年产50万吨板纸纸机热泵通汽及冷凝水系统工艺设计开题报告

1. 研究目的与意义

目的：通过本课题的设计要求，掌握废纸箱板纸生产技术方案，工艺流程，主要设备及选题、主要消耗指标等，熟悉制浆造纸工艺涉及的原则与方法，并了解生产过程中应注意的事项。完成设计方案的论证，确定生产工艺流程，进行浆水平衡计算、热量衡算，进行技术经济概算，完成生产工艺流程图，冷凝水蒸汽流程图。

意义：毕业设计是实现本科培养目的的重要教学环节，在此阶段，将进一步获得科学研究与时间方面的基本训练，并对大学期间所学的知识进行全面总结与综合运用，培养学生分析和解决问题的能力，从而实现实践能力、科学研究能力、创新能力与综合素质的全面提升、在以往各教学环节的基础上，进一步理论联系实际，进一步培养与锻炼独立工作能力，也是学校检验毕业生在学习期间的学习质量的不可缺少的手段。

2. 国内外研究现状分析

　 板纸纸是以废纸与原生浆做原料，将其打碎、制浆经过多种工序加工生产出来的纸张。其原料的 大部分来源于回收的废纸，因而被誉为低能耗、轻污染的环保型用纸。城市废纸多种多样，以不同类别的废纸为原料再制成不同的再生复印纸、再生包装纸等。板纸有些需要脱墨如白板纸，有些无需脱墨如牛皮箱板纸。板纸定量比较高，一般由面层、芯层、底层合成而生产出，所以质量一般很好。　 目前，牛皮箱板纸由三层复合而成，第一层为面层浆，要求白度高，具有一定的强度，通常采用漂白硫酸盐木浆或配加部分漂白化学草浆和白纸边废纸浆；第二层为芯层，主要起填充作用，以增加纸板的厚度，提高挺度，一般采用混合废纸浆或草浆，这一层最厚，定量高的纸板常用几个网槽分几次挂浆；最后一层是底层，具有改善纸板外观，提高强度，防止卷曲的功能，通常用高得率浆或较好的废纸浆为原料抄造。其生产过程要经过筛选、除尘、过滤、净化等工序，工艺和科技的含量很高。随着人们环保意识的增强，废纸制品越来越得到人们的认可和欢迎。　 二十世纪五十年代 ，热泵技术被用于纸机蒸汽一冷凝水系统中 ，时至今日，欧美的大多数纸厂在纸机蒸汽-冷凝水系统中运用热泵 ，德国的LE 、美国的 Gardner System 、美国的Johnson等公司研究开发了自己的热泵系统 。中国最初纸机蒸汽 ．冷凝水系统中使用的热泵技术是从国外引进的 。九十年代初国内多家公司也研究开发了自己的热泵系统 ，南京环科所 、西安交大能源所等单位对热泵技术的工作原理及实际应用进行了研究 ，浙大双元 、成都海天测控等单位进行了热 泵技术控制系统的开发 ，并在纸厂大力推广应用 。　 在热泵通蒸汽方面　 质量热泵的优点是结构简单，设计方便，成本低。缺点是阀门的节流效应导致热泵做功能力和效率受到限制。一般应用的年产能范围：3-5万吨文化纸机和5-8万吨板纸机上。　 流量统计热泵的优点是单位新蒸汽流量做功能力不会改变，调节性能好，热泵效率高。缺点是结构复杂，设计工作量大，成本高。一般应用的年产能范围：5万吨文化纸机和8万吨以上板纸机上。　 蒸汽喷射式热泵是一种没有运转部件的蒸汽压缩机，直接消耗机械能或电能而提高低压蒸汽参数的设备，高压蒸汽与吸入蒸汽同时输出用于生产工艺 ，在动力、冶金、纺织、轻工、供热、制冷等领域得到了广泛应用 。 而冷凝水设计方面　 Gardner Systems是成立于1967年，与Valmet-Enerdry合作做袋式通风、蒸汽冷凝水系统方面的设计并取得专利技术。从1990年Gardner systems 开始自己独立出来自己做蒸汽冷凝水方面的设计。　 (1)先进的计算机模拟程序：在安装前进行计算机模拟系统测试系统运行情况保证系统运行无后顾之忧。　 (2)蒸汽吹贯控制：保证烘缸排水完全自动化和100%的可靠性特别的装置设计　 (3)优异的性能：蒸汽消耗量可以达到1.2KG蒸汽蒸发1KG 水。　 GARDENR公司的设计理念：无论低温段的设计和每组中高烘缸独立的设计，控制逻辑中的高选和低选设计都贯穿一个理念：尽量多的利用二次蒸汽，节约能源。　 研究报告明确地指出，在干燥过程中，纸浆表面面积会收缩，减低部分结合能力，这种情况常出现在化学性纸浆上。相反地，在循环过程中，机械性纸浆内的木质素会被胶质化，使结合能力和弹性增强，整体的纸张强度增加。所以蒸汽冷凝系统起着十分重要的作用，影响着纸业的质量。　 如今很多循环再生纸的生产商，都在生产过程中不断地改良，务求把废纸与原木纤维的特性尽量拉近。从纸张的物理性能来看，表面强度、耐水性和平滑度等都是重要因素。另外，光学特性方面，不透光度、光亮度和本身纸张颜色都是要注意的项目。　

目前，国内市场上进口箱板纸还占有相当大的市场份额，国产箱板纸有挤占这部份市场的潜力。我国入世后，虽然进口箱板纸的税率有所下降，但因箱板纸是高价格纸张，因此，进口税收的绝对金额还是较高的，因木浆关税为零，所以国产箱板纸在价格上还具有一定的优势，此外国产箱板纸还有交货快、规格多等其它方面的优势。可以期待，在不远的将来，国产箱板纸将可以绝大部分甚至完全替代进口，进口量将大大减少，出口量将大大增加。

3. 研究的基本内容与计划

主要研究内容：

1)生产工艺流程图及工艺计算；

2）编制设计说明书；

4. 研究创新点

该设计能够将理论知识与工程实际有机地相结合，在设计中综合比较国内外先进的造纸工艺设计流程及其装备，提高能源的有效利用效率。