《造紙畢設開題報告120t_d漂白燒堿蒽醌法麥草漿depp漂白工段設計》

1、 本 科 生 畢 業(yè) 設 計 開題報告題 目：120t/d漂白燒堿-蒽醌法麥草漿DEPP漂白工段設計姓 名： 學 號： 指導教師： 徐 永 建 班 級： 所在院系： 輕工與能源學院 日 期： 2015年4月 、120t/d漂白燒堿-蒽醌法麥草漿DEPP漂白工段設計1本課題的設計目的、意義及國內外現(xiàn)狀 本次設計是對大學期間所學各課程及相關的應用繪圖軟件的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,使得學生能夠熟練掌握各工段的工藝流程及工藝參數(shù)，。設計中需要用到的相關數(shù)據(jù)、設備類型和生產(chǎn)工藝等相關內容都需要學生在實習過程中自己去搜集和整理，然后進行比較最后制定出合適的生產(chǎn)工藝，選擇合適的

2、設備及工藝參數(shù)，最后進行一系列計算后確定設計是否合理，確定合理后編寫課程設計說明書、畫工藝流程圖等。 近年來，我國造紙工業(yè)發(fā)展突飛猛進，全行業(yè)的面貌發(fā)生了翻天覆地的變化。造紙工業(yè)的發(fā)展受到了政府、NGO以及行業(yè)專家等在內的廣泛關注。其原因在于：長期以來，由于我國造紙工業(yè)一直走以草漿造紙為主的發(fā)展道路，與世界造紙工業(yè)發(fā)達國家相比，還有很大差距，造紙工業(yè)目前還面臨許多困難和問題。主要表現(xiàn)在:（a）原料結構不合理，對外依存度高。首先，目前我國造紙企業(yè)的原木漿以國外進口為主，價格上也受制于國際紙漿市場。出于成本控制因素，我國紙漿結構中木漿所占比重始終未有根本突破，從2000年的19%到2005年的22

3、%，變化幅度較小。過高的非木漿使用比例阻礙了我國紙品檔次的提升，嚴重影響了國際競爭力。（b）我國制漿造紙不合理的原料結構造成嚴重污染，主要來自麥草化學制漿的排污。2005年造紙工業(yè)廢水排放36.億噸，約占全國重點統(tǒng)計企業(yè)廢水排放總量的17.0%，COD排放量159.7萬噸,占全國重點統(tǒng)計企業(yè)COD排放總量的32.4%。其中草漿生產(chǎn)線有堿回收裝置的產(chǎn)量僅占草漿總產(chǎn)量的30.0%，草類制漿COD排放量占整個造紙工業(yè)排放量的60%以上，仍然是主要的污染源。只有增加優(yōu)質長纖維的供給，提高木漿比重，淘汰落后草漿生產(chǎn)線，優(yōu)化我國造紙原料結構，才能解決我國造紙帶來的環(huán)境污染問題。 治理造紙工業(yè)污染有兩個途徑

4、 ,一是從制漿和漂白工藝入手,采用無少污染制漿漂白技術,將污染源杜絕,使整個造紙工業(yè)成清潔生產(chǎn)的綠色工業(yè),這也是消滅污染的根本道路;另一條途徑是從對廢水進行凈化治理入手,加強廢水的廠內外治理 ,使排出造紙廠的廢水不再對環(huán)境造成污染,這兩條道路相輔相成,協(xié)調發(fā)展,才能促使造紙工業(yè)向無污染的現(xiàn)代化綠色工業(yè)轉化。本文主要介 紹的是無少污染漂白技術目前的發(fā)展情況。由于含氯漂白的種種危害性,人們不得不尋找降低用氯量乃至不用氯 的漂白方法 。以二氧化氯部分或全部代替氯 氣 ,或改用完全無氯漂白,是減少制漿造紙工 業(yè)二惡英生成的重要措施。所以近十多年來,無元素氯 ( ECF) 和完全無氯 ( TCF) 漂白

5、等新漂白方法便應運而生。 ECF漂白技術為了進一步減輕漂白廢水的污染程度,國外有些紙漿廠采用深度脫木素、氧脫木素及低用氯量多段漂白,用二氧化氯取代氯 , Cl2和ClO2會形成氯化有機物 。然而,Cl2 傾向于與木素結合, ClO2一般使木素分裂開,而留下的氯化有機物是水溶性的 ,類似于自然環(huán)境中的那 些原本存在的化學物質,因此ECF漂白廢水的二惡英和呋喃含量大大降低4 .另外TCF漂白技術以其優(yōu)越的漂白性和環(huán)保性也有長足發(fā)展。目前的研究認為ECF與TCF對環(huán)境 的影響是差不多的 ,但 ECF 漿的強度等質量指標要好于TCF , 在木材和ECF又遠較TCF低,操作費用也相對低一些 ,不過其對環(huán)

6、境的污染比TCF稍大。在西方國家 ,歐洲因為環(huán)保指標比較嚴格 ,因此是以 TCF為主要發(fā)展方向 , 美國則 以ECF為主。結合我國的國情來看 ,今后我國新建及擴建的漂白工廠應該以ECF為主要發(fā)展方向。 漂白的主要目的是提高紙張的白度和穩(wěn)定性，改善紙漿的物理性質，使生產(chǎn)出來的紙張外觀更加精美。漂白是通過化學藥品的作用除去紙漿中的木素或者改變木素發(fā)色基團的結構來實現(xiàn)的，漂白可以看做是蒸煮的繼續(xù)。隨著漂白技術的發(fā)展，紙漿漂白已經(jīng)逐漸由氯漂轉化為無元素氯漂白(ECF)，強化了含氧化學品的作用。傳統(tǒng)的ECF漂白流程一般包括氧脫木素、二氧化氯漂白、堿處理和過氧化氫漂白。在大多情況下，由于氯的漂白能力不足及

7、生態(tài)原因，迫使造紙工作者減少使用ClO2，增加過氧化氫的使用。大量使用過氧化物的必要條件是:反應時間長，溫度高。現(xiàn)已逐漸推廣使用溫度在100以上的加壓過氧化氫段。在無氯漂白中常使用的化學品有過氧化氫和臭氧。由于造紙行業(yè)的環(huán)保制度越來越嚴格，漂白技術向前發(fā)展，紙漿漂白越來越向全無氯漂白（TCF）發(fā)展，但目前全國范圍內乃至世界范圍內，ECF仍是主流。2本課題的設計內容2.1設計內容簡述 本次設計的主要內容為：120t/d漂白燒堿-蒽醌法麥草漿DEPP漂白工段設計。我國是麥草漿生產(chǎn)大國，將二氧化氯和過氧化氫應用于麥草漿漂白是減輕漂白廢水污染、提高漂白質量的有效途徑之一。同時也可以通過漂白方式，滿足漿

8、的強度和性能的需要。關于推廣這項技術，對發(fā)展制漿造紙工業(yè)具有重要的現(xiàn)實意義。選用DEPP流程，即ClO2漂白，堿抽提段漂白，兩段過氧化氫漂白，在保證紙漿品質的條件下兼顧環(huán)境因素，本流程在資金投入上可能相對較大，但是在社會影響和環(huán)境影響方面基本不存在問題，符合現(xiàn)代紙漿漂白的發(fā)展方向。2.2 設計創(chuàng)新之處 漂白是作用于纖維以提高其白度的化學過程。紙漿漂白在紙漿造紙過程中占有重要的地位，與紙漿和成紙的質量、物料和能量消耗及對環(huán)境的影響有密切的關系。隨著環(huán)境保護指標要求的日益嚴格，消除有機鹵化物的呼聲日益高漲。 二氧化氯（ClO 2 ）漂白工藝，此法雖有不少優(yōu)點（如漂白選擇性好，漂后白度穩(wěn)定，不易返黃

9、，廢水中有機鹵化物較少等），但是ClO2的制備設備造價甚高， 同時腐蝕問題也不易解決。 P(H 2O2 )漂白方法，此法工藝適應性強， 在保持白度的穩(wěn)定性方面很好，可是對白度的提高有限制，到一定程度后不論如何加大過氧化氫用量，都不會使白度有明顯提高。所以P段一定要與其它漂段配合或在工藝條件加以改進，本次設計準備采用DEPP漂白流程，先進行ClO2漂白和堿抽提，再進行兩段過氧化氫漂白，是一套比較新穎的漂白流程設計。 和漂白都是對環(huán)境污染小，可持續(xù)發(fā)展的有效漂白方式，對于二者的優(yōu)劣及生產(chǎn)中的擇取曾經(jīng)在國內外造紙界引起較大反響。首先，二者具有一定的共性，即環(huán)境污染小。但二者也有其不同之處，如： （a

10、）漂白漿能夠滿足強度、白度、白度穩(wěn)定性和潔凈度較高的要求。研究表明：生產(chǎn)全漂漿時，漿的撕裂度強度比漿約高。這是由于在生 產(chǎn)高白度的漿時，一般采用較高濃度的臭氧，容易引起纖維素的降解和氧化，同時使紙漿對任何的堿性條件都很敏感，導致纖維素在以后的漂白程序中 容易進一步斷裂。 （b）漂白漿的成本要比漿的高。由于漂白需要較低的卡伯值， 這就意味著較低蒸煮得率，原料的消耗就要相應的增加。（c）和漂白工藝之間沒有很大的環(huán)境效應差別，漂白廢水和 漂白廢水在潛在的生物誘變效應方面沒有明顯的不同。所以最近世界科技界的專 家認為漂白工藝是一種能有效防止環(huán)境污染的漂白工藝方法.總之，由于漂白漿的強度好，成本低，在環(huán)

11、境效應上與漂白沒有明顯的差別，因此在世界范圍內，漿的產(chǎn)量發(fā)展十分迅速，而漿的發(fā)展比較緩慢而且，過氧化氫漂白的效果和穩(wěn)定性好，不會使織物發(fā)黃，而且無毒、無嗅，對環(huán)境無污染，由于其適用于各種纖維織物的漂白，故為很有發(fā)展前途的漂白劑。過氧化氫(H2O2)用于漂白紙漿有許多優(yōu)點：工藝適應性強，可漂白高得率漿、化學漿、廢紙漿等各類紙漿；經(jīng)H2O2漂后的漿料白度穩(wěn)定性好，返黃輕；漂白的廢水中不存在毒性的氯化物且減輕腐蝕性；可以回收藥品和熱能，徹底的解決廢水污染的問題。在發(fā)展無氯漂白的新工藝中，H2O2已成為主要的漂白劑。多段漂的優(yōu)點是：多段漂白時，漂劑分段加入，且每段之間均進行洗滌，可以節(jié)約化學藥品，一般

12、可節(jié)約用氯2025。由于氯、二氧化氯等漂白劑對木素的選擇作用，條件較溫和，纖維損傷少，紙漿的得率和強度高。能得到白度高、白度穩(wěn)定性好的制漿。缺點：設備復雜、投資大、動力消耗多，同時也增加了漂白用水量及排出的廢水量；還有漂白的段數(shù)多，洗滌次數(shù)增加，紙漿的流失也增加。所以在滿足漂白漿質量要求的條件下，漂白段數(shù)不宜過多，在我國造紙產(chǎn)線趨于大型化，專業(yè)化的趨勢來說，多段漂白目前是主流漂白流程。本次設計采用漂白流程漂白燒堿蒽醌麥草漿，是漂白的一種。3設計方案3.1工藝流程圖漂前貯漿塔漂后貯漿塔4#水封槽1#蒸汽混合器4#真空洗漿機蒸汽 洗滌清水1#中濃漿泵4#稀釋輸送螺旋 紙機白水 P2段漂白塔1#中濃

13、高剪切混合器ClO23#中濃高剪切混合器D段漂白塔 H2O2 NaOH 1#稀釋輸送螺旋螺旋3#中濃漿泵白水1#水封槽1#真空洗漿機3#蒸汽混合器清水水蒸氣 3#水封槽3#真空洗漿機雙輥混合器水蒸氣 清水NaOH3#稀釋輸送螺旋螺旋輸送機白水P1段漂白塔E段漂白塔 2#中濃高剪切混合器2#稀釋輸送螺旋白水H2O2 NaOH 2#中濃漿泵2#水封槽2#真空洗漿機清水2#蒸汽混合器水蒸氣 3.2工藝流程簡介 120t/d燒堿-蒽醌法麥草漿ECF漂白的流程設計，選用DEPP流程，即ClO2漂白，堿抽提段漂白，兩段過氧化氫漂白，在保證紙漿品質的條件下兼顧環(huán)境因素，本流程在資金投入上可能相對較大，但是在

14、社會影響和環(huán)境影響方面基本不存在問題，符合現(xiàn)代紙漿漂白的發(fā)展方向。4設計所需收集的原始數(shù)據(jù)與資料（1）有關廠址地理條件、交通運輸條件和常年氣候條件的資料;（2）有關產(chǎn)品性能指標和產(chǎn)量的資料；（3）有關生產(chǎn)工藝的確定和各工段基本參數(shù)的資料；（4）總平面布置設計相關的理論、技術資料、技術標準等；（5）工藝流程圖及設備布置圖的相關規(guī)定、要求。5設計進度安排及完成的相關任務（以教學周為單位）5.1設計完成成果（1）設計說明書，包括：設計的依據(jù)和范圍；全廠總平面布置及分析；車間生產(chǎn)工藝流程、工藝條件選擇的說明；衡算計算和設備選型計算；車間工藝設備布置說明；設計成果綜合評述；參考文獻等。 （2.）設計圖紙包括：（1）全廠總平面布置圖1張；（2）平衡計算圖1張；（3）工藝流程圖1張；（4）工藝設備平面布置圖2-3張；（5）設備一覽表1份。 5.2設計進度安排周 次設計（論文）任務及要求14畢業(yè)實習收集資料，了解漂白工藝和主要設備。57確定燒堿-蒽醌法麥草漿DEPP漂白工藝參數(shù)。8-11進行物料恒算和設備選型計算。1116繪制圖紙，編寫設計說明書。17提交設計成果，修改設計說明書，準備答辯。6.參考文獻1 陳克復