目 P录
摘要 (1)
ABSTRACT (2)
第一章绪论 (3)
1.1国内造纸工业的现状及发展趋势 (3)
1.2书写纸的发展现状与未来 (3)
1.3书写纸的概念 (5)
1.4书写纸的发展趋势 (6)
1.5书写纸的产量概况 (6)
1.6设计有关说明 (6)
1.6.1设计范围 (6)
1.6.2设计指导思想 (6)
第二章工艺流程设计及说明 (7)
2.1工艺流程设计的基本原则 (7)
2.2工艺流程简介 (7)
2.3辅料的选择 (7)
2.3.1施胶剂的选择 (7)
2.3.2干强剂的选择 (9)
2.3.3助留剂、助滤剂的选择 (10)
2.3.4填料的选择 (11)
2.3.5辅料的使用及加入方式 (11)
2.4纤维原料的选择与配比 (11)
2.5供浆系统 (12)
2.5.1浆料混合 (12)
2.5.2浆料贮存 (12)
2.5.3冲浆稀释 (13)
2.5.4浆料净化筛选 (14)
2.6造纸机的工艺设计 (14)
2.6.1流浆箱 (14)
2.6.2网部 (15)
2.6.3压榨部 (15)
2.6.4纸页的传递 (15)
2.6.5干燥部 (15)
2.6.6干燥部通风 (16)
2.6.7白水系统 (16)
2.7损纸的处理 (17)
2.8工艺方框流程图 (17)
第三章浆水平衡工艺计算 (18)
3.3.2浆水平衡计算 (20)
第四章热量平衡及设备选型计算 (31)
4.1造纸车间热量平衡计算 (31)
4.2.1造纸机的生产能力 (32)
4.2.2网案的生产能力 (33)
4.2.3干燥部生产能力 (33)
4.2.4浆池有关计算 (34)
4.2.5其它设备 (34)
4.2.6网案非标池系列 (35)
4.2.7非真空泵系列 (36)
4.2.8真空泵系列 (37)
第五章车间工艺设备布置设计 (38)
5.1车间设备布置原则 (38)
5.2生产设备布置设计的步骤与注意事项 (38)
5.2.1步骤 (38)
5.2.2注意事项 (39)
5.3车间跨度及高度的确定 (39)
5.3.1确定的原则 (39)
5.3.2跨度与高度 (39)
5.4车间设备布置设计说明 (39)
5.5对水汽的说明 (40)
5.6对供电的说明 (40)
总结 (41)
参考文献 (41)
致谢 (42)
摘要
本设计是100吨/天书写纸的抄纸、完成工段的初步设计。设计内容包括书写纸的生产流程的设计、生产工艺的各种计算、设备选型和计算以及车间生产设备布置等内容，并绘制生产流程图、车间平面布置图以及立面图，从不同角度对书写纸车间进行初步设计，并为配套专业提供设计要求和相关资料。
本设计选用设计车速400m/min的ZW
型2640长网多缸纸机。以85%的麦
13
草浆配以15%的针叶木浆进行80g/m2书写纸抄造,并进行了助留、助滤、AKD中性施胶等。
设计内容主要流送部、流浆箱、长网部、压榨部、烘干部5部分组成。其中流浆箱为双匀浆辊气垫式流浆箱；布浆装置采用方锥管进浆、阶梯扩散孔板布浆；长网部网案长21m，采用悬臂机械换网，自动校正，网案配有脱水板、真空吸水箱、真空伏辊等脱水元件；压榨部配有真空吸移辊、三辊两压区复合压榨、一道正压、毛毯自动校正、气动张紧等装置；烘干部配置烘缸50只，按传动分为4组排列；分为3段进行通气。
关键词：
书写纸浆水平衡设备选型计算布置生产流程图平面布置图流浆箱网部压榨部烘干部
ABSTRACT
It is primary design for the writing paper that has the throughput of 100t/d. It includes the design of produce-process,calculation of water and fiber balance, selection and calculation of the equipments,general layouts of the plant Several charts were drawn to describe the plant,such as flow chart,equipment plane disposal chart, and cutaway view of the plant. The design also brings forward the request and data for the assistant specialties.
The design adopts ZW13 type Foudriner machine with multi dryers,2640mm width,400m/min speed. It makes coated art paper with 85% grss pulp and 15% softwood pulp. The main producing process includes retention aid，interior sizing with AKDetc.
The project includes the design of store preparing,head box,the fourdrinier wire,press part,dryer part,size press,ect. The headbox is doubled distributing air-cushioned headbox,tapered inlet manifold with recirculation is adopted,and the flowspreader is tube bank.The fourdrinier wire is21m,the fixture,such as cantilever machine exchange wire and wire auto rectifier,are installed. There are many drainage elements in the forming table.for example,forming board,vacuum-assisted foil,suction couch.Suction pickup roll,twinver press,felt auto rectifier and pneumatic tightening are installed in press part. There are 50 dryers which are divided 5 groups and which are streaminged 3 groups. It is inclined size press.
Key words：
writing paper; water and fiber balance; selection of equipment; calculation; layout; produce-process draw; head box; fourdrinier wire; press part ; dryer part.
第一章绪论
1.1国内造纸工业的现状及发展趋势
近年来中国纸业的发展突飞猛进，全行业的面貌正在发生深刻的变化。造纸工业的发展已受到政府和全社会的关注，其原因是：随着国民经济的快速发展、人民生活水平的不断提高，市场需求的不断扩大，纸业在国民经济中的地位日益突显；二是人们对工业发展与环境协调意识不断增强，自然会对纸业的发展给予关注。近十年来，特别是中国加入WTO 以后，中国纸业的现代化和纸业市场的全球化进展迅速，随之而来的产业结构大调整、技术装备的大提高已势在必行，并有了相当的进展。从总体上看,目前中国纸业正处于由传统工业向现代工业的转变期；正处于竞争激烈的全球经济大环节中，充满了机遇和挑战。面对一系列必须解决的问题，特别是今后中国纸业面临着如何走上与资源、环境协调发展的循环经济道路重大问题。
2005年10月8日，中国纸业环保高层论坛在北京举行，国家环保总局污控司副司长李新民披露了这样一组数字：仅2004年，我国纸和纸板的产量就已经达到了4950万吨，而消费量却达到了5439万吨，人均消费量为42公斤，造纸量和消费量分别占世界总量的10%和14%，仅次于美国居世界第二位。随着经济的增长，目前规模相对较小的国内纸张和纸板市场应有进一步增长的空间。我国造纸行业正处于一个高速成长期。历年的统计数据表明，我国纸和纸板的总产量一直大幅低于总消费量，年人均纸张消费量远低于世界发达国家水平。在加工制造业生产能力普遍过剩的现阶段，造纸业是为数不多的需求量不断增长且供不应求的行业之一，属典型的需求拉动型行业。
近几年来我国的纸和纸板产量与国民经济发展一样增长很快，从1990年的1443万吨增加到2003年的4200万吨，增加了219倍，平均年增长率为14196% ，从2001年开始超过日本，成为世界第二大产纸国，也是世界增长速度最快的国家，近十年来中国纸的消费总量，也以1719%的速度增长，成为世界第二大纸消费国。但人均消费量距世界平均水平还有很大距离，目前人均消费量约为3710 公斤/人年。当然地区分布也不平衡，沿海几个大城市，如上海、北京、广州等的消费量大约都在100公斤/人年以上。世界平均水平为56公斤/人年，我国与一些发达国家的差距更大。[1]。
1.2书写纸的发展现状与未来
1.2.1的消费量占纸和纸板总消费量的比例偏低我国印刷书写用纸类（含涂布纸、新闻纸）的比例长期维持在30%左右，与全球印刷书写用纸所占比例39.85%（2007年数据）相比相对较低。说明我国仍处于发展中国家，出口占国民经济比重较大，2008年我国出口贸易总额为14306.9亿美元，按6.8的汇率
计算，占国内生产总值的32.35%。从而造成支撑我国纸和纸板的消费主体为包装纸和纸板。2002～2009年，我国历年各类纸种消费比例如表1。单以未涂布印刷书写用纸来说，
2 0 0 0～2 0 0 9 年其间的平均比例为18.71%。而以电子媒体充分发达的日本为例，其印刷（含信息）用纸在各纸类产量和消费量中占有重要地位。2008年日本印刷用纸（含新闻纸）产量占当年纸类合计产量的61.1%。
1.2的生产集中度相对较低与国内其他纸种相比，我国未涂布印刷书写用纸生产集中度相对较低。据相关资料显示，2008年我国未涂布印刷书写用纸排名前10位的11家企业的总产量为413万吨，占全国总产量的29.5%，详见表2。而新闻纸、涂布纸、涂布白纸板、箱纸板品种，2008年排名前10位企业的产量占相应品种总产量的比例分别为：7
2.83%、91.20%、51.07%、44.97%。
1.3的产品纤维原料以非木材纤维为主随着林纸一体化政策的逐步实施和环境压力的加大，我国造纸工业木材和废纸纤维原料的比例逐年增加，非木材纤维原料的比例逐年下降，但非木材纤维原料近年一直维持一定的总量。以禾草类制浆量为例，近年来一直维持在800多万吨。鉴于非木材纤维的性质，其漂白浆一般用于未涂布印刷书写用纸和生活用纸。按目前情况估计，在2009
年1497万吨的印刷书写用纸中，50%以上由非木材纤维制造，这一点与国际上绝大多数国家不同，也是中国的特色。
1.4的涂布纸比例较低，机械浆用量较低2001～2009年，我国印刷用纸（新闻纸除外）总消费量中，涂布印刷书写用纸一直维持在1/4左右，未涂布印刷书写用纸维持在3/4左右。2009年，涂布印刷用纸消费量为463万吨，占书写印刷用纸（新闻纸除外）总消费量的23.62%。而发达和较为发达的国家或地区，涂布印刷纸的比例一般会超过1/3。日本、英国、意大利、法国、西班牙等均超过1/2。由于我国木材资源短缺，在林纸一体化政策实施之前，有条件大量使用机械浆的地区不多，加之我国有利用非木材制浆造纸的技术优势，我国含机械浆印刷用纸的消费量虽然有逐年增加的趋势和市场需求，但总体消费比例不高，低定量涂布纸和超压纸的市场份额始终不高。而发达和较为发达国家或
地区此类印刷书写用纸的比例较高。
1 . 5的非木材纤维造纸技术装备与国际先进水平有较大差距除以木浆生产的涂布和未涂布印刷书写用纸之外，鉴于非木材纤维的性质，目前采用大型高速造纸装备抄造非木材印刷书写用纸的状况几乎没有，主力机群是抄宽1760～3940毫米、车速200～800米/分的造纸机，其单位产量的水耗较高、蒸汽用量较大、劳动生产率较低，占地面积和使用空间也与木浆造纸有很大的差距。按3150/700造纸机与9770/1700造纸机相比，其单位产量的厂房面积大约相差4倍，劳动生产率相差约8～9倍，水耗相差1倍以上，蒸汽消耗高30%～50%。产品质量和档次也与木浆产品有较大差距。
1 . 6的产品价格偏低、竞争激烈，生产企业利润偏低非木材纤维印刷书写用纸价格长期徘徊在5000元人民币/吨左右，由于此类产品占市场份额较高，由此也对木浆和涂布纸价格有较大的影响。价格偏低的结果是影响了印刷书写用纸项目的投资，相比其它纸种，大型未涂布印刷书写用纸项目的建设数量目前偏少。
1.7的产销市场情况未涂布印刷书写用纸的产销基本平衡、进出口量基本平衡。而涂布印刷纸的进出口变化情况较大，进口量占生产量的比例逐年减少，比例逐年增加，说明涂布印刷纸的质量不断提高，同时国内市场的需求目前趋于饱和。[4]
1.3书写纸的概念
生产书写纸的纤维原料来源广泛，国内主要采用的原料有：麦草浆，芦苇浆，蔗渣浆，竹浆等。并根据质量要求的高低配以不同比例的木浆。
质量要求：色泽洁白、两面平滑、质地紧密、书写时不洇水。纸张的纤维组织应均匀，纸的切边应整齐、洁净，同批纸张色泽不许有显著差别，纸面应平整，不许有砂子、硬质块、褶子、皱纹、裂口、孔眼等影响使用的外观纸病。
1.4书写纸的发展趋势
随这中国经济的快速发展，中国书写纸的成长率保持稳定健康的发展态势，但人均用纸量仍低于世界平均水平，与发达国家差距较大。所以中国的书写纸市场仍具有广阔的发展前景。从中国书写纸行业现状上看，当前中国书写纸行业无论是生产设备、技术人员，或是管理水平、生产效益都紧跟国际先进水平。
定量为45克/平方米至80克/平方米。
质量要求：色泽洁白致、两面平滑、质地紧密、书写时不洇水。
重量：45，50，60，70，80克／米2。
平板纸规格： 427×569毫米， 596×834毫米， 635×lll8毫米， 834×ll72毫米，787×l092毫米。
卷筒纸规格：787毫米，1092毫米。
1.5书写纸的产量概况
据统计，2003年国内书写纸市场的大体情况是：大中型纸厂生产能力在247万吨左右，小纸厂生产约4 5万吨，预计进口仍将保持在15万吨左右，即总供应量在307万吨左右。再来看一下需求量，据新闻出版总署对报纸发行统计，2003年全国报纸总发行量在105亿对开张，综合考虑纸张定量因素，全年用纸量在215万～220万吨，这个数字远低于供应量。从宏观上看，2003年国内的书写纸生产能力，保证国内用纸是没有问题的。
1.6设计有关说明
1.6.1设计范围
抄造工段（包括白水回收）、完成工段的设计。内容包括设计方案的确定、工艺计算、设备选型及计算、车间布置、技术经济与概算、编写设计说明书，并画出工艺流程图和车间布置图（平、立面各一）。
1.6.2设计指导思想
本设计中所选的设备及工艺条件力求于稳妥、先进、可靠。在稳妥的条件下，尽量选用可靠的设备及工艺流程。所选用的设备要均一，使整个系统处于平衡。
从原材料方面考虑，因为我国的资源还比较紧缺，特别是木材更为紧张，所以在设计过程中应尽可能使用废纸浆及麦草浆，以解决资源紧张问题。
在设计中所采用的流程及设备，在生产上应适应多种原料及品种，在成熟合理的基础上，考虑节能以及必要的仪表，并考虑到今后增产的可能性。
在设计过程中，还要考虑到全厂的合理规划，运输道路合理规划。
从环境方面考虑，进行白水回收，节能节资，降低成本。废水、废气、废渣排放应达到国家标准。
第二章工艺流程设计及说明
工艺流程方案的设计与选择，是工艺设计工作中的重要一环。工艺流程的设计与选择是否合理，对生产效率、产品质量和成本，以及安全生产等都有很大的影响。
工艺流程方案的设计与选择又是工艺设计的开始，即工艺设计从工艺流程设计开始着手，当工艺流程确定以后，才能进行主要设备的选型和计算，确定规格和台数，并提出与这一生产流程有关的设计数据和技术经济指标，最后完成车间设备布置及绘制设备布置图[2]。
2.1工艺流程设计的基本原则
1、所设计的工艺流程能生产符合国家质量标准的产品，这是工艺流程的基本出发点。在保证这一基本出发点的前提下，所设计的生产工艺流程尽可能简化，以较大的节约投资使生产操作简单。
2、采用先进可靠的生产方法，选用高校节能设备，同时要考虑到我国的具体国情，这就为日后的工厂的产量、质量和管理提供了保证。
3、工艺流程的设计始终必须考虑对废水、废汽、废渣以及余热的重复利用，循环使用和综合利用。这是关系到保护生态环境的重要问题，也是节约原料、能源、水资源的大事，对工厂本身也能降低成本。
4、生产工艺流程设计应该适应市场经济的需要，要考虑到今后的工厂发展及适应社会需求发生变化的情况，故其流程设计应具有应变性，这样才能在市场经济中立于不败之地[2]。
2.2工艺流程简介
本次设计为日产100吨，定量80g/m2的书写纸，用麦草浆浆（85%）配以针叶木浆（15%）进行抄造。纸机选用2640长网多缸纸机，本工段设计主要包括浆料流送系统、抄纸工段以及完成整理工段。
2.3辅料的选择
2.3.1施胶剂的选择
1、AKD施胶机理
AKD虽具有能够直接和纤维素羟基反应的官能团，但在纸机湿部二者基本不发生反应。AKD乳液加入浆料中以后，施胶剂粒子仅分散在浆料体系中，多个施胶剂粒子能够形成比较大的附聚团,这些附聚团和单个的施胶剂粒子吸附在
细小纤维、填料和纤维表面，上网后随着细料的留着而留着在湿纸页中，此时AKD只是以静电吸附和游离形式存在，其和纤维素之间的共价键还没有形成。在干燥部，随着纸页中水分逐渐减少，受干燥温度的影响AKD粒子熔化而在纤维表面扩展开，分子具有反应性的官能团朝向纤维，疏水基部分向外，朝向纤维的反应性官能团与纤维素的羟基发生反应形成共价键，从而固着在纤维表面上，完成施胶过程[9]。
2、内部施胶
内部施胶是湿部化学操作的一个重要部分，其目的在于改变纤维的表面以便控制含水液体向纸内渗透。渗透通常与吸收能力、排斥能力（憎水性）以及含水液体的扩展有关。因此需注意：①在施胶压榨处理或涂布中控制水相的渗透速度；②在印刷过程中控制液体吸收或润湿；③控制多种纸板和纸板的使用能力。
内部施胶始于1807年已经经历了近两个世纪。直到20世纪80年代，大多数纸厂采用松香加明矾的基本方法进行内部施胶，但最近向合成的纤维素反应型系统（基于烷基烯酮二聚体—AKD或链烯基琥珀酸衍生物—ASA）的转变已越来越普遍[9]。
AKD即烷基烯酮二聚体，是一种反应型施胶剂。近年来，随着国产AKD 中性造纸施胶剂质量提高，销售价格大幅度下降，中性/碱性造纸施胶成本与松香酸性施胶成本差距在不断缩小。AKD中性造纸已在国内推广多年，应用技术日益成熟，同时，市场对中性/碱性纸的需求量也在迅速增加，这些都加速了我国高级文化用纸由酸性造纸向中性/碱性造纸转换的步伐。中性造纸因采用白度高的碳酸钙作填料和双组分助留系统，成纸的物理强度、白度、不透明度和印刷性能都有不同程度的提高或改善。采用AKD中性造纸，上网浆料的总保留率高，成纸的灰分含量也高，一般中性造纸成纸的灰分含量要比酸性纸高出3%～8%，相对而言每生产1t纸可以节约30～80kg造纸纤维，其综合经济效益要比酸性纸高。另外，由松香酸性造纸向AKD中性造纸转换，系统不需改造，除添置几只助剂溶解计量槽以外，不必增加其它设备，操作工艺方便简洁。
AKD 乳液可以在室温下贮存2个月。实践表明贮存温度超过30℃或受冻，AKD 的用量是正常用量的2倍以上，若加水稀释必须在48h内用完，否则AKD 会水解，失去施胶作用。
用AKD对23℃的浆料进行施胶，从开始取样到4h后取样的测定显示，浆料无任何施胶损失，对于50℃的浆料，施胶度损失在2h后开始，这是由于AKD 水解后产生的烯酮没有施胶作用。水解程度随着pH值和温度的提高而有所增加。对于因纸机水系统的封闭而引起的纸机系统温度的提高，纤维和填料的留着率必须尽可能高。
使用全化学木浆抄造的纸，AKD施胶效果最好，掺用芦苇抄造的纸次之，掺用麦草浆抄造的纸施胶效果最差。从阳电荷需求量也可看出，麦草浆对阳电荷的需求量最大，芦苇浆次之，化学木浆最小。因为硫酸铝是价格便宜的阴离子捕捉剂ATC，对于掺用部分草浆的纸张，因草浆中含有较多的阴离子垃圾，如果预先不进行系统电荷平衡，势必加大AKD及CS、CPAM的用量，建议适当少用，以平衡浆料中的阴离子垃圾。pH值控制在7~8，以控制在7.5~8.0之间最优，pH值超过8.5，施胶度反而下降[4-5]。
2、表面施胶
表面施胶用于改善纸张表面强度,减少横向伸缩变形,提高产品质量。生产静电复印纸加入氧化淀粉、木薯变性淀粉或阳离子改性淀粉与聚乙烯醇（PVA）等配制而成的表面施胶剂，施胶浓度一般在2.0%～3.0%。并选择加入挺硬剂，固膜剂等化学助剂，可较好的提高复印纸的平滑度和挺度等内在质量，使静电复印纸不掉毛、不掉粉，保证复印时的质量和效果。
影响表面施胶的主要因素：
①施胶浓度：胶液浓度大,挂胶量多,但影响粘度和流动性,浓度过大,使施胶难于操作,且容易粘缸。
②施胶温度：温度与粘度成反比关系,温度高,则粘度低,可提高施胶浓度,但受到胶辊老化之限制, 常用温度55～65℃。
③胶液粘度：粘度高,施胶效果好,但影响流动性,粘度过高,粘缸。
④施胶剂：氧化淀粉是常用的施胶剂, 价格便宜,但粘结能力差;PVA成膜性好,纸幅挂胶量多,粘结力强,但价格高。表面施胶,改善了胶版纸的表面强度,提高产品质量;氧化淀粉加少量PVA可进一步增大纸的表面强度,在纸幅中加入更多的填料,以降低浆耗,尤其是表面施胶加填,可以明显增加表面强度,并且大大降低油墨吸收性,使纸页表面细腻,印后油墨光泽好,图面清晰,立体感强,同时成本还
略有下降,白度得以提高, 纸页伸缩率减小,使纸上印刷机不打折,提高了产品附加值,因此不失是一种先进的施胶工艺。
2.3.2干强剂的选择
不同种类的淀粉已被用于提高纸的强度。最初是天然淀粉，由于它们与纤维的亲合力低，因此增加排放废水中的BOD负荷。阳离子淀粉的问世使这方面发生了巨大变化，它们的加入还可以改善一次留着率。因此，阳离子淀粉被普遍和大量采用。然而在工厂应用中发现，由于现代造纸技术较高程度的封闭循环和大量使用再生纤维所引起的惰性电解质、细料及溶解的和胶体物质的浓度增高，导致阳离子淀粉效率下降。
填料吸附淀粉可以提高填料和淀粉的留着率，但较高的填料用量会降低纸的强度。如果目的是保持相同的干强度，含填料的纸比不含填料的纸需要较高的淀粉用量。
随着pH值的升高，纤维的负电荷增加（羧基的电离增加），这使阳离子淀粉更紧密地结合到纤维上。因此随着pH值转向中性和碱性范围，阳离子淀粉的留着率增加。
2.3.3助留剂、助滤剂的选择
在生产中采用双组分助留系统即CPAM（聚丙烯酰胺）和阳离子淀粉作为助留剂，其中，阳离子淀粉是季铵型，要求有较高的阳离子取代度，淀粉糊液具有较高的粘度和良好的稳定性；CPAM要求有较高的分子质量和较低的电荷密度。
为减轻AKD水解程度，避免造成水解和破乳，AKD常加在浓浆稀释以后及加填料之前，因为填料对几乎是100%吸收，而纤维只能吸收大约10%的AKD，硫酸铝加在配浆池和白水系统中，阳离子淀粉在流送系统浓浆区连续加入，CPAM加在靠近流浆箱较好，以不受任何剪切力。
从表2-1的结果可知，随阳离子淀粉或CPAM 用量增加，纸页中的灰份含量也不断增加，即对填料的留着作用增强。同一用量下，添加阳离子淀粉后纸页灰份含量高于添加阳离子PAM的，因此，阳离子淀粉对填料的留着好于阳离子PAM；从定量的变化来看，同一用量下添加PAM的纸页定量较添加阳离子淀粉的高，这说明阳离子PAM对填料及细小纤维的总留着作用要强于阳离子淀粉，尤其对细小纤维的留着作用更好。从表中打浆度的变化可知，阳离子PAM和阳离子淀粉均有助滤作用，但阳离子PAM的助滤作用要比阳离子淀粉好，且随PAM 用量的增加，其助滤作用逐渐增强。这主要是因为阳离子PAM一方面中和纤维负电荷而使浆料系统的Zeta电位绝对值趋向于零，同时PAM的分子链特性使得细小纤维和填料粒子相互吸附而有效絮聚，从而在有利于助滤的同时，防止了纤维之间滤水通道堵塞力。故综上所述，阳离子PAM和阳离子淀粉均有助留、助滤作用，两者相比较，阳离子淀粉对填料的留着作用好于PAM，而PAM对细小纤维的留着作用优于阳离子淀粉。总体而言,阳离子PAM的助留作用(留着填料和细小纤维) 较阳离子淀粉好，且具有较好的助滤作用[3]。
表2-1 阳离子淀粉和阳离子PAM 助留、助滤作用比较
（注:编号2 、3 、4 为阳离子PAM ，编号5 、6 、7 为阳离子淀粉）
2.3.4填料的选择
填料最好使用碳酸钙，因为碳酸钙可以充当缓冲剂，纸机能够很容易地在pH 7.5~8.0的pH 值范围内运行。但随着碳酸钙用量的增大，AKD在纸浆纤维上的有效吸附量越来越少，会造成施胶性能的下降。
2.3.5辅料的使用及加入方式
①阳离子淀粉：糊化后配成0.5%的浓度,过筛加入调成池中,用量1.5%。
②AKD胶：AKD常加在浓浆稀释以后及加填料之前,用量0.2%。
③助留剂：C-PAM溶解后配成0.05%的浓度,在流浆箱前计量连续加入,用量
150～250mg/l。
④填料：碳酸钙配成20%浓度后,过筛计量连续加入高位箱中,留着率60%。
⑤调色剂：荧光增白剂用量0.1%，湖蓝用量0.03%。
⑥表面施胶剂：M（PVA）∶M（氧化淀粉）为1∶2；施胶工艺为先将熬好的氧化淀粉及PVA胶中混合, 调节到15%～18%的浓度,温度控制在60℃,施涂液位尽可能高且稳定,控制适当的回流量。
2.4纤维原料的选择与配比
要造出质量好的书写纸，首先要做好纤维原料的选择与配比。原料的种类可以影响纸张的伸缩性,半纤维素含量少、木素含量多、细胞壁较厚的长纤维所抄纸张尺寸稳定性好,伸缩率较低;短纤维所抄纸张伸缩率较大。纸张在干燥过程中纤维在纸张平面或厚度方向收缩,较长的纤维在成形过程中纤维间挠合较多,干燥时纤维收缩产生移动,但平面内位移较小,而短纤维收缩时,在纸平面产生的位移较大,所以长纤维抄造的纸伸长率小,再吸水时变形小,短纤维所抄纸
变形较大。在相同打浆度下,对不同长度纤维,抄纸样测试证明,纤维长短是影响纸张伸长率的主要因素。
半纤维素含量多的纤维抄造的纸张易变形度高,干燥时在表面张力和毛细
作用下易于收缩。草浆半纤维素含量较阔叶木浆高,阔叶木浆半纤维素含量又高于针叶木浆。在生产中用全漂白进口针叶木浆生产书写纸,其横向伸缩率为
1.9%;用全漂阔叶木浆,成纸横向伸缩率为
2.5%;采用烧碱蒽醌法制得的漂白麦草浆,其成纸横向伸缩率为
3.4%。这说明除纤维长度的影响,半纤维素含量,也在一定程度上影响成纸的伸缩率。木素在漂白浆中含量较少,不足以影响纸张的伸缩率。据文献介绍,木素的含量影响纸张的挺度、不透明度和伸缩率,木素含量多的纸张挺度大,不透明度高,伸缩率较小。从上面的分析可看出,采用合适的原料配比,既可保证所抄书写纸有较低的收缩率,又可降低生产成本。另外，当
长短纤维的配比在较合适的范围内，可提高纸张的表面强度，减少掉毛、掉粉的现象。
考虑到以上因素，本设计中采用15%针叶木浆，85%的漂白麦草浆配抄书写纸。
2.5供浆系统
经过打浆和调料的纸料，一般还不能直接用来抄纸。要抄出匀度良好的纸页，一般都需要把纸料稀释成很稀的纤维悬浮液，以保证充分良好的分散，经网部滤水后才能形成均匀的纸页。同时，纸料中还含有一些杂质，这些杂质对成纸的质量、铜网及设备的保养，以及纸机的操作都有影响。因此要求纸料在上网以前必须做相应处理[5]。
纸料在混合池后，贮存于成浆池内，经过冲浆泵稀释进入除渣器。本设计采用三段段除渣，均为606除渣器，利用白水稀释浆渣，进行二段除渣，取得更大程度的回收利用，从一段除渣器出来的良浆进入压力筛筛选。
压力筛选用的是单鼓外流立式压力筛，这种压力筛是一种直立封闭式圆筛，操作时筛内充满纸料并有一定压力。纸料用泵从进料管进圆筛内部，由内向外经过筛鼓筛选之后，好的纸料从出口流出，再输送到流浆箱构成一个封闭的管道系统。至于粗浆、浆团等从排渣口连续地或间歇地排除筛外。良浆直接进入流浆箱，浆渣进入高频振框筛进一步筛选，经过筛选后的浆回流到冲浆池，浆渣排放[5]。
2.5.1浆料混合
浆料的混合在配浆箱中进行。由于生产原料是麦草浆和针叶浆，还包含一部分损纸浆组成的，因此在通过流送系统把已制备好的浆料送往造纸机前，必须按正确的比例做好不同纸浆的配浆和混合。本设计采用80%的废纸浆和20%麦草浆配抄书写纸。
2.5.2浆料贮存
长网纸机的正常生产，要求连续不断地供应质量稳定的浆料。由于是采用两种纸浆混合抄造纸，在纸机抄造过程中，为了使由配料设备间断或连续供应的浆料能满足纸机连续生产的要求，避免配料设备暂时停机而影响纸机生产，就需要有一定数量的贮存浆料的设备，即贮浆池或成浆池。其中装有搅拌器对浆料进行搅拌。
其作用如下：
①使配料机送来的两种浆料按照配比，浓度等混合均匀。
②防止纤维和填料发生沉淀，使供给纸机的浆料浓度稳定。
③贮存一部分浆料，在配料机或造纸机偶然停机时不致影响生产。
贮存池同时起到混合和贮存的作用。配浆后成浆池的大小主要取决于纸机的生产能力和浆料浓度。在浆料浓度为3.5%时，一般要求其容量能维持纸机连续生产的时间是：高速纸机为30～60min，中低速纸机为2～4h。对于要求较高的纸种，贮存池的容积应增大一点，这样有利于减少各种配浆、浓度和打浆度的波动，以免影响纸机生产和成纸质量。
2.5.3冲浆稀释
调浆箱是一个装置在成浆池和除砂设备之间用来调节送往纸机浆量的开口方形箱。其制造材料可采用木板、塑料板及不锈钢板等。因为纸料的稀释也在这箱中进行，所以也叫混合箱。
它的作用：一是调节送往纸机的浆量，使纸张定量稳定；二是调节纸浆浓度，以利除砂和筛浆机筛选，并使纸料混合均匀，以抄造出均一的纸张。纸料的稀释一般采用调浆箱、地下稀释池和泵内稀释等三种方法。由于所采用的是泵内稀释，故在此加入调浆箱的主要作用就是调节浆量。
调浆箱中的流道要光滑，防止挂浆，箱内的角隅要圆滑，以防止淤积和停浆，造成腐浆。箱中的闸板，最好用丝杆手轮调节，以保证调节灵活，并能做到微调。调浆箱中的溢流格板，是为了稳定液位，以保证上料量和白水量的稳定。但生产中由于泵的密封填料漏气，或电压波动导致泵的转动速度变化，或泵的入口液位波动，导致泵的输送能力波动，这些都会给上料量带来一定影响，为了减少浆泵流量变化对箱内浆位的影响，溢流格板宽度以宽一些为好。出浆口距浆位的高度应足够。这样在液位略有变动时，出浆的相对变化量可以减少。浆门的开口尺寸应根据造纸机生产能力确定。一般产量低的小型造纸机，开口宽度应窄一些，便于精确调节纸张定量。浆料或白水进入调浆箱或混合箱的管路，应从箱底部或侧面浆位下进入，尽量少带入空气。
较高的浆料浓度对纸页的良好成型不利。由于这种原因，也由于在约1%左右的低浓下净化浆料和浆料除气非常容易，故通常在浆料净化之前把它稀释。稀释浆料的最简便方法是将浓浆料和稀释水都送到混合箱的一个隔槽中。浆料通过一些溢流堰和挡板上下流动，进行有效地混合。这种装置仅适用于浆料流量小、产量比较低的纸机，它具有敞开式混合箱的全部缺点，即溅浆、易污染、难以保持清洁、难以保证没有腐浆产生。当纸机产量高，特别是当流送系统必须在压力下把浆料输送到压力下运转的筛浆机和净化设备中时，浆料的稀释是通过把浆料和稀释水同时送到向网前箱供浆的一台浆泵的入口而达到的，这种浆泵通常称为冲浆泵。采用冲浆泵稀释时，调浆箱到冲浆泵的管路不应水平安装，应有一定的倾斜度，以防止纤维沉淀，调浆箱的来浆管应直接通入冲浆泵的吸入口，其方向应在冲浆泵的轴向上。或在泵的吸入端过渡管上方与轴向成45o方向进入，尽量少受其他管道的干扰[5-6]。
2.5.4浆料净化筛选
净化的目的在于除掉浆料中的相对密度较大的杂质，如沙砾、金属屑、煤渣等。
筛选的目的在于除掉浆料中相对密度小而体积大的杂质，如浆团、纤维、草屑等。
送往造纸间的纸料内含有矿物质、金属、浆团、纤维束、橡胶和塑料等。这些杂物的来源是矿物质，多是沙子，它是从填料和原料备料不净夹带来的。金属粒，来自打浆设备刀片磨损以及工艺设备受腐蚀剥落下来的碎片。浆团，多是从打浆、配料、除渣及输浆管道等设备内壁上脱落下来的。纤维束，是来自打浆和精磨过程中没有磨散的纤维束。
纸料中各种杂质的存在，会使造纸厂以及印刷厂的设备损坏。含有沙砾的纸张，在压光后会出现砂眼，同时会损坏压光机的辊筒。纸料中的浆团和纤维束，会给纸张造成斑点，以及在压榨部分产生洞眼或断裂。纸料中的金属杂质会给设备造成一定的损害。因此，纸料在进入造纸机之前进行精选是非常重要的。
现代造纸中的除杂方法主要有两种：一是重力沉降，二是离心沉降。由于采用的原料主要是麦草浆和废纸浆，辅以少量的损纸浆，因而杂质较少，故采用锥形除渣器除渣就可以了。生产瓦楞原纸为了达到一定的质量指标，采用一级二段除渣即可。另外，相对密度大而体积小的杂质大多比较坚硬，对设备有所磨损，所以把净化放在筛选前面，以延长筛板寿命。
2.6造纸机的工艺设计
2.6.1流浆箱
布浆器的作用是将筛选净化系统送来的浆料均匀地分布到流浆箱的堰池中，以保证纸机横幅上网浆料的均匀一致。一个高效率的布浆器必须使纸机全宽的浆压相等，不会使浆料产生脉冲，又无死角产生腐浆，内壁必须光滑以免挂浆，还要便于清洗，所以采用阶梯扩散式。浆料在阶梯扩散器内分级扩大，靠管壁的浆流按主流方向流动，在每一级之后因断面突然扩大，出现一个低压区，使浆流改变流向，产生回流，形成一个封闭的强烈的涡流，从而产生剪切力。到了边界时，逐步消除界层效应，待浆料稳定上网。
本设计选用4400长网多缸文化用纸机，流浆箱采用封闭式流浆箱，方锥总管进浆，阶梯扩散孔板布浆。其结构特点是流浆箱的堰池是封闭的，在恒定的较薄浆位上充满空气，并形成一定压力，按纸机车速的要求，可变更气垫的气压，能精确地、灵活地、大范围地调节上网浆速，以满足车速变动的需要。这类流浆箱适应性强、体积小、结构紧凑、调节方便、适用广泛[7]。
2.6.2网部
网部是浆料悬浮液形成纸页的部分，成纸质量和纸机的正常生产与网部的操作密切有关。它可以分为上网区、成行区、脱水区、高压差脱水区。在刚上网时，细小纤维与填料流失很大，故脱水能力也逐步增大，包括真空吸水箱的真空度也是如此。一般来说在“水线”处浆料的浓度约为7%，纸页离开真空伏辊时干度可以在18%～25%。因此脱水元件一般排列为：案板、案辊、真空吸水箱、真空伏辊。在网部要用高压水针洗涤网子，保证浆料的顺利脱水。
本设计网案选用案板、案辊、真空吸水箱为主要的脱水元件，采用七个真空吸水箱脱水，真空度逐渐升高，成形网选用80目的聚酯网。
2.6.3压榨部
压榨作用是借助机械压缩，在网部脱水的基础上使湿纸页进一步脱水，以提高纸页进烘缸的干度，减少气耗，提高车速。采用606复合压榨比普通压榨有效的多，据计算，压榨部纸页干度每增加1%，就使蒸发水分量或蒸汽消耗量相应减少5%。
本设计压榨部采用的是倾斜三辊双压区复合压榨。其有三个斜着安装的压辊，其中在下方一个为真空辊，中间一个为石辊，右上方一个为沟纹辊。真空吸移辊将湿纸幅从网案上吸引到压榨毯上，传送到复合压榨的第一压区，进行真空压榨脱水，湿纸贴在石辊上又转入第二压区，进行沟纹压榨脱水，同时提高纸张反面的平滑度。当湿纸经过两个压区压榨脱水，由于湿纸干度增加、强度提高以后，才开放引纸进入另一道沟纹辊压榨，同时又提高纸张正面的平滑度。这种压榨的优点是在开放引纸前，湿纸先已经过两个压区脱水，纸的干度提高了，强度也增加了，自然压榨部湿纸断头的机会就少了。
2.6.4纸页的传递
湿纸从压榨部到干燥部的传递采用的办法是：压榨部出来的湿纸由两床干网夹着传递到干燥部，这样既可缩短牵引长度，也可减少纸边破损和湿纸打折的可能性。
2.6.5干燥部
干燥部用了50个烘缸和2个冷缸对纸进行干燥，采用三段通气，另外加了七组烘毯缸。采用双毯干燥。通气方法采用的三段通气：首先将生蒸汽通入第一段烘缸，没有冷凝的蒸汽连同冷凝水一同进入本段专用的汽水分离器，分离出来的冷凝水用泵送至第二段汽水分离器，而原来未冷凝的蒸汽和汽水分离器中热冷凝水产生的二次蒸汽则引入第二段烘缸作为加热干燥纸张之用。第二段烘缸未用了的蒸汽和冷凝水，同样也经过专用的汽水分离器又引入第三段。最后一段出来的蒸汽和冷凝水同样经过汽水分离器处理。为了加强干燥部加热蒸汽的循环，将未冷凝的气体与二次蒸汽引到一连着真空泵的冷凝器中加以冷
却，至于不凝气体则用真空泵抽走。有蒸汽循环的分段通汽即可保证烘缸温度逐渐上升，使干燥曲线稳定，同时由于蒸汽循环和排除了烘缸内的冷凝水和空气，又保证了整个烘缸温度均匀，并且大大增加了总传热系数，提高了烘缸的干燥效率。另一方面，分段通汽时，由于各段烘缸的蒸汽压力逐渐降低，可以节省干燥纸时的蒸汽消耗量。所以，本设计用的三段通气对于保证质量和节约蒸汽消耗，都有良好的效果。
2.6.6干燥部通风
造纸车间生产时产生大量湿热气体，干燥部通风设备的优劣直接影响到纸机效率、生产能耗和产品质量，因此应该加强处理干燥部湿热蒸汽。本纸机采用了封闭式汽罩和汽罩抽风机，加强了纸机本体排风。另外，为保持纸机横幅方向纸页干燥均匀及纸机整体干燥能力，采用干网热风导辊装置加强袋区通风[12]。厂房单靠自然通风散热排湿，仍难以保持良好的工作环境，本设计造纸车间通风量为120m3/h以上，可缓解排温和排湿情况。
2.6.7白水系统
在纸机湿部，纸幅成形时脱出的水，以及真空箱和压榨进一步脱除的白水，统称为白水。根据工艺形式，工艺阶段和抄造纸种的不同，白水中所含纤维、填料和可溶性造纸化学品量是不同的。应该尽量通过再循环，将白水应用于前一段生产工序以回收这些物质。
本设计中，从网部脱除的部分浓白水，回用于冲浆泵稀释浆料，减少原料及药品的流失。另一部分浓白水则送入混合浆池，用于均衡浆料的浓度波动和回收白水中所带的纤维。
经过高压差脱水区以后的白水即从高位箱脱出的白水，称之为稀白水。本设计中，一部分稀白水用于稀释锥形除渣器的一段和二段浆渣，这样不仅可以节约清水的用量还可以减少原料的损失。另一部分稀白水则加入处理干损纸的水力碎浆机中，同样节省了清水。
本设计中，充分利用了浓白水和稀白水，节约了大量的清水，也减少了纤维的损失，使白水充分发挥了作用。
白水一级循环剩余白水经过多圆盘过滤机回收纤维，回收纤维后的白水可部分用于网部清洗等对水质要求稍低。
白水回收的意义：合理设计和使用白水回收，有利于造纸机正常生产和稳定纸张的质量，避免原材料的流失，节约能源，减少对环境的污染，同时降低生产成本。
1、浓白水的流程论证浓白水的流程图为：