Проектирование РПО бумажной фабрики по производству газетной бумаги

Проект бумажной фабрики производительностью 180000 тонн в год газетной бумаги (с разработкой РПО).cdw

Схема размольно-подготовительного отдела
бумажной фабрики производительностью
0000 т в год газетной бумаги

Спецификация.doc

Приемный бассейн беленой САЦ
Приемный бассейн механической массы (ММ)
Дисковые мельницы 1 ступени размола беленной САЦ
Промежуточный бассейн беленной САЦ
Дисковые мельницы 2 ступени размола беленной САЦ
Композиционный бассейн
Промежуточный бассейн брака
Гидроразбиватель сухого брака
Схема размольно-подготовительного отдела бумажной фабрики производительностью
0000 т в год газетной бумаги
Беленая САЦ в приемный бассейн
Беленая САЦ на 1 ступень размола
Беленая САЦ с 1 ступени размола в промежуточный бас.
Беленая САЦ на 2 ступень размола
Беленая САЦ со 2 ступени в композиционный бассейн
ММ в приемный бассейн
ММ в композиционный бассейн
Масса с композиционного бас. в машинный бассейн
Перелив БПУ в машинный бассейн
Масса из машинного бассейна в БПУ
Масса из БПУ в смесительный насос
Брак в композиционный бассейн
Перелив с напорного ящика в смесительный нас.
Добавка сернокислого глинозема
Масса на 1 ступень вихревой очистки
Отходы 1 ст. очистки на 2 ступень
Очищенная масса со 2 ст. на 1 ст. очистки
Отходы 2 ст. очистки на 3 ступень
Отходы 3 ст. очистки в канализацию
Очищенная масса с 3 ст. на 2 ст. очистки
Очищенная масса с 1 ст. на узлоловители
Масса с узлоловителей в напорный ящик
Отходы с узлоловителей в гауч-мешалку
Брак с гауч-мешалки в промежуточный бас.
Брак с гидроразбивателя в промежуточный бас.
Брак с промежу.т бас. в сгуститель брака
Сгущенный брак в бассейн брака
Фильтрат со сгустителя

Проект бумажной фабрики производительностью 180000 тонн в год газетной бумаги (с разработкой РПО).doc

Федеральное агентство по образованию (Рособразование)
Северный Арктический федеральный университет
Кафедра технологии целлюлозно-бумажного производства
По дисциплине: «Технология бумаги»
На тему: «Проект бумажной фабрики производительностью 180000 тонн в год газетной бумаги (с разработкой РПО)»
Руководитель проекта
Проект допущен к защите
(подпись руководителя)
Решением комиссии от
выполнен и защищён с оценкой
Проект бумажной фабрики производительностью 180000 тонн в год газетной бумаги (с разработкой РПО).
Курсовой проект. Пояснительная записка содержит 57 с. 29 таблиц 15 источников 1 приложение графическая часть 1 лист.
Курсовая работа содержит аналитический обзор литературы по требованиям предъявляемым к газетной бумаге по традиционной и современной технологии производства газетной бумаги. На основании анализа литературных данных предложена схема размольно-подготовительного отдела. Выбрана композиция по волокну 20 % сульфатной хвойной беленой целлюлозы 80 % древесной массы из хвойных пород древесины. Размол целлюлозы осуществляется в две ступени до степени помола 26 °ШР. Бумажная масса перед подачей на машину подвергается очистке от узелков в узлоловителях. Выполнен расчет материального баланса произведен выбор и расчет основного и вспомогательного оборудования.
Энергетическая часть содержит расчет энергозатрат производственного процесса подготовки бумажной массы для производства газетной бумаги
Графическая часть содержит технологическую схему размольно-подготовительного отдела бумажной фабрики по производству газетной бумаги.
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
3 Механическая прочность
7 Восприимчивость к типографской краске
9 Полуфабрикаты производства газетной бумаги
10 Размольно-подготовительный отдел производства газетной бумаги
11 Подготовка массы к отливу
12 Аккумулирование бумажной массы в машинном бассейне
13 Разбавление бумажной массы
15 Сортирование массы
СТАНДАРТЫ НА СЫРЬЁ ХИМИКАТЫ И ГОТОВУЮ ПРОДУКЦИЮ
1 Стандарты на сырье
2 Стандарты на реагенты
3 Стандарты на готовую продукцию
4 Требования к качеству производственной воды для производства газетной бумаги
ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ТИПА ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПРОИЗВОДСТВА
1 Исходные данные для расчета
2 Расчет расхода сырья и химикатов
2.1 Расчет часовой выработки на накате
2.2 Расчет рабочей скорости бумагоделательной машины
2.3 Расчет расхода волокнистого сырья с учетом промоев влажности и зольности бумаги
2.4 Расчет воздушно-сухой целлюлозы
2.5 Расчет воды поступающей с волокном
3 Материальный баланс РПО
3.1 Продольно-резательный станок
3.8 Вихревая очистка
3.9 Смесительный насос
3.11 Машинный бассейн с регулятором концентрации
3.12 Гидроразбиватель сухого брака
3.14 Промежуточный бассейн брака
3.15 Сгуститель брака
3.16 Бассейн брака с регулятором концентрации
3.17 Композиционный бассейн с регулятором концентрации
3.18 Приемный бассейн древесной массы с регулятором концентрации
3.19 Приемный бассейн беленой САЦ с регулятором концентрации
3.20 Сводный материальный баланс
РАСЧЕТ И ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ
1 Расчет дисковых мельниц для размола беленой САЦ на 1 ступени размола
2 Расчет дисковых мельниц для размола беленой САЦ на 2 ступени размола
3 Расчет вихревой очистки
4 Мешальные бассейны
4.1 Приемный бассейн сульфатной небеленой целлюлозы
4.2 Приемный бассейн механической массы
4.3 Композиционный бассейн
4.4 Машинный бассейн перед БДМ
5.1 Насосы перекачивающий беленую САЦ на 1и 2 ступень размола
5.2 Насос перекачивающий механическую массу из приемного бассейна в композиционный бассейн
5.3 Насос перекачивающий массу с композиционного бассейна в машинный бассейн
5.4 Насос перекачивающий массу с машинного бассейна в БПУ
5.5 Смесительный насос
5.6Насос перекачивающий массу с гидроразбивателя сухого брака в промежуточный бассейн
5.7 Насос перекачивающий массу с гауч-мешалки в промежуточный бассейн
5.8 Насос перекачивающий массу из промежуточного бассейна в сгуститель брака
5.9 Насос перекачивающий массу из бассейна брака в композиционный бассейн
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Производство бумаги и картона – это сложный многостадийный процесс который включает в себя всё многообразие более простых процессов характерных для предприятий целлюлозно-бумажной промышленности. Среди различных видов бумаги выпускаемых бумажной промышленностью газетная является наиболее распространенным видом бумажной продукции.
В целом по миру суммарные мощности по производству газетной бумаги сос-тавляют 41 млн тгод а объем мировых рынков 36 млн тгод. Однако наблюдаются небольшие тенденции по снижению производительности газетной бумаги в мире. Главная проблема рынка газетной бумаги – необходимость жесткого соблюдения баланса между спросом и предложением и в этом аспекте рынок газетной бумаги чувствителен к любым изменениям. Рекордный уровень в производстве газетной бумаги Россия достигла в 2003 году и составил 1814 тгод. По сравнению с предыдущим годом выпуск вырос почти на 100 тыс. тонн. В России всего семь цел-люлозно-бумажных комбинатов выпускают газетную бумагу причем доля трех крупнейших в общем объеме производства составляет 86 %. За последние 7 лет российские предприятия увеличили выпуск газетной бумаги более чем на половину. Причина интенсивного роста производства является ежегодная отправка на экспорт более 65 % продукции. Наряду с беленой хвойной целлюлозой газетная бумага является наиболее востребованным товаром на мировом рынке отечественной ЦБП.
Основными потребителями газетной бумаги на внутреннем рынке являются издательства газет и журналов книжные издательства и крупные государственные типографии. Небольшой спрос предъявляют общественные и частные организации которые закупают газетную бумагу для печати бланочной продукции рекламных листовок и брошюр. Выбор между газетной бумагой и другими видами бумаг происходит на основе ее функционального назначения и цены. Газетная бумага является самым дешевым из всех видов бумаг для печати. И из-за технологических особенностей процесса печати ее невозможно заменить другими видами бумаг.
Одним из важных показателей характеризующих качество газетной бумаги является масса 1 м2 этого вида бумаги.
Практика применения газетной бумаги в типографиях показала что решающее влияние на качество печати оказывает не столько абсолютное значение величины массы 1м2 используемой бумаги сколько пределы колебаний этой величины. Чем равномернее бумага по массе 1 м2 тем выше качество бумаги. Колебания массы 1 м2 бумаги и ее толщины приводят к разному оттиску при печатании и вследствие этого к колебаниям интенсивности печати поэтому на дисплее автоматического контроля и регулирования работы современной быстроходной бумагоделательной машины вырабатывающей газетную бумагу неизменно регистрируются изменения толщины и массы 1 м2 изготовляемой бумаги в ее машинном и поперечном направлениях [9].
Объемный вес является важным показателей газетной бумаги. Увеличение объемного веса за счет хорошей подготовки полуфабрикатов и надлежащего уплотнения листа в мокрой части бумагоделательной машины неизбежно приводит к повышению механической прочности бумаги. При этом уменьшается рыхлость структуры бумажного листа поверхность его становится более сомкнутой и гладкой пылимость уменьшается. Поэтому газетная бумага высокого качества должна иметь объемный вес не менее 058 гсм3. Чрезмерное повышение объемного веса газетной бумаги практически не опасно. Анализ многочисленных образцов газетной бумаги показал что объемный вес бумаги выпускаемой различными предприятиями колеблется в пределах от 051 до 07. Верхнего предела объемный вес бумаги достигал только в случаях ее изготовления с повышенной зольностью [11].
Необходимая механическая прочность газетной бумаги на разрыв в первую очередь определяется возможностью выработки ее на быстроходных БДМ без обрывов и дальнейшего использования на быстроходных перемотных станках а также типографских ротационных машинах. Основные усилия на разрыв прикладывают к ролевой газетной бумаге в продольном направлении и поэтому в первую очередь представляет интерес ее прочность именно в этом направлении.
Не всегда прочность бумаги характеризуется только показателями ее сопротивления разрыву излому или продавливанию. Применительно к газетной бумаге важную роль играет показатель ее сопротивления надрыву (раздиранию) так как значительное число обрывов бумажного полотна при его использовании в типографиях вызывается недостаточным сопротивлением кромок бумаги разрыву. Также представляют интерес показатели влагопрочности и растяжимости (удлинения) бумаги. Показатель влагопрочности должен характеризовать прочность бумажного полотна при его прохождении с сетки в прессовую часть машины и между прессами. Влажная газетная бумага более эластична и обладает повышенной текучестью. При практическом применении бумага обычно подвергается меньшей по величине нагрузке чем величина ее разрывного груза. Как установлено поведение бумаги до разрыва является более важным чем регламентация абсолютной величины ее сопротивления разрыву. Механическая прочность газетной бумаги в значительной степени зависит от того используется ли для ее изготовления привозная целлюлоза в листах или же целлюлоза поступающая на бумажную фабрику жидким потоком со своего завода. Прочность бумаги на разрыв оказывается ниже в тех случаях когда используется привозная целлюлоза то есть та которая уже подвергалась сушке на пресспате [11].
Наиболее четкая печать получается на гладкой а не на шероховатой газетной бумаге. Поэтому важно изготовлять газетную бумагу с достаточно гладкой поверхностью. При этом сеточная сторона бумаги по гладкости не должна значительно отличаться от лицевой стороны чтобы печать одинаково хорошо ложилась на обе стороны бумажного листа. Для обеспечения достаточно высокой гладкости газетной бумаги при ее выработке применят ровнители и сглаживающие прессы. Гладкость газетной бумаги в значительной степени определяется влажностью бумажного полотна поступающего на машинный каландр а также температурой поверхности каландровых валов.
Влажность газетной бумаги является важным показателем ее качества. Весьма важно чтобы газетная бумага не была пересушенной. Так как бумагу следует рассматривать как капиллярно-пористый коллоидный материал то пересушка влечет за собой необратимые коллоидно-химические изменения. Волокна пересушенной бумаги становятся более хрупкими и ломкими теряется их эластичность. Увеличивается пылимость бумаги и склонность ее наэлектризоваться статическим электричеством. Вместе с тем газетную бумагу с чрезмерно высокой влажностью трудно подвергать отделке. При пропуске влажной бумаги через машинный каландр в ней становятся особенно заметными все посторонние включения (сор костра и пр.). Много затруднений возникает при неравномерной влажности газетной бумаги. Это влечет за собой неравномерный вес 1 м2 бумаги неоднородность ее печатных свойств возникновение в рулонах местных деформаций. В связи с тем что газетная бумага не проклеивается и содержит много древесной массы она имеет пористую структуру и легко поглощает влагу из окружающего воздуха т.е. обладает относительно высокой гигроскопической влажностью. Гигроскопичность различных видов газетной бумаги зависит от содержания в ней минерального наполнителя состава по виду волокон и от пористости бумаги. Установлено что при прочих равных условиях наличие в бумаге минерального наполнителя несколько снижает гигроскопическую влажность а увеличение содержания древесной массы наоборот повышает ее.
Введение в бумажную массу минерального наполнителя (каолина и др.) как известно способствует улучшению печатных свойств бумаги: повышается ее гладкость увеличивается непрозрачность просвет бумаги становится более ровным. Зольность газетной бумаги в пределах 2-3 % а иногда и до 5 % мало отражается на показателях механической прочности. При введении наполнителя в бумажную массу несколько повышается объемный вес бумаги и экономится волокнистый материал так как часть его заменяется минеральным наполнителем.
Газетная бумага должна энергично впитывать печатную краску так как необходимо быстро закреплять ее на оттисках в связи с использованием для печатания газет быстроходных ротационных машин. Высокая впитывающая способность газетной бумаги по отношению к типографской краске определяется свойствами как самой бумаги так и используемых красок. Благодаря высокому содержанию древесной массы в композиции газетной бумаги она отличается большой пористостью так как по сравнению с волокнами целлюлозы волокна древесной массы более грубы и образуют менее плотную и следовательно более пористую структуру листа. Поэтому и объемный вес бумаги содержащей древесную массу оказывается всегда более низким по сравнению с объемным весом бумаги изготовленной исключительно из волокон целлюлозы. Однако чрезмерно рыхлая газетная бумага с ненормально низким объемным весом как правило мало пригодна для печати. Она имеет пониженную гладкость и обычно бывает неоднородной по своим свойствам. Типографская краска на такой бумаге «проваливается» не оставляя четкого оттиска на поверхности поэтому регламентируется величина допускаемого нижнего предела объемного веса газетной бумаги [4]. Типографские краски применяемые при печатании газет «высыхают» за счет впитывания их бумагой т.е. вследствие ее пористости. К тому же краски для печатания газет отличаются небольшой вязкостью что облегчает их впитывание бумагой. Эти краски изготовляют на жидкой нефтяной олифе из нефтяной сажи или смеси ее с газовой сажей с синей подцветкой индулином в олеиновой кислоте.
Упругость газетной бумаги является важным свойством характеризующим пригодность ее к печати. Упругая газетная бумага под влиянием нагрузки сжимается и после прекращения давления почти полностью восстанавливает свою первоначальную толщину. Упругие свойства газетной бумаги и в частности ее сжимаемость при печатании в известной степени компенсируют неизбежные колебания толщины и шероховатости ее поверхности а также небольшие неровности печатной формы. В результате создаются условия для достаточно равномерного наложения на поверхность бумаги слоя типографской краски что и определяет в значительной степени качество печати. Таким образом при прочих равных условиях печатные свойства бумаги тем выше чем больше ее упругость. Если бы бумага была совершенно пластичной и неупругой то после наложения печати она имела бы не гладкую а рельефную поверхность что крайне нежелательно [11].
Свойства готовой бумаги в значительной степени определяются свойствами исходных волокнистых материалов и режимом из переработки. Бумажная фабрика должна стремится производить бумагу из наиболее дешёвых волокон полуфабрикатов которые будут обеспечивать заданное качество готовой продукции при наименьших сложных технологических процессов их переработки. При выборе полуфабрикатов должны учитываться бумагообразующие свойства.
Основой композиции современной стандартной газетной бумаги является древесная масса к которой обычно добавляют сравнительно небольшое количество небеленой сульфитной и (или) полубеленой сульфатной целлюлозы [9]. В составе печатных видов бумаги содержание древесной массы колеблется от 20 до 85 %. Независимо от вида используемой целлюлозы продолжает оставаться актуальной проблема максимального сокращения ее содержания в композиции бумаги с заменой целлюлозы древесной массой поскольку суммарный расход электрической и тепловой энергии на выработку целлюлозы в 2 раза больше а выход волокон в производстве сульфитной и сульфатной видов целлюлозы почти в 2 раза меньше чем в производстве древесной массы. Если размолотая целлюлоза повышает механическую прочность газетной бумаги особенно во влажном состоянии что существенно для обеспечения безобрывной работы бумагоделательной машины то древесная масса обеспечивает основные печатные свойства бумаги и в первую очередь ее светонепроницаемости и надлежащее восприятие типографской краски. Этот полуфабрикат способствует увеличению пористости бумаги и впитывающей способности к типографской краске мягкости и упругости равномерности просвета. Вместе с тем как правило древесная масса снижает белизну бумаги ее гладкость лоск долговечность и основные показатели механической прочности. Степень помола древесной массы предназначенной для изготовления обычной газетной бумаги – 70-72 °ШР плотность по Кларку – 04-041 гсм3 [4].
С развитием производства различных модификаций древесной массы их стали успешно применять в разных соотношениях и количествах при изготовлении газетной бумаги. Древесная масса – это полуфабрикат который получают при механическом истирании древесины до её роспуска на отдельные волокна. Процесс получения древесных масс принципиально отличается от варки целлюлозы тем что практически 85-92 % древесного вещества остается в готовом продукте – древесной массе. В результате резко сокращается расход древесины на производство одной тонны бумаги а также уменьшается количество отходов попадающих в сточные воды.
По показателям механической прочности древесная масса уступает целлюлозе. Тем не менее её в значительной степени используют для производства газетной бумаги что снижает себестоимость готовой продукции [6]. Виды древесной массы зависят от технологического способа обработки древесины. ТММ (бурая) – термомеханическим способом ДДМ (белая) – дефибрированная древесная масса ХТММ – химико-термо-механическим способом. При сравнении свойств ДДМ и ТММ следует учитывать что длинноволокнистая фракция ТММ состоит из более грубых волокон и менее способных образовывать прочные связи чем соответствующая фракция ДДМ. Вместе с тем коротковолокнистая фракция ТММ имеет более развитую удельную поверхность и образует больше прочных связей чем такая же фракция ДДМ. Применение ХТММ в производстве газетной бумаги экономит до 40 % электроэнергии при замене ТММ. Замена ДДМ в композиции газетной бумаги на ТММ и ХТММ уменьшает непрозрачность бумаги и увеличивает показатель просвечивания-пробивания.
При изготовлении улучшенной бумаги применяют пoлyфaбрикаты подвергнутые отбелке (в основном ХТММ и ТММ) в композицию вводят минеральный наполнитель а готовую бумагу пропускают через суперкаландр или подвергают мелованию на специально приспособленных для этого плоскосеточных бумагоделательных машинах на которых ранее вырабатывалась обычная газетная бумага.
Для мелования используют каолин или смесь каолина с карбонатом кальция. В качестве связующего обычно применяют крахмал или смесь крахмала с латексом. Мелованную таким образом газетную бумагу подвергают каландрированию.
Целлюлоза из древесины хвойных пород является наиболее ценным волокнистым материалом. Она состоит в основном из длинных волокон трахеид и содержит очень мало мелких паренхимных клеток.
Опыт работы предприятий во многих странах мира показывает целесообразность использования при выработке газетной бумаги бисульфитной целлюлозы с выходом 60-65 % хотя последняя существенно уступает сульфатной по показателю сопротивления раздиранию. Важным преимуществом бисульфитной целлюлозы по сравнению с сульфатной является то что при одинаковой степени провара она обеспечивает увеличение выхода целлюлозы на 10 % а по сравнению с обычной сульфитной целлюлозы её выход больше на 5 %. Благодаря этому даже некоторое повышение содержания такой целлюлозы в композиции бумаги не приводит к увеличению её себестоимости [9].
В размольно-подготовительном отделе производиться подготовка бумажной массы для последующего отлива ее на бумагоделательной машине.
Процесс приготовления бумажной массы – одна из важнейших операций в производстве бумаги. Он складывается из размола растительных волокон (их долевого расщепления и поперечного укорачивания) входящих в композицию бумаги внесения в массу суспензии наполнителя проклеивающих веществ красителя и других компонентов. В состав размольно-подготовительного отдела входит следующее основное оборудование: приемные емкости и бассейны для полуфабрикатов размалывающее оборудование сгустители очистители.
Назначение процесса размола – придать волокну определенные структуру и размеры по длине и толщине сделать волокна гибкими и пластичными и сообщить им определенную степень гидратации чтобы обеспечить связь волокон в бумажном листе хорошее формование (просвет) и заданные свойства бумаги. При размоле массы механические процессы вызывают измельчение волокон и обусловливают структуру бумаги а коллоидно-физические явления происходящие в результате взаимодействия воды и целлюлозы – связь волокон в бумаге. Размол ведется в присутствии воды в размалывающих аппаратах. Таким образом необходимо придать волокнам способность впитывать в себя воду (набухать) с последующим внутренним и внешним фибриллированием. Благодаря этому создается активная поверхность волокон усиливаемая поверхностным натяжением воды. Процесс набухания зависит от степени разрушения поверхностной оболочки волокон от свойств самой целлюлозы и жидкости в которой происходит набухание. При использовании в композиции бумаги волокон прошедших предварительную сушку (целлюлоза в кипах сухой брак и другое) важно помнить что период набухания таких волокон увеличивается. Поэтому размол лучше проводить ступенчато с введением процесса набухания между ступенями [5].
Для размола волокнистых полуфабрикатов применяются различные виды размалывающего оборудования: дисковые и конические мельницы пульсационные мельницы роллы и тому подобное.
Дисковые мельницы являются в настоящее время основным размалывающим оборудованием. Их широкое применение можно объяснить рядом преимуществ: возможностью вести размол массы при высокой концентрации (до 40 %) повышением однородности получаемой массы меньшими габаритами и удобством эксплуатации значительно меньшей мощностью одного агрегата и меньшим удельным расходом электроэнергии на 15-25 % по сравнению с коническими мельницами [2].
Дисковые мельницы в зависимости от количества зон размола и вращающихся размалывающих поверхностей делятся на 4 группы: 1) однодисковые (одна размалывающая поверхность вращается другая не вращается); 2) двухдисковые (вращаются обе размалывающие поверхности в противоположных направлениях); 3) сдвоенные мельницы (между двумя неподвижными дисками расположен вращающийся диск имеющий 2 размалывающие поверхности); 4) многодисковые мельницы.
К факторам определяющим процесс размола волокнистых полуфабрикатов его скорость экономичность и направление или характер размола относятся: продолжительность удельное давление концентрация массы; вид размалывающей гарнитуры окружная скорость кислотность температура некоторые другие. Но главными являются два: время и удельное давление при размоле. Остальные факторы являются практически постоянными неуправляемыми.
Введение наполнителя сообщает бумаге определенные свойства. Вводят его после размола. В качестве наполнителя могут служить каолин мел гипс тальк и другие. В производстве данного типа бумаги лучше использовать самый дешёвый наполнитель – мел. Основная цель введения мела заключается в том чтобы сообщить такие свойства как белизну непрозрачность мягкость гладкость впитывающую способность и другие. Минеральные наполнители улучшают печатные свойства. Бумага лучше воспринимает краску из печатной формы краска не просачивается и не затрудняет чтение. Применение минеральных наполнителей имеет также экономическое значение так как позволяет заменить часть волокна более дешевым минеральным материалом. Однако наполнители придают бумаге и отрицательные свойства: понижают механические свойства. Но все зависит от количества наполнителя в бумажной массе о котором судят по зольности. Газетная бумага считается малозольной с содержанием золы до 5 %. Иногда вообще не добавляют наполнитель для производства газетной бумаги. В таком случае она будет считаться бумагой с естественной зольностью.
Проклеивающие вещества вводят в бумажную массу для придания ей водоотталкивающих (гидрофобных) свойств для повышения сил связи между волокнами придания бумаге других свойств – жесткости звонкости и другие.
В первом случае чаще всего применяются эмульсии канифольных клеев (бурого белого высокосмоляного и др.) во втором случае в бумажную массу вводят крахмальные клейстеры раствор животного клея силиката натрия полиакриламида.
Отлив бумаги в нейтральной среде находит все большее применение во всем мире.
Для закрепления клея на волокне повышения удерживаемости мелкого волокна и наполнителя в бумажную массу вводят раствор глинозема или алюмокалиевых квасцов
Для устранения нежелательных серых желтых тонов в бумаге для окраски или подцветки в массу вводят раствор красителя [5].
При изготовлении газетной бумаги не используют процесс проклейки а содержание наполнителя очень небольшое (зольность 5%).
Система подготовки и подачи массы на машину обеспечивает постоянство композиции концентрации массы степени помола не допускает осаждения волокон выпадения проклеивающих и наполняющих веществ а также контролирует расход бумажной массы поступающей на машину предварительно прошедшей тщательную очистку и деаэрацию. Таким образом назначение этой системы – окончательная подготовка бумажной массы перед подачей ее в напорный ящик. Окончательная подготовка решает следующие задачи:
разбавление массы после машинного бассейна;
окончательная очистка массы от посторонних включений попадающих в нее при составлении композиции;
удаление пучков лепестков и сгустков волокон из массы перед подачей ее на машину;
удаление содержащегося в массе воздуха (деаэрация).
Бумажная масса поступает в систему подготовки к отливу из РПО где происходит размол волокнистого полуфабриката его предварительная очистка и составление заданной композиции. Готовая композиция подается в машинный бассейн функциональное назначение которого – обеспечение постоянства композиции концентрации массы и создание буферного запаса для компенсации нарушений равномерности подачи и характеристик массы из РПО. Постоянство композиции и свойств массы достигается путем непрерывного перемешивания ее в бассейне. В качестве перемешивающих устройств чаще всего используют пропеллерные мешалки. Интенсивность перемешивания можно регулировать изменением частоты вращения или шага перемешивающего элемента.
Разбавление – первая операция которой подвергается масса перед подачей на бумагоделательную машину. Для разбавления используют оборотную воду освобождающуюся на сеточной части машины при обезвоживании бумажного полотна. Степень разбавления для отлива зависит от массы 1 м2 бумаги рода волокна степени помола. Наряду с этим имеют значение температура массы конструкция сеточного стола (длина мощность отсасывающих ящиков и др.). На быстроходных машинах эту операцию проводят в смесительных насосах. Смесительные массные насосы могут перекачивать массу концентрацией до 5 %. Для подачи разбавляющей воды во всасывающую линию насоса вваривается труба.
Перед подачей на машину бумажная масса должна подвергаться тщательной очистке. Ее цель – удалить образовавшиеся в процессе подготовки бумажной массы узелки пучки волокон закатыши сгустки кусочки грязи и слизи пузырьки воздуха а также посторонние включения в виде песка металлических частиц и др. От степени очистки массы зависит не только качество бумаги но и работа самой машины. Указанные образования и дополнительные включения ухудшают качество бумаги а также являются причиной обрывов полотна повреждений сетки поверхностей отсасывающих ящиков прессовых сукон прессов и других узлов машины. Очистка бумажной массы для газетной бумаги проводится последовательно на вихревых очистителях в 3 ступени а затем на узлоловителях в 1-2 ступени [2]. Принцип работы вихревых очистителей основан на отделении от волокна частиц отличающихся от волокна по плотности (массе) или удельной поверхности.
Системы очистителей устанавливают простым каскадом когда отходы одной ступени идут на следующую ступень а хорошая масса – на вход предыдущей и так на всех ступенях системы очистки. Основная очистка происходит на 1-й ступени а остальные служат для возврата волокна хотя тоже оказывают влияние на эффективность очистки.
Сортирование массы в системах подготовки перед отливом на БДМ осуществляется в закрытых одно- или двухситовых напорных сортировках с гидродинамическими лопастями. Назначение машинных сортировок – удаление пучков и узелков волокон защита напорного ящика и сеточной части машины от повреждения посторонними включениями и дефлокуляция бумажной массы. Машинные сортировки работают при низкой концентрации. Уровень отходов составляет 3-5 % и на сортировке последней ступени устанавливают камеру отходов которая открывается через определенный промежуток времени или по мере заполнения. Машинные сортировки устанавливаются в непосредственной близости от напорного ящика чтобы флокулы не могли образоваться вновь.
Важно отметить что в современных условиях газетную бумагу в большинстве случаев вырабатывают на бумажной фабрике находящейся в системе комбината. Таким образом полуфабрикаты (целлюлоза и древесная масса) поступают для изготовления газетной бумаги жидким потоком с целлюлозного и древесно-массного заводов расположенных в системе того же комбината. Такой способ производства газетной бумаги не только экономически более выгоден по сравнению со способом изготовления газетной бумаги из привозных полуфабрикатов но и обеспечивает более стабильную работу современных быстроходных бумагоделательных машин [4].
Целлюлоза сульфатная беленая из хвойных пород древесины по ГОСТ 9571-89
белизна% не менее 84;
сорность сорм2 площадью 01-10 мм2 не более 100;
разрывная длина м не менее 7500;
вязкость SCAN не менее 600.
Белая древесная масса из хвойных пород древесины.
Таблица 2.1 – Требования к белой древесной массе из хвойных пород древесины
Постоянное сопротивление изгибу
Минимальная разрывная длина м
Сопротивление раздиранию
Минимальная степень белизны %
- щепочка свыше 1 мм2
- щепочка свыше 2 мм2
Максимальный градус помола ШР
Алюминий сернокислый технический очищенный по ГОСТ 12966-85
содержание окиси алюминия % не менее 15;
содержание нерастворимого в воде остатка % не более 05;
содержание железа в пересчете на окись железа % не более 004.
Полиакриламид гель технический по ТУ 6-01-1049-81 марка Polymin KE 2020
Крахмал катионизированный картофельный
сухого вещества % 80-84;
относительная плотность кгдм3 07;
АКД (дисперсия воска на основе алкилкетенового димера) KEMIRA
Газетная бумага должна соответствовать требованиям ГОСТ 6445-74
Таблица 2.2 – Технические характеристики газетной бумаги
В (высшая категория)
Разрывная длина в машинном направлении м не менее
Плотность гсм3 не менее
Сопротивление разрыву м не менее
Гладкость с не менее
Непрозрачность % не менее
- площадью 05-15 мм2 на 1 м2
Зольность % не более
содержание взвешенных веществ мгл 50;
жесткость общая мгэквл 75;
окисляемость перманганата мг О2л 150;
содержание железе общего мгл 05;
содержание марганца мгл 01;
Данным проектом предлагается следующая композиция по волокну для производства газетной бумаги: целлюлоза сульфатная беленая хвойная 20 % дефибререная белая древесная масса 80 % зольность естественная.
Хвойная сульфатная беленая целлюлоза поступает на производство в кипах. Второй компонент для производства газетной бумаги (древесная масса) поступает на бумажную фабрику из древесномассного завода.
Технологическая линия для подготовки целлюлозной массы на данной бумажной фабрике включает в себя:
дисковые мельницы для размола (для увеличения однородности получаемой массы благодаря более точной установке размалывающей поверхности);
бассейны для перемешивания и хранения массы низкой и средней концентрации;
насосы для перекачки массы.
Размол ведется в 2 ступени на дисковых мельницах с введением процесса набухания между ступенями для того чтобы достичь наибольшего эффекта в изменении свойств обрабатываемых волокон сульфатной хвойной целлюлозы а также для того чтобы не увеличивалось давление в системе. Данный полуфабрикат считается трудноразмалываемым оптимальным режимом работы дисковых мельниц считается такой при котором за один проход массы через мельницу (размол в одну ступень) составляет 5-8 °ШР. Прирост степени помола на первой ступени составляет 6 °ШР на второй также 6 °ШР. Конечная степень помола целлюлозы 26°ШР. При выходе из строя мельницы схема предусматривает использование резервной мельницы на каждой ступени размола.
Проектом предлагается добавление АКД (06 кгт) как фиксирующего агента глинозема - для поддержания рН (5 кгт) и катионного крахмала (25 кгт) – для повышения сил связи между волокнами. Последние два реагента добавляются в композиционный бассейн а АКД – в бак постоянного уровня.
Добавка крахмала до внесения АКД помогает также нейтрализовать анионные фракции. До введения дисперсии АКД ее следует разбавить до концентрации 2-5 % что облегчает процесс перемешивания с бумажной массой. Если температура в БПУ превышает 35 °С АКД вносится в непосредственной близости от напорного ящика (после очистителей). При температуре ниже 35 °С АКД лучше вносить в неразбавленную массу (в БПУ).
Полиакриламид для повышения удержания волокна подается в бумажную массу насосом из емкости через расходомер перед напорным ящиком бумагоделательной машины.
Для очистки применяется установка вихревых очистителей УВК.
Целлюлозная масса разбавленная до 35% подается в Приемный бассейн беленой САЦ (поз.1). Начальная степень помола целлюлозы 14 °ШР. Целлюлоза из приемного бассейна беленной САЦ (поз.1) насосами (поз.1а) подается на первую ступень размола (поз.3) на дисковых мельницах (прирост степени помола 6 °ШР) затем из бака-аккумулятора (промежуточный бассейн) (поз.4) насосами (поз.4а) подается – на вторую ступень размола (поз.5) до степени помола 26 °ШР. Концентрация при размоле 30 %.
Древесная масса с концентрацией 35 процентов подается в приемный бассейн(поз.2) разбавляется до 30% и направляется в композиционный бассейн (поз.7). Туда же поступает целлюлоза после второ ступени размола и бумажный брак глинозем для поддержания рН (5 кгт) и катионизированный крахмал (25 кгт) – для повышения сил связи между волокнами.
Из композиционного бассейна (поз.7) готовая композиция для производства газетной бумаги перекачивается с помощью массного насоса (поз.7а) в машинный бассейн (поз.8) куда добавляется перелив из БПУ.
Машинный бассейн снабжен циркуляционным устройством для перемешивания массы чтобы она не застаивалась волокно при этом не оседало на дно. Концентрация массы в машинном бассейне 30 % степень помола массы 70 °ШР. Далее масса проходит через смесительный насос (10). Бумажная масса идет с постоянным напором к смесительному насосу от БПУ. С помощью технической задвижки регулируется расход массы путём неполного закрывания или открывания задвижки. Во всасывающий трубопровод также вводится регистровая вода на разбавление. Концентрация массы после прохождения смесительного насоса снижается до 10 %. Разбавленная и хорошо размешанная бумажная масса идёт по трубопроводу к узлу очистки массы. Степень разбавления массы регулируется задвижкой на нагнетательном трубопроводе. Если задвижку несколько прикрыть то степень разбавления уменьшится так как приток оборотной воды из подсеточной ванны к смесительному насосу снизится Частичное открытие и закрытие задвижки не влияет на количество массы поступающей к смесительному насосу из БПУ так как последний расположен выше. Для того чтобы масса 1 м2 была постоянной необходимо постоянное соотношение между количеством подаваемой в единицу времени массы и скорости машины. Её можно регулировать изменяя или количество массы из бассейна на БДМ при постоянной скорости движения сетки или изменяя скорость движения сетки при постоянной подачи массы из бассейна.
Операция очистки массы предшествует отливу бумаги на машине. Очистку производят на вихревых очистителях (11) расположенных по каскадной схеме.
Далее очищенная бумажная масса с первой ступени поступает на сортирование в узлоловители (поз.12). Отходы от сортирования направляются в гауч-мешалку (поз.14) а бумажная масса направляется к напорному ящику закрытого типа (поз.13) откуда она под определенным напором непрерывно вытекает на сетку бумагоделательной машины. Равномерный отлив бумаги на машине достигается при условии постоянства количества и концентрации бумажной массы подаваемой на машину в единицу времени при установившемся её режиме работы. Концентрация бумажной массы в напорном ящике равна 06 % степень помола 73 °ШР рН равна 65-75 и температура массы 40 °С.
Сухой брак с продольно-резательного станка наката и сушильной части поступает в гидроразбиватель для брака (поз.16) а мокрый брак с мокрой и прессовой частей – в гауч-мешалку (поз.14).
Таблица 4.1 — Исходные данные для расчета материального баланса
Наименование показателя
Годовая производительность
Композиция по волокну
- целлюлоза сульфатная беленая
- дефиберная древесная масса
Влажность сухого брака
Количество мокрого брака от всего волокна
Влажность мокрого брака
Массовая доля волокна и сухость бумаги по потоку:
- после напорного ящика
- после регистровой части
- после отсасывающих ящиков
- после прессовой части
- после сушильной части
Массовая доля волокна в осветленной воде
Массовая доля волокна с узлоловителей закрытого типа
Степень помола массы после 1 ступени размола
Степень помола массы после 2 ступени размола
Удельный расход химикатов
- приемный бассейн целлюлозы
- приемный бассейн древесной массы
- промежуточный бассейн НСПЦ
- композиционный бассейн
Очистка на вихревых очистителях:
- масса на I ступень очистки
- очищенная масса (с I ступени)
Продолжение таблицы 4.1
- разбавленная масса на II ступень
- очищенная масса II ступени
- разбавленная масса на III ступень
- очищенная масса III ступени
- отходы III ступени (в отвал)
Концентрация волокна по потоку брака:
- гидроразбиватель сухого брака
- гауч-мешалка мокрого брака
- промежуточный бассейн брака
где – годовая выработка бумаги тгод;
– число часов фактической работы бумагоделательной машины.
где К2 – коэффициент использования рабочего хода машины (учёт холостых ходов);
К3 – коэффициент выхода нетто товарной продукции из брутто всей машинной продукции (учёт оборотного брака);
В – обрезная ширина бумагоделательной машины на накате м;
– скорость бумагоделательной машины на накате ммин;
g – масса 1 м2 вырабатываемой бумаги г.
где Рч – часовой расход волокнистого сырья кг;
К – коэффициент учитывающий промои зольность и влажность бумаги.
З – зольность бумаги %;
W – влажность бумаги %.
- сульфатной беленой целлюлозы:
Расчет материального баланса размольно-подготовительного отдела в основном складывается из расчета основных узлов: разбавления сгущения и очистки. Цель расчета – определить количество массы (М) волокна (В) и воды (в) в каждом потоке на 1 т. в.с. целлюлозы. Эти данные в дальнейшем используются для расчета и подбора оборудования.
Уравнение баланса по волокну: М1с1=М2с2+М3с3
Уравнение баланса по массе: М1=М2+М3
Количество волокна: В1=
Количество воды: в1=М1-В1
– с наката; 2 – готовая бумага; 3 – брак.
с3 = с2 = 94 %; П3 = 1 % от М2;
М2 = 1000 кг; В2 = 940 кг; в2 = 60 кг.
Таблица 4.3.1 – Сводный материальный баланс ПРС
– с сушильной части; 2 – на ПРС; 3 – брак.
с1 = с2 = с3 = 94 %; П3 = 1 % от М2.
М2 = 1010 кг; В2 = 9494 кг; в2 = 606 кг.
Таблица 4.3.2 – Сводный материальный баланс наката
– с прессов; 2 –на накат; 3 – вода.
с1= 40 %; с2= 94 %; с3= 0 %.
М2= 10201 кг; В2= 9589 кг; в2= 612 кг.
В сушильной части брака не образуется.
Таблица 4.3.3 - Сводный материальный баланс сушки
–с гауч-вала; 2 – в сушильную часть; 3 – вода.
с1= 22 %; с2= 40 %; с3= 005 %.
М2= 23972 кг; В2= 9589 кг; в2= 14383 кг.
Таблица 4.3.4 - Сводный материальный баланс прессовой части
– с напорного ящика; 2 – на прессы; 3 – мокрый брак; 4 – вода.
М2= 43631 кг; В2= 9599 кг; в2= 34032 кг; с2= 22 %.
с1= 06 %; с3= 22 %; с4= 005 %; П3= 11 %.
Таблица 4.3.5 - Сводный материальный баланс мокрой части
– с узлоловителей; 2 – на формование; 3 – перелив.
М2= 1760418 кг; В2= 10563 кг; в2= 1749856 кг; с2= 06 %.
с1= 06 %; с3= 06 %; М3= 10 % от М1.
Таблица 4.3.6 - Сводный материальный баланс напорного ящика
– с 1 ступени очистки; 2 – в напорный ящик; 3 – отходы в гауч-мешалку.
М2= 1956020 кг; В2= 11736 кг; в2= 1944284 кг; с2= 07 %.
П3= 5 %; с3=16 %; с1= 07 %.
Таблица 4.3.7 - Сводный материальный баланс узлоловителя
Рисунок 4.2.1 – Технологическая схема каскадной трехступенчатой схемы очистки на вихревых очистителях
I II III – ступени очистки 1 13 – номера потоков.
Исходными данными являются концентрации массы с1 с13 на всех потоков технологической схемы и количество волокна на выходе из очистителя поступающего на узлоловитель В3= 15231 кгт.
Составляем уравнения материального баланса по массе и волокну для каждого объекта технологической схемы. В результате для 13 неизвестных М1 М13 имеем 13 уравнений. Располагаем члены каждого уравнения в порядке увеличения индексов при неизвестных система принимает вид:
Таблица 4.3.8 – Параметры очистки
Центреклинер 2 ступени
Центреклинер 3 ступени
Таблица 4.3.8.1 – Сводный материальный баланс вихревой очистки
I. Коллектор 1 ступени
II. Центреклинер 1 ступени
Продолжение таблицы 4.3.8.1
III. Коллектор 2 ступени
IV. Центрнклинер 2 ступени
V. Коллектор 3 ступени
VI. Центриклинер 3 ступени
– масса на разбавление; 2 – регистровая вода; 3 – разбавленная масса (на очистку); 4 – перелив с напорного ящика.
М3= 1524891 кг; В3= 15249 кг; в3= 1509642 кг; с3= 10 %.
с1= 30 %; с2= 005 %; с4= 005 %.
Таблица 4.3.9 – Сводный материальный баланс смесительного насоса
Перелив в машинный бассейн равен 10 % от поступающей массы.
– с машинного бассейна; 2 – в смесительный насос; 3 – перелив.
М2= 454601 кг; В2= 13638 кг; в2= 440963 кг; с2= 30 %.
Таблица 4.3.10 – Сводный материальный баланс БПУ
с машинного бассейна.
– с композиционного бассейна; 2 – перелив из БПУ; 3 – в БПУ
М2= 50511 кг; В2= 1515 кг; в2= 48996 кг.
М3= 505113 кг; В3= 15153 кг; в3= 489959 кг; с1= 30 %.
Таблица 4.3.11 – Сводный материальный баланс машинного бассейна
– брак с ПРС; 2 – брак с наката; 3 – масса в промежуточный бассейн брака; 4 – оборотная вода.
М1= 100 кг; В1= 94 кг; в1= 06 кг; с1= 940 %.
М2= 101 кг; В2= 95 кг; в2= 06 кг; с2= 940 %.
с3= 25 %; с4= 005 %.
Таблица 4.3.12 – Сводный материальный баланс гидроразбивателя сухого брака
– мокрый брак; 2 – с узлоловителя; 3 – масса в промежуточный бассейн брака; 4– оборотная вода.
М1= 482 кг; В1= 106 кг; в1= 376 кг; с1= 220 %.
М2= 218375 кг; В2= 3494 кг; в2= 214881 кг; с2= 16 %.
с3= 15 %; с4= 005 %.
Таблица 4.3.13 – Сводный материальный баланс гауч-мешалки
– с гидроразбивателя сухого брака; 2 – с гауч-мешалки; 3 – в сгуститель брака.
М1= 50511 кг; В1= 1515 кг; в1= 48996 кг; с1= 25 %.
М2= 505113 кг; В2= 15153 кг; в2= 489959 кг; с2= 15 %; с3= 153 %.
Таблица 4.3.14 - Сводный материальный баланс промежуточного бассейна брака
– с промежуточного бассейна брака; 2 – в бассейн брака; 3 – фильтрат.
М1= 248439 кг; В1= 3804 кг; в1= 244636 кг;
с1= 153 %; с2= 100 %; с3= 005 %.
Таблица 4.3.15 – Сводный материальный баланс сгустителя брака
с промежут. бассейна.
– со сгустителя; 2 – оборотная вода; 3 – в композиционный бассейн.
М1= 36979 кг; В1= 3698 кг; в1= 33281 кг.
с1= 100 %; с2= 005 %; с3= 30 %.
Таблица 4.3.16 – Сводный материальный баланс бассейна брака
– поток древесной массы; 2 – поток беленой сульфатной целлюлозы с размола; 3 – поток переработанного брака; 4 – машинный бассеин.
М3= 124725 кг; В3= 3742 кг; в3= 120983 кг; с3= 30 %.
М4= 454601 кг; В4= 13638 кг; в4= 440963 кг; с4= 30 %.
Таблица 4.3.17 – Сводный материальный баланс композиционного бассейна
– С БВК древесной массы; 2 – оборотная вода; 3 – древесная масса в композиционный бассейн.
М3= 263901 кг; 7917 кг; в3= 207987 кг; с3= 30 %.
с2= 005 %; с1= 35 %.
Таблица 4.3.18 – Сводный материальный баланс бассейна древесной массы
– беленая САЦ с БВК; 2 – оборотная вода; 3 – масса на 1 ступень размола САЦ
М3= 65975 кг; В3= 1979 кг; в3= 63996 кг; с3= 30 %.
Таблица 4.3.19 – Сводный материальный баланс бассейна беленой САЦ
Таблица 4.3.20 – Сводный материальный баланс кг
Продольно-резательный станок
Продолжение таблицы 4.3.20
Вихревая очистка массы
Регистровая вода на разбавление
Регистровая вода на разбавление
Масса из смесительного насоса
Перелив с напорного ящика
С машинного бассейна
В смесительный насос
С промежуточного бассейна.
Гидроразбиватель сухого брака
Отходы с узлоловителей
Промежуточный бассейн брака
С гидроразбивателя сухого брака
С промежуточн. бассейна брака
Композиционный бассейн
Приемный бассейн древесной массы
Приемный бассейн беленой САЦ
Количество размалываемого волокна в сутки тсут
где - производительность бумагоделательной машины тсут;
- удельный расход воздушно-сухого волокна на выработку 1 т бумаги тт.
Секундная режущая длина кмс
где n – частота вращения ротора мин-1;
D – диаметр диска м.
Полезная мощность затрачиваемая непосредственно на размол кВт
где j – число поверхностей размола (в однодисковой мельнице j = 1 в сдвоеннойj= 2);
- удельная нагрузка на кромку ножа =13кВт·скм.
Удельный полезный расход энергии необходимый для размола целлюлозы с 16до 20 ºШР
Следовательно производительность потока
Принимаем для установки 1 мельницу МД-31 плюс одну резервную.
Мельницы МД с камерой работающей под давлением 06 МПа при подаче массы насосом предназначены для размола различных волокнистых полуфабрикатов при концентрации массы от 2 до 6 %.
Диаметр дисков мельниц МД-31 – 1000 мм;
Частота вращения – 600 мин -1;
Окружная скорость – 314 мс;
Мощность двигателя – 500 кВт;
Производительность по в.с.волокну – от 50 до 200 тсутки;
Удельная нагрузка на кромку ножа Вs= 13 кВт·скм;
Ширина канавки – 3 мм;
Работают при концентрации до 6 %.
Удельный полезный расход энергии необходимый для размола целлюлозы с 20до 26 ºШР
Установки вихревых очистителей собираются из большого числа отдельных модулей (или трубок) соединенных параллельно. Количество модулей (трубок) (n) зависит от производительности установки
где Qу – производительность установки лмин;
Qт – производительность одного модуля (трубки) лмин.
Производительность установки лмин определяется по данным расчета материального баланса воды и волокна.
где Рн – часовая производительность машины нетто кгч;
М – масса волокнистой суспензии поступающей на очистку (из баланса воды и волокна) кгт;
ρ – плотность волокнистой суспензии кгм3.
Плотность волокнистой суспензии кгм3 при концентрации массы более1%
где с - концентрация массы %.
При концентрации волокнистой суспензии с 1 % плотность ее можно принимать равной ρ = 1000 кгм3.
м3мин или 89900 лмин;
Принимаем 23 модуля.
м3мин или 26700 лмин;
Принимаем 7 модулей.
м3мин или 6650 лмин;
Таблица 5.3 - Техническая характеристика УВК-40-01
Производительность лмин
Установленная мощность кВт
где В – количество волокна поступающего в бассейн принимается из данных материального баланса кгт;
k – коэффициент учитывающий полноту заполнения бассейна k = 08;
– время хранения массы в бассейне;
с – концентрация массы %;
ρ – плотность суспензии примем ρ = 1000 кгм3.
Принимаем из расчета 3 ч. запаса массы горизонтальный бассейн объемом 600 м3 с пропеллерным перемешивающим устройством марки ЦУ-12 .
В качестве промежуточного бассейна используем так же ЦУ -12
Принимаем из расчета 3 ч. запаса массы горизонтальный бассейн объемом 600 м3 с пропеллерным перемешивающим устройством марки ЦУ-12 в количестве 2 шт.
Принимаем из расчета 03 ч. запаса массы горизонтальный бассейн объемом 400 м3 с пропеллерным перемешивающим устройством марки ЦУ-11 в количестве 1 шт.
Принимаем из расчета 025 ч (15 мин.) запаса массы вертикальный бассейн объемом 240 м3.
Принимаем для бассейна-аккумулятора из 1 ч запаса массы горизонтальный бассейн объемом 400 м3 с пропеллерным перемешивающим устройством марки ЦУ-11 в количестве 1 шт.
Таблица 5.4.1 – Основные рабочие параметры вертикального машинного бассейна перемешивающим устройством
Бассейн 1–й конфигурации
Среда – волокнистая суспензия концентрацией % не более
Количество мешалок шт
Установленная мощность кВт·ч
Таблица 5.4.2 – Основные рабочие параметры горизонтальных бассейнов с пропеллерными перемешивающими устройствами.
Марка пропелл-ерного устрой-ства
Устройство с пропеллером между опорами вала
Для того чтобы правильно выбрать насос необходимо рассчитать производительность (подачу) насоса Q м3мин. Насосы ставят параллельно для того чтобы один насос находился в резерве на случай аварийной ситуации.
Подача насоса Q м3мин
где М - количество суспензии поступающей к насосу на этой стадии производства на 1 т.в.с. целлюлозы кг;
Qсут- суточная производительность тсут;
К- коэффициент запаса(12);
С- концентрация суспензии %;
ρСМ- плотность суспензии концентрацией С кг м3.
где ρ1 - плотность целлюлозного волокна ρ1=1500 кгм3;
ρ2 - плотность воды при температуре хранения массы кгм3.
где QB – подача насоса м3с;
ρ – плотность перекачиваемой жидкости кгм3;
g – ускорение свободного падения мс2;
– к.п.д. насосной установки.
Q= = 306 м3мин = 538 лс.
Необходимый напор Н= 10 м.
Принимаем центробежный насос AHLSTROM марки АРР-44-150 скорость вращения - 1480 обмин на 1 и 2 ступень размола.
Необходимый напор Н= 40 м.
Принимаем насос AHLSTROM марки АРР-44-150 скорость вращения - 1480 обмин.
Принимаем насос AHLSTROM марки АРР-53-200 скорость вращения - 1480 обмин.
Необходимый напор Н=30 м.
Выбираем смесительный насос AHLMIX MIXER марки АМ 10
Принимаем насос AHLSTROM марки АРР-11-32 скорость вращения - 1480 обмин.
Необходимый напор Н=40 м.
Расчет удельного расхода электроэнергии
где – установленная активная мощность кВт;
n – число работающих двигателей шт;
РН – номинальная мощность двигателя кВт.
Средняя активная мощность
где К – коэффициент использования оборудования.
Удельный расход энергии
Таблица 6.1 - Сводная таблица мощности потребляемой электродвигателями
Номинал. мощност кВт · ч;
Устан. активн. мощность
Коэфф. Использ. Оборуд-ния
Ср. активная мощн. кВт·ч
Массный насос АРР 11-150
Массный насос АРР 53-200
Пропеллерное устройство
Мешалка вертикального бассейна
Гидроразбиватель брака
Вихревой очиститель УВК-40-01
ΣNп – сумма потребляемой средней мощности кВт·час 12949
Таблица 7.1 – Технико-экономические показатели размольно-подготовительного отдела производства газетной бумаги
Расчетное число дней работы основного оборудования в год
Расчетное число часов работы
Удельный расход электроэнергии
Удельный расход электроэнергии на размол
Расход полуфабрикатов
- целлюлоза сульфатная беленая хвойная
- белая древесная масса
Расход глинозема сернокислого
Расход катионного крахмала
Жудро. С.Г. Проектирование целлюлозно-бумажных предприятий. 2-е изд. перераб. И доп.– М.: Лесн. Пром-сть 1981. – 304 с.
Оборудование целлюлозно-бумажного производства. Т. 1. Оборудование для производства волокнистых полуфабрикатов Чичаев В. А. Васильев А. А. Васильев И. А. и др. – М.: «Лесн. пром-сть» 1981. – 368 с.
Оборудование целлюлозно-бумажного производства. Т. 2. Бумагоделательные машины Чичаев В. А. Васильев А. А. Васильев И. А. и др. – М.: «Лесн. пром-сть» 1981. – 264 с.
Справочник механика целлюлозно-бумажного предприятияпод ред. канд. тех. наук М.И. Калинина. – М.: Лесн. промышленность 1983. – 552 с.
Иванов С.Н. Технология бумаги. – Изд. 2-е перераб. – М.: Лесн. промышленность 1970. – 696 с.
Шитов А.Ф. Шитов И.Ф. Технология бумаги и картона: Учебник для сред. Проф.-техн. Училищ – 3-е изд. перераб. М.: Высш.шк. 1983. – 296 с. ил. – (Профтехобразование).
Технология бумаги: методические указания к курсовому проектированиюсоставитель канд. тех. наук В.И. Комаров – Архангельск 1977.–34 с.
Технология целлюлозно-бумажного производства: методические указания к курсовому проектированиюА.В. Гурьев Л.А. Миловидова Г.В. Комарова. – Архангельск: Изд-во АГТУ 2005. – 18 с.
Фляте Д. М. Технология бумаги: Учебник для вузов. – М.: «Лесн. пром-сть» 1988. – 680 с.
Никитин Я.В. Поляков С.И. Использование воды на целлюлозно-бумажных предприятиях. М.: Лесн. промышленность 1985. – 205 с.
Бывшев А.В. Седых В.В. Левина Л.Ф. Технология бумаги и картона. Технологические расчеты бумажно-картонного производства: Учебное пособие.- Красноярск: СибГТУ 2001- 160 с.
Технология целлюлозно-бумажного производства: справочные материалы. В 3-х т. Т. 1 часть 1. Сырьё и производство полуфабрикатов. – СПб.: Изд-во СПбЛТА 2002. – 425 с.
Технология целлюлозно-бумажного производства: справочные материалы. В 3-х т. Т. 1 часть 2. Производство полуфабрикатов. – СПб.: Изд-во СПбЛТА 2003. – 633 с.
Ковернинский И.Н. Комаров В.И. Третьяков С.И. Богданович Н.И. Соколов О.М. Кутакова Н.А Селянина Л.И. Дьяконова Е.В.; Комплексная химическая переработка древесины. Под ред. Проф. И.Н Ковернинского. – 3-е изд. испр. И доп. – Архангельск: Изд – во Арханг. гос. техн. ун-та 2006. – 374 с.
Расчет и подбор оборудования в производстве бумаги [Текст]: учебное пособие Сысоева Н.В. Гурьев А.В. – Архангельск: Северный (Арктический) федеральный университет 2010. – 162 с.