Đang tải... (xem toàn văn)
Luận văn, đồ án tốt nghiệp, đề tài tốt nghiệp, đồ án, thực tập tốt nghiệp, đề tài
1 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ TRONG NHÀ MÁY GIẤY BÃI BẰNG 1.1. Tổng quan. Công ty giấy Bãi Bằng là công trình hợp tác Quốc tế giữa Việt Nam và Thụy Điển ,được xây dựng ở thị trấn Phong Châu , huyện Phù Ninh , tỉnh Phú Thọ trực thuộc tổng công ty giấy Việt Nam . Quy trình sản xuất giấy trong nhà máy giấy bao gồm 5 phân xưởng tương ứng với 5 công đoạn chính : nguyên liệu, sản xuất bột giấy, xeo giấy, hoàn thành sản phẩm, thu hồi hóa chất. Mỗi công đoạn có đầu vào, đầu ra được tóm tắt lại ở bảng dưới: STT Công đoạn Đầu vào Đầu ra 1 Nguyên liệu Gỗ, tre, nứa Dăm mảnh 2 Sản xuất bột giấy Dăm mảnh Bột giấy 3 Xeo giấy Bột giấy Giấy bán thành phẩm 4 Phân xưởng hoàn thành Giấy bán thành phẩm Giấy thành phẩm 5 Thu hồi hóa chất Chất thải Hóa chất 1.2. Các công đoạn trong sản xuất. 1.2.1. Nguyên liệu. Nguyên liệu ( gỗ, tre, nứa) được đưa từ bãi chứa vào băng chuyền và được rửa sạch trước khi đưa vào máy chặt. Tre nứa được băm thành mảnh nhỏ với kích cỡ tiêu 2 chuẩn: dài 35mm, rộng 10mm, dày 2.5mm; tiếp đó được chuyển qua máy sàng chọn, đưa vào hệ thống rửa mảnh và qua băng tải tới sân chứa mảnh. Năng suất máy chặt tre, nứa là 20 tấn/giờ. Gỗ được bóc vỏ, rửa sạch rồi đi vào máy chặt mảnh. Mảnh gỗ sau khi được chặt có kích thước là: dài 25-35mm, rộng 10-20mm, dày 3-4mm. Gỗ mảnh được đưa qua sàng chọn, và đưa ra sân chứa mảnh bằng băng tải. Năng suất máy chặt gỗ là 40 tấn/giờ. Tiếp đó, mảnh tre, nứa, gỗ đưa vào nồi nấu bởi hệ thống nấu bằng hơi nóng ở nhiệt độ rất cao thổi vào mảnh. 1.2.2. Sản xuất bột giấy. 1.2.2.1. Công đoạn nấu bột. Bột giấy được sản xuất theo phương pháp sunfat có thu hồi hóa chất. Nguyên liệu được nấu trong 3 thùng, có cấu tạo hình trụ đứng với dung tích mỗi thùng V=145 . Thời gian hoàn thành một chu kì nấu là 240 phút kể cả thời gian nạp mảnh. Bột sau khi được chuyển sang bể có dung tích 400 , từ đây bột được chuyển qua máy đánh tơi và được đưa tới bộ phận rửa. Năng suất nấu bột là 150 tấn/ngày. 1.2.2.2. Công đoạn rửa sàng. Tiếp theo là công đoạn sàng. Bột sau khi được đánh tơi được đưa tới 4 máy rửa lọc chân không. Tại đây, bột được rửa sạch, dịch hóa chất thu hồi trong quá trình nấu bột (dịch đen loãng ) có nồng độ 13%. Loại dịch này được đưa đến hệ thống trưng bốc. Bột đen đã được rửa sạch, đưa qua hệ thống sàng gồm 2 sàng áp lực, 1 sàng thô và 3 giai đoạn lọc cát. Các mấu mắt tre nứa hoặc bột sống bị loại ra khỏi bột được đưa xuống sàng cô đặc và xuống vít tải thải ra ngoài. 1.2.2.3. Công đoạn tẩy trắng bột. Bột từ sàng được đưa vào bể chứa bột đen sau đó được tẩy. Công đoạn tẩy bao gồm 4 giai đoạn: bột được Clo hóa bởi Clo, sau đó được kiềm hóa để loại bỏ hợp chất màu Cloralignin ra khỏi bột, sau khi được kiềm hóa bột được tẩy tiếp bởi NaClO để đạt độ trắng khoảng 74-78%. Để bột có độ trắng đồng đều theo yêu cầu phải thực hiện theo quy trình tẩy nghiêm túc duy trì thích hợp các yếu tố nồng độ bột, mức tỉ lệ hóa chất tẩy, nhiệt độ, thời gian, và độ pH. Bột sau khi được tẩy trắng được đưa vào bể chứa để chuẩn bị cho quá trình sản xuất giấy. 1.2.3. Xeo giấy. Trước khi vào máy xeo giấy, bột được đưa qua hệ thống nghiền để làm tăng diện tích tiếp xúc, tăng khả năng liên kết giữa các thớ sợi với nhau, tạo điều kiện cho khả năng hình thành tờ giấy tốt hơn. Sau khi nghiền bột được pha trộn với các phụ gia như cao lanh, nhựa thong, phèn và một số chất khác tùy theo yêu cầu của sản phẩm. Bột đã pha trộn phụ gia trong bể chứa được đưa qua hệ thống phụ trợ: sàng áp lực, lọc cát, và các thành phần khác có ảnh hưởng đến tờ giấy rồi đưa đến hòm phun bột, bắt đầu quá trình sản xuất giấy. 1.2.3.1. Hòm phun bột và sự hình thành tờ giấy. 3 Hình 2: Hòm phun bột thủy lực 1: Hộp truyền lực 5: Ống nhánh 2: Núm điều chỉnh chảy tràn 6: Ống phân phối 3: Ống chính 7: Giá đỡ 4: Đo lưu lượng - Hòm phun bột: Nhiệm vụ của hòm phun bột là phân phối một lượng bột đồng đều trên lưới và ổn định với tốc độ không đổi trên toàn bộ bề ngang của lưới và giữ cho dòng bột xáo trộn để chống chảy xoáy và phá vỡ sự vón cục của dòng bột đã được hình thành. Bột đã hình thành tờ giấy ướt có độ khô 18-20%. Thông số kỹ thuật : Chiều rộng: 4150mm Lưu lượng: max: 0.625 / min: 0.167 / Lượng tuần hoàn: 10% Vận tốc thiết kế: 10 m/s Độ mở môi phun: max: 70 mm min: 5 mm Mô tơ khí để điều chỉnh độ mở của môi phun: Loại: TRM3FA-200 Áp suất: 0.5 MPa Tốc độ: 100 vòng/phút Công suất thiết kế: 3PS Lưu lượng khí: 2.5 /ℎú Tốc độ mở đóng: 0.26 mm/s - Bộ phận hình thành: việc hình thành tờ giấy được thực hiện giữa hai bề mặt của lưới đôi. Lưới trong rộng 4350 mm, dài 22000 mm; lưới ngoài rộng 4350 mm, dài 18000 mm. Ưu thế của loại tạo hình như vậy hạn chế bề mặt tự do của dòng chảy trên lưới và cho ta khả năng điều khiển tốt hơn. Trên bộ phận hình thành, nước được thoát ra cả từ 2 phía chiều dài tạo hình và giấy sẽ có bề mặt đồng nhất. Sử dụng nguyên tắc tạo tờ giấy giữa một trục hút mở (gọi là trục tạo hình ) một phần được lưới trong và lưới ngoài bao lại có độ căng nên thuận lợi về thời gian tách nước và độ thấm. 1.2.3.2. Bộ phận lưới 4 Ơ công ty giấy Bãi Bằng, hiện nay dung một máy xeo lưới đôi và một máy xeo lưới dài. Hỗn hợp được tách nước giữa hai lưới, ước lượng nước trắng thoát ra qua hai lưới bằng nhau. Cần đảm bảo cho nước thoát ra đều đặn dọc theo chiều dài và chiều ngang. Để đạt được yêu cầu nhất định, việc bố trí cơ cấu thoát nước phải phù hợp với tính chất của bột và lưới xeo. Quá trình thoát nước ở đây chủ yếu dựa vào lực hút chân không của các hệ thống tấm gạt, hòm phun chân không trục bụng chân không, lô hình thành có hút chân không. Bộ phận hình thành làm việc với bột có nồng độ khoảng 0.2% đến 1%. Các loại chăn lưới máy xeo: SST Loại Máy xeo Chiều rộng (mm) Chiều dài (mm) 1 Lưới ngoài PM1 4350 16170 2 Lưới trong PM1 4350 18500 3 Lưới lót PM2 4400 37600 4 Lưới co PM1 5000 4550 5 Chăn ép 1 PM1 4400 18700 6 Chăn ép 2 PM1 4400 17200 7 Chăn ép 3 PM1 4400 19900 8 Chăn ép 1 PM2 4400 24500 9 Chăn ép 2 PM2 4400 1800 10 Chăn ép 3 PM2 4400 21500 11 Lưới sấy 1 PM1 PM2 4150 49500 12 Lưới sấy 2,3,5 phía trên PM1 PM2 4150 31500 13 Lưới 2,3,5 phía dưới PM1 4150 35000 14 Lưới sấy 3 trên PM2 4200 37000 15 Lưới sấy 3 dưới PM2 4200 39000 16 Lưới sấy 4 trên PM2 4200 26500 17 Lưới sấy 4 dưới PM2 4200 32500 18 Lưới nhóm lô lạnh PM1 4150 18000 19 1.2.3.3. Bộ phận ép. 5 Hình 3: Bộ phận lô ép Thông số kỹ thuật của lô ép: Sức căng chăn và lưới tối đa: 300kp/m Tốc độ: 800m/phút Áp suất ở ép 1: 60kp/cm Áp suất ở ép 2: 90kp/cm Áp suất ở ép 3: 40kp/cm Tờ giấy được nén bằng cơ học, nước được tách ra khỏi tờ giấy càng nhiều càng tốt. Sau công đoạn hình thành, tờ giấy còn khoảng 80% nước, ở công đoạn ép độ khô sẽ tăng lên từ 20-40%. Bộ phận ép còn giúp tăng độ bền và độ nhẵn của tờ giấy. Bộ phận ép có số lượng cặp ép và cấu trúc khác nhau. Một cặp ép gồm giá đỡ, và 2 hoặc 3 lô. Lô dưới thường được lắp trên một ổ đỡ cố định và lô dẫn động. Sự ép xảy ra ở khoảng giữa lô trong khe ép và tờ giấy được dẫn qua khe ép. Tờ giấy ướt được chuyển trực tiếp từ lưới tới ổ trục ép chân không được lọc chặn của tổ ép 1. Chức năng quan trọng của lưới ép là chống tạo vết trên tờ giấy. Từ tổ ép 1, tờ giấy được chuyển tới bộ phận ép lưới ở tổ 2. Tổ 2 gồm một lưới nhựa giữa chăn ép và một trục ép phía dưới nhằm giảm áp suất thủy tĩnh trong tuyến ép. Từ chăn 2, tờ giấy được chuyển tới tổ ép chăn 3. Tổ ép này không có chăn nên không có nhiệm vụ tách nước mà chỉ làm cho tờ giấy nhẵn và phẳng hơn. 1.2.3.4. Bộ phận sấy. Hình 4: Bộ phận sấy 6 Khi tờ giấy ra khỏi bộ phận ép, có độ khô khoảng 40% và nhiệt độ từ 25-30 C. Ở giai đoạn này, lượng nước còn lại sẽ được tách ra bằng cách bốc hơi. Nhiệt độ được chuyển qua vùng bay hơi và hơi nước bốc lên đi qua bề mặt của tờ giấy và luồng khí thông gió. Các phương pháp sấy được sử dụng: - Sấy trực tiếp : tờ giấy tiếp xúc với lô sấy máy - Sấy tự do : sấy trong khoảng không có sức căng hoặc giữa các lô sấy. Ở giai đoạn này, giấy được sấy khô đến 94%. Sau đó tờ giấy đi qua bộ phận ép gia nhựa (ép keo ). Ở đây, nước cùng hóa chất được tờ giấy hấp thụ và lượng nước này được làm bay hơi ở bộ phận sấy thứ 2 (bộ phận sấy nhựa). Bộ phận sấy bao gồm 34 lô sấy ( 24 lô ở bộ phận sấy chính, 10 lô ở bộ phận sấy nhựa ). Giấy đã sấy khô được làm nguội trên 2 lô làm lạnh. Tất cả các lô đều có đường kính là 1500 mm, chiều dài của giấy có thay đổi trong quá trình sấy. Sau các lô ép tờ giấy căng ra. Trong suốt quá trình nó được gia nhiệt ở cả 2 quá trình sấy chính và sấy nhựa. Điều này thường gây ra sự cố của tờ giấy, các lô được bố trí thành các nhóm dẫn động khác nhau. Trong đó, tất cả các lô trong một nhóm có cùng tốc độ. Sự chện lệch tốc độ giữa các nhóm dẫn động sẽ được hiệu chỉnh theo độ kéo căng và sự cố của tờ giấy. Bảng sau đây cho thấy vị trí các lô và các nhóm trong bộ phận sấy. - Sấy đối lưu : nhiệt độ được cung cấp bởi không khí trong một chụp xung quanh lò sấy. Hình 5: Bộ phận lô sấy Một số thông số cơ bản: SẤY TRƯỚC SẤY SAU NHÓM SỐ 1 2 3 4 5 6 SỐ LÔ 8 8 8 2 8 2 VỊ TRÍ LÔ 1÷8 9÷16 17÷24 25÷26 27÷34 35÷36 7 Bộ phận sấy ở nhà máy giấy Bãi Bằng: 36 lô, trong đó có 34 lô sấy và 2 lô làm lạnh, được chia 6 nhóm PM1: Tốc độ máy xeo: 489.9 m/phút Tốc độ cuộn: 509.9 m/phút Áp lực hơi vào: Nhóm sấy 5: 110.9 KPa Nhóm sấy 6: 110.9 KPa PM2: Tốc độ máy xeo: 572.5 m/phút Tốc độ cuộn 586.2 m/phút Áp lực hơi vào: Nhóm sấy 4: 224 KPa Nhóm sấy 5: 320 KPa Nhóm sấy 6: 320 KPa Cấu trúc bộ phận sấy: Tờ giấy được chăn sấy ép sát vào lô sấy. Khi chăn sấy tiếp xúc tờ giấy, lượng ẩm chuyển qua chăn một phần là nước và phần còn lại là hơi bởi vì sự chênh lệch áp suất hơi nước giữa chăn và giấy. Chăn giấy có nhiệt độ thấp hơn tờ giấy vì vậy nhiệt ngưng tụ của hơi sấy tang lên. Chăn sấy được ép sát vào lô sấy bằng lô căng, được điều chỉnh ở một phía bằng lô lái chăn. Trong quá trình vận chuyển qua bộ phận sấy một phần nước được chuyển qua chăn, một phần khác thoát ra ở khoảng giữa các lô sấy. Lượng nước chuyển qua chăn sẽ được tách ra bằng lô sấy chăn. Ở cuối bộ phận sấy là những lô lạnh có chức năng làm giảm khả năng tích điện của giấy, làm đồng đều độ ẩm của tờ giấy, làm cho tờ giấy sau khi sấy không bị khô cứng mà trở nên mềm hơn. Cấu tạo của một lô sấy: Tất cả lô sấy đều có ống hơi qua đó hơi nước được đưa vào lô sấy qua một ống nhỏ, ống xi phông được nối từ bên trong lô sấy tới bể nước ngưng ở bên ngoài. Nếu sụt áp là thích hợp thì nước ngưng sẽ được đẩy qua ống xi phông và vào bể nước. Khi ống xi phông đã hết, hơi nước tiếp tục được đẩy vào. Ống xi phông có thể là loại cố định hoặc di động tức là nó được gắn vào thành lô sấy hoặc quay theo lô sấy. Nguyên lý làm việc của lô sấy: Hơi nước được đưa vào cửa lô sấy có áp suất khoảng 300KPa. Các ống xi phông dẫn hơi tới lưới sấy, do nhiệt độ của hơi nóng truyền nhiệt cho nước trong xơ sợi tờ giấy làm cho nước trong tờ giấy bốc hơi ngưng tụ và theo cửa nước ngưng ra ngoài. Quá trình sấy được tiến hành một cách liên tục. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy: - Áp suất bên trong lô sấy - Chiều dày của lớp nước ngưng - Độ dày của thành lô sấy - Nhiệt độ của tờ giấy 8 - Độ ẩm của tờ giấy - Hệ số truyền nhiệt của thành lô sấy Thông gió của bộ phận sấy: Đây là một quá trình quan trọng trong công nghệ giấy vì nó cải thiện điều kiện lao động, tránh hiện tượng ngưng tụ, bức xạ nhiệt, có tính kinh tế tiết kiệm. Bộ phận thông gió bao gồm: chụp thông gió, lô sấy, bộ trao đổi nhiệt, gia nhiệt cho gió nóng, gia nhiệt cho không khí, bộ trao đổi nhiệt cho nước nóng. Phần quan trọng nhất của bộ thu hồi nhiệt là chụp hút có chức năng như là một ống tập trung, toàn bộ hơi nóng được đưa lên trần của chụp hút và đưa qua bộ trao đổi nhiệt. Không khí được sấy trên phòng máy và được gia nhiệt tới khoảng 55 0 C bằng trao đổi nhiệt. Gió nóng sau đó được gia nhiệt tới 80 0 C trước khi được đưa vào bộ phận sấy. 1.2.3.5. Bộ phận ép quang. Bộ phận này bao gồm một bộ hay nhiều lô quay tiếp cận với nhau (gọi là máy ép quang). Máy ép quang sẽ đảm bảo độ đồng đều, độ nhẵn bóng bề mặt, tăng độ bền keo, xé, độ chịu bục và thấm khí của tờ giấy. 1.2.3.6. Bộ phận cuộn. Tờ giấy bán thành phẩm được cuộn lại thành những lô giấy nhờ hệ thống máy cuộn lại và tiếp tục được đưa đến phân xưởng hoàn thành để sản xuất những sản phẩm theo yêu cầu. 1.2.4. Phân xưởng hoàn thành. Tại phân xưởng hoàn thành, giấy bán thành phẩm được cắt để tạo thành giấy có khổ nhất định ( A0, A1, A2, A3, A4 ), … hoặc để nguyên. 1.2.5. Thu hồi hóa chất. Dịch đen thải ra sau quá trình nấu có chứa lignin , ligno sulphates , và các hóa chất khác . Các hóa chất này được thu hồi tại khu vực thu hồi hóa chất à được tái sử dụng cho quá trình sản xuất bột giấy . Đầu tiên , dịch đen được cô đặc bằng phương pháp bay hơi . Tiếp đó , dịc đen đã cô đăc được dùng làm nhiên liệu đốt trong nồi hơi thu hồi . Các chất vô cơ còn lại sau khi đót sẽ ở dạng dịch nấu chảy trên sàn lò . Dịch nấu chảy chứa chủ yếu là muối carbonate chảy xuống từ trên sàn lò và được giữ bằng nước : chất này gọi là dịch xanh . Dịch xanh này được mang đến bồn phản ứng ( bồn kiềm hóa ) để phản ứng với vôi Ca(OH)2 tạo thành natri hydroxide và calcium carbonate lắng xuống . Phần chất lỏng sẽ được dùng cho quá trình sản xuất bột giấy , còn calcium carbonate được làm khô và cho vào lò vôi để chuyển thành calcium oxide bằng cách gia nhiệt . Calcium oxide lại được trộn với nước để hóa vôi . Hình 2 mô tả chu trình thu hồi háo chất và nấu bột . 9 Hình 6: Chu trình thu hồi hóa chất và nấu bột 10 CHƯƠNG 2 HỆ ĐIỀU KHIỂN SẤY TRONG XEO GIẤY Độ ẩm của tờ giấy là một thông số rất quan trọng quyết định đến sự vận hành trơn chu của quá trình xeo giấy, nếu độ ẩm không được điều khiển một cách hợp lý giấy sẽ bị đứt làm quá trình sản xuất giấy bị ngắt quãng gây ảnh hưởng đến năng suất. Đồng thời nó là một trong những tiêu chí để đánh giá chất lượng giấy. Giá trị độ ẩm của tờ giấy được quyết định trong nhà máy xeo giấy mà quan trọng nhất là công đoạn sấy trong buồng sấy. Tính từ đầu xeo đến cuối xeo thì độ ẩm của giấy giảm dần và độ khô của giấy tăng dần, sau công đoạn hình thành tờ giấy độ ẩm còn khoảng 80% (độ khô khoảng 20%). Tiếp đó tờ giấy đi qua công đoạn ép ướt độ khô đạt khoảng 40%, từ đây tờ giấy được đưa vào hệ thống sấy. Tại đây tờ giấy được sấy khô và độ khô ổn định đạt khoảng 93 – 94%. Rồi từ đó tờ giấy được đưa tới các công đoạn cuối cùng để cho ra giấy thành phẩm. Vì vậy có thể nói công đoạn sấy đóng vai trò quan trọng nhất quyết định đến độ ẩm của tờ giấy và độ ẩm của tờ giấy cũng được điều chỉnh chính tại buồng sấy. 2.1. Vai trò của khâu sấy giấy Trong một nhà máy giấy thì phân xưởng xeo đóng vai trò quan trọng hơn cả, chức năng chính của nó là sản xuất ra các cuộn giấy thành phẩm từ bột giấy. Trong đó khâu sấy giấy là một thành phẩm có ảnh hưởng nhiều nhất tới chất lượng của tờ giấy. nhiệm vụ chính của khâu sấy là định hình kích cỡ khổ giấy và làm bay hơi phần lớn lượng nước tồn tại trong giấy để đạt độ khô yêu cầu. Nguyên lý cơ bản của quá trình sản xuất giấy là quá trình loại hơi nước khỏi bột bằng việc ép, ra nhiệt. Tại phần đẩu của dây chuyền xeo hay bột sau khi được phun lên lưới hình thành bởi hệ thống môi phun thì độ ẩm chiếm tới 99%, trong khi đó ở cuối dây chuyền độ ẩm của giấy chỉ còn lại khoảng 4,5 – 8% trọng lượng của tấm giấy. Quá trình sản xuất giấy trong phân xưởng xeo được mô tả như hình vẽ sau: Hình 7: Quá trình sấy trong phân xưởng xeo Như vậy có ba khâu chính trong quá trình sản xuất giấy ở phân xưởng xeo: Khâu phun bột lên lưới để hình thành tờ giấy với độ ẩm cỡ 80%, Khâu ép ướt với độ ẩm khi ra khỏi khâu này là 50 - 60% và khâu sấy giấy. Sauk hi ra khỏi khâu sấy, nước . mặt của tờ giấy và luồng khí thông gió. Các phương pháp sấy được sử dụng: - Sấy trực tiếp : tờ giấy tiếp xúc với lô sấy máy - Sấy tự do : sấy trong khoảng. đánh giá chất lượng giấy. Giá trị độ ẩm của tờ giấy được quyết định trong nhà máy xeo giấy mà quan trọng nhất là công đoạn sấy trong buồng sấy. Tính từ đầu
