30万吨年80gm2双胶纸造纸车间的初步设计汇总Word格式文档下载.docx
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当然它也有缺点，如纸浆的纤维短，非纤维素组分含量高，成纸的强度比较低。
只用机械浆生产的纸易变黄发脆，不能长久保存。
当然不能单一评论一种浆料的好与坏，只要能满足工艺要求都是可取的，综合工艺要求和生产成本考虑，我选择浆料的配比为70%阔叶浆、20%针叶浆、10%机械浆。
双胶纸技术指标见表2.1：
表2.1胶版纸技术指标按国家标准GB1012-1991的规定执行
指标名称
规定
A等
B等
C等
定量（g/㎡）
±
4
白度（%）≥
87
82
77
不透明度（%）≥
84;
86;
87;
89;
91;
93;
95
80;
82;
84;
88;
90;
92;
78;
80;
81;
90
裂断长（mm）≥
平板纵横向
卷筒纵向
3000
4000
2200
2000
2800
横向耐折度（次）≥
＜100g/㎡
≥100g/㎡
15
20
5
10
3
平滑度≥
（正反面均）（s）
（正反面差）（%）
10040
8040
25
30
横向伸缩率（%）≤
+2.2
+2.5
+2.8
印刷表面强度（m/s）
（正反面均）≥
2.0
1.0
0.6
表面吸收质量（g/㎡）≤
pH≥
5.0
（续表）
灰分≥
8-15
8-20
尘埃度
0.2-0.5㎜2≤
0.5-1.5㎜2≤
＞1.5㎜2
60
不许有
120
7
200
水分
4.0-9.0
设计的胶版纸。
质量指标为：
要有一定的行稳性，较高的表面强度、吸墨性能、湿强度及较好的尺寸稳定性；
纸张的纤维组织应均匀，纸的切边应整齐、洁净；
纸面应平整，不应有砂子、硬质块、褶子、皱纹、裂口、孔眼等影响使用的外观纸病；
还应具有一定的平滑度，有利于书写、印刷等。
不透明度不应低于规定指标，防止透印。
在质量指标中，白度、不透明度以及印刷表面强度都是比较重要的。
在设计过程中，通过加入荧光增白剂来提高纸张的白度，采用夹网纸机，添加施胶剂以及添加软压光环节来提高其正反面印刷表面强度，通过添加填料来控制其不透明度。
2.2打浆工艺
“三分造纸，七分打浆”，打浆就是根据纸的质量要求和使用浆的种类和特征，在可控情况下用物理方法改善纤维的形态和性质，使制造出来的纸符合预期的要求。
打浆对纤维的作用有以下几点：
1、细胞壁的位移和变形。
2、初生壁和次生壁外层的破除3、吸水润胀。
4、细纤维化。
5横向切段。
打浆方式一般分为四种长纤维游离打浆、长纤维粘状打浆、短纤维游离打浆以及短纤维粘状打浆
一般来说，由于打浆增加了纤维结合力，降低了纤维平均长度，所以它一方面提高了纸的抗张强度、耐破度和耐折度，同时增加了纸的平滑性、挺硬性和紧度，但是却降低纸的撕裂度和不透明性以及增加了纸的收缩性。
一般双胶纸的强度要求比较容易达到，因此在伸缩变形指标允许的情况下，可以将纤维切的短一些，用来提高表面细腻的程度。
采用木浆、机械浆混合生产B等双胶纸时，应该把机械浆蒸煮硬度（K值）控制在14~16.硬度偏低的话，纸张变形大；
硬度过高，纸张表面粗糙而且强度比较低，并且要加强洗涤、筛选。
机械浆的打浆浓度控制在3%~3.5%，一轻刀疏解为主，打浆度适当低一点，以采用锥形磨浆机比较理想。
木浆可以采用商品木浆，打浆浓度控制在3.4%~4.5%，可以采用锥形磨浆机打浆。
成浆纤维长度根据配比不同略有差异。
机械浆配比少时，木浆纤维可以适当短些。
一般控制范围为：
针叶木浆1.5~1.7mm，阔叶木浆0.8~1.0mm，生产中应根据配比做适当调整。
我设计生产的是双胶纸，为满足工艺要求，将打浆度控制在30°
SR-40°
SR，采用中等长半游离打浆方式。
目前打浆设备主要有盘磨和锥形磨浆机，我采用的是锥形磨浆机。
锥形磨浆机主要由装有刀片的截头圆锥形转子和截头圆锥形外壳及间隙调节机构组成。
浆在高速转子的带动下产生周向线速度和径向离心力。
大端的周向线速度和离心力大于小端的，导致大端静压小于小端，所以浆是从小端向大端移动。
浆料进入磨腔，受到飞刀和固定锥形磨套内表面底刀之间的复杂机械作用力产生打浆作用，间隙调节机构可以针对不同浆种调节适宜的调节。
2.3筛选、净化
筛选就是利用粗浆中杂质与纤维的形状不同，利用筛板，在一定的压力下将细浆和杂质分离的过程。
而净化是利用杂志和纤维的密度不同来分离的。
筛选净化主要有两个作用：
1、满足造纸工艺的要求。
2、保护后续设备不会因为浆中含有杂质而损坏。
我选择两段筛选，压力筛和振框筛，压力筛的进浆浓度大（0.5%-5%），运转可靠；
密封性能好，不产生泡沫；
筛孔小，筛选效率高，结构紧凑，占地面积小。
影响筛选的主要因素有以下几点：
1、筛板的形式。
2、筛孔大小，形状和间距。
3、进浆浓度和进浆量。
4、筛板两边的压力差5稀释水量和水压。
6、排渣滤。
净化工段我选用锥形除渣器，采用一级三段处理方法。
级是指良浆经过净化设备的次数，段是指尾浆经过净化设备的次数。
多段净化的目的就是为了减少纤维的流失。
综合经济因素以及工艺要求选择一级三段流程。
图示如下：
浆料
除渣器
渣
2.4辅料的选择
2.4.1施胶剂的选择
表面施胶主要是为了提高纸页的表面强度，减少印刷时纸页的掉粉掉毛现象，同时还有对纸页外观和结构性质的影响，如减少纸页的孔隙率、提高纸页的平滑度等，表面施胶还可以增加纸页的抗拒性能，如提高纸页的憎水性、抗油性等。
此外，表面施胶还可以提高纸页的物理强度，如提高纸页的耐折度、耐破度和抗张强度等。
目前应用得施胶方法有两种，即内部施胶和表面施胶。
在纸浆中加施胶剂，再抄成具有憎液性能的纸，称为内部施胶。
将纸浸入施胶剂溶液中，从而获得抗液性能，称为表面施胶。
内部施胶我选择的是AKD（烷基烯酮二聚物），它是一种合成胶。
AKD在65.5℃易水解，从而丧失施胶效果，因此要保存在较低的温度下。
AKD施胶的PH一般为8.2左右，选择在上网前加入，由于高温下与水接触时间过长产生水解而损失施胶效果，故一般在第一烘缸就提高温度使水分尽快蒸发。
影响AKD施胶效果主要因素有：
施胶时的PH，纸页干燥温度、硫酸铝的存在以及湿纸业水分等。
提高PH，AKD与纤维反应加快，最适PH为8.2；
干燥温度高，反应速度快，施胶效果好；
而硫酸铝的存在会破坏施胶作用；
湿纸水分越大，施胶效果越差。
表面施胶我采用的是淀粉和PVA（聚乙烯醇）。
以淀粉进行表面施胶，能改进纸张的耐破度、抗张强度和耐折度，但撕裂度略为下降。
单独采用PVA施胶，能在纸面构成高度透明且柔软，抗张强度大的抗油薄膜。
但如果与20%左右的淀粉混和使用，更能进一步提高其成磨性能，所以我选择PVA和淀粉混和施胶，从而取得更好的施胶效果。
表面施胶方法一般有槽法施胶、辊法施胶、压光施胶和烘缸施胶等。
，本设计采用的是辊式施胶
2.4.2助留助滤剂的选择
1助留和助滤作用
助留是提高填料和细小纤维的流着，助滤是改善滤水性能，提高脱水速率。
助留助滤目的和作用：
1、提高填料和细小纤维的留着、减少流失，改善白水循环，减少污染；
2、改善纸页两面性，提高纸张的印刷性能；
3、提高网部脱水能力，从而增加纸机车速。
2助留助滤剂的种类及助留体系
助留和助滤剂大体可分为三类：
1、无机类：
硫酸铝、铝酸钠、聚氯化铝和聚合氧化铝络合物；
2、改性天然产品：
阳离子淀粉、CMC、改性植物胶等；
3、高分子聚合物：
CPAM、聚胺PA、聚酰胺等。
常用的助留体系有：
1、单阳离子聚合物体系；
2、二元组分体系；
3、微粒助留体系；
4、网络系统助留体系。
3助留体系的选择
影响AKD施胶的重要因素之一是，要有一个最佳的总留着系统。
由于合适的留着及填料和细小纤维的絮聚，使再循环颗粒的总表面积减少，否则会消耗更多的AKD、阳离子淀粉和促进剂，而且可能通过异质絮聚使系统阳离子化。
阳离子系统不容易接受AKD,大大降低施胶效率。
优化总留着系统常比选择AKD等级更重要，目前用于AKD碱性施胶中的助留剂，是超微粒和超细微粒絮凝系统，或新颖的区域阻塞增强的桥连絮凝系统。
我采用阳离子淀粉/胶体二氧化硅作为助留助滤剂，由阳离子淀粉和阴离子胶体硅组成。
当高电荷阳离子淀粉加入系统产生大的絮聚体被剪切力破坏，当阴离子胶体硅加入后，吸附在带正电荷的小絮聚体上，最后的絮聚主要是电荷中和而不是架桥效应。
纸料中首先加入淀粉，其中80%是支链淀粉。
占20%的直链淀粉则因分子量小，其数量反而远远超过支链淀粉。
典型的加入量（5~10kg/t浆）下，这些小分子比普通聚合物多提供3~4倍的阳电荷位置，胶体二氧化硅在高剪切之后加入，加入量为1~3kg/t浆。
加入点：
保证与纸料能充分混合的前提下尽可能接近流浆箱，一般选择在旋翼筛出口、高位稳浆箱或流浆箱内。
2.4.3填料的选择
加填不仅能提高纸张的不透明度和亮度，而且能改进纸面的平滑度和均匀状态，增加纸张的柔软性，降低纸张的吸湿性能和变形程度。
加填纸张的吸墨性能较好，适印性强。
碳酸钙在造纸中主要作纸张的填料，为了保证纸张的一定强度、白度，同时降低成本，在纸张中添加大量碳酸钙。
造纸行业中大量使用碳酸钙是基于国际上造纸工业从酸性造纸工艺转向碱性或中性造成纸工艺，这样就可以大量使用价廉的碳酸钙代替以往的滑石和瓷土。
我选用PCC作为填料，轻质碳酸钙作为造纸用填料，有几个优点超过高岭土和GCC。
具有较高的不透光性和光泽度。
作为填料，增量能力高。
粒径均匀。
颜色保持力强。
对于造纸填料来讲，碳酸钙具有较高的留着力，粒度的均一性高，白度高，吸墨性能也较好，是良好的填料。
填料加入方法一般有两种，间歇式加填和连续式加填，我采用的是连续式加填。
填料的加入量为20%，浓度为2%，加入点选择调浆阀，应为这里既能保证混合均匀又能防止填料分解。
随着造纸过程中纸页的形成和脱水，加入的填料，有部分留在纸页中，部分随着脱出的白水而流失，填料的留着率是指存于纸页中的填料量占浆料中填料量的百分率。
颗粒大的是靠机械截留作用而留着，颗粒小的依靠胶体吸附作用而留着。
影响填料留着的因素主要有：
1、填料颗粒的形状，鳞片状及针状颗粒的留着率比圆形颗粒高。
2、纸页的定量和厚度越大留着率越高。
3、提高浆料的打浆度可以增加填料的留着。
4、细小纤维含量高，比表面积大的浆料填料留着率高。
5、白水循环回用可增加填料留着。
6、填料的流着是随纸机车速提高、真空抽吸作用的加剧而下降。
2.4.4染料的选择
纸浆纤维总是略呈黄色至灰白色，这是因为纸浆纤维中所含木素倾向于吸收波长在4000-5000埃的紫色和蓝色光谱所致，纸浆中木素含量越高，色泽就越深，L值指黑白，L值为正则白，值越大则越白；
L值为负，则黑，值越大则越黑。
a值指红绿，a值为正则偏红，值越大则越红；
a值为负则偏绿，值越大则越绿。
b值指黄蓝，b值为正则偏黄，值越大则越黄；
b值为负则偏蓝，值越大则越蓝。
染色的原理就是加强黄绿光的吸收，对蓝紫光的反射。
我选择加入碱性湖蓝和碱性青莲，并加入OBA（荧光增白剂），来改善纸的白度。
荧光增白剂是一种荧光染料，它不仅能反射可见光，还能吸收紫外光并将其转换成可见的蓝色或红色的荧光，在浆料中这些荧光能对橙黄或浅绿起补色效应产生显白效果。
染色方法一般有浆内染色和纸面染色两种，我选择的是浆内染色，加入点选择在混合浆池，荧光增白剂的用量为0.14%，碱性湖蓝的用量为0.001%，碱性青莲用量为0.008%。
影响染色因素很多，若控制不当，产品易产生色泽不均、压花、色筋和色斑等现象。
主要因素有以下几点：
1、浆料的性质。
不同的纸浆对染料有不同的亲和力，这与纸浆的性质和木素的含量有关。
2、打浆度。
提高浆料的打浆度有利于纤维的染色，能使染色加深。
3、施胶与加填。
由于填料和纤维争夺染料，而导致染色浅。
4、PH值和温度。
各种染料都有适宜的着色PH范围和温度范围。
2.4.5增强剂的选择
为了既能提高干纸抗张强度，又不影响其它性能，就的在浆料中添加化学添加剂，这就是干强剂。
在纸浆中添加干强剂可以提高纸张的干强度，纸张干强度的提高可以实现以下目的：
1、可以在保证原有质量要求的前提下，降低纸页定量，节约原料。
2、可以提高产品档次。
3、内部胶粘剂的加入能够增加纤维之间的结合面积和结合键，取得与机械打浆的相同效果，在保持某一纸张强度要求的情况下，便可缩短打浆程度和打浆时间，节省电耗。
4、可使用较低打浆度的纸浆抄纸，由于滤水性能较好，可以提高车速，增加产量，并在一定程度上能节约干燥用汽。
决定纸张干强度的主要因素：
纤维本身强度，纤维结合强度，纤维结合表面积和结合键的分布均匀程度。
增干强剂能增加纸页的干强度主要是由于干强剂能有效地增加纤维的结合强度，而且经过干强剂处理的纤维能够经受住沿着结合键周边发生的应力集中情况，因此干强剂也叫浆内胶粘剂。
增干强剂可分为天然动植物胶、合成树脂、水溶性纤维衍生物等三大类。
天然类的动植物胶有明胶、改性淀粉等。
合成树脂有聚丙烯酰胺、酚醛树脂等等。
水溶性纤维衍生物有甲基纤维素、羧甲基纤维素等等。
我选择的是C-PAM（阳离子聚丙烯酰胺），它可直接与无机盐离子、纤维以及其它有机高分子发生静电桥梁作用以达到增强纸张的物理强度,减少纤维或填料的流失,加快滤水,起增强作用，还能起助留助滤作用。
选用C-PAM的量为0.05%。
2.4.6消泡剂的选择
当使用洗涤不良的纸浆或者不合理的施胶都会产生泡沫，纸料系统中的气体一部分以泡沫形式存在于纸料的表面，如流浆箱；
另一部分以小气泡或其他形式分布在纸料液中、吸附在纤维上或溶解于水中。
泡沫对于湿法造纸影响很大，纸料悬浮液中存有泡沫会使流浆箱的纸料浓度波动，使纸料流动状态不稳定。
它能封闭湿纸幅表面上的微孔，造成网部脱水困难，使纤维和未分散的填料在网部剧集聚集，影响纸幅的匀度。
泡沫还会形成浮浆，使纸料上网出现团块，严重时造成断头。
泡沫还会使纸产生泡沫孔，泡沫斑等纸病。
所以需要加入消泡剂进行消泡除气。
消泡剂一般分为溶剂型消泡剂、油型和乳液型消泡剂三大类。
我选择用脂肪醇EOA作为消泡剂，用量为0.06%,加入点选者在混合浆池,白水池等易产生泡沫的地方.
2.4.7防腐剂的选择
由于浆料中含有碳水化合物和蛋白质等物质，利于的细菌繁殖。
在纸料流送和白水流送管路中，如不保持清洁。
则易产生腐浆，腐浆不仅污染网和毛毯，而且会引起断头和洞眼等纸病，所以不仅需要做好清洁工作，还要加入合适的防腐剂，才能消除腐浆，保证产品的质量。
常用的防腐剂一般由四种：
1、有机金属化合物类如有机汞，有机锌等。
2、氯酚衍生物类。
3、氧化剂和还原剂。
4、有机溴化物。
我选用的是N-170防腐剂（1，1-二氧化-3，3，4，4四氢噻吩），它可以长期使用，对微生物很少产生耐药性，使用后在碱性条件下能自行分解，用量低。
加入点选择在混合浆池,白水池等易产生腐浆的地方.
防腐剂的加入方法有连续加入、一次加入和间歇加入三种，我选择定时间歇加入，加入量和间隔时间，以能够控制微生物繁殖、不致危害生产和造成污染，减少成本为原则。
加入点选择浆池以及最易繁殖微生物处。
使用防腐剂后能延长停机清洗的周期。
提高产品的质量保证毛毯和网的滤水性和使用寿命。
2.5供浆系统
作为纸料流送系统和纸业成形系统结合部的上网系统是造纸机的第一部分，也是造纸机最重要的部分，可视之为“纸机的心脏”。
纸料上网作用是按照造纸机车速和产品的质量要求，将纸料流送系统送来的大股纸料流，经过上网系统处理，均匀，稳定地沿着造纸机横幅全宽流送上网。
流浆箱的主要作用是：
1、分散纤维，防止聚絮。
保证浆料的均匀性。
2、保证浆料沿着纸机横幅均匀稳定的分布纸料，并将浆流以合适的角度喷射到成形部最合适位置。
3、按照工艺要求，提供和保持稳定的上网纸料流压头和浆网速关系，并且易于调节控制。
流浆箱由布浆装置、整流装置和上网装置三部分构成。
流浆箱根据控制上网的液位方式来分可分为敞开式、封闭式、水力式和用于高浓成形的高浓流浆箱四大类型。
由于我准备选择夹网纸机。
车速较高，这就要求流浆箱的喷出的上网纸料流具有更好的质量，所以我采用的是集流式飘片流浆箱，纸料由抛物形矩锥形布浆总管和分配管束布浆。
经布浆整流后的纸料流在相邻飘片之间的空档进入堰板收敛区，由于收敛区为飘片所间隔开而分成许多互相平行的沿着纸机横幅全宽的收敛流，很好的分散的纤维i，保证了纸料分布的均匀，纸页横幅定量均匀稳定。
通过窄小的间隙出口，纸料流形成剧烈的剪切力，将纤维网状物分散，又能防止大涡流和规模大的湍流产生。
出口间隙越小，纤维分散程度越大。
由于收敛区出口接近纸料着网点，且流速很高，从而上网纸料流能保持好的分散状态。
适合夹网纸机。
2.6纸机的选用
此次设计我选用的是夹网造纸机，一种新型的造纸机。
夹网造纸机主要结构特征是：
流浆箱放在网部的上端（直立式）并有对称安装呈锲型的两张长网（普通长网造纸机只有一张长网），这就叫夹网成形器。
该成形器可以灵活地控制，使两张网或慢慢打开，或逐渐汇拢，调整生产纸种的定量。
从压榨部起以后的干燥部、压光部、卷取部等结构均与一般长网造纸机基本相同。
夹网造纸机的设计车速可高达2000米/分，成纸的纵横向差和两面性都比较小，故质量较好。
2.6.1成形部
顾名思义，夹网造纸机当然用的夹网成形器。
夹网成形就是纸幅在成形过程中进行两面脱水。
和单网脱水相比，双面脱水可以使脱水效率增加四倍。
这是由于每一层纸幅的定量和流体阻力是单面脱水时纸层的一半。
夹网成形器另一个优点就是封闭成形，纸料在成形器内而不是暴露在空气中从而减少形成波纹和其他搅动现象。
在夹网成形器上，浆流从流浆箱喷出进入两网的汇合处，被两网夹着进入成形区，最初纸料受到的是两网的挤压脱水，形成辊起到支持网并把最初脱出的水排出，贴在外网的一面依靠离心力脱水，而贴在内网的一面则借助弧形成形板低真空度真空箱和真空伏辊脱水，两网脱水的量大致相同，纸页到达真空伏辊后，被吸到内网上，然后由真空引纸辊引到引纸毛毯带到压榨部，因为形成区半径约为5米，形成压力低，较低的形成的压力有利于填料的留着。
夹网成形抄造出来的纸页两面差小，成形质量好，掉毛掉粉少，平滑度好，纸页的匀度也很好。
2.6.2压榨部
湿纸页在网部脱去水分，并产生一定的强度。
从伏辊处引出来的纸，通常含有80%左右的水分，湿纸幅的强度也不高。
如果直接把出伏辊的湿纸页送到烘缸部干燥，不仅消耗大量的蒸汽，同时应为湿纸页的强度差，容易导致湿纸幅在烘缸部的断头。
另外这样干燥出来的纸，纸质疏松，表面粗糙，强度弱。
所以从网部来的湿纸需要在压榨部经过机械压榨工序，压榨后干度可达到45%-50%，然后送到烘缸部干燥。
纸机压榨部有以下几点作用：
1、脱除纸页中的水分。
即在网部脱水的基础上，借助机械压力尽可能多地脱除湿纸幅水分，以便在随后的干燥工段减少蒸汽消耗。
2、增加纸幅中的纤维结合力，提高纸页的紧度和强度。
3、将来自网部的湿纸幅，传送到烘缸部干燥。
4、消除纸幅上的网痕，提高纸面的平滑度并减少纸业的两面性。
引纸方式有三种即开放引纸、粘舐引纸和真空引纸。
开放引纸适用低速纸机，粘舐引纸适用于中速纸机，我选用的是真空引纸方式，这种引纸方法靠的是真空作用。
真空吸引辊装在伏辊上方或真空伏辊两个真空室之间，理论上真空引纸的引纸毛毯速度应与网速一致，在实际生产中一般略高于（0.2%-0.3%）网速，毛毯速度低于网速，纸易产生皱折。
若毯速过高，则湿纸被拉长。
纸强度受影响。
我采用的是两台串联的靴式压榨。
靴式压榨使纸页的压榨干度提高，烘干部蒸汽消耗降低，纸页出压榨部湿强度增加，造纸机抄速产量提高，成本降低。
靴式压榨有很宽的压区，纸页在高压力下有较长的停留时间，这种压榨有利于纸幅的固化，使去干燥部的纸页更干更强韧。
靴式压榨的主要部位是固定的靴形加压板和不透水的合成胶带，它们组成双毛毯压区的底面部分。
靴形板用润滑油连续润滑，其作用好似胶带的“滑动支承面”。
如图所示靴压得压力曲线分为三个区域，第一压区压力急剧上升直至脱水阶段开始，第二压区压力逐渐上升以保证加压。
第三压区压力急剧下降防止回湿。
这种压力特性对平缓脱水和具有高松厚度的均匀纸幅结构是有利的。
除此以外，压力曲线的适度倾斜和较低的最大压力也延长了毛毯和辊套的使用寿命。
Ⅰ
Ⅲ
Ⅱ
压力
靴压压榨压力曲线
时间
2.6.3干燥部
压榨后，纸页的干度范围在40%-50%之间，其余的水分需要借助于烘缸蒸发除去使纸的干度提高到9
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