ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU HỆ THỐNG SẢN XUẤT GIẤY VA CÔNG ĐOẠN SẤY TRONG NHÀ MÁY GIẤY HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN HOÀNG THẮNG MSSV: 20125790 LỚP: TĐH01 I Tìm hiểu hệ thống sản xuất giấy 1.Thiết bị nấu bột giấy Cấu tạo: Mặt sàng Bình gia nhiệt Bơm tưới Nguyên lý hoạt động: Thiết bị nấu bột giấy Nguyên liệu làm giấy sau qua máy nghiền cho dăm mảnh, qua sàng định lượng đưa đến thiết bị nấu bột giấy Dùng bơm tưới dịch nấu (gồm dịch đen dịch trắng định lượng trước) vào dăm mảnh nạp nồi Trong nạp dăm vào nồi kết hợp đồng thời với việc phun nuớc vào đáy nồi để lắc khối dăm mảnh Bình gia nhiệt dịch nấu nồi để nâng nhiệt độ, kết hợp với tuần hoàn cưỡng dịch nấu mà không làm loãng dịch nấu, giữ cho dịch nấu có nồng độ kiềm cao không gây khó khăn cho khâu chưng bốc dịch đen lúc thu hồi kiềm Có bơm để rút dịch nấu (gắn với sàng đặt lưng nồi) cho chạy qua bình gia nhiệt sau phun trả đỉnh đáy nồi Công suất bơm thường thiết kế cho 10 tuần hoàn xong vòng nồi Nhiệt độ nồi tăng lên theo mét chu kỳ định trước nhiệt độ tối đa Giữ nhiệt độ cao đạt hệ số H (chiều cao đẩy) theo yêu cầu (nhiệt độ 160 ÷ 1720C) mở van xả để bột sang nồi phun Nhờ có áp suất chênh lệch lớn bột bị xé tơi Quá trình xử lý bột giấy sau nấu: Tuỳ theo bét ban đầu học, bán hoá, hoá học bột giấy loại, bột xử lí theo bước khác lúc đạt yêu cầu sử dụng Các bước xử lý bao gồm: đánh tơi, khử mấu mắt, rửa, sàng, lọc cát a Đánh tơi Bét sau nấu xong phải qua khâu đánh tơi lực giới để phân bó bét thành xơ bột Thiết bị thường dùng máy nghiền đĩa, loại có đĩa quay hai mặt kẹp hai đĩa cố định Nguyên lý hoạt động: Bét cho vào tâm đĩa, lực ly tâm mà văng tác động áp lực nên đùn khỏi máy b Loại trừ mấu mắt Cấu tạo: Mục đích rửa bột: • • Loại trừ dịch nấu bám vào mà tồn lượng hoá chất nấu Thu hồi tối đa lượng hoá chất với lượng nước dùng Ýt Thiết bị máy rửa kiểu băng chuyền nằm ngang Nguyên lý hoạt động: Nó tương tự như phần lưới máy xeo dài Bột qua hòm phun trải líp bột lên lưới (lưới nhựa thép không gỉ), thoát nước tạo thành Nước rửa phun lên bột, dịch thải thoát phía lưới nhờ hòm hót chân không thực theo kiểu rửa ngược chiều, nước thải từ hòm hót chân không sau dội rửa lên líp bột phía trước Cứ băng rửa thường có bước rửa c Sàng Cấu tạo: Sơ đô nguyên li sang ap lưc Mục đích: Sàng để loại trừ mẩu bột thô tạp chất không mong muốn khỏi bột tốt Thiết bị dùng sàng áp lực Nguyên lý hoạt động: Dùa vào xơ sợi mịn thường có độ thuỷ hoá cao, mật độ gần nước, bột loãng bị đẩy mà quay mặt sàng xơ sợi xếp hướng với dòng chảy (có thể ly tâm, hướng tâm kết hợp hai tuỳ theo mục đích thiết kế) vận hành điều khiện có áp lực nên lọt qua sàng Còn bó bột thuỷ hoá nên mật độ thấp hơn, bị tác động lực ly tâm thấp hơn, lưu lại sàng chuyển động theo chiều trục bị đẩy theo bích sàng để d Lọc cát ly tâm Cấu tạo: Hinh 1.6: Loc cat ly tâm Nguyên lý hoạt động: Bột có áp lực bơm đưa vào theo đường tiếp tuyến đầu lớn ống Bột hợp cách theo ống đồng trục với ống (ở đầu lớn), bã thải cát bị loại đầu nhỏ Cơ chế loại cặn dùa vào lực ly tâm lực trượt bột, tức dùa vào khác mật độ hình dạng tạp chất so với bột tốt Lực ly tâm tạo có giảm áp dòng chảy Dòng bột vào máy theo đường tiếp tuyến tạo chuyển động vòng tròn Bột tiến lên tốc độ tăng, lực ly tâm gần đường tâm ống đẩy hạt có tỷ trọng cao ngoài, chạm phải thành ống mà rơi xuống đáy Bột tốt chảy vào ống (do áp suất thấp hơn) dâng lên Loại lọc cát có đường kính nhỏ nên lực ly tâm lớn làm tăng khả loại trừ tạp chất nhỏ Còn trường hợp mục đích sử dụng chủ yếu để tách hạt to mật độ thâp, ví dụ trước máy xeo thường chọn loại có đường kính lớn Khuấy bột giấy Bột giấy bao gồm nước, xơ sợi số phụ gia Để sản xuất liên tục hiệu quả, bột giấy bể chứa, đường ống phải luôn trạng thái đồng nồng độ thành phần, lắng đọng, vón cục xơ sợi phụ gia Muốn bột giấy cần khuấy trộn không ngừng bể chứa chảy liên tục đường ống Vì máy khuấy có vai trò không nhỏ hệ thống thiết bị làm giấy a Những yêu cầu khuấy Khi khuấy bột giấy cần đảm bảo yêu cầu: - Khuấy liên tục để bột giấy đồng chỗ loãng, chỗ đặc Dao động nồng độ bột giấy cho phép thấp 0.1%, xơ sợi phân tán - Bột đưa vào với bột lưu trữ cũ bể phải trộn khuấy khoản thời gian ngắn thành hỗn hợp đồng - Các phô gia phải phân tán với xơ sợi - Nhiệt độ bột phải đồng bể - Không có tượng ngưng đọng bột, không tạo dòng xoáy cục chảy mạnh, không tạo bọt bóng bóng khí Trong sản xuất sử dụng hai kiểu khuấy bột giấy khuấy khí khuấy (phun nước áp lực cao) Khuấy khí nghĩa khuấy cánh khuấy có kết cấu khác lắp đặt dạng bể có hình dáng, thể tích, kích thước không giống b Những yếu tố ảnh hưởng đến trình khuấy Vì yêu cầu khuấy khác nên lùa chọn cấu khuấy cần nắm mục tiêu điều kiện công nghệ khuấy, đồng thời phải hiểu rõ yếu tố tác động có ảnh hưởng thuận nghịch đến trình khuấy Các yếu tố ảnh hưởng đến trình khuấy: nồng độ, nhiệt độ bột giấy, kiểu dáng bể chứa chủng loại bột giấy Nồng độ bột giấy Nồng độ bột giấy tỷ lệ thuận với công suất tiêu hao Trong thực tế, nồng độ bột k=3% công suất cần đơn vị nồng độ bột tăng lên 4% công suất phải tăng gấp 2.5 lần Nhiệt độ bột giấy Ở nhiệt độ cao, công suất yêu cầu cho khuấy thấp Thông thường khuấy, nhiệt độ bột tăng dần ma sát việc gia tăng không đáng kể, ảnh hưởng đến công suất động Trong số trường hợp, để giảm điện tiêu hao, bột hâm nóng nước qua hệ thống ống dẫn vòi phun Chủng loại bột giấy Do tính chất bột giấy khác nên công suất khuấy không giống Có loại khuấy trộn dễ tiêu hao điện thấp, có loại lại gây tổn thất điện nhiều Ví dụ với bột xenlulô sulfat tẩy trắng, khuấy bột công suất tiêu hao nhiều khuấy bột xenlulô sulfit với nồng độ Dạng bể Qua thực tế khuấy bột giấy cho thấy: - Với dạng bể tròn vuông, công suất tiêu hao Điều phù hợp với lý thuyết: bể vuông, bể tròn tỷ lệ chiều cao chiều ngang hay đường kính bể so với chiều cao mức bột bể tỷ lệ hợp lý - Để khuấy hiệu quả, nên dùng bể dài không nên chọn bể cao Bể cao nên dùng để lưu giữ bột với thời gian ngắn Khi thiết kế tính toán để chọn thể tích bể kích thước cánh khuấy cần phải biết thông số chủ yếu như: khối lượng bột giấy cần lưu giữ lớn đơn vị thời gian, thời gian lưu giữ Hai yếu tố hoàn toàn phụ thuộc vào dạng sản phẩm với qui trình công nghệ sản xuất cụ thể Thông thường thể tích bể chứa tính theo công thức: V= Q(100 − n )T.K C đó:Q – số lượng bột khô gió (tấn/giờ) N – độ ẩm bột khô gió% T – thời gian lưu giữ bột(giờ) K – hệ số chứa bột bể, K=1.2 C – nồng độ bột lưu giữ% Thể tích theo công thức tính với điều kiện ngừng đưa bột vào bể chứa đẵ chứa đủ mức cho phép lượng bột vào cân lượng bét Để thuận lợi cho viêc quản lý sản xuất, thực tế phải thống tiêu chuẩn hoá bể chứa cánh khuấy, không dây chuyền xuất nhiều bể với hình dáng, thể tích cấu trúc khác c Thiết bị khuấy công nghiệp giấy Cơ cấu khuấy - Máy khuấy đứng kết cấu đơn giản hiệu khuấy trộn Nó dùng cho trường hợp khuấy bột thô, sợi dài có lực kéo lớn yêu cầu cần có dòng xoáy mạnh - Máy khuấy nằm ngang gồm: khuấy chân vịt, khuấy tua bin cánh có góc nghiêng cố định 450, khuấy tua bin cánh khấy vít xoắn Trong loại khuấy khấy vít xoắn có hiệu cao mà công suất giảm tối thiểu 35%, hiệu khuấy trộn lại tăng 35% Cơ chế khuấy trộn dòng bột Bột giấy khác với chất rắn huyền phù khác nồng độ tăng đến 60 ÷ 70% bột kết bó lại Bởi thiết kế máy khuấy yêu cầu cánh khuấy phải tạo dòng xoáy có lực cắt nhỏ Muốn tạo dòng xoáy phải dùng lượng điện P để tạo nên lưu lượng Q chiều cao đẩy H Quan hệ thông số theo công thức tương tự bơm li tâm P ~ Q.H Qua nghiên cứu thực nghiệm bơm ly tâm máy khuấy có điểm giống có điểm khác Điều thể theo bảng sau: Máy khuấy Bơm tâm P ~ Q.H P ~ Q.H Q ~ N.D3 Q ~ N.D P ~ N3.D3 P ~ N3.D3 H ~ N2.D2 H ~ N2.D2 Trong đó: ly P – công suất [mã lực] H – chiều cao đẩy D – đường kính cánh khuấy N – tốc độ quay Q – lưu lượng Nhưng khác quan hệ lưu lượng Q H Theo lý thuyết, bơm vận hành tốc độ cố định, tăng đường kính cánh quạt lên 20% lưu lượng tăng 72.8% Xét theo công suất quan hệ bơm khuấy sau: - Nếu đường kính cánh quạt (bơm khuấy) công suất đặt bơm cao 72.8% công suất máy khuấy Nếu đường kính cánh khuấy lớn bơm 20% công suất đặt máy khuấy lớn 248.8% công suất bơm - Việc tăng lưu lượng Q bơm xảy H nâng lên, máy khuấy, cánh khuấy không bị hạn chế: kích thước thay đổi tuỳ ý, việc tăng H không ảnh hưởng đến công suất đặt P Những yếu tố ảnh hưởng đến kết cấu máy khuấy ∗ Nồng độ bét: Nồng độ bột có ảnh hưởng lớn đến qui cách máy khuấy Quan hệ công suất nồng độ bột theo công thức: P ~ C3 Trong đó: P – công suất motor C – nồng độ bột Như vậy, tăng nồng độ bột từ 3.2% lên 4% phải yêu cầu công suất đặt tăng lên 50% (xem đồ thị) Khi dùng công thức cần lưu ý: tính toán C nồng độ khô tuyệt đối khô giã , nên cấp số liệu cho nhà máy phải ghi rõ, không công suất đặt bị giảm tối thiểu 37% 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 ∗ Nhiệt độ: Ở nhiệt độ cao, độ nhít giảm, công suất máy giảm ngược lại Bởi vậy, tính toán 3phải tâm8đến nhiệt độ làm việc máy quan 10 khuấy Ví dụ tính toán lấy t=70 thực tế vần hành t=300 kết máy khuấy chọn có công suất nhỏ 10% Nên thiết kết người ta chọn chế độ làm việc nhiệt độ thấp thực tế chút an toàn có lợi ∗ Kích thước hình học hay kiểu dáng bể chứa: - Đối với bể chứa đứng: Muốn đạt hiệu khuấy cao giảm tiêu hao điện chiều cao vận hành bể chứa bột đường kính bể chứa có quan hệ sau: K= đó: Z = 0.7 T Z – chiều cao vận hành bột T - đường kính bể chứa Nhưng thực tế sử dụng K=0.8 tức bột chứa 80% chiều cao bể tổn thất điện nhỏ - Đối với bể chứa kiểu nằm: Qua thực nghiệm cho thấy có khác chót so với bể chứa kiểu đứng Còn chọn bể đứng hay bể nằm đơn vấn đề kinh tế Bể kiểu đứng cần độ dày bể mỏng so với kiểu nằm có chiều cao Bể chứa đứng cần áp dụng kỹ thuật tiên tiến Nhưng trái lại bể nằm dùng tường chung bể khác để tiết kiệm diện tích đạt mức kinh tế bể đứng Với bể chứa nằm: L =1 W đó: Z =1 W L – chiều dài bể W – dung tích bể Z – chiều cao vận hành Nếu đạt tiêu tương đương bể đứng Không phải toàn thể tích xây dựng bể có ích mà thực tế phải chọn tỷ lệ L/W>1 không vượt 1.5 Nếu vượt 1.5 phải dùng máy khuấy Ví dụ bể chứa gầm máy xeo phía máy nghiền thuỷ lực, máy khuấy đặt phía bột có nồng độ cao máy đặt chỗ có vòi nước trắng pha loãng trưóc miệng hót bơm Nói chung chi phí tiêu hao điện bảo dưỡng máy khuấy lớn Để phần khắc phục vấn đề này, ta phải sử dụng bể chứa bậc, có đường kính khác Phần bể có chiều cao đường kính thời gian lưu bột khu vực 12÷15 phót, nồng độ bột từ 3.5÷5% tuỳ theo yêu cầu công nghệ Phần bể có đường kính lớn phần 1.5÷1.8 lần, chiều cao toàn tháp chứa gấp lần đường kính phần Để tránh xảy khu vực bột chết giảm công suất khuấy, phần có góc độ thường 450 300 Trong bể chứa nồng độ thấp (ví dụ bể chứa bột sau nghiền thuỷ lực) giảm phần đáy bể dùng tháp đứng, trường hợp Z/T>3 Chuẩn bị bột cho xeo giấy Trong xí nghiệp liên hợp, việc chuẩn bị bột giấy cho xeo chỗ hoà loãng bột bể nồng độ cao kết thúc bể phối trộn bột trước Trong nhà máy giấy phân xưởng xeo đóng vai trò quan trọng cả, chức sản xuất cuộn giấy thành phẩm từ bột giấy Trong khâu sấy giấy thành phẩm có ảnh hưởng nhiều tới chất lượng tờ giấy nhiệm vụ khâu sấy định hình kích cỡ khổ giấy làm bay phần lớn lượng nước tồn giấy để đạt độ khô yêu cầu Nguyên lý trình sản xuất giấy trình loại nước khỏi bột việc ép, nhiệt Tại phần đẩu dây chuyền xeo hay bột sau phun lên lưới hình thành hệ thống môi phun độ ẩm chiếm tới 99%, cuối dây chuyền độ ẩm giấy lại khoảng 4,5 – 8% trọng lượng giấy Quá trình sản xuất giấy phân xưởng xeo mô tảnhư hình vẽ sau: Quá trình sấy phân xưởng xeo Như có ba khâu trình sản xuất giấy phân xưởng xeo: Khâu phun bột lên lưới để hình thành tờ giấy với độ ẩm cỡ 80%, Khâu ép ướt với độ ẩm khỏi khâu 50 - 60% khâu sấy giấy Sau khỏi khâu sấy, nước loại bỏ từ độ ẩm khoảng 60% xuống khoảng 5% Từ giấy thành phẩm đưa tới ép quang cuộn lại Ba khâu sản xuất giấy phân xưởng xeo Với loại nhà máy, việc đầu tư phân xưởng xeo đòi hỏi phải có số vốn lớn Vì việc tang hiệu sản xuất xuất yếu tố quan trọng để thực thu hổi vốn nhanh phát huy hiệu sản xuất kinh doanh Một yếu tố quan trọng mà người ta quan tâm đến đánh giá chất lượng sản xuất giấy ước lượng nước có giấy ( Độ ẩm tờ giấy thành phẩm) Và hệ thống điều khiển khâu sấy đóng vai trò quan trọng việc điều khiển độ ẩm nhằm nâng cao chất lượng lợi nhuận nhà máy bời lý sau: - Sự biến đổi độ ẩm tờ giấy trình sản xuất giấy ảnh hưởng bất lợi đến khâu xử lý khác dây chuyền như: khâu cán, dây chuyền chuyển đổi đóng gói … Vì trình sản xuất độ ẩm tờ giấy đo giám sát online, sản phẩm kiểm soát lỗi loại bỏ vượt giới hạn xác định Độ ẩm cuộn giấy có giá trị ổn định đồng đảm bảo tỷlệ phế phẩm đạt suất cao sản xuất trình sản xuất diễn trơn chu - Trong sản xuất độ khô tờ giấy thường đạt 90 – 95%, với độ khô theo góc độ kỹ thuật, tờ giấy đạt tiêu chuẩn để đảm bảo in, viết không bị nhòe hay loang mực mặt khác với độ khô liên kết bề mặt tờ giấy đảm bảo độ bền dai thích hợp Nếu độ khô lớn nhỏ giá trị qua tờ giấy dễ bị đứt khô ẩm Xét mặt kinh tế hệ thống làm việc ổn định, nâng độ ẩm tờ giấy lên tới giá trị mong muốn mà không làm ảnh hưởng đến đặc tình kỹ thuật giấy thành phẩm Việc đem lại hiệu kinh tế lớn thể qua hai khía cạnh sau: Thứ trường hợp sản phẩm bán theo khối lượng, việc tăng độ ẩm đòng nghĩa với việc nhà máy bán nước với giá thành cao Thứ hai việc tăng độ ẩm tiết kiệm lượng đưa vào sấy giấy Do vậy, thực tế sản xuất để đảm bảo mặt kỹ thuật kinh tế, người ta cố gắng điều khiển cách thích hợp khâu sấy để đảm bảo độ ẩm giấy thành phẩm khoảng –8% tùy theo chất lượng bột -Một giải pháp khác để tăng suất tăng tốc độ chạy máy Mà cụ thể để nâng cao sản lượng giấy thành phẩm người ta thường nâng cao tốc độ truyền động nhằm tăng tốc độ giấy Vấn đề đạt công suất hệ thống sấy đáp ứng nhu cầu.Nó nút thắt cổ chai việc nâng cao sản lượng giấy thành phẩm nhà máy giấy Khi khâu sấy trở thành vấn đề quan trọng cần giải nhằm kiểm soát độ ẩm tờ giấy giới hạn tăng tốc độ chạy máy Nghĩa đảm bảo điều khiển độ ẩm tốc độ cao mà đảm bảo nhu cầu cấp khôngở áp suất cao Vòng điều khiển độ ẩm gián tiếp tham gia làm đứt giấy áp suất sấy nhóm lô sấy Bởi vấn đề thường xảy lô sấy bị nóng nhiệt mà không giấy lạnh bao quanh (lúc đứt giấy) Do đso bắt giấy trở lại gây cố cần có hệ thống kiểm soát tối ưu sấy trình đứt giấy buồng sấy Nhiều đặc tính đánh giá chất lượng tờ giấy phụ thược vào độ ẩm tờ giấy như: độ dai, tính co giãn, độ bền độ cứng Cấu tạo nguyên lý hoạt động khâu sấy Cách phổ biến để làm bay nước khỏi lướt sấy sử dụng nhiệt từ nhiệt đưa vào lô sấy Một gồm lô sấy chứa đầy nhiệt phương pháp hiệu để truyền nhiệt vào tờ giấy Năng lượng chứng minh có hiệu kinh tế phương pháp khác Hơn phương pháp truyền nhiệt độc hại dễdàng vận chuyển với công suất nhiệt cao Vì hầu hết nhiệt dạng lưu dạng nhiệt ẩn, lượng lớn nhiệt truyền hiệu nhiệt độ không đổi, đặc tính hữu ích việc sấy giấy nhiều ứng dụng truyền nhiệt khác Ngoài dạng lượng dung cho việc quay tuabin động thủy lực ứng dụng nhà máy nhiệt điện mà nhà máy giấy Bãi Bằng trang bị Khâu sấy đặt buồng sấy dây chuyền xeo đóng kín cách ly với môi trường bên hình sau: Buồng sấy nhà máy xeo giấy a Cấu hình khâu sấy phân xưởng xeo Khâu sấy buồng sấy dài cỡ hàng chục đến hàng trăm mét tùy thuộc vào công suất yêu cầu máy xeo giấy Trong buồng sấy chứa hàng loạt lô sấy xếp xen kẽ thường thành hai tầng lô Các lô sấy lại phân thành nhóm sấy khác tùy thuộc vào áp suất đưa vào lô sấy trình làm việc Khi đưa vào lô sấy, truyền nhiệt tới vỏ lô sấy để sấy giấy đồng thời chuyển thành nước ngưng Nước ngưng sau thu hồi ống xiphong đưa quay trở nồi Việc thu hồi nước ngưng hiệu đóng vai trò quan trọng trình truyền nhiệt lô sấy Vì cần yêu cầu để phần nhiệt qua xiphong với nước ngưng để tăng hiệu suất truyền nhiệt tăng hiệu đẩy nước ngưng, không khí khí ngưng tụ khỏi lô sấy Ở máy tốc độ thấp(