设计产16万吨芦苇制浆厂碱回收分厂毕业设计1.doc
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1、 毕 业 设 计(论 文) 题目:设计年产16万吨芦苇制浆厂碱回收分厂子题:重点设计燃烧工段 专 业: 轻化工程 指导教师: 李 娜 学生姓名: 李 菁 菁 班级-学号: 轻化092-19 2013年6月大连工业大学本科毕业设计(论文)设计年产16万吨芦苇制浆厂碱回收分厂Designed annual output of 160000 tons of reed pulp plant chemical recovery plant 设计(论文)完成日期 2013年 6 月 7 日学 院: 轻工与化学工程学院 专 业: 轻 化 工 程 学 生 姓 名: 李 菁 菁 班 级 学 号: 轻 化 092
2、19 指 导 教 师: 李 娜 评 阅 教 师: 2013年6月摘 要当前碱法制浆占领了整个化学浆生产领域,因得益于蒸煮、洗涤、筛选、漂白技术的飞速发展,以及占有环保方面的优势,在纸浆生产中占据了绝对的主导地位,碱回收成为了制浆厂必不可少的组成部分。他在治理黑液污染、保护环境、节约资源能源,实现我国造纸工业的可持续发展方面起到了非常重要的作用。随着科学技术的逐步发展,新技术不断应用于制浆造纸企业的碱回收工段,提高了化学药品回收率和燃烧热效率,减少了对环境的污染。本设计特点是工艺成熟、稳定,设备比较先进且操作性和稳定性强,已得到国内有关企业的证实。从蒸煮出来的黑液用鼓式真空洗浆机洗涤使黑液的提取
3、率达到98%,碱回收率高达94%,碱自给率为94%,燃烧热效率53.04%。蒸发工段采用七体五效板式降膜蒸发站,使黑液由洗涤工段的10%升至48%,再通过碱喷射炉进行燃烧,环保,节能。碱喷射炉采用双汽包低臭技术,静电除尘率为99%,防止烟气二次污染。不可否认,目前投资、能耗、环境是碱回收技术发展的主要影响因素和动力。在碱回收新技术的应用下,设备效率提高了,也等于提高了产量,还明显的提高了化学药品的回收率,减少了对环境的污染,并且对燃烧热量进行回收,达到良好的环境效益,社会效益和经济效益。关键词:碱回收;碱法制浆;燃烧;设计平衡计算Abstract At present, the alkalin
4、e pulping occupied the whole of the chemical pulp production, for cooking, washing, screening, bleaching technology thanks to the rapid development, and has advantages of environmental protection, in the pulp production occupies the absolute dominant position, the alkali recycling has become the ind
5、ispensable part of the pulping plant. He control black liquor pollution, protect the environment, saving energy resources, realize the sustainable development of Chinas paper industry has played a very important role. With the gradual development of science and technology, new technology application
6、 in pulp and paper enterprises constantly alkali recovery section, improve the chemical recovery rate and combustion efficiency, reduce the pollution to the environment. This design is characterized by technology mature, stable, equipment is more advanced and operability and stability is strong, has
7、 been confirmed by the relevant domestic enterprises.Black liquor from cooking out of the use of drum-type vacuum pulp washing machine wash the black liquor extraction rate reached 98%, alkali recovery rate is as high as 94%, its self-sufficiency rate of alkali is 94%, the combustion thermal efficie
8、ncy is 53.04%. Five effect evaporation section using seven body plate falling film evaporation station, make the black liquor by washing section of 10% to 48%, again through the alkali injection furnace combustion, environmental protection, energy saving. Low alkali injection furnace with double dru
9、m smelly technology, electrostatic collection coefficient was 99%, prevent gas secondary pollution. There is no denying the fact that the investment and energy consumption, environment is the main influence factors of alkali recovery technology development and motivation. Under the alkali recycling
10、the application of new technology, equipment efficiency, also is equal to the increased production, also obviously improve the recovery of chemicals to reduce the pollution to the environment, and the combustion heat recycling, and achieve good environmental benefits, social benefits and economic be
11、nefits.Key Words: alkali recovery; Alkaline pulping; Combustion; Design balance calculatio目 录摘 要IAbstractII引 言1第一章 总论31.1 设计依据31.2 设计范围31.3 指导思想31.4 厂址选择及论证41.4.1 地理位置41.4.2 气候条件41.4.3 原料来源41.4.4 水源方面51.4.5 动力、燃料来源5第二章 生产方法论证及生产工艺流程说明62.1 备料工段62.1.1 生产方法62.1.2 生产工艺流程62.2 蒸煮工段72.2.1 生产方法72.2.2 生产工艺流程
12、72.3 洗涤工段92.3.1 生产方法92.3.2 生产工艺流程102.4 蒸发工段102.4.1 生产方法102.4.2 生产工艺流程112.5 燃烧工段122.5.1 生产方法122.5.2 生产工艺流程122.6 苛化工段132.6.1 生产方法132.6.2 生产工艺流程14第三章 物料平衡计算153.1 物料平衡计算说明153.2 蒸煮工段计算163.3 洗涤工段计算183.4 蒸发工段计算203.5 熔融物成分计算213.6 燃烧工段计算223.7 苛化工段计算273.7.1 无机物的平衡计算283.7.2 液体及碱平衡计算30第四章 热量平衡计算434.1 收入热量的计算434
13、.2 消耗热量的计算444.3 供产生蒸汽量454.4 自身回用热量454.5 热功效率46第五章 设备选型485.1 设备选型的原则485.2 重点工段设备选择以及计算485.2.1 黑液喷射炉的选择485.2.2 送风机的选择495.2.3 引风机的选择505.2.4 空气加热器515.2.5 黑液泵515.2.6 浓黑液直接加热器525.2.7 溶解槽525.2.8绿液过滤器525.2.9 浓黑液槽525.2.10 消音泵535.2.11 绿液泵535.2.12 静电除尘器535.2.13 软化水槽535.2.14 软化水泵545.2.15 省煤器545.2.16 摆动式黑液喷嘴545.
14、2.17 伸缩式吹灰枪545.2.18 烟囱545.2.19 除氧器555.2.20冷凝水箱555.2.21锅炉运水泵555.2.22碱灰溶解槽555.2.23蒸汽过热器555.2.24中压分汽缸565.3 主要设备一览表56第六章 车间布置说明586.1 重点车间设备布置586.1.1 重点车间布置说明586.1.2 主要设备的安排及主要说明586.2 重点车间采暖通风情况596.2.1 车间通风情况596.2.2 采光照明59第七章 环境保护及节能措施617.1 环境保护617.2 节能措施61第八章 自动化控制系统628.1 送风系统的控制628.2 锅炉汽包水位的控制628.3 现代的
15、碱回收锅炉控制系统63第九章 工作制度及劳动组织649.1 工作制度649.2 劳动组织及车间定员64第十章 经济核算6510.1 供水系统6510.1.1 生活用水量的确定6510.1.2 生产用水量的确定6510.1.3 消防用水量的确定6510.2 供汽系统6510.3 供电系统6610.4 其他原料消耗6710.5 碱回收量6710.6 工资成本6710.7 设备折旧计算6810.8 总成本计算68参考文献69致 谢70附 录 表3.5引 言本设计芦苇制浆厂碱回收分厂是对以芦苇为原料制浆所产生的黑液进行碱回收以达到治理黑液污染、保护环境、节约资源和能源,节约大量用水的目的。此设计的重点
16、工段是燃烧工段。根据制浆原理与工程设计合理科学的生产流程,分别是蒸发工段流程,燃烧工段流程,苛化工段流程。由工艺的合理科学性确定其蒸发、燃烧和苛化的工艺条件。根据生产要求选择合理的蒸发方法和苛化方法完成蒸发流程和苛化流程,选择先进的燃烧方法和燃烧设备完成燃烧工段流程。确定工艺生产流程,达到总流程生产的合理工艺要求后,由流程方框图制作生产工艺流程示意图,完成黑液、蒸汽等的合理布置,以达到合理科学的要求。根据制浆造纸工艺设计手册完成物料和能量平衡计算,典型设备选择计算以及示意图的布置等,确定生产工艺的可行性和合理性。由生产工艺、气候条件、生产原料、水土资源、市场行情等条件选择合适的厂址。依据完整的
17、工艺流程完成全部流程示意图,用各种线条区分黑液、水、汽线路。画出各设备外形,标注其名称、台数、监测点位置等。依据完整的流程和设备选型设计合理的车间布置图,在完成生产要求的前提下合理科学地布置各个设备的位置。依据建筑设计要求合理科学地安排车间各楼层的设备空间位置从而达到稳定生产的目的。本设计的重点工段是燃烧工段。黑液燃烧的目的一方面是通过对浓黑液中有机物的燃烧回收热能并产生工艺需要的蒸汽;另一方面是回收黑液中的碱供蒸煮使用同时消除黑液的污染。燃烧的主要设备是碱回收炉,此设计的碱回收炉选用WGZ型喷射炉,是用喷枪把黑液喷成一定大小的液滴,使黑液在空间或炉壁蒸发、干燥的一种比较先进的碱回收炉。其是我
18、国设计制造的全水冷壁碱炉,在我国已有十多年的生产运行经验,经不断改进已逐步完善。该炉的碱回收率、热效率较高,是黑液碱回收炉的首选,是我国目前使用最广泛的一种炉型。另外,蒸发工段的流程采用七体五效板式降膜蒸发,是根据辽宁盘锦振兴生态造纸公司的实际生产运作制定的,该系统是一种新型的碱回收蒸发系统,具有热效率高、节能、运行方便可靠、污染少、一次出浓黑液等特点。由于蒸发站全部采用板式降膜蒸发器,整个蒸发站的传热系数和有效温差都得到很大的提高,且没有静压头损失,热效率也得到较大的提高,所以,能量消耗可降至最低。采用逆流流程,各效的温差也得到了较为合理的分配。在出浓黑液的第一效设计为3个单独的单室蒸发器串
19、联,通过仪表切换使几个室轮流进出稀、浓黑液或清洗,平时是其中两个蒸发器正常工作,对余下的一个蒸发器进行清洗,这样可以一次出浓黑液且出效的黑液浓度大大提高,而连续运转的周期也大为延长。本设计制定过程中在完全考虑了实际生产的合理性和科学性的基础上尽量满足生产工艺的先进性,而且参考近年来具有说服性的参考资料并根据公司实际生产工艺条件完成了物料及能量平衡计算。经验证,物料和能量均达到平衡的要求,因此可以应用于实际生产来达到为芦苇制浆厂节约资源和能源、节约生产成本和保护环境的目的。不过,由于现代草类制浆碱回收技术发展迅速,该设计有待于进一步改进,以达到更加先进科学的目的。第一章 总论1.1 设计依据本设
20、计是根据大连工业大学轻工与化学工程学院下发的毕业设计任务书设计年产16万吨芦苇制浆厂碱回收分厂(重点:燃烧工段)进行设计的。设计的科学依据是制浆原理与工程制浆造纸过程自动测量与控制制浆造纸机械与设备(上)制浆造纸工艺设计手册等资料。设计中相关的参数以及设备的选定是根据上述造纸文献中的碱回收车间的工艺技术方案拟定的,另外也参考了辽宁盘锦振兴生态造纸公司等工厂和设备资料中的碱回收设备。设计中所选的设备大部分是经生产实践的。1.2 设计范围设计年产16万吨芦苇制浆厂碱回收分厂,重点设计燃烧工段。设计的具体范围是:生产工艺流程的确定,各个工段生产的工艺条件的选择及论证;依据工艺流程绘制工艺流程方框图;
21、依据流程方框图绘制流程示意草图;依据生产流程和生产设备制定合理的生产工艺参数;依据流程示意草图进行物料及能量的平衡计算,绘制出物料平衡的明细表和系统平衡的总表;依据物料平衡选择设备,根据现有设备选择合理高效的设备,并确定各个步骤定型设备的型号、台数、外形尺寸、配套电机等参数;确定重点工段工艺技术操作参数、仪表自动控制点、新技术采用说明论证以及环保要求标准情况说明书;完成所选型设备一览表;制定劳动组织及工作制度;完成生产的系统经济核算;绘制完整的工艺流程示意图(带检测控制点)以及重点工段车间布置图;完成设计的总结以及设计说明书的整理。1.3 指导思想1合理科学的完成生成要求,可持续的生产条件和规
22、模;2尽可能采用先进成熟的工艺生产技术和生产设备;3采用高效的生产方法,实现提高效率和节约成本;4. 生产的排放标准符合国家和地方的环境要求;5生产的安全性和良好的生产工作环境;6. 考虑到将来生产规模的扩建问题;1.4 厂址选择及论证本设计依据设计任务书,考虑到原料来源,动力资源,水、煤、汽的来源,及产品销售和交通情况,并兼顾企业间的合作,自然条件和建材供应诸方面因素,将厂址选在辽宁省盘锦市。1.4.1 地理位置 盘锦市位于辽宁省西南部,辽河三角洲的中心地带,东、东北邻鞍山市,东南隔大辽河与营口市相望,西、西北邻锦州市,南临渤海辽东湾,地理坐标位于北纬40394127,东经121251223
23、1之间。市区距省会沈阳市155千米;西距锦州市102千米;南距营口市65千米,鲅鱼圈港146千米,大连港302千米;东距鞍山市98千米。总面积4084平方千米,占辽宁省总面积的2.75%。辖兴隆台区、双台子区两个市辖区,大洼县、盘山县两个县。沟海、沈山铁路贯境,公路有庄林、大盘、沈盘、盘营等干线。1.4.2 气候条件 盘锦市地处中纬度地带,属暖温带大陆性半湿润季风气候。其特点是:四季分明,雨热同季,干冷同期,温度适宜,光照充裕。降水量为600毫米左右。灾害性天气有大风、冰雹、寒潮、干旱,大暴雨、霜冻。全年大于等于8级的大风日数为14天。土壤在11月中旬开始冻结,下旬封冰;解冰期在3月上旬,4月
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