The design on annual output of 30,000 tons of viscose fiber cotton pulp cleaning process is based on industrial test of 10,000 tons level, the design on the process has continuous, cle
5、an, low temperature, high efficiency, high yield of the product, energy and water conservation and waste reduction characteristics. The entire process with technology integration and ecological industry chain can solve the difficult problem of pulping black liquor governing and realize zero-emission
6、 cycle model of economic development. The design is divided into two units of the pharmaceuticals and pulp. The pharmaceutical unit has completed the process design, material balance, and some of the heat balance calculation and selection of equipment and piping design, the drawing of process flow d
7、iagram with a control point and the floor plan; pulp unit has completed the material balance, determination of the size of equipment, the drawing of process flow diagram and the floor plan. The design of this process with the application and upgrading of basic knowledge of the chemical unit operatio
8、ns makes me have a deep understanding of the selection and economic benefits of the actual process design optimization.Keywords: cotton linter clean pulping process design zero-emission目录第1章 前言1第2章 文献综述2第2.1节 研究棉短绒清洁制浆工艺的意义2第2.2节 棉短绒制浆的原材料介绍32.2.1棉短绒介绍32.2.2 氢氧化钾介绍52.2.3过氧化氢介绍7第2.3节 产品棉绒浆介绍及应用92.3.1
9、 粘胶纤维用棉浆粕的质量指标92.3.2粘胶纤维的用途及性质10第2.4节 棉短绒制棉绒浆的反应原理112.4.1纤维素的反应原理112.4.2 木素的反应原理14第2.5节 棉短绒制浆工艺的研究现状162.5.1 烧碱法制浆工艺162.5.2 氧碱法制浆工艺162.5.3 碱-过氧化氢法制浆工艺172.5.4过氧化氢强化的氧碱法制浆工艺172.5.5 连续法制浆工艺182.5.6棉短绒纸浆工艺的比较18第3章 粘胶纤维用棉浆粕清洁工艺的设计19第3.1节 棉短绒清洁制浆工艺设计19第3.2节 制药机的原理及结构20第3.3节 制药工段的工艺流程设计22第3.4节 制浆工段的工艺流程设计23第
10、4章 棉短绒制浆工艺计算25第4.1节 物料衡算254.1.1 原料平衡计算254.1.2水的平衡计算254.1.3蒸汽的平衡计算254.1.4化学品的平衡计算264.1.5物料平衡数据表284.2标准设备计算及选型294.2.1各种容器体积的计算及选择294.2.2泵的选择304.2.3风机的选择314.2.4换热器的选择31第5章 主要设备的设计和计算34第5.1节 制药单元的设备设计和计算345.1.1制药机的设计计算345.1.2吸收塔的设计计算34第5.2节 制浆单元的主要设备设计和计算365.2.1制浆单元设计计算365.2.2原料准备阶段设备的介绍365.2.2浸渍机的设计及计算
11、375.2.3催化反应器设计及计算375.2.4移动料仓设计及计算385.2.5连续管式反应器设计及计算38第5.3节 设备一览表395.3.1制药单元的设备一览表395.3.2制浆单元的设备一览表41第5.4节 管道系统425.4.1管径选择425.4.2管径表42第5.5节 自控仪表45第6章 操作规程48第6.1节 制药机的操作规程486.1.1制药机的操作规程486.1.2.仪表控制说明50第6.2节 标准设备简单操作规程516.2.1泵的操作规程516.2.2罗茨鼓风机的操作规程526.2.3换热器的操作规程53参考文献56符号说明58致谢59附录60RRF-290型罗茨鼓风机介绍6
12、0板式换热器介绍61第1章 前言国家十二五规划明确指出要加快节能减排新技术、新装备的产业化研发和应用，推广棉浆粕黑液治理，加大对粘胶废水的治理和回收。目前，国内外的制浆工艺主要存在氧碱法、碱-过氧化氢法、过氧化氢强化的氧碱法和连续法制浆等低污染的制浆工艺，对于解决棉短绒制浆过程中存在的得率低、污染严重等问题取得了很大的进步，但仍存在制浆得率低，纤维降解严重，且污染严重，黑液色泽深，有机物浓度大，治理困难，治理费用较高等问题。因此，科技部在十二五期间，提出了天然纤维素清洁制浆集成技术产业化及示范的项目，本文主要是对该项目的初步设计，期望能够为整体项目提供参考。 通过查阅各种文献，了解国内外的棉短
13、绒制浆工艺，然后与本工艺进行对比，找到本工艺的创新点四个，用羟基自由基活性氧和碱液的混合溶液作为药剂，使液比减少为11.2；用KOH代替NaOH，黑液转化为钾肥，实现资源的充分利用；采用连续管式蒸煮器；浸渍机有带式输送代替螺旋输送。查阅粘胶纤维用棉浆粕的标准，提供评价本工艺产品是否能够合格的标准；查阅各种原料的介绍，提供原料的物化性质和质量指标，为使用者提供方便；查阅各种化工设计手册，设计标准和市面上的各种设备，为本工艺初步选择合适经济的设备；查阅各种工艺流程图设计标准和规范，提供细致准确的工艺流程图；通过经常向老师请教，了解实际生产中的应注意的各种问题，学习实际生产设计的各种经验数值和实际生
14、产中的优化选择及经济效益。通过一个学期的查阅文献和设计标准手册，参观中试实验室和老师的各种指导，初步完成了年产三万吨的棉短绒清洁制浆的工艺包设计，即设计说明书的书写，工艺流程图，带控制点的工艺流程图，平面布置图的绘制。由于时间和能力的限制，本工艺包只是初步的设计，期望能够为天然纤维素的清洁制浆集成技术的产业化提供初步的参考。第2章 文献综述第2.1节 研究棉短绒清洁制浆工艺的意义纤维是形态学上的概念，是指一种长度与截面直径之比较大、具有一定柔性和强度的细长物体。按原料进行分类，纤维素通常可分为天然纤维（包含植物纤维和动物纤维）和化学纤维（包括人造纤维和合成纤维）。植物纤维素原料品种繁多，大体上
15、可分为两类：木材纤维素原料（针叶木、阔叶木）和非木材纤维原料（竹类、禾草类、韧皮类、籽毛类等）。植物纤维是造纸工业的主要原料，许多植物纤维（如棉、麻类）也是纺织工业的重要原料，革制品工业也离不开植物纤维1。我国森林资源丰富，森林覆盖面积只有国土总面积的12%，人均占有森林的面积更少。世界总计纸浆产量中木浆占95%以上，而我国只占26.14%。商品浆更少，而且纸浆技术发展缓慢，难以满足国内需求。我国禾草类制浆在世界上占有重要的地位，但其纤维较短，不能满足一些高级纸张的要求。棉纤维在各种天然纤维素中，纤维素含量最高，纤维柔韧，细长，弹性好，强度好，抗稀酸、抗碱能力强2，为优良的纺织原料。各种棉渣、纱头、地弄花、棉短绒、破布等纺织行业下脚料与废弃物均可用于造纸行业，一般高档特种纸，如钞票纸、证券纸以及高档生活用纸等为达到特殊的要求，常用棉纤维为原料。我国是产棉大国，皮棉年产量最高达70600万吨，棉短绒也有几十万吨，是不可忽视的优质
