1 南京林業大學 本 科 畢 業 設 計 題 目： 500 噸 /日 微量涂布新聞紙生產線 設計 學 院： 輕工科學與工程學院 專 業： 輕化工程（制漿造紙裝備與控制） 學 號： 080202513 學生姓名： 王歡 指導教師： 湯洪良 職 稱： 副 教授 二 二年五月六日南京林業大學本科畢業設計論文 I 摘 要 新聞紙是人們日常生活中使用最普遍的紙之一。它承載著很多對我們生活、 學習、工作有關的信息。具有消費量大、印刷發行速度快、保存期短和價格 低廉等特點。 新聞紙是印刷各種報刊，使人們了解整個社會的發展動向，熟悉我們生活的方方面面。綜觀目前市場情況，由于人民生活水平的日益提高，對新聞紙的需求大大增加，新聞紙總體是供不應求，憑借優異的品質， 加上合適的價格，相信新聞紙的前途一片光明，所以流程設計選題為 500 噸 /日 微涂新聞紙造紙工藝流程。隨著制漿造紙技術裝備的不斷發展 和市場對新聞紙質量要求的不斷提高，新聞紙行業紛紛采用了現代高速新聞紙機生產線。現代高速新聞紙機生產線是造紙工業中現代科技應用的集中體現，所以設計選題為新聞紙紙機系統的設計。 流程設計主要包括：首先確定微涂新聞紙的生產工藝流程，并根據流程進行了漿水平衡計算，再在前兩者的 基礎上進行設備選型，最后根據工藝流程和設備選型進行布置，畫出工藝流程圖，并附有平面布置 圖。紙機設計主要包括：根據設計要求及現代紙機合理性分析論證，選擇合適的現代高速新聞紙機。 整個設計還存在許多不足，需要在實踐中進一步驗證并且根據實際情況進行改 進。 關鍵詞 ：微量涂布；新聞紙機；脫墨廢紙漿；初步設計 南京林業大學本科畢業設計論文 is of in of is a in of is a of s in I s be So of in 00t/ is As of of is in so of to to of to it It a to go to to 京林業大學本科畢業設計論文 錄 摘 要 . I . 錄 . 一章 前 言 . 1 第二章 新聞紙技術要求及重要技術指標 . 3 術要求 . 3 術指標 . 3 第三章 工藝參數和流程選擇論證 . 5 料 . 5 料配比 . 5 料添加 . 5 劑添加 . 6 漿工藝 . 7 漿系統 . 7 料混合 . 8 漿稀釋 . 8 料凈化篩選 . 9 送上網 . 10 形器 . 10 榨部 . 11 燥部 . 11 布部 . 12 料配方 . 12 布機選用 . 14 南京林業大學本科畢業設計論文 光與卷取 . 15 水回收和損紙回用 . 16 藝流程圖 . 16 第四章 造紙過程漿水平衡 . 17 產工藝參數 . 17 水 平衡計算 . 19 品庫平衡 . 19 成整理部平衡 . 20 取部平衡 . 21 光部平衡 . 22 干燥部平衡 . 23 布部平衡 . 24 干燥部平衡 . 24 榨部平衡 . 25 空伏輥平衡 . 26 水板平衡 . 28 釋水篩、流漿箱平衡 . 29 段精篩平衡 . 30 段精篩 . 31 2#沖漿泵平衡 . 33 除氣器，三段除渣平衡 . 34 #沖漿泵平衡 . 36 混合器平衡 . 37 伏輥損紙池、濃縮機平衡 . 39 紙機白水槽網下白水池平衡 . 40 多圓盤纖維回收機平衡 . 41 卷切邊損紙池平衡 . 42 取損紙池平衡 . 43 南京林業大學本科畢業設計論文 V 壓光損紙池平衡 . 44 池平衡 . 44 損紙貯漿槽平 衡 . 45 混合漿池平衡 . 46 水平衡總表 . 47 第五章 設備選型 . 50 備類 . 50 部化學品 . 50 送系統 . 50 水回收及損紙處理 . 52 空系統 . 56 品處理 . 56 罐塔類 . 56 部化學品 . 56 紙機 . 58 水回收及損紙處理 . 60 空系統 . 63 汽和冷凝水系統 . 63 拌器類 . 64 部化學品 . 64 類 . 66 他設備類 . 74 第六章 總 結 . 75 第七章 致 謝 . 76 參考文獻 . 77 附錄： . 79南京林業大學本科 畢業設計論文 1 第一章 前 言 新聞紙的問世對推動信息交流和文化的傳播起了不可磨滅的作用，它有其自身的特點，就其發展情況和重要性而言，是目前國內、國際市場需求較大、發展最快的主要紙種，也常作為國家戰略物資對待。近年來，我國造紙工業得到持續迅猛的發展，新聞出版業和印刷工業的發展也很迅速，對新聞紙的需求量日益增大。因而，不斷提高新聞紙質量和產量的任務就顯得日益突出。新聞紙在生產上力求用成本最低的原料，而在質量上，對勻度、白度、表面強度、松厚度等主要技術指 標的要求又比較高，因此決定了新聞紙的技術含量。在造紙設備方面，新聞紙機總是各種類型的造紙機中，車速最快、紙幅最寬、結構最復雜、自動化水平最高的。隨著市場對新聞紙的質量要求日益提高，原來不進行涂布的新聞紙已無法滿足現在的需求，輕涂新聞紙生產技術不斷發展并運用到生產中來。從降低生產成本而又能保證產品質量的角度來看，微涂新聞紙的研發與運用也逐漸為人們所關注。 新聞紙的主要原料是機械法紙漿，過去主要利用的是磨石磨木漿，這種漿必須用原木木段生產，而且多限于杉、松針葉材及楊木、樺木等較少闊葉木樹種。19 世紀 40 年代至 20 世紀 60 年代，新聞紙用紙漿配比，長期以來為 75%的磨石磨木漿和 25%化學木漿，并成為標準新聞紙用的紙漿配比。近 20 年來，機械紙漿的制造方法已經迅速由磨石磨木法轉變為各種木片盤磨制漿法，可使用各種制材廠的下腳廢料加工的木片，而且樹種范圍也更擴大，所以生產的紙漿纖維強度一般均較磨石磨木漿為好，這位拓寬新聞紙原料資源及提高紙的質量提供了條件。 20 世紀 70 年代，國外新聞紙機車速突破 1000m/ 20 世紀 80 年代，保護森林資源，改善生態環境的重要性日益為人們所認識，因此開始利用廢紙抄造新聞紙。大力回收廢紙 ，提高廢紙利用率，以開發新的紙漿來源。廢紙作為二次纖維已成為一種具有經濟意義、環境意義的造紙原料。廢舊新聞紙的凈化脫墨技術的發展，使脫墨廢舊新聞紙成為新聞紙的重要原料資源。所謂廢紙回用，就南京林業大學本科 畢業設計論文 2 是將廢紙進行再生處理，出去廢紙原料中含有的油墨和其他雜質，回收紙漿纖維制成廢紙脫墨漿（ 。到 20 世紀 90 年代，世界范圍內有 416 條廢紙脫墨生產線，其中運行的 312 條生產線的總產量約 1350 萬噸，其中用于新聞紙生產的占 43%以上。而目前大多數新聞紙廠均采用了 100%廢紙脫墨漿作為原料，大大降低了生產成本。 新聞紙的定 量也一再降低，由標準新聞紙的 51g/ ,變成 49 g/、 45 g/、42 g/直到 40 g/。新聞紙是適宜進行大批量生產的的產品，規模經濟對生產效率具有重要意義，因而不但生產企業規模大而且新聞紙機的單機生產能力也大，幅寬一般 48m 甚至達到 10m，抄造速度大都在 1000m/上，現在最新的新聞紙機的車速已超過 2000m/ 新聞紙由于配漿或用途上有很大變化，世界上目前已開發出多種不同品質的新聞紙，特種新聞紙的生產顯著增加，這主要受印刷技術和印刷質量的影響。新聞紙包括標準新聞紙和特種新聞紙 ，目前使用較多的為特種新聞紙，其中機內整飾涂布紙（ 的應用廣泛。 點是在機內涂布，涂布量每面 711 g/，紙的定量為 4970 g/，光澤度低于 50%，白度 75%80%要用在雜質與高質量帶廣告插頁的報紙等印刷物。機內整飾涂布紙產生主要是以下兩方面原因。一是印刷技術的革新。 20 世紀 80 年代以來，國外印刷技術發展迅速，熱固膠印技術以其實用性、高效性得到廣泛應用，對新聞紙印刷性能、表面性能等以及對油墨的適應能力要求提高，普通膠印新聞紙難以滿足這種的要求。二是原料的改變。由于纖維原料 的短缺，日本和美國西海岸的新聞紙生產商廣泛采用廢紙脫墨漿作為原料生產新聞紙。廢紙脫墨漿細小纖維過多使新聞紙質量下降，在膠印過程中出現嚴重掉毛掉粉現象。為解決這一問題生產商利用門輥式涂布機采用淀粉對新聞紙進行表面施膠。為了進一步改善印刷效果，造紙商又在淀粉里加入一定數量的高嶺土或碳酸鈣顏料生成出了機內整飾涂布紙。 經過不斷的發展，新聞紙的逐步輕量化，涂布新聞紙也逐漸向輕涂新聞紙、微涂新聞紙發展。目前較多的為輕涂新聞紙，紙的質量以及印刷性能有了很大的提高。而人們對新聞紙質量要求的一再提高，從降低成品考慮，微涂新 聞紙的研究與應用勢在必行。微涂新聞紙生產技術的相關資料較少，仍然需要不斷的探索與創新。 南京林業大學本科 畢業設計論文 3 第二章 新聞紙技術要求及重要技術指標 術要求 (1)新聞紙分為優等品、一等品、合格品 3 個等級。 (2)新聞紙不應有洞眼、裂口、褶子、疙瘩、汽斑等影響印刷的外觀紙病；復卷過程中不易發現的內部紙病。優等品、一等品的外觀紙病應不超過 2%，合格品不應超過 3%。 (3)新聞紙在印刷中不應掉粉、掉毛。 術指標 參照國家標準 定，新聞紙的技術要求有以下內容： 主要技術指標見表 2 2 新聞紙的技術標準 指標名稱 單位 規定 A B C D 定量 g/5 49 51 幅（ 1562量 變異系數 不大于 % - 裂斷長 卷筒紙縱向 不小于 平板紙縱橫平均 m 3200 2900 2700 1900 2500 1700 橫向撕斷度 不小于 230 （ 200 （ - - 平 滑 度 正 反面平均 不小于 正反面差 不大于 s % 40 15 40 20 40 20 25 30 南京林業大學本科 畢業設計論文 4 白度 不小于 % 透明度 不小于 % - 塵 埃 度 不多于 其中 不多于 大于 /米 2 72 4 不許有 100 8 不許有 140 12 不許有 200 20 不許有 交貨水分 % 頭不多于 個 /卷 1 2 3 4 南京林業大學本科 畢業設計論文 5 第三章 工藝 參 數和流程選擇論證 料 料配比 新聞紙價格低廉、時效性短的特點決定了抄造原料不可能采用太多質優價貴的原料。考慮新聞紙配料，首先保證所選原料能保證最低紙頁強度要求，同時，所選原料抄成的紙頁對油墨的吸收性要快又不能透印。 我國的新聞紙生產，最早是以機械木漿為主。以松木、楊木等樹種為原料的機械木漿，用量占到 80%左右，另外 20%漿料以化學木漿為主；以馬尾松、原木等原料的機械木漿，用量占到新聞紙占到總配抄量的 75%80%，剩余20%25%以化學木漿為主。機械木漿用作新聞紙機新聞紙的主要漿種配抄，可以是新聞紙具有與印刷性能有關的良好的紙頁性能。但是機械木漿的強度較低，無法滿足新聞紙的強度要求，需要增加部分化學漿作為骨干漿料。隨著制漿技術的發展，尤其是高得率漿生產工藝得到進一步完善，特別是紙機化學品的廣泛加入，不少新聞紙生產采用 100%機械木漿。 目前，保護森林資源，改善生態環境的重要性日益為人們所認識，因此開始利用廢紙抄造新聞紙。大力回收廢紙，提高廢紙利用率，以開發新的紙漿來源。廢紙作為二次纖維已成為一種具有經濟意義、 環境意義的造紙原料。廢舊新聞紙的凈化脫墨技術的發展，使脫墨廢舊新聞紙成為新聞紙的重要原料資源。廢紙脫墨設備、技術日臻完善并且能夠大能力生產，廢紙漿纖維又具有機械漿與化學漿雙重優點且成本低，廢紙漿更適合作為抄造新聞紙的原料紙漿。 本設計采用 100%墨廢紙漿作為抄造新聞紙的原料。 料添加 由于新聞紙的質量要求，即較高的紙頁拉力及較好的表面強度，新聞紙在抄南京林業大學本科 畢業設計論文 6 造過程中一般不需要添加填料。新聞紙添加填料可能會帶來部分質量隱患，例如新聞紙的強度（縱向抗張強度與紙頁的表面強度 ）降低，印刷中造成印刷斷紙或掉毛掉粉問題。在生產實際中，為了進一步提高新聞紙的不透明度以及白度，改善新聞紙的印刷適性，適當的添加填料是必要的。 目前國內外生產新聞紙，添加填料類型及用量有所區別。國外生產一般添加高嶺土， 5%左右的用量；國內新聞紙廠有些添加滑石粉，有些添加碳酸鈣等，2%左右的用量。 本設計的填料為滑石粉 白度：不小于 90%；細度：通過 325 目篩子占 95%；塵埃度：不多于 g。 可提高紙頁的平滑度、勻度和光澤度，能改善紙張的印刷性能，對施膠的影響較小，價格低廉。 劑添加 . 造紙技術的進步和紙機車速 的提高使得造紙化學品和造紙工業相互依存相互拉動發展。造紙化學品使紙張的抄造性能和質量得到進一步提高，新聞紙機上普遍使用淀粉、助留助濾劑、防腐殺菌劑、消泡劑、網毯保潔清洗劑等等。紙機車速的提高以及紙張質量的提高離不開化學藥品的作用。 (1)染料：品藍 由于漿料漂白后仍顯淡藍色，而測定紙張白度是采用藍光白度儀。因此在紙張中加入少量品藍，可以有效的提高紙張白度的作用。 (2)礬土 礬土對染料劑媒染劑的作用，但是對不同的染料其作用卻不相同。如對酸性染料，礬土能促進紙漿的染色。因酸性染料帶有負電荷，靠礬土改變電荷，才 能吸附到帶負電荷的纖維上。對直接染料和性染料，少量的礬土能促進其上色，但用量過多會使色相變暗，抵抗日光能力減弱。 (3)助留助濾劑：陽離子淀粉 、 離子淀粉單獨使用具有增強助濾作用，可提高生產效率，改進質量賦予紙張特殊的性能，節約原材料的消耗，消除生產障礙（樹脂障礙 ）。 漿料中加入 對絕干漿 )淀粉與丙烯酰胺接枝共聚物 下南京林業大學本科 畢業設計論文 7 白水濃度下降 10%20%，起到了對細小纖維和填料助留的作用； 淀粉接枝丙烯酰胺共聚物是以淀粉大分子為主鏈，接上較長的 鏈，可以通過橋聯使填料和微 小纖維形成顆粒的集合提高留著率。因此，同 樣，可作為造紙助留劑。 淀粉 丙烯酰胺的接枝共聚物能夠和纖維、填料產生靜電吸附、架橋作用、網絡作用，其結果導致纖維和填料的絮聚及比表面的降低，從而使紙張中留下更多的細小纖維和填料，并加速脫水過程，達到助留助濾的目的，丙烯酰胺接枝共聚物是一種性能較好的造紙增強、助留劑。另外，同沒使用相比，裂斷長最高可增加 耐破度可增加 撕裂度可增加 填料留著率 (對紙頁 )最高可增加 19%。 添加的順序為：品藍、礬土 陽離子淀粉 、 滑石粉 漿工藝 廢紙漿是由不同的廢紙原料經過脫墨、漂白等處理后的漿，對其進行篩選分級，篩選結果重復性極差而且以細小組分所占的比例較大為主。廢紙漿料屬于再生漿，它的纖維結構、性質與原生漿相比發生了部分改變，再生纖維僵硬、難于分絲帚化、纖維長度不同程度的縮短等等。廢紙漿的這些缺陷決定了廢紙漿料在打漿處理的時候應該以保護纖維的長度不受損失，增加纖維的比表面積為主。 廢紙纖維的勻整性較差，使得廢紙漿在進行打漿處理時應該以勻整纖維為主。本設計采用盤磨機對廢紙漿進行勻整， 盤磨機 打漿質量均一，穩定性能好 。盤磨機體積小 、 重量輕 、 占地少 、 結構簡單，并且拆卸和操作方便。生產效率高，和圓柱打漿機相比，可節約電耗 25% 30%。錐形磨漿機的轉子與定子的磨損不均勻，容易引起打漿性能下降，穩定性能較差。盤磨機對纖維的撕裂 、 帚化和壓潰作用較顯著，切斷較少，可用于各種文化用紙 、 生活用紙 、 紙板和工業用紙的生產。 通過勻整處理，纖維打漿度提高 35 維的濕重基本無變化，而纖維篩分更多分布在 50200 目之間，有利于紙頁強度的提高。 漿系統 經過打漿和調料的紙料，還不能直接用來抄紙。要抄出勻度良好的紙頁，需要把紙 料稀釋成很稀的纖維懸浮液，以保證充分良好的分散，經網部濾水后才能南京林業大學本科 畢業設計論文 8 形成均勻的紙頁。同時，紙料中還含 有一些雜質，這些雜質對成紙的質量，成形網及設備的保養，以及紙機的操作都有影響。因此要求紙料在上網以前必須做相應處理。供漿系統有如下要求： (1)要求各項工藝參數穩定 、 流量 、 濃度 、 流速 、 配比 、 打漿度 、 壓力 、 溫度 、 等，起波動范圍不超過成紙質量要求 (2)各項工藝參數可方便調節 (3)保證上網漿料的潔凈應符合成紙質量要求 (4)盡可能避免空氣進入漿料 本設計了供漿系統如下：漿料混合 沖漿稀釋 漿料凈化篩選 流送上網。 料混合 漿料的混合時在混合漿池中進行，把兩種或兩種以上漿料按照一定配比混合抄紙。其目的是 : (1)改善成紙的性能 ,發揮各種漿的特性 (2)滿足紙和抄造性能的要求 (3)節約優質纖維 ,降低成本 由于生產原料是 100%墨廢紙漿，還包含一部分損紙漿組成的，因此在通過流送系統把已制備好的漿料送往造紙機前，必須按正確的比例做好不同紙漿的配漿和混合。同時，加入少量品藍，可以有效的提高紙的白度；加入礬土對染料起媒染劑的作用。 漿稀釋 由于 較高的漿料濃度對紙頁的成型不利，并且只有在 1%左右的低濃下凈化漿料和漿料除氣才比較容易，故通常在漿料凈化之前把它稀釋。 稀釋用水是來自紙機的白水。由于白水中含有細小纖維，填料，膠料等，故用白水稀釋有以下好處： (1)節省用水，例如紙料濃度為 濕紙出伏輥水分為 90%，則每噸紙可回收 490 噸左右的白水。 南京林業大學本科 畢業設計論文 9 (2)減少紙漿流失，因白水中含有較多細小纖維和填料，重復利用可以減少纖維和填料流失，節約紙漿，并改善紙張勻度。 (3)節省礬土、染料等用量，并改善紙張白度和顏色。 (4)用白水的循環使用，減少其中纖維等 各種雜物的排出，對減輕環境污染有利。 稀釋漿料的最簡便方法是將濃漿料和稀釋水都送到混合箱的一個隔槽中。漿料通過一些溢流堰和擋板上下流動，進行有效的混合。這種裝置僅僅適用于漿料流量小，產量比較低的紙機，它具有敞開式混合箱的全部缺點，即濺漿、易污染、難以保持清潔、難以保證沒有腐漿產生。當紙機產量較高，特別是當流送系統必須在壓力下把漿料輸送到壓力下運轉的篩漿機和凈化設備中時，漿料的稀釋是通過將漿料和稀釋水同時送到向網前箱供漿的一臺漿泵的入口而達到的，這種漿泵通常稱為沖漿泵。 本設計也采用沖漿泵稀釋。混合漿池到沖漿 泵的管路不應水平安裝，應有一定的傾斜度，以防止纖維沉淀，混合漿池的來漿管應直接通入沖漿泵的吸入口，其方向在沖漿泵的軸向上或在泵的吸入端過渡管上方與軸向成 45方向進入，盡量少受其他管道的干擾。 料凈化篩選 凈化的目的是除掉漿料中的相對密度較大的雜質，如砂礫、金屬屑、煤渣等。篩選的目的是除掉漿料中相對密度小而體積大的雜質，如漿團、纖維、草屑等。 送往造紙間的紙料內含有礦物質、金屬、漿團、纖維束、橡膠和塑料等雜物。這些雜物的來源是：礦物質，多是沙子，它是從填料和原料備料不干凈夾帶來的。金屬粒，來自打 漿設備刀片磨損及工藝設備受腐蝕剝落下來的碎片。漿團，多是從打漿、配料、除渣及輸漿管道等設備內壁脫落下來的。纖維束，是來自打漿和精磨過程中沒有磨散的纖維束。 紙料中各種雜質的存在，會使造紙廠以及印刷廠的設備損壞。含砂礫的紙張，在壓光后回出現砂眼，同時會損壞壓光機的輥筒。紙料中的漿團和纖維束，會給紙上造成斑點，以及在壓榨部分產生洞眼或斷裂。紙料中的金屬雜質會給設備造成一定的損害。因此，紙料在進入造紙機之前進行精選是非常重要的。 南京林業大學本科 畢業設計論文 10 現代造紙中的除雜方法主要有兩種：一是重力沉降，二是離心沉降。由于本設計的原料是 100%墨廢紙漿，輔以少量的損紙漿，雜質較多，故采用錐形除渣器除渣。為了達到規定的質量指標，采用一級三段除渣。 另外，相對密度大而體積小的雜質大多比較堅硬，對設備有所磨損，故把凈化放在篩選前面，以延長篩板壽命。因紙機車速較高，篩選采用效率較高的壓力篩，對紙料進行二段精篩。 送上網 流漿箱是紙漿上網的裝置。它與紙機前的漿料流送系統相銜接，并通過布漿裝置、整流元件、堰池、堰板噴嘴等部件的作用，均勻一致、穩定地沿著造紙機橫幅全寬流送上網，為在造紙機網部紙頁的成形創造良好的前期條件。流漿箱可分為敞開式 、封閉式、滿流式和滿流氣墊結合式等。 本設計采用稀釋水流漿箱，布漿器保證漿料在進入流漿箱箱體之前，使漿料分布均勻，漿流更穩定。成形輥在漿料中產生不同程度的微湍流，消除或減少纖維絮聚，有助于紙頁的良好成形，同時使纖維分布更均勻。在線自動控制稀釋水方式自動調節橫幅定量，沿橫幅方向局部調節漿料濃度，改善紙幅定量橫向波動，提高紙幅橫幅定量均勻性，控制精度和穩定性好，效率提高。同時可以有效的改善勻度和橫幅定量，有助于網部脫水的均勻性，提高干燥效率，降低蒸汽消耗量，降低成本。 形器 成形器是造紙機重要的組成部分 ，隨著造紙機速度的不斷提高，成形器從早期的圓網、長網成形器發展到現在的疊網、夾網成形器。夾網成形器與圓網、長網、疊網成形器相比有著明顯的優點： (1)夾網成形器減少了漿料懸浮液與空氣接觸的自由表面。 (2)夾網成形區短，成形快，紙頁中纖維結構形狀與漿料離開流漿箱堰嘴時的狀態非常接近，可以有很好的勻度 (3)夾網成形器兩面同時脫水，紙頁的兩面差小，印刷適性較好。 本設計采用 長 網成形器。 南京林業大學本科 畢業設計論文 11 榨部 濕紙頁在網部已經脫去大量的水分，有一定的強度，但從伏輥處引出的紙，一般仍有 80%左右的水分，濕紙頁的強度還不