毕业设计300td风干芦苇粗浆备料蒸煮工段设计课程设计.doc
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1、III 300t/d风干芦苇粗浆备料蒸煮工段设计摘 要 本次设计的题目是年产10万吨化学苇浆的备料及蒸煮工段。本说明书结合造纸图纸对芦苇制浆车间蒸煮工段的工艺流程、设备的选型、车间布置进行设计并论证。也对该工段进行了碱平衡计算及热量平衡计算。关键词:芦苇,备料,蒸煮,工艺流程及计算,设备选型The design of the workshop about the reed preparation and continuous cookingAbstract The subject of the design is the workshop producing 300 ton chemical
2、reedy pulp per day of the factory that produce 10 thousand ton cultural pulp a year,especially about the reed preparation and continuous cooking.The instruction booklet integrated with the design paper carries on the analysis and proof to the craft sequence 、the equipment selection and the workshop
3、arrangement .yet on the calculation of the alkali balance and thermal balance .KEY WORDS: reed, straw preparation, digest, the craft sequence and calculation ,the equipment selection 目 录摘 要IAbstractII1、课程设计的目的、意义和任务11.1、课程设计的目的及意义11.2、课题的任务12. 厂址的选择及论证22.1原料的来源:22.2交通运输情况:22.3水源情况:22.4电源:23. 备料工段的设计
4、33.1 原料厂的要求:33.2 原料的贮存:33.3 备料方法的比较33.4、备料方法的选择及具体的备料流程44. 蒸煮工段的设计64.1 蒸煮设备的选择64.1.1、间歇蒸煮与连续蒸煮的比较64.1.2 卡米尔连续蒸煮器和潘迪亚连蒸横管的性能比较74.1.3蒸煮设备最终选择84.2、 蒸煮工艺的比较与选择:84.2.1各种化学法制浆的比较84.2.2蒸煮工艺最终选择94.2.3蒸煮工艺流程图95、热能的回收116、蒸煮工艺的计算136.1.蒸煮工艺参数136.2 碱液平衡计算156.3 热量衡算167.设备的选型197.1 切苇机的选型197.2连蒸管的选型197.3其他设备的选型197.
5、3.1圆筛的选择197.3.2鼓式洗苇机197.3.3水力洗苇机207.3.4 斜螺旋脱水机207.3.5螺旋喂料器(585)20致 谢21参 考 文 献21 3I日产300吨芦苇粗浆备料蒸煮工段设计15 300t/d风干芦苇粗浆备料蒸煮工段设计 1、课程设计的目的、意义和任务1.1、课程设计的目的及意义 大学生课程设计是教学过程中的综合实践教学环节,是在学生基本学完全部基础课、专业课的基础上,并结合生产实习所进行的设计,在设计过程中能强化锻炼学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。通过课程设计,可以培养学生的设计能力、查阅文献资料、计算、绘图等能力。为今后的毕业设计打下基础,也为以后从事工程
6、设计的学生打下良好的基础。设计过程也可以巩固和复习所学的知识,达到在实践中加深对理论的理解。练就综合运用所学知识的能力,并创造性的投放以后的实际生产。本次课程设计是轻工与能源学院针对大四学生实际情况,对毕业设计所做的一次提前演练和专业知识的巩固,具有很高的针对性和实际作用。 课程设计也是对学生所学知识和综合能力的全面考核。本次课程设计重点在于工艺流程的设计。要想最终确定一个合理的工艺流程,就必须要求学生对不同的工艺流程进行比较,再结合经济效益,最后确定最合理的工艺流程。当然,工艺参数需要参考实习的厂子进行确定。所以实习期间实习的质量直接关系到本课程设计的质量。影响我国造纸业发展的重要制约因素之
7、一就是原料问题。我国森林覆盖率低,木材资源匮乏,而洞庭湖地区芦苇丰富,芦苇价格较低,所以我们要合理取材、就近取材。故本次设计以洞庭湖芦苇为原料,采用干湿结合法的备料技术及硫酸盐法制浆的横管连蒸技术制苇浆。望能对国内准备上芦苇浆项目的企业提供一些可参考的意见。1.2、课题的任务 确定生产工艺流程方案及所涉及方案的工艺参数、碱液及热量的平衡计算、主要设备的选型,用AutoCAD画出工艺流程图2. 厂址的选择及论证 根据任务说明书的要求,综合考虑芦苇来源、交通运输、产品销售等因素将厂选择在湖南省洞庭湖边。这里芦苇资源丰富,销售渠道广泛。 2.1原料的来源:洞庭湖地区芦苇产量每年可达5060万吨,为本
8、厂提供丰富的原料。2.2交通运输情况:洞庭湖边有港口,水上交通极为便利。同时铁路、高速公路交通也较为发达2.3水源情况:靠近洞庭湖,且南方降水丰富,满足造纸厂用水需求2.4电源:造纸厂对电需求大,而湖南电力充足且一般造纸厂有自己的热电联产车间完全满足电力需要。3. 备料工段的设计备料工段的设计不仅包括选择何种备料还应包括原料厂的布置及原料的贮存。备料方法包括干法备料、全湿法备料、干湿结合法备料。干湿结合法备料结合了干法备与湿法备料的部分程序。与干法备料相比,其工作环境得到很大的改善;与湿法备料相比,设备运行费用相对较少。这三种方法各有优缺点,其优缺点的比较见表13.1 原料厂的要求: 要有防火
9、安全设施,对于芦苇场严禁闲人进入,并安装有避雷设施; 运输要方便,此厂拟建在洞庭湖边,交通路线畅通; 排水要通畅,垛基下面垫有石垛,高于地面3050cm,垛基周边与周围地面应有1:1.5的坡度; 通风要良好,垛基方向与主导风向成45如图示: 照明要符合要求,此场拟定将灯安装在避雷针靠近地面三分之一处3.2 原料的贮存:堆垛的规格是40126,垛顶高为6米,储备量要保证36个月的生产用料量,堆垛间距为1015米,五个垛为一组,组间距为25米。3.3 备料方法的比较表3-1 备料方法的比较 优缺点 备料 优点缺点干法备料设备投资少,能耗少,操作容易飞尘污染大,制浆用碱量高,得率低,纸浆质量不高,硅
10、干扰大湿法备料噪声和粉尘低,工作环境得到改善;草叶等杂质去除率高,净化效果好;蒸煮化学药品少;纸浆得率高,强度好设备投资大,维修费用高,动力消耗大,生产成本高干湿法结合备料具有湿法备料的优点,克服干法备料的缺点,并改善了工作环境,自动化程度高设备投资费用大,运作费用高除尘设备 由上表即可比较出:干湿结合法备料结合了干法备料和湿法备料的优点,在实际生产中应用较多,故本设计采用干湿法备料。而干湿结合法备料又分为(1)干切、干净化、湿洗涤流程(2)干切、湿净化流程。一般多采用干切、干净化、湿洗涤流程。具体流程如图1所示:尘土筛选设备切苇机苇捆卸料台运输机 脱水设备料仓传送带水洗设备蒸煮设备图3-1干
11、切、干净化、湿洗涤流程图3.4、备料方法的选择及具体的备料流程经比较可以知道选用干湿结合法备料具有更多的优点,其具体流程图如下:芦苇 污水传送带 排空 水膜除尘器 抓机沉淀池 尘土等 风机百叶除尘器苇片圆筛旋风分离器切苇机水力洗苇机鼓式洗苇机传送带料仓回料螺旋斜螺旋脱水机 图3-2干湿结合法备料具体流程4. 蒸煮工段的设计4.1 蒸煮设备的选择4.1.1、间歇蒸煮与连续蒸煮的比较 间歇蒸煮是一种比较传统的蒸煮方法,目前发展已经比较成熟,适合各种制浆方法,对原料的包容性也比较大。目前,间歇蒸煮设备主要是立锅和蒸球。我国常用的立锅容积有50m3、75m3、110m3三种规格,国外也有采用较大锅容的
12、,如125m3、160m3。蒸煮过程有装料送液、升温、小放气、保温、大放气和放料等过程。间歇蒸煮的优点在于生产的灵活性,蒸煮工艺容易改变可以根据需要随时制定新的工艺,间歇蒸煮在我国多有应用。总的来说,立锅蒸球适合产量相对较小的企业。连续式化学制浆设备按主题蒸煮设备可分为塔式连续蒸煮器,也称卡米尔连续蒸煮器;潘迪亚横管式及斜管式连续蒸煮器。连续蒸煮器的优点在于:1、对于大型蒸煮设备来说,连续蒸煮器的基建投资和运行费用较低;2、单位锅容产浆量高,占地面积相对较少;3、能耗较低,且气电耗均衡,避免了高峰负荷;4、蒸煮均匀性好,适用于大型制浆造纸厂。塔式连续蒸煮器适用于大中型木浆厂,在芬兰、加拿大、美
13、国等森林资源丰富的国家使用最为普遍。我国森林资源不足,却有丰富的非木材纤维原料,是世界上最大的草浆生产国。在我国制浆造纸工业中草浆占了很大的比例。潘迪亚横管连续蒸煮器是一种典型成熟的连续蒸煮设备,尤其适合重量轻、松散、流动性差容易搭桥堵塞、滤水性差而又较易成浆的蔗渣、稻麦草、芦苇、竹子等非木材纤维原料。横管连续蒸煮器主要由计量器、预气蒸器、螺旋喂料器、药液施加设备、蒸煮管、中间管、排料器和喷放阀等设备及与之配套的电气仪表控制装置组成。经过不断地改善,目前配备了先进可靠的自动控制,现代的横管连续蒸煮器具有自动化程度高、工作稳定可靠、操作劳动强度低、蒸汽消耗低、汽电负荷均衡、蒸煮得率高、成纸质量好
14、等优点,因此得到广泛应用。 在我国推广横管连蒸已经多年,有不少国产或引进设备正在运转。 影响连蒸系统正常运行的因素有很多,主要有设备选型、备料效果、系统流程及设备布置、设备制造质量、仪表控制的自动化程度及其可靠性、配套传动装置的可靠性、操作水平及设备的保养状态等。 连续蒸煮的出现显示了具有能耗低、纸浆质量稳定和污染少的优点,特别是深度脱木素理论的提出更使得连蒸技术完善。 间歇蒸煮为了自身的发展和生存,近十年来,国际上进行了不少的研究与改进。开始是着重低能耗的间歇蒸煮与连续蒸煮相抗衡,发展结果不但能节约蒸汽,能达到深度脱木素的目的。RDH和SuperT3ateh 被认为是这方面最有成效的成果。从
15、目前的应用情来看,间歇蒸煮和连续蒸煮各有优缺点;但从长远角度考虑,连蒸还有很大技术优势可待开发,而间歇蒸煮技术已基本成熟。各自的优缺点:间歇蒸煮:优点:投资费用较低,电力消耗小于连蒸;单台出故障后,其他的可以继续生产不至于影响后面的工段;生产的灵活性高。缺点:产量低,蒸煮工艺不易连续化,产浆质量不稳定连续蒸煮:优点:(1)产量大,蒸煮过程连续化,易于实现生产自动化控制; (2)成浆均匀。浆的物理性能好,滤水性能好,超早性能好。裂断长比间歇蒸煮高5002000m,其他耐折度、耐破度,抗张强度等均有提高。超早性能好可提高纸机车速 (3)易洗选、易漂白,浆种灰分低,白度高。纸浆质量好,蒸汽耗气低,汽
16、电负荷均衡,便于热回收,减少空气污染 (4)粗浆得率低,耗碱量低 (5)有利于提取黑液的提取、蒸发、燃烧、苛化的正常运行,减轻硅干扰,有利于黑液的的回收 (6)在设备造型上加以适当的改进,可用于各种非木材纤维原料,及各种制浆方法 (7)厂房占地面积小,建筑投资省。缺点: (1)蒸煮设备所用装备较多,且较复杂,任一台装备停车、维修均将迫使全车间系统停车 (2)连蒸电力消耗较高4.1.2 卡米尔连续蒸煮器和潘迪亚连蒸横管的性能比较卡米尔连续蒸煮器:设备生产能力大,每套日产浆量可达2000吨。由于采用塔内逆流扩散洗涤剂和冷喷放技术,减轻了环境污染,提高了纸浆强度。多数用于硫酸盐法蒸煮,有些可用于烧碱
17、法、预水解硫酸盐法、中性亚硫酸盐法或亚硫酸盐法蒸煮,多产木浆,少数用于生产草浆,而且用于生产草浆的连续蒸煮器的计量器,低压进料器,气蒸管和高压进料器都设置于蒸煮器的上部,在使用稻草、麦草时锅内没有扩散区。所以,卡米尔对蒸煮芦苇的技术还不够成熟。潘迪亚连续蒸煮从40年代开始投产,其特点是特别适合稻草、麦草、芒杆、蔗渣等草类原料的制浆生产,可以进行气相快速高温蒸煮。可采用硫酸盐法、苛化碱法和中性亚硫酸盐等蒸煮方法制化学浆或半化学浆。并且潘迪亚横管连续蒸煮器有如下优点:计量器:较好的计算精度,灵敏可靠。螺旋喂料器:高精度,光洁度和可靠性。能喂入高水分的草片,轴承箱可靠,使用寿命长T型管:防止反喷装置
18、,灵敏可靠蒸煮管:填充均匀可靠,达0.75中间管、卸料器:可冷喷放,冷喷放可分离出石头、铁块,避免喷放阀的堵塞喷放阀:由系统自动控制,具有自动化程度高,工作稳定可靠,劳动强度低等特点在世界各地已有百套投入生产公司反应良好,所以本设计采用潘迪亚横管连蒸技术4.1.3蒸煮设备最终选择芦苇属于非木材纤维原料,非木材纤维原料一般选用来连续蒸煮器因为连续蒸煮器生产的纸浆质量较稳定,且产量系数大于远大于间歇蒸煮器。同时连续蒸煮还具有生产自动化程度高,连续放气放锅,热回收效率高,配置紧凑等优点而且本次设计年产达10万吨,产量较大,所以本次设计采用连续蒸煮器。而连续蒸煮又包括立式连续蒸煮(一般用来制备木浆)和
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