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纤维素纤维用浆粕工厂设计规范 GB 51139-2015
中华人民共和国国家标准
纤维素纤维用浆粕工厂设计规范
Code for design of pulp plant for cellulose fibre
GB51139-2015
主编部门:中国纺织工业联合会
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2016年6月1日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第933号
住房城乡建设部关于发布国家标准《纤维素纤维用浆粕工厂设计规范》的公告
现批准《纤维素纤维用浆粕工厂设计规范》为国家标准,编号为GB 51139-2015,自2016年6月1日起实施。其中,第3.1.4、5.3.2(3、4)、6.3.2(15)、6.4.6、9.4.4、14.2.4、14.2.7、14.3.8、15.3.17(5)条(款)为强制性条文,必须严格执行。
本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2015年9月30日
前言
本规范是根据住房城乡建设部《关于印发<2012年工程建设标准规范制订、修订计划>的通知》(建标[2012]5号)的要求,由中国纺织工业联合会和新乡白鹭化纤集团设计研究所会同有关单位编制完成的。
本规范在编制过程中,编制组认真总结纤维素纤维用浆粕工厂的设计和工程建设的实践经验,以及参考国家有关标准,在广泛征求意见和调查研究的基础上,最后经审查定稿。
本规范共分16章和3个附录,主要内容包括总则,术语和符号,工艺设计,工艺设备,管道,辅助生产设施,仪表和自动控制,电气,总平面设计,建筑、结构,给水排水,暖通,动力,环境保护,职业安全卫生及仓储等。
本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
本规范由住房城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由中国纺织工业联合会负责日常管理,由新乡白鹭化纤集团设计研究所负责具体技术内容解释。本规范执行过程中如有意见或建议,请寄送新乡白鹭化纤集团设计研究所(地址:河南省新乡市凤泉区锦园路1号;邮政编码:453011;电子邮箱:yjs@bailu.com)。
本规范主编单位、参编单位、参加单位、主要起草人和主要审查人:
主编单位:中国纺织工业联合会
新乡白鹭化纤集团设计研究所
参编单位:中国纺织勘察设计协会
中国纺织工业设计院
河南省纺织建筑设计院有限公司
恒天海龙股份有限责任公司
恒天(江西)纺织设计院有限公司
福建省建筑轻纺设计院
参加单位:四川永丰纸业股份有限公司
主要起草人:李云生 杜书刚 王秀安 刘玉献 赵永斌 张广予 陈新 田维娜 王建毅 卜晨阳 罗伟国 许建明 崇杰 武红艳 马胜 洪清伟 郑念屏 陈国招 李光 古虹 郭书勤 张兵 胡伟红 李积全 唐宗刚 张吉第 王鹏 刘栋梁 李安安 陈梁 任建春 聂鉴新 张政峰 吴和岭
主要审查人:张世平 吴玉华 刘承彬 尹振文 常家桓 刘凤 林思球 聂扬 余达山 刘中勇 韦继超
1 总 则
1.0.1 为规范纤维素纤维用浆粕工厂设计,做到技术先进、经济合理、安全可靠、节能环保,制定本规范。
1.0.2 本规范适用于以棉短绒、木材或竹材为主要原料,采用碱法、预水解硫酸盐法或亚硫酸盐法生产纤维素纤维用浆粕的新建、扩建和改建工厂设计。
1.0.3 纤维素纤维用浆粕工厂的“三废”治理、职业安全卫生、节能减排措施应执行国家和地方法律、法规的相关规定。
1.0.4 纤维素纤维用浆粕工厂设计除应符合本规范规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.1 浆粕 pulp
以棉短绒、木材、竹材等富含纤维素的植物为原料,经碱法或酸法蒸煮、洗选、漂白、除砂、抄造等工序生产的纤维状聚集体,主要成分是α-纤维素(又称甲种纤维素)。
2.1.2 棉浆粕 linter pulp
以棉短绒为原料生产的浆粕。
2.1.3 木浆粕 wood pulp
以木材为原料生产的浆粕。
2.1.4 竹浆粕 bamboo pulp
以竹材为原料生产的浆粕。
2.1.5 棉短绒 cotton linter
从棉籽表面上剥下的短纤维。
2.1.6 纤维素纤维 cellulose fibre
主要化学成分是聚β-D-葡萄糖大分子的纤维,包括天然纤维素纤维和再生纤维素纤维。
2.1.7 原料制备 raw material preparation
将制浆原料去除杂质并开松或切成一定规格料片的工艺过程。通常也称为备料。
2.1.8 蒸煮 digestion
浆粕原料在一定的压力、温度及适量制浆化学品在蒸煮器内进行物理、化学反应,以除去原料中的木素、半纤维素、蜡质、灰分等杂质,并降低纤维素聚合度的工艺过程。
2.1.9 间歇蒸煮工艺 batch digestion process
采用蒸球或立式蒸煮锅设备,分批次进出料的蒸煮工艺。
2.1.10 超级间歇蒸煮工艺 super batch digestion process
以冷喷放及热能的合理回收利用为核心技术的低能耗间歇蒸煮工艺。
2.1.11 置换蒸煮工艺 displacement digestion process
以在不同蒸煮阶段从槽区抽进各种温度与化学特性不同的液体经过蒸煮锅中的料层进行反应,置换后进行冷喷放,同时置换出来的黑液为下一个间歇蒸煮做好准备的工艺。
2.1.12 连续蒸煮工艺 continuous digestion process
采用立式、横管式、斜管式等连续蒸煮设备,实现物料连续进出的蒸煮工艺。
2.1.13 蒸煮液 digester liquor
原料蒸煮所用的药液。
2.1.14 黑液 black liquor
蒸煮后从浆料中分离出的料液。
2.1.15 黑液提取 black liquor extraction
将溶解有木素、半纤维素等有机物和其他杂质的浆液与纤维分离的工艺过程。
2.1.16 洗涤 washing
用水将溶解于制浆药液中的木素等有机物与纤维分离以取得洁净浆料的工艺过程。
2.1.17 打浆 beating
通过打浆机、磨浆机、锥形精浆机等设备的机械剪切作用,降低纤维的平均长度,并使纤维分丝、帚化的工艺过程。
2.1.18 筛选 screening
以筛缝间隙或圆孔直径的大小截留并去除浆料中未煮烂的竹节、木节及其他非浆状物杂质的工艺过程。
2.1.19 除砂 riffling
利用重力、离心力等方法将纤维浆料与其比重不同的砂等杂质进行分离的工艺过程。
2.1.20 氯化 chlorination
在浆料中加入氯气或含氯的氧化物以达到氧化目的的处理过程。
2.1.21 漂白 bleach
用漂白剂对浆料进行处理以提高浆料的白度、降低纤维素聚合度并提纯的工艺过程。
2.1.22 元素氯漂白工艺(CEH) chlorine elemental have (CEH) bleaching
直接使用氯气、碱液和次氯酸盐液的漂白工艺。是传统的三段漂白工艺(C-氯化、E-碱处理、H-次氯酸盐)。
2.1.23 无元素氯漂白工艺(ECF) elemental chlorine free (ECF) bleaching
主要采用二氧化氯做漂白剂的漂白工艺。
2.1.24 全无氯漂白工艺(TCF) total chlorine free (TCF) bleaching
采用过氧化氢、氧气、臭氧和生物酶等非含氯化合物作为漂白剂的工艺。
2.1.25 流浆箱 head box
将浆料均匀分布在纸页成型网上的装置。
2.1.26 抄浆 papermaking
浆料经过抄浆机上网、脱水、压榨、烘干、切纸、理纸、打包等,制成浆粕成品的工艺过程。
2.1.27 白水 white water
抄浆工艺过程产生的含有少量纤维的生产水。
2.1.28 绝干料 absolute dry material
经物理方法除去或经计算扣除全部水分的植物纤维原料或浆料。
2.1.29 风干料 air-dry material
含水量为10%的植物纤维原料或浆料。
2.1.30 碱回收 alkali recovery
将提取的黑液蒸发浓缩并进行燃烧,使黑液中的活性碱及有机钠盐类物质与烟气中的二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫、氧及水蒸气发生反应,生成Na2CO3和Na2S的熔融物。然后将此熔融物以稀白液溶解、苛化,产生用于制浆的白液的工艺过程。
2.1.31 苛化 causticization
以有效成分为Ca(OH)2的石灰乳液与澄清后的绿液反应,将其中的Na2CO3转化为NaOH的过程。
2.1.32 绿液 green liquor
黑液经碱回收炉燃烧得到的熔融物溶解于稀白液或水中而得的溶液。其主要成分为Na2CO3或Na2CO3与Na2S溶液。
2.1.33 白液 white liquor
绿液(或碳酸钠溶液)经Ca(OH)2苛化所得澄清的溶液,经配制后用做蒸煮液。
2.1.34 白泥 lime mud
苛化溶液分离出清液后沉淀出的灰白色膏状物质,主要成分是CaCO3。
2.2 符 号
A——酸处理;
Adt——风干料吨重;
bdt——绝干料吨重;
C——氯化;
CEH——元素氯漂白工艺;
D——二氧化氯处理;
D0——首段二氧化氯处理;
D1——第二段二氧化氯处理;
DDS——美国Cabtec公司推出的置换蒸煮系统(Displacement Digester Systems);
E——碱处理;
ECF——无元素氯漂白工艺;
E0——加氧的碱处理;
EOP——氧和过氧化氢强化碱处理;
H——次氯酸盐处理;
O——氧处理;
P——过氧化物处理;
Q——螯合剂处理;
RDH——瑞典Rapid公司推出的快速热置换蒸煮系统(Rapid Displacement Heating);
TCF——全无氯漂白工艺;
TRS——总还原硫排放量。
3 工艺设计
3.1 一般规定
3.1.1 工厂的设计生产能力宜以“t/a”作单位表示。
3.1.2 工厂的年生产天数宜按每年340d计算。
3.1.3 生产用原辅料应计量。
3.1.4蒸煮、漂洗、蒸发浓缩、漂白剂制备等过程产生的工艺废气必须进行处理,严禁直接排放。
3.1.5 设备和管道系统安全阀设置应符合现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB 50160、《工业金属管道设计规范》GB 50316及《压力管道规范 工业管道 第6部分 安全防护》GB/T 20801.6的有关规定。
3.1.6 棉浆粕工厂生产车间设计范围应符合下列规定:
1 备料车间应包括棉短绒称量、开棉、干式除杂及风送等工序;
2 制浆车间应包括预浸压榨、蒸煮、洗选及漂白等工序;
3 浆板车间应包括上浆、压榨、干燥、切纸、理纸及包装等工序;
4 化学品制备车间应包括漂液制备工序及化学品储备。
3.1.7 木浆粕工厂生产车间设计范围应符合下列规定:
1 备料车间应包括木片堆场、筛选、洗涤及输送;当原料为原木时,则还应包括原木清净、去皮、锯断、削片等工序;
2 制浆车间应包括蒸煮、洗选、漂白及白液氧化等工序;
3 浆板车间应包括净化、上浆、压榨、干燥、切纸、理纸及包装等工序;
4 碱回收车间应包括黑液蒸发、燃烧、苛化及石灰回收等工序;
5 化学品制备车间应包括漂白剂制备、化学品储存及制氧站。
3.1.8 竹浆粕工厂生产车间设计范围应符合下列规定:
1 备料车间应包括竹切片堆场、筛选、洗涤及输送;当原料为竹子时,则还应包括竹子上料、切片、筛选及大片再碎等工序;
2 制浆车间应包括蒸煮、筛选、洗浆、漂白、除杂及储浆等工序;
3 浆板车间应包括净化、上浆、压榨、干燥、切纸、理纸及包装等工序;
4 碱回收车间应包括黑液蒸发、燃烧、苛化及石灰回收等工序;
5 化学品制备车间应包括漂白剂制备、化学品储存及制氧站。
3.2 设计原则
3.2.1 工艺设计应以物料平衡、水平衡和热量平衡为计算依据。
3.2.2 工艺设计应采用成熟可靠的新工艺、新技术、新设备。
3.2.3 工艺设计应减少工艺过程的污染物产生量,并采取综合利用或有效措施治理“三废”。
3.2.4 车间内对外排放的浆粕废水宜设置过滤设施。
3.2.5 漂白末端洗浆和抄造浆板的生产用水应为软化水。
3.2.6 浆板抄造宜采用浆料精选处理、湿部高效脱水及热风气垫干燥等工艺。
3.2.7 棉浆粕工厂工艺设计除应符合本规范第3.2.1条~第3.2.6条规定外,尚应符合下列规定:
1 备料间的面积宜能存放不低于24h使用量的棉短绒;
2 备料工段应采用干式除杂系统;
3 宜采用大容量间歇式蒸煮工艺;
4 蒸球宜采用从轴两端进汽方式;
5 宜在蒸球倒料前即提取浓黑液;
6 蒸煮大放汽宜采用大放汽余热回收系统或串汽回收系统;
7 多台精浆机宜采用组内并联、组间串联的分组设计方式。
3.2.8 木浆粕工厂工艺设计除应符合本规范第3.2.1条~第3.2.6条规定外,尚应符合下列规定:
1 木片堆应采用机械式堆存;
2 木片应进行筛选和洗涤;
3 蒸煮可采用预水解硫酸盐法低固形物连续蒸煮工艺或预水解硫酸盐法低能耗间歇蒸煮工艺;
4 蒸煮工段应设置松节油回收、不凝气体收集及废热回收利用等系统;
5 浆料氧脱木素宜采用两段氧脱木素;
6 浆料漂洗前应进行除节、筛选及除渣;
7 浆料洗涤宜采用中浓多段逆流洗浆工艺;
8 浆料筛选宜采用中浓多段封闭筛选工艺;
9 浆料漂白宜采用中浓多段漂白工艺;
10 浆料漂白宜采用无元素氯漂白工艺(ECF)。
3.2.9 竹浆粕工厂工艺设计除应符合本规范第3.2.1条~第3.2.6条规定外,尚应符合下列规定:
1 原竹切片工序宜设置在原竹产区;
2 蒸煮系统宜采用超级间歇蒸煮、置换蒸煮或节能蒸煮等先进技术,不得采用蒸球蒸煮系统;
3 立式蒸锅的循环加热系统应采用喷射式直接换热器;
4 间歇蒸煮工序应设置竹片装锅量计量装置;
5 浆粕生产应采用添加助剂的方法降低竹材中的灰分含量;
6 竹浆粕生产应采用预水解硫酸盐蒸煮加多段塔式漂洗工艺;
7 立式蒸煮锅喷放宜采用减压冷喷放;连续蒸煮器宜采用高温逆流洗涤后冷喷放;
8 氧脱木素工艺宜采用两段氧脱木素;
9 竹浆粕漂白工艺应采用无元素氯漂白工艺(ECF)或全无氯漂白工艺(TCF),不得采用元素氯漂白工艺(CEH);
10 未漂洗系统应采用多段高浓封闭筛选技术;
11 漂白工艺宜采用O-D0-E/O-D1-H-A或类似的短程E-C-F漂白工艺;
12 浆料洗涤和黑液提取应采用连续式多段串联逆流工艺;
13 竹浆粕的抄浆工艺宜采用压力上浆、夹网成型、靴式压榨、气垫干燥工艺。
3.3 工艺流程
3.3.1 生产工艺流程应根据原料种类、产品要求和生产规模确定。
3.3.2 浆粕生产应选择成熟、先进、节能及环保的工艺路线。
3.3.3 工艺流程除有要求外可按本规范附录A选择。
3.4 工艺计算
3.4.1 纤维的物料平衡应按下列公式计算:
式中:Q——进入某设备的纤维量(kg/adt);
Q1——自某设备输出的纤维量(kg/adt);
Q2——自某设备流失的纤维量(kg/adt);
c——进入某设备的浆料浓度(%);
c1——自某设备输出的浆料浓度(%);
c2——自某设备流失的浆料浓度(%)。
3.4.2 设备台数的确定应按下式计算:
式中:n——选用的设备台数(台);
Q——生产中需该种设备处理的物料量(t/d);
P——该设备的生产能力(t/d);
k——设备利用系数。
3.4.3 单台蒸煮锅(球)的年生产能力应按下式计算:
式中:P——每台蒸煮锅(球)的生产能力(t/a);
G——每锅(球)投料量(t);
β——粗浆得率(%);
T——年生产时间(h);
t——蒸球生产周期(h)。
3.4.4 蒸煮锅的生产能力应按下列公式计算:
式中:P——蒸煮锅的风干浆生产能力(kg/d);
V——蒸煮锅的有效容积(m3);
b——蒸煮周期(h);
q——单位容积产风干浆量(kg/m3);
α——单位容积的绝干料片装锅量(kg/m3),取150~200;
β——粗浆得率(%)。
3.4.5 单台漂白机的年生产能力应按下式计算:
式中:P——漂白机的生产能力(t/a);
V——漂白机容积(m3);
c——漂白机中浆料浓度(adt/m3);
T——年生产时间(h);
t——生产周期(h)。
3.4.6 储浆池体积应按下式计算:
式中:V——所需储浆体积(m3);
Q——所需储存浆料量(bdt/h);
T——储存时间(h);
c——储浆浓度(%)。
3.4.7 浆板机生产能力应按下式计算:
式中:P——浆板机的产能(t/d);
v——浆板机车速(m/min);
Bm——幅宽(m);
q——纸幅定量(g/m2);
η——浆板机总效率(%)。
3.5 节能降耗
3.5.1 洗浆、漂白、抄浆等工序用水应逆段使用,后道工序的排水宜作为前道工序的用水并进行回收利用。
3.5.2 蒸煮、蒸发浓缩等工序的余热应综合利用。
3.5.3 设计中应防止生产工艺流程的无效往返,合理布置生产装置和设备,用能负荷中心应集中,并应根据装置竖向布置确定装置安装高度,利用位差能量。
3.5.4 在满足生产要求和安全防火、防爆的条件下,设备布置应做到辅助装置或设施与主装置就近布置,缩短管线距离。
3.5.5 各工段主要用能点应设置计量仪表。
3.5.6 棉浆粕大放气带出的棉短绒应回收。
3.5.7 蒸煮原料预浸和液比调节应使用稀黑液。
3.5.8 木浆粕和竹浆粕生产中黑液的蒸发浓缩物应进行燃烧,并应回收化工原料和热量。
3.5.9 蒸煮应采用低能耗蒸煮工艺。
3.5.10 黑液蒸发应采用提高出效黑液浓度及碱炉热效率的结晶蒸发工艺。
3.5.11 设备和管道保温、保冷设计应选用性能良好的绝热材料,并应通过计算确定绝热厚度。
3.5.12 浆粕工厂应遵循“以热定电”的原则,根据全厂用汽负荷和用电负荷,宜配备背压发电机组。
3.5.13 全厂应配备蒸汽冷凝水回收系统、热排汽换热系统。
3.5.14 换热装置的冷却水应循环利用。
3.5.15 抄制过程中产生的废浆粕及不合格浆粕应就近碎浆后并返回漂后池中。
4 工艺设备
4.1 一般规定
4.1.1 工艺设备的选择应符合技术先进、高效节能、性能稳定、安全适用的原则。
4.1.2 转动设备应选用运行性能稳定、效率高、噪声小、设备故障率低及维修方便的产品。
4.1.3 易燃、易爆、有毒及腐蚀性物料的输送设备应保证运行的安全性。
4.1.4 非标设备的设计应符合下列规定:
1 压力容器的设计和制造应符合现行国家标准《压力容器》GB 150的有关规定;
2 玻璃钢类容器的设计应符合现行行业标准《玻璃钢化工设备设计规定》HG/T 20696的有关规定;
3 塑料类容器的设计应符合现行行业标准《塑料设备》HG/T 20640的有关规定。
4.2 主要设备材质选择
4.2.1 与硫酸、双氧水接触的设备应采用聚四氟乙烯等耐腐蚀材质。
4.2.2 与盐酸、次氯酸钠漂白剂接触的设备或设施应采用钢板衬胶、混凝土衬耐酸砖、混凝土涂环氧树脂或硬聚氯乙烯等耐腐蚀材质。
4.2.3 浆板机内接触浆水部分的设备应采用304不锈钢或316L不锈钢等耐腐蚀材质。
4.2.4 烘干、切纸、理纸、打包等非接触浆水部分的设备可采用碳钢等材质。
4.2.5 棉浆粕工厂的其他主要设备材质选择除应符合本规范第4.2.1条~第4.2.4条规定外,尚应符合下列规定:
1 与氢氧化钠(NaOH)接触的设备可采用碳钢等材质;
2 与蒸汽、蒸煮废气、黑液接触的设备可采用碳钢等材质;
3 与干氯气接触的设备应采用硬聚氯乙烯或碳钢等材质;与湿氯气或液氯接触的设备应采用聚乙烯或聚氯乙烯等耐腐蚀材质;
4 漂白洗浆设备及输送泵应采用316L不锈钢等耐腐蚀材质;
5 后精选除渣器、洗浆设备的网笼、输送泵应采用316L不锈钢等耐腐蚀材质;
6 浆板车间的高位调浆箱、流浆箱应采用304不锈钢或UPVC硬聚氯乙烯等耐腐蚀材质。
4.2.6 木浆粕和竹浆粕工厂的其他主要设备材质选择除应符合本规范第4.2.1条~第4.2.4条规定外,尚应符合下列规定:
1 蒸煮锅应采用实心双相不锈钢或2205复合钢板等耐腐蚀材质;
2 与蒸煮液接触的设备应采用316L不锈钢或2205复合钢板等耐腐蚀材质;
3 喷放设备接触浆料部分的材质应采用316L不锈钢等耐腐蚀材质;
4 根据接触介质特性不同漂白反应塔槽等设备应采用碳钢内衬2205复合钢板、316L不锈钢、玻璃钢或耐酸瓷砖等耐腐蚀材质;
5 根据接触介质特性不同漂白洗浆设备及输送泵应采用2205复合钢板、316L不锈钢或其复合材质等耐腐蚀材质;
6 与氯酸钠接触的设备应采用玻璃钢,其输送泵应采用316L不锈钢等耐腐蚀材质;
7 封闭筛选、洗涤、脱水设备应采用304不锈钢等耐腐蚀材质;
8 废气处理设备应采用玻璃钢或316L不锈钢等耐腐蚀材质;
9 工艺用压力槽罐应根据储存介质特性确定所采用的材质;
10 制备二氧化氯的设备和储槽应采用钛或玻璃钢材质。
4.2.7 钢制类非标设备材质应符合现行行业标准《钢制化工容器材料选用规定》HG/T 20581的有关规定。
4.3 设备选型和配置
4.3.1 工艺设备容积和数量应根据物料平衡计算数据及产能等因素确定。
4.3.2 生产装置连续运转的设备备台宜根据工艺、环境、负荷等因素合理配置。
4.3.3 输送中、高浓浆料的浆泵宜采用轴流泵。
4.3.4 洗浆设备可选用双辊置换压榨洗浆机、鼓式置换洗浆机、网式压榨洗浆机或除气式真空洗浆机。
4.3.5 漂白浆料的洗涤设备宜采用与粗浆洗涤同类型的设备。
4.3.6 浆板机宜选用夹网气垫干燥浆板机。
4.3.7 制浆车间洗选工段、漂白工段和浆板车间应配备检修及吊装用的起重设备。起重设备的配置应满足最重或最大件的安装和维护要求。
4.3.8 棉浆粕工厂的设备选型和配置除应符合本规范第4.3.1条~第4.3.7条规定外,尚应符合下列规定:
1 备料应选用具备除渣及除尘功能的设备;
2 蒸球单台容积不应小于40m3;
3 磨浆应选用大锥度精浆机;
4 黑液提取宜选用节能型压榨提取设备。
4.3.9 木浆粕工厂的设备选型和配置除应符合本规范第4.3.1条~第4.3.7条规定外,尚应符合下列规定:
1 木片堆应选用上料及卸料器;
2 木片筛选应选用木片筛;
3 木片洗涤应选用木片洗涤器;
4 采用连续蒸煮工艺时,蒸煮器应选用一台预水解塔和一台连蒸塔;当采用间歇蒸煮工艺时,蒸煮器应选用同规格的多台立式蒸煮锅,不得采用蒸球;
5 采用连续蒸煮工艺时,喷放锅的总容积应满足1.5h以上的储存量;采用间歇蒸煮工艺时,喷放锅的单台容积可为单台蒸煮器容积的3倍,其总容积不应超过蒸煮器总容积的2倍;
6 浆料筛选系统宜选用除节筛、洗节机、压力筛、除渣器及压力浓缩机等设备;
7 采用多段漂白工艺时,漂白塔的容积确定可根据实际情况加大,但加大量不应超过15%。
4.3.10 竹浆粕工厂的设备选型和配置除应符合本规范第4.3.1条~第4.3.7条规定外,尚应符合下列规定:
1 竹片输送应采用多级皮带输送方式或刮板输送机,垂直输送可采用斗式提升机。
2 蒸煮设备宜采用立式蒸锅,不得采用蒸球。
3 当采用立式锅蒸煮时,宜配置3台~5台相同规格的蒸锅。
4 喷放设备总容积宜符合下列规定:
1)对于间歇蒸煮工艺,宜为蒸煮设备总容积的1.5倍~1.8倍;每台喷放设备容积,宜为每台蒸煮锅容积的2.5倍~3倍;
2)对于连续蒸煮设备,宜按1.5h产浆量确定。
5 竹浆粕洗浆设备应根据生产规模确定。年产100000t及以上规模应采用压力洗浆机,年产100000t以下可采用真空洗浆机。
6 筛选设备应采用高浓封闭筛选系统。
7 洗浆机前宜设置多段除节器或(和)筛浆机。
8 浆粕干燥设备内应设置自动灭火设施。
4.4 设备布置
4.4.1 设备布置应符合工艺流程、方便操作与检修的要求。
4.4.2 洗浆过滤设备、漂洗设备宜布置在上层;浆池、黑液收集槽(池)、漂洗液收集槽(池)宜布置在下层。
4.4.3 设备布置应留出网笼、转鼓、筛鼓、压榨辊等部件更换或检修空间。
4.4.4 设备竖向布置应满足起重设备安全吊装空间。
4.4.5 真空泵、空压机、风机等噪声较大的设备宜布置在独立房间或车间辅房内。
4.4.6 真空洗浆机的安装高度应满足水腿的高度要求。
4.4.7 多层厂房内布置设备时,应设置检修吊装孔,且吊装孔不宜设置在底层平面主要通道上方,并宜在底层设置专用大门。
4.4.8 荷载较大设备及运行时有强烈振动或冲击的设备,宜布置在厂房的底层地面;必须布置在楼面时,应采取相应措施。
4.4.9 设备或生产线的操作面宜朝向厂房的采光面。
4.4.10 设备不得布置在厂房结构变形缝上。
4.4.11 制浆、洗浆设备应按照工艺流程布置,高度方向留出落差并且应减少长距离往返输送。
4.4.12 精浆机、洗浆机应成组排列布置。
4.4.13 浆板机厂房跨度应根据浆板机的宽度及浆板机换网、换辊时的操作位置确定。浆板机的主体部分应布置在主跨内。浆板机应留有操作距离。浆板机传动侧与内墙或柱子内侧面应留有检修通道。
4.4.14 松节油回收系统应和厂房隔开,独立设置。
4.4.15 木片(竹片)输送皮带与水平夹角不应超过17°;刮板输送机与水平夹角不应超过45°。
4.4.16 棉浆粕工厂的设备布置除应符合本规范第4.4.1条~第4.4.13条规定外,尚应符合下列规定:
1 送料风机不宜紧邻变压器、配电室及控制室;
2 开棉机的布置不应影响运输棉短绒车辆的通行且方便备料及投料;
3 40m3蒸球轴向相邻两球中心距不宜小于10m。
4.4.17 木浆粕工厂的设备布置除应符合本规范第4.4.1条~第4.4.15条规定外,尚应符合下列规定:
1 木片输送机的布置不应影响运输车辆的通行;
2 年结冰期少于25d的地区,蒸煮锅布置可采用半露天形式布置;
3 多台蒸煮锅的布置应保证木片输送机的下料顺畅;
4 蒸煮、洗选及漂白工段宜集中布置在一个建筑物内;
5 制浆车间二楼室内设备与室外塔、槽等装置之间应有操作和检修通道。
4.4.18 竹浆粕工厂的设备布置除应符合本规范第4.4.1条~第4.4.15条规定外,尚应符合下列规定:
1 竹片输送皮带或刮板输送机宜布置在架空的封闭通道内,通道应设采光窗和操作人员巡检通道;
2 在非严寒地区,蒸煮装置、二氧化氯制备、氯酸钠调配宜布置在无围护结构的框架结构内。
5 管 道
5.1 一般规定
5.1.1 管道设计应保证安全可靠、操作方便、整齐美观,除应满足正常生产需要外,还应满足开停车及事故处理时的需求。
5.1.2 工艺管道和其他专业管线应统筹规划,合理安排。
5.1.3 管道设计应符合工艺和仪表流程图(P&ID)及管道规格书的要求。
5.1.4 有毒介质管道和氧气管道应采用焊接连接,除有特殊需要外不得采用法兰或螺纹连接。
5.1.5 输送容易堵塞物料的管道公称直径应大于25mm。
5.1.6 管道与振动设备或转动设备连接时,应满足柔性要求。
5.1.7 输送氧气管道应可靠接地;当必须采用法兰或螺纹连接时,每对法兰或螺纹接口应设跨接导线,电阻值应小于0.03Ω。
5.1.8 管道抗震设计应符合国家现行标准《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》GB 50032和《石油化工非埋地管道抗震设计通则》SH/T 3039的有关规定。
5.1.9 管道的柔性计算应符合现行国家标准《工业金属管道设计规范》GB 50316的有关规定。
5.1.10 管道的保温和保冷计算、材料选择及结构要求应符合现行国家标准《设备及管道绝热技术通则》GB/T 4272、《设备及管道绝热设计导则》GB/T 8175及《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB 50264的有关规定。
5.2 管道选材
5.2.1 管道材质的选择应根据输送介质的特性及其温度、压力的要求确定,管材可按表5.2.1选用。
表5.2.1管材选用表
注:“●”表示推荐选用,“○”表示选择选用;注1为从蒸煮锅排出到黑液槽的热蒸煮液管道;注2为冷浆料管道。
5.2.2 工艺管道的管径应按输送介质的流量及经济流速选择。壁厚应根据管道承受的压力、温度确定,并应满足磨损、腐蚀及连接等要求。
5.3 管道布置
5.3.1 管道布置应统筹规划,做到安全可靠,满足生产、安装、操作、维修的要求,并力求整齐美观。
5.3.2 管道布置应符合下列规定:
1 管道宜集中架空成排布置;
2 输送有毒介质的管道不得埋地敷设;
3可燃气体和甲、乙、丙类液体的管道严禁穿过防火墙;
4输送有毒、易燃、易爆、腐蚀性介质的管道不得穿越办公区、休息区、控制室、机柜间、化验室及变配电等区域;
5 输送腐蚀性介质、有毒介质、高温或高压介质的管道,可能的泄漏部位不应位于人行通道或电气仪表及设备上方;
6 跨越设备、电机或开关柜、人行通道等处上方的管道不应有焊缝、阀门及其他管道附件;
7 低温管道和天然气管道不应紧邻热力管道布置,且不应布置在热管道的上方。
5.3.3 工艺管道坡度设计,除有特殊要求外,应符合下列规定:
1 自流管沿介质流向坡度应符合下列规定:
1)浆料、浓黑液、苛化液、白泥、绿泥等管道不应小于3%;
2)除填料管外的其他辅料管不应小于1%;
3)污水管应为0.5%~1.0%;
4)白水、稀黑液、绿液不应小于0.5%;
5)其他自流管应为0.3%~0.5%。
2 压力管坡度应符合下列规定:
1)沿介质反流向坡度不应小于0.2%;
2)蒸汽、压缩空气、真空等管道沿介质顺流向坡度不应小于0.2%。
5.3.4 工艺管道穿越楼板、屋顶、地基及其他混凝土构件时应预埋套管或预留套管孔。
5.3.5 跨越人行通道的室内工艺管道其净空高度不宜小于2.2m。跨越车间内运输设备通道的,管道高度应满足设备运输的要求。室外工艺管道跨越运输线路的高度应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的有关规定。
5.3.6 浆料管道设计应避免死角。
5.3.7 氯气管不得与热力管和电缆紧邻敷设。
5.3.8 氯气管与热力管道或电缆交叉时宜在下方通过,两者之间距离应符合现行国家标准《电力工程电缆设计规范》GB 50217的有关规定。
5.3.9 木浆粕和竹浆粕工厂采用真空洗浆机时,设备排液管的水腿高度不应低于一个大气压的水腿高度,且应保持排液管的满管流量和一定的流速。作为水腿的排液管宜垂直布置,应减少弯头和水平管。
6 辅助生产设施
6.1 一般规定
6.1.1 棉浆粕工厂的辅助生产设施宜包括酸碱站、次氯酸钠制备以及分析化验等设施;木浆粕和竹浆粕工厂的辅助生产设施应包括碱回收、二氧化氯制备、双氧水及化学品的储存、制氧及分析化验等设施。
6.1.2 辅助生产设施的规格和数量应满足所服务工艺的生产要求。
6.2 酸碱站
6.2.1 酸碱站应具备酸碱接收、计量和工作液配制及输送功能。
6.2.2 酸碱液浓度调配系统宜采用自动调配工艺。
6.2.3 酸碱站设计除应符合本规范外,还应符合现行行业标准《石油化工储运系统罐区设计规范》SH/T 3007的有关规定。
6.3 碱回收
6.3.1 木浆粕和竹浆粕工厂应设置碱回收设施。
6.3.2 碱回收工艺设计应符合下列规定:
1 碱回收工艺应采用燃烧法;
2 应采用除臭式碱回收炉工艺;
3 进入碱回收炉的黑液浓度宜达到70%;
4 竹浆黑液蒸发前应进行氧化预处理;
5 黑液蒸发宜采用结晶蒸发工艺;
6 黑液多效蒸发流程宜采用混流方式;
7 竹浆黑液蒸发系统应设置钝化装置;
8 多效蒸发效数的选择,应根据黑液特点、能源价格、设备投 资、生产规模等因素综合确定;
9 在停机时回收系统中应设置黑液的排放设施;
10 蒸发工段宜设高压泵水洗、碱洗等设施;
11 苛化工序应采用连续苛化工艺;
12 苛化后的白泥应进行白泥洗涤和石灰回收;
13 碱回收车间产生的白泥处理方法应根据原料种类、环保要求、燃料供应及经济效益等因素确定;
14 年生产能力达到100000t/a及以上的工厂,宜采用回转炉工艺回收石灰;年生产能力低于100000t/a的工厂,宜采用流化床工艺回收石灰;
15碱回收炉给水泵必须设置备用泵,并应设置双动力源;
16 应设置停机时回收系统中黑液的处理设施。
6.3.3 碱回收设备选型、配置及材质选择应符合下列规定:
1 黑液蒸发站宜选用多效板式降膜蒸发器组;
2 蒸发器组中应设置一台板式降膜蒸发器作为增浓效;
3 燃烧工段应设置芒硝碱灰黑液混合器及补充芒硝系统;
4 碱回收炉宜选用次高压单汽包低臭型碱回收炉;
5 苛化应选用连续苛化器;
6 绿液澄清宜选用绿液过滤机;
7 白液澄清宜选用压力过滤机,白泥洗涤可选用真空过滤机、预挂式过滤机或压力过滤机等;
8 石灰窑宜采用节能型回转短窑,并设置补充石灰石系统及出料粉碎机;
9 白泥输送应采用隔膜泵;
10 浓黑液输送泵应采用双相不锈钢等材质;
11 与黑液蒸发浓缩产生的二次蒸汽或其冷凝水接触的设备,应采用316L不锈钢等材质;
12 与稀黑液接触的设备可采用304不锈钢等材质;
13 与白液接触的设备应采用304不锈钢等材质;
14 与绿液接触的设备应采用316L不锈钢等材质。
6.4 二氧化氯制备
6.4.1 二氧化氯制备宜采用氯酸钠甲醇还原法工艺。
6.4.2 甲醇和二氧化氯水溶液输送应采用无泄漏泵。
6.4.3 氯酸钠溶液、硫酸及甲醇进入反应器的各流量控制阀后还应分别设置一个自动切断阀。
6.4.4 氯酸钠溶液、硫酸、甲醇及水的过滤器应采用一用一备方式。
6.4.5 进入反应器的硫酸溶液应提前稀释。
6.4.6二氧化氯制备系统中的反应器循环泵、密封水泵、二氧化氯输送泵、冷冻水泵及二氧化氯排气扇必须配置应急电源。
6.4.7 与二氧化氯反应器溶液直接接触的设备材质应采用钛材质。输送管道和后段设备及尾气处理设备可采用玻璃钢材质。
6.4.8 硫酸喷射器喷嘴的材质应选用钽材。
6.4.9 芒硝过滤机滤筒表面的材质应选用钽或钛材质的滤网。
6.4.10 氯酸钠溶解投料用的起重设备应为手动或采用防爆电机。
6.5 次氯酸钠制备
6.5.1 棉浆粕工厂宜设次氯酸钠制备间。
6.5.2 次氯酸钠制备应设氯气计量间、调配间和分析间。
6.5.3 氯气计量间墙体下方应设机械排风设施。
6.5.4 次氯酸钠制备间内的设备应防止阳光直接照晒。
6.6 制氧站
6.6.1 木浆粕和竹浆粕工厂应根据工艺需要设置氧气制备站。
6.6.2 氧气制备站设计应符合现行国家标准《深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程》GB 16912和《氧气站设计规范》GB 50030的有关规定。
6.6.3 制氧工艺选择,在使用量不小于6000Nm3/h时,宜采用深冷式;使用量小于6000Nm3/h时,宜采用吸附式或真空吸附式工艺。
6.6.4 制氧装置应布置在二氧化氯制备装置附近。
6.7 化验室
6.7.1 化验室应远离振动源、粉尘区及腐蚀性区域。
6.7.2 化验室的设置应能满足仪器、设备分析项目的频次、精确度和通排风、温湿度的要求。
6.7.3 棉浆粕工厂的蒸煮配碱、漂白、次氯酸钠制备间及黑液蒸发应设置分析化验台。
6.7.4 木浆粕和竹浆粕工厂的备料、制浆、浆板、碱回收等车间宜设置化验室。
7 仪表和自动控制
7.1 一般规定
7.1.1 仪表和自动控制的设计应满足工艺流程和生产要求。
7.1.2 在满足工艺要求的前提下,控制水平的确定应符合先进性、适用性和经济性相结合的原则。
7.1.3 仪表选型应满足工艺要求,品种和规格宜统一。
7.1.4 仪表与工艺介质接触部分的材质等级不应低于工艺要求的材质等级。
7.1.5 控制室的设计应符合现行行业标准《控制室设计规范》HG/T 20508的有关规定。
7.1.6 可燃气体和有毒气体检测报警系统的设计,应符合现行国家标准《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》GB 50493的有关规定。
7.1.7 爆炸危险环境的自动控制设计应符合现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058的有关规定。
7.2 控制水平
7.2.1 生产过程控制应采用分散型控制系统(DCS)。当棉浆粕工厂采用蒸球生产时,可采用可编程序控制器(PLC)控制。
7.2.2 单台设备控制或以开关量为主的独立子项可采用可编程序控制器(PLC)控制。
7.2.3 需现场监视、操作的独立工艺单元,可采用常规仪表控制、监视和记录。
7.3 检测和控制方案
7.3.1 分散型控制系统(DCS)应至少配备两台互为备用的操作站。重要数据应有历史记录,数据采样周期应从1s到24h,历史数据保存时间不宜少于3个月。
7.3.2 蒸煮、配碱、漂白等工序的各种化学溶液宜采用批量加入控制和液位高低限报警功能。
7.3.3 有液位监控要求的白水池、污水池、黑液池等,宜就地实现液位的高低限报警和自动控制。
7.3.4 液态化学品储存区宜设置液位监控系统。
7.3.5 在制浆车间和浆板车间的各浆浓调节点,宜设置浆浓自动控制系统。
7.3.6 环境中可能存在有毒或可燃气体场所应设置气体检测报警系统。
7.3.7 计量仪表信号宜接入分散型控制系统(DCS)集中显示和记录。
7.3.8 二氧化氯制备系统应配备包括自动紧急停机、报警与联锁等安全控制系统。
7.4 控制设备选型
7.4.1 模拟信号应采用国际标准信号制,现场仪表传输信号宜采用4mA~20mA。
7.4.2 变送器的测量精度不应低于1.0级。就地指示仪表的测量精度宜为1.5级~2.5级之间。
7.4.3 分散型控制系统(DCS)的选型应符合下列规定:
1 分散型控制系统(DCS)的设计应符合现行行业标准《分散型控制系统工程设计规范》HG/T 20573的有关规定;
2 宜采用开放式系统,过程控制层级可采用工业以太网;
3 服务器、操作站及触摸屏等宜选用工业级设备。
7.4.4 一次测量仪表的选型应符合下列规定:
1 现场温度指示宜选用工业双金属温度计,应根据介质特性选用适当材质的保护套管;
2 现场压力指示宜选用弹簧管式或隔膜式压力表;
3 现场液位指示宜选用磁翻板液位计或浮球液位计,远传液位仪表宜选用法兰式差压变送器或非接触式液位计;
4 一般蒸汽、气体和液体的流量测量宜采用涡街流量计或差压式流量计,含固体、腐蚀性等导电性液体的流量测量宜采用电磁流量计;
5 浆浓测量宜选用内旋式浓度变送器,每个浓度测量点应配备取样阀;
6 有毒气体检测宜选用电化学式传感器;
7 立式蒸锅、喷放锅、储浆塔及漂洗塔的料位测量可采用放射性仪表。
7.4.5 二次仪表的选型应符合下列规定:
1 盘装显示仪表应选用标准尺寸、标准信号和标准电源的产品;
2 显示仪表应采用智能数字仪表;
3 记录仪应选用无纸记录仪;
4 报警系统应选用带消音和试验功能的声光报警方式。
7.4.6 控制阀的选型应符合下列规定:
1 浆料和黑液管路控制阀宜选用Ⅴ型球阀;
2 水蒸气或含水较多的湿气体和易燃的流体,不宜选用铸铁阀体;
3 非腐蚀性流体,宜选用不锈钢阀内组件;
4 控制阀宜采用气动执行机构,当仪表供气不便时,可采用电动执行机构;
5 每台气动控制阀应配备单独的气源切断阀和减压过滤器。
7.4.7 电量参数的检测信号应为来自电气专业的标准信号。
7.5 供电及供气
7.5.1 自控设备供电可采用交流220V/50Hz或直流24V。
7.5.2 供电应由动力配电箱(柜)专用回路提供。
7.5.3 供电等级不应低于相应工艺设备的供电等级。控制系统的供电应采用不间断电源(UPS),后备供电时间不宜小于30min。
7.5.4 供电容量应按用电量总和的1.5倍确定。
7.5.5 自控设备的供气应符合现行国家标准《工业自动化仪表气源压力范围和质量》GB 4830的有关规定。
7.5.6 仪表气源可采用气源分配箱(器)的集中供气方式。气源分配箱(器)的入口应设减压过滤器。
7.5.7 从供气管路上取气时,其取气部位应设在水平管道的上部。从总管或干管上取气时,应在取气接管处安装气源切断阀。气源切断阀宜采用球阀或截止阀。
7.5.8 每个用气仪表的气源进口管路应设置气源切断装置。
7.5.9 在仪表气源管路的最低点,应设排污装置。
7.5.10 车间内气源分配箱(器)前的仪表供气管路,应选用镀锌钢管或不锈钢管,连接管件应与管道材质一致。
7.6 安全技术措施
7.6.1 生产车间的现场仪表应根据环境条件采取防尘、防水和防腐蚀措施。
7.6.2 环境温度达不到仪表工作温度要求时,应采取伴热措施。
7.6.3 爆炸危险环境的仪表选型应满足车间防爆等级要求。
7.6.4 仪表机柜室地面宜采用防静电活动地板。
7.6.5 仪表和控制系统接地应符合现行行业标准《石油化工仪表接地设计规范》SH/T 3081和《仪表系统接地设计规定》HG/T 20513的有关规定。
7.6.6 现场仪表的安装应符合现行国家标准《自动化仪表工程施工及验收规范》GB 50093的有关规定。
7.6.7 仪表和控制系统防雷应符合现行国家标准《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343的有关规定。
8 电 气
8.1 一般规定
8.1.1 供配电系统设计应做到安全可靠、技术先进、经济合理及维护方便。
8.1.2 电气设计应采用高效、节能、环保、安全及性能先进的产品。
8.1.3 在有爆炸等危险环境的电气设计中,应符合现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058的有关规定。
8.2 供配电
8.2.1 下列场所的用电负荷应为二级负荷:
1 室外消防用水量大于30L/s的厂房、仓库,用水量大于35L/s原料堆场的消防用电负荷;
2 数据处理中心、控制室和消防控制室用电负荷;
3 二氧化氯制备系统用电负荷;
4 疏散指示和应急照明负荷;
5 控制室、消防泵房和变配电所的备用照明负荷;
6 碱回收炉给水泵用电负荷。
8.2.2 除本规范第8.2.1条规定以外的场所用电负荷应为三级负荷。
8.2.3 二级用电负荷场所宜采用双回路供电。在供电条件困难时,可由一回路6kV及以上专用架空线路或电缆供电。当采用电缆线路时,应采用两根电缆组成的线路供电,其每根电缆应能承受全部二级计算负荷。
8.2.4 应急供电回路(电源)与正常回路(电源)之间应采取防止并列运行的措施。
8.2.5 当电网供电电压为35kV时,宜采用直降低压配电电压。
8.2.6 当自然功率因数不能满足要求时,应设无功功率补偿装置进行自动补偿。补偿装置宜设在变压器低压侧。补偿后高压侧的功率因数应保持在0.9及以上。
8.2.7 设计应选用谐波分量符合国家相关标准的用电设备,并应选择D,yn11结线组别的三相变压器。
8.2.8 电能消耗应设计分级计量。
8.2.9 成品库房应采用低压配电,其配电系统应符合下列规定:
1 电源箱体宜安装在出入口附近,其箱体应为金属材料,且应达到IP2X防护等级。成品库房内不应安装其他电气设备。当必须安装时,应按下列规定选择相应类型的电气设备:
1)固定安装电机应达到IP21防护等级;
2)移动式、携带式电机应达到IP54防护等级;
3)仪表或其他电器应达到IP44防护等级。
2 总电源箱的进线应设置剩余电流保护器。保护器的剩余电流动作值不应超过300mA,且应断开所有带电导体。总配电箱内应装设Ⅰ级试验的电涌保护器。
3 馈电线路应有过载和短路保护。保护装置应设在电源箱内。
8.2.10 低压供配电及用电设备配电设计应符合现行国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052的有关规定。
8.3 照 明
8.3.1 照明宜采用三相配电。负荷宜平均分配,宜做到三相平衡。潮湿场所照明馈电线路宜设置剩余电流保护器。保护器的剩余电流动作值应为30mA。
8.3.2 灯具应采用保护导体(PE)可靠接地。
8.3.3 照明应按生产车间、工段或防火分区设置照明配电箱。照明配电箱应设置在无可燃物、无腐蚀物、便于操作维护的位置。
8.3.4 应急照明和消防疏散指示标志的设置应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。
8.3.5 成品库房照明线路宜穿金属保护管敷设,也可采用封闭式金属线槽敷设。照明灯具应选用防水防尘灯,并应达到IP2X防护等级。
8.3.6 生产车间潮湿场所的照明应选用防水防尘灯具。
8.3.7 甲醇及松节油储存区的照明灯具与线路应按爆炸性气体环境设计。
8.3.8 检修用行灯应采用36V安全电压。有使用行灯要求的场所,宜设置220V/36V行灯变压器。
8.3.9 各生产车间或工作场所工作面上的最低照度值可按表8.3.9的规定采用。
表8.3.9各生产车间或工作场所工作面上的最低照度值
8.4 防雷、接地
8.4.1 浆粕工厂防雷类别划分应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057的有关规定。
8.4.2 钢筋混凝土结构或钢结构厂房宜利用其结构主筋、钢柱和基础钢筋等作防雷接地装置的组成部分。
8.4.3 原料堆场传送装置应全程可靠接地,其接地点的间距不应大于25m。
8.4.4 原料堆场、成品仓库防雷分类应符合现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058的有关规定。
8.4.5 低压配电系统电源中性点、电气装置外露导电部分的保护接地等电位联结的接地等,可与建筑物的防雷接地共用同一接地系统,其接地电阻应按其中最小值确定。
8.4.6 防雷与接地保护除应符合本规范外,还应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057和《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343的有关规定。
8.5 火灾报警和控制
8.5.1 工厂应设置手动火灾报警系统,当消火栓采用临时高压给水系统时,消火栓箱处应设启泵按钮。手动火灾报警按钮和消火栓按钮应能直接起动消火栓泵和声光警报装置,消火栓按钮并应能显示泵的状态。
8.5.2 每座建筑面积超过1000m2的成品仓库应设置火灾自动报警系统。
8.5.3 切片机出料口和出料传送带廊宜设置感烟探测器和联动系统。感烟探测器的信号应能分别停止切片机和传送带的运行并发出报警信号。
8.5.4 火灾自动报警系统除应符合本规范外,还应符合现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116和《纺织工程设计防火规范》GB 50565的有关规定。
9 总平面设计
9.1 一般规定
9.1.1 总平面布置和总图运输应与区域规划相协调,合理利用已有的水、电、汽、消防及污水处理等公用设施,统筹规划,合理布局。
9.1.2 总平面设计应因地制宜,合理布置,节约用地,提高土地利用率。
9.1.3 总平面设计应进行多方案的技术经济比较,并应符合现行国家标准《工业企业总平面设计规范》GB 50187的有关规定。
9.2 总平面布置
9.2.1 总平面布置应根据生产工艺流程和场地条件,合理划分功能分区;厂区及功能分区内各项设施的布置应紧凑、规整,各功能分区连接便捷,应减少人流、货流交叉干扰。
9.2.2 厂区至少应设置两个出入口,宜位于不同方位;当设在同方向时,间距宜大于150m。厂区出入口应分为人流出入口和货流出入口。
9.2.3 厂区的建(构)筑物布置应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的有关规定,并应兼顾道路、综合管线、卫生防护距离及绿化等的要求。
9.2.4 生产、公用及辅助设施布置应符合下列规定:
1 备料、制浆及浆板等车间的厂房应靠近厂区主要通道;
2 压缩空气及软化水站等应靠近主要生产设施布置,压缩空气站宜布置在散发爆炸性、腐蚀性和有毒气体及粉尘的建筑物的全年最小频率风向的下风侧;
3 总变电所应便于高压线进、出,布置在厂区边缘总进线处,不宜设置在多尘、有腐蚀性气体和有水雾的场所附近;
4 变配电所的位置应根据生产工艺要求、厂房结构与布局、负荷容量和分布综合确定,宜靠近负荷中心;
5 锅炉房宜布置在厂区全年最小频率风向上风侧的边缘地带,并应便于物料运输;
6 给水净水设施宜靠近水源地或水源汇集处,区域管网供水则宜布置在靠近水源方向的厂区边缘区域;
7 循环水设施应布置在所服务的生产设施附近,不宜设置在散发粉尘和有可溶性化学物质的区域;
8 污水处理设施应布置在厂区地势较低的边缘地带,结合城市排污体系,宜位于全年最小频率风向的上风侧;
9 废气处理设施应靠近蒸煮、洗涤、蒸发浓缩、二氧化氯制备等生产设施布置,并宜位于全年最小频率风向的上风侧;
10 碱回收装置、二氧化氯制备装置、二氧化氯储罐区、甲醇储罐区以及白泥回收等装置应位于厂区全年最小频率风向的上风侧;
11 各功能区和主要生产设施四周应设运输车行道,且路宽、净高、坡度均应满足消防车道的要求。
9.2.5 储罐区布置应符合下列规定:
1 储罐区应按物料性质分类布置,其位置应满足生产、储运装卸和安全防护要求;
2 储罐区与厂区内的行政办公设施、生活服务设施及厂外生活服务设施之间应保持防护距离;
3 酸、碱储罐区应布置在全年最小频率风向的上风侧,并应防止对地下水的影响,并应设置防泄漏围堰及排泄漏沟道;
4 盐酸、液氯储罐区应布置在厂区边缘和人流较少地段,并应位于全年最小频率风向的上风侧;区域内应设置实心安全防护围墙;
5 储罐区四周应设置运输车行道,且路宽、净高、坡度均应满足消防车道的要求。
9.2.6 仓库及原料储存区布置应符合下列规定:
1 全厂性的公用仓库及原料储存区,应根据储存物料的性质、货流出入方向及供应对象等因素,并按不同类别相对集中布置,应便于运输、装卸和管理并留有装卸区域及空间;
2 原料储存区宜设置在厂区、居民居住地全年最小频率风向的上风侧,并应设有消防水源和消防环道;
3 原料库及原料中间库应靠近备料车间;
4 成品库及成品中间库应靠近浆板车间;
5 仓库及原料储存区四周应设置运输车行道和消防环道;
6 氯酸钠储存库、甲醇库应为甲类仓库,与最近建筑物的距离应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的有关规定。
9.2.7 行政管理设施及生活服务设施宜位于厂区全年最小频率风向的下风侧,并应设置在厂前区;厂前区应靠近厂区主干道及主要人流出入口,并应结合区域规划要求统一布置。
9.2.8 厂区道路宜采用城市道路,主干道、次干道宽度不宜小于6m,路面上方净空高度不宜小于4m,道路转弯半径不宜小于9m;支道路宽不应小于4m,路面上方净空高度不宜小于3m,道路转弯半径不宜小于6m;消防车道的净宽度不应小于4m,路面上方净空高度不应低于4m,道路转弯半径宜为9m,不应小于6m,供大型消防车使用时,消防车道的净宽不应小于6m。
9.3 竖向设计
9.3.1 竖向设计应与总平面布置同时进行,并应与厂区外现有和规划的运输道路、排水系统、周围场地标高等相协调。
9.3.2 厂区竖向设计宜采用平坡式或阶梯式,并应根据场地地形和地质条件、厂区面积、建(构)筑物、生产工艺流程、运输方式及管线敷设等因素合理确定。
9.3.3 厂区的场地设计标高除应保证厂区防洪、防涝外,还应满足运输及排水设施的技术要求。
9.3.4 建筑物的室内地面标高高出室外地坪标高不应小于0.15m。
9.3.5 厂区出入口的路面标高宜高出厂区外道路路面标高。
9.4 综合管线
9.4.1 管线布置应根据场地条件、生产工艺流程、管道内介质性质、总平面设计及竖向设计等因素确定。
9.4.2 管线布置应与建(构)筑物、道路相平行,直线敷设,不宜穿越建(构)筑物,应减少穿越厂区主干道。
9.4.3 主要管线宜布置在用户较集中的一侧或支管较多的一侧,或将管线分类布置在管线通道内。当条件允许时,宜采用共架、共沟布置。
9.4.4输送腐蚀性、有毒及可燃介质的管线不得穿越与其无关的建(构)筑物、生产装置及储库区。
10 建筑、结构
10.1 一般规定
10.1.1 建筑设计应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016和《纺织工程设计防火规范》GB 50565的有关规定。
10.1.2 厂房的平面布置、柱网尺寸应规整,宜符合建筑模数的规定。
10.1.3 厂房平面布置采光、通风及卫生设施配备应符合现行国家标准《建筑采光设计标准》GB 50033和《纺织工业企业职业安全卫生设计规范》GB 50477的有关规定。
10.1.4 建筑围护结构设计应符合工艺生产要求和节能标准要求。
10.1.5 厂房的噪声控制应符合现行国家标准《工业企业噪声控制设计规范》GB/T 50087的有关规定。厂房的噪声防治应从声源上进行控制;从声源上无法根治的生产噪声,应采取隔声、吸声、消声等减噪措施。
10.1.6 在满足使用功能和安全可靠的原则下,结合当地的施工技术条件,宜采用新技术、新结构和新材料。
10.2 生产车间和仓储设施
10.2.1 原料储存区宜远离生活区。原料储存区与建筑物的间距应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。原料储存区宜平坦、不积水,垛基应比自然地面高出300mm。
10.2.2 备料厂房为封闭建筑时,应采用机械通风;当为敞开、半敞开建筑时,在风大、多雨地区,应有挡风雨设施。备料厂房的墙面、地面及构件应平整。
10.2.3 洗选、抄浆工段室内应设置通风设施,屋面应设置保温层和隔汽层。
10.2.4 生产车间有冲洗要求的楼地面应平整光滑、不起灰,并坡向地沟或地漏,应做好楼地面防水及洞口翻边。
10.3 建筑防火、防爆、防腐蚀
10.3.1 主要生产车间和仓储的火灾危险性类别应按本规范附录B执行。
10.3.2 主要生产车间应采用不低于二级耐火等级的建筑物。厂房的耐火等级及安全疏散应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的有关规定。
10.3.3 厂房内火灾危险性类别不同的车间应用防火墙隔开;防爆区域内用于分隔防火分区的防火墙,应同时为防爆防护墙。
10.3.4 散发可燃粉尘、纤维的厂房,内表面应平整、光滑,并易于清扫。
10.3.5 氯气计量间应采取防爆措施、设置泄压设施。次氯酸钠制备间及其控制室宜独立设置,或设置在单层厂房靠外墙的泄压设施附近。
10.3.6 蒸煮、漂白和碱回收以及化学品制备有腐蚀性介质作用的生产厂房及储罐区的防护应符合下列规定:
1 地面、设备基础、地沟和地坑、构件表面以及门窗和屋面,防腐蚀措施应根据腐蚀性介质的类别、性质、浓度及作用情况综合选择;当局部受腐蚀性介质作用时,应采取局部防护措施;
2 受硫酸、盐酸、氢氧化钠、二氧化氯、芒硝和氯酸钠等腐蚀性介质作用的地面,可采用耐酸(碱)块材面层;受钠、镁的硫酸盐等固态盐和氧化钙等介质作用的地面,可采用防腐蚀耐磨涂料和聚合物水泥砂浆等整体面层;
3 混凝土结构、钢结构和砌体结构的表面应采用防腐蚀涂层;防腐蚀涂料的面涂料,当用于碱性介质环境时,宜选用环氧涂料;当在水泥砂浆或混凝土表面上时,应选用耐碱的底涂料;
4 应符合现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046的有关规定。
10.3.7 控制室和配电室不得直接布置在有腐蚀性液态介质作用的楼层下,其出入口不应直接通往产生腐蚀性介质的场所。
10.3.8 厂区内的建(构)筑物基础宜进行防腐蚀防护处理。
10.3.9 有腐蚀性液态介质的厂房,应有防止腐蚀性液态介质渗入地表的措施。
10.4 结构形式和构造
10.4.1 厂房的结构设计应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010和《钢结构设计规范》GB 50017的有关规定。
10.4.2 抗震设防地区的建(构)筑物的结构设计应符合现行国家规范《建筑物抗震设计规范》GB 50011及《构筑物抗震设计规范》GB 50191的有关规定。建筑结构的抗震设防类别及抗震设防标准应符合现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223的有关规定。
10.4.3 厂房结构的设计荷载应按工艺和设备要求确定,地面、楼面荷载尚应满足设备运输、安装、检修的要求并应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定。
10.4.4 主要生产车间宜采用钢筋混凝土框架或排架结构。附属设施宜采用钢筋混凝土框架结构。
10.4.5 储罐及塔类设备基础应符合现行行业标准《石油化工塔型设备基础设计规范》SH/T 3030和《石油化工钢储罐地基与基础设计规范》SH/T 3068的有关规定。
10.4.6 厂房及附房的结构防腐蚀设计应符合现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046的有关规定。
11 给水排水
11.1 一般规定
11.1.1 给水排水工程设计应满足生产、生活、消防和环境保护的要求,做到安全适用、技术先进、经济合理及保护环境。
11.1.2 给水排水工程设计应根据工程规模和发展预期统一规划。
11.1.3 给水排水设计应采用新工艺、新材料、新设备,做好水资源的综合利用和重复循环使用,节约用水。
11.1.4 给水排水管网系统和水处理流程,应根据地形、水源水质、城镇和工业企业的规划、用水要求、污水特征、排放标准等因素,通过技术经济比较后确定。
11.1.5 给排水工程设计应符合现行国家标准《室外给水设计规范》GB 50013、《室外排水设计规范》GB 50014及《建筑给水排水设计规范》GB 50015的有关规定。
11.2 给 水
11.2.1 给水设计应符合下列规定:
1 给水设计应满足工厂生产、生活和消防对水量、水质、水压的要求;
2 给水系统可分为生产用水给水系统、生活给水系统及消防给水系统;
3 工厂总用水量应包括生产总用水量、生活总用水量、管网漏失水量、未预见水量及重复使用水量;当设有自备水处理站时,还应满足水处理站自用水量,自用水量应按采用的水处理工艺通过计算确定;
4 生产总用水量应包括工艺生产车间及配套公用工程车间的软化除盐水量、冷冻水量等用水量;小时变化系数宜按1.5~2.0确定,生活总用水量应按现行国家标准《建筑给水排水设计规范》GB 50015确定,未预见水量宜按生产总用水量和生活总用水量之和的10%计算,管网漏失水量宜按生产总用水量、生活总用水量和未预见水量之和的5%~10%计算,重复使用水量应为工艺重复用水量和循环冷却水量之和;
5 给水重复利用率不应低于80%;
6 给水水压应根据工艺要求、厂区布置及消防要求通过计算确定;
7 厂区总进水,车间和主要用水工序应设置水量计量设施。
11.2.2 生活饮用水宜采用城镇市政自来水。当采用自备水厂作为生活饮用水时,水质应符合现行国家标准《生活饮用水卫生标准》GB 5749的有关规定。
11.2.3 生产用水宜采用自备水厂供水。自备水厂设计应符合现行国家标准《室外给水设计规范》GB 50013的有关规定,生产用水可不做消毒处理。
11.2.4 软化水、除盐水水质应满足工艺生产要求。制水工艺的选择应根据原水水质、用水水质、地区情况经技术经济分析后确定。
11.2.5 软化除盐水系统的设计应符合现行国家标准《工业用水软化除盐设计规范》GB/T 50109的有关规定。
11.2.6 生产给水管道材质的选择,应根据输送水质、使用性质、防火和抗震要求及区域管材供应情况选用。埋地的生产给水管道宜采用塑料给水管、钢丝网骨架塑料复合管、球墨铸铁给水管或经防腐处理的钢管;架空给水管道宜采用塑料给水管、塑料和金属复合管、内外壁热镀锌钢管、不锈钢管或经防腐处理的钢管。
11.2.7 厂区给水管道布置应符合下列规定:
1 室外给水管道的平面布置和埋深应根据工厂地形、总平面布置、车间用水负荷、土壤冰冻深度、地质及施工条件综合确定;
2 室内给水管道宜沿建筑内墙架空明敷,室外架空管道应根据当地气象条件采取防冻保温措施;
3 给水管道不应穿过设备和建筑物的结构基础,在特殊情况下必须穿过时应采取保护措施;给水管道不宜穿过建筑物的结构变形缝,必须穿越时应设置补偿管道伸缩和剪切变形的装置;
4 给水管道不应穿越高低压变配电室及控制室;
5 室外低压消防给水管网宜与生产水管网合并。
11.3 排 水
11.3.1 工厂内应采用分流制排水系统。
11.3.2 排水量设计应符合下列规定:
1 生产废水设计排水量应为连续排水量和同时发生的最大小时的间断排水量与未预见排水量之和,未预见排水量宜按连续排水量和同时发生的最大小时的间断排水量的5%~10%计算;
2 生活排水设计排水量宜按生活给水最大小时流量的90%计算;
3 雨水排水量的计算采用当地或相邻地区的暴雨强度公式计算确定。厂区雨水设计重现期P值宜采用1a~3a。处于低洼地区的厂区根据危害程度,设计重现期可提高至3a~5a;屋面雨水设计重现期P宜采用2a~5a。
11.3.3 生活污水、含油废水及锅炉冲渣废水应单独预处理后再排入排水系统。
11.3.4 厂房内生产废水宜采用暗沟排放,沟道应靠近设备排出口,转弯处及支沟道接入处应设置活动盖板,方便疏通。排放腐蚀性废水时,沟道应采取防腐措施。
11.3.5 厂房外排水宜选择管道排放,排水管道应根据废水性质选择管材,宜采用埋地塑料管、排水铸铁管、承插混凝土管或钢筋混凝土管。室内排水沟与室外排水管道连接处应加装格栅,含有细小纤维的废水应处理后方可排入排水系统。
11.3.6 室内排水管道不得穿过建筑物结构变形缝。
11.4 消 防
11.4.1 厂区内消防设施应根据生产和储存物品的火灾危险性分类和建筑物的耐火等级等因素确定。
11.4.2 厂区内消防给水设计应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016、《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084、《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974及《纺织工程设计防火规范》GB 50565的有关规定。
11.4.3 厂区内各建筑物、堆场灭火器配置应符合现行国家标准《建筑灭火器配置设计规范》GB 50140的有关规定。
11.4.4 木片(竹片)原料储存区应设置室外消火栓。当增设固定消防炮时应符合现行国家标准《固定消防炮灭火系统设计规范》GB 50338的有关规定。
11.4.5 地廊内及地面以上封闭的木片(竹片)胶带输送栈桥,应设置自动喷水灭火系统;所有栈桥及转运站两端宜设置水幕系统。
12 暖 通
12.1 一般规定
12.1.1 供暖、通风的设计方案应根据国家有关安全、环境保护及节能减排等要求并应结合工程实际,通过技术经济比较确定。
12.1.2 累年日平均温度稳定低于或等于5℃的天数大于或等于90d的地区,应设置供暖设施,并宜采用集中供暖。
12.1.3 工作地点空气中有害物质的最高浓度,应符合国家有关工作场所有害因素职业接触限值的相关规定。
12.1.4 生产车间室内计算参数应按下列要求确定:
1 温湿度应满足生产工艺的要求;
2 夏季室内温度不应高于室外温度3℃~5℃;
3 冬季室内空气温度宜采用14℃~18℃,备料间不应低于5℃。
12.1.5 生产车间以下区域室内计算参数应符合下列规定:
1 值班室及休息室夏季室内温度不应高于30℃,冬季室内温度不应低于18℃;
2 控制室夏季室内温度不应高于35℃,冬季室内温度不应低于10℃;
3 浆板物理检验室的室内温度应为20℃±1℃,相对湿度应为60%±5%。
12.1.6 室外及其他区域室内计算参数应符合现行国家标准《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50019及《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736的有关规定。
12.2 供 暖
12.2.1 供暖方式的选择应符合下列规定:
1 应根据所在地区的气候条件、建筑规模及厂区供热情况,经技术经济分析比较后确定;
2 宜采用蒸汽余热或热水作热媒;
3 当厂区生产供热以蒸汽为主时,可采用蒸汽作为热媒,但应满足卫生、技术和节能的要求。
12.2.2 供暖管路及散热器选择应符合下列规定:
1 供暖系统管路应单独设置;
2 在散发腐蚀性气体或空气相对湿度较大的生产车间及辅房内,散热器及管路表面应采取防腐措施。
12.2.3 当供暖系统管路利用自然补偿不能满足要求时,应设置补偿装置。
12.3 通 风
12.3.1 生产车间通风设计应符合下列规定:
1 制浆车间应以自然通风为主,并应根据热压和风压作用计算自然通风量;当自然通风不能满足要求时,应采用机械通风,并应进行风量平衡和热平衡计算;
2 漂白工段散发有毒、有害气体的设备,应设置密闭罩进行机械排风;对超过国家排放标准的有毒、有害气体,应采用有毒、有害气体净化设备处理后排放。室内浆池的排气罩排风管应接至室外;
3 浆板车间应按工艺设备特点,进行整个车间的热、湿平衡计算,合理配置排风系统;当湿部的长网和压榨上网浆温超过35℃时,可设置湿部局部排风设施;干部烘缸气罩内应设置全面排风设施;
4 密闭的漂液制备间应设置与事故通风相结合的厂房上下部全面排风装置。
12.3.2 生产车间内散发有毒、有害物质或有爆炸危险的区域应设计局部排风,当局部排风达不到要求时,应辅以全面排风。设置局部排风或全面排风的生产车间及辅房,应采取补风措施,补风宜采用自然进风。
12.3.3 散发有毒、有害、易燃、易爆气体或粉尘的生产车间及辅房,室内空气不应循环使用。
12.3.4 通风管路及设备的选择应符合下列规定:
1 漂白工段洗浆池上的局部排风管宜采用UPVC硬聚氯乙烯管材;浆板机烘干部局部排风管宜采用玻璃钢管材;
2 当管路中的介质输送与管道容易产生静电时,管路设计应采取防静电措施;
3 蒸煮工段木片(竹片)装锅排风和各类槽罐排风风机宜选用离心式风机,风机材质宜为304不锈钢;
4 洗选及漂白工段的洗浆机、漂白机及各类槽罐的气体可分为碱性和酸性两类气体;酸性气体应采用玻璃钢离心风机,碱性气体宜采用304不锈钢离心风机;
5 浆板车间排风宜采用不锈钢屋顶风机,排烟宜采用屋顶式排烟风机;浆板机烘干部局部排风应采用电机在外侧的钢制防腐风机;
6 碱回收车间全面排风宜采用玻璃钢轴流式或屋顶风机;
7 生产车间内有爆炸危险区域的排风机设置应为防爆型。
13 动 力
13.1 一般规定
13.1.1 锅炉房、压缩空气站及其管道系统设计方案应根据安全、环保及节能减排等规定并结合工程实际情况,通过综合技术经济比较确定。
13.1.2 供热方案应根据全厂用热负荷的特点,进行技术经济比较后确定。
13.1.3 热源的选择应根据厂区所在地区供热规划确定,宜采用区域集中供热或工厂余热,外部供热不能满足所需热负荷时,可自建锅炉房。
13.1.4 木浆粕和竹浆粕工厂应设置余热发电机组,热电车间应靠近碱回收车间布置。
13.1.5 锅炉房的设计应符合现行国家标准《锅炉房设计规范》GB 50041的有关规定;压缩空气站的设计应符合现行国家标准《压缩空气站设计规范》GB 50029的有关规定。
13.2 供 热
13.2.1 热负荷的确定应符合下列规定:
1 用热负荷应包括生产工艺、供暖通风和生活负荷;
2 设计热负荷宜在绘制出热负荷曲线或热平衡系统图,并应计入各项热损失、锅炉房自用热量和可供利用的余热量后经计算确定;
3 应根据用热负荷、参数特点,综合热源设备的蒸汽参数确定供热蒸汽参数。
13.2.2 锅炉设备选择应符合下列规定:
1 容量相同的锅炉,宜选用同一制造厂的同型设备;
2 锅炉台数和容量,应根据设计热负荷经技术经济比较后确定,不宜少于2台;
3 除灰渣系统的选择,应根据锅炉排渣方式、烟气净化系统的型式及其灰渣特性、交通、环保、灰渣综合利用及节水、节能要求等因素确定。
13.2.3 供热系统的设计应符合下列规定:
1 热力管道的设计流量应根据生产、供暖通风、生活小时最大耗热量和管网损失,经计算确定;
2 当用汽有特殊要求或用汽参数不同时,应经技术经济比较后确定蒸汽干管采用单管、双管或多管系统;
3 厂区的热力管道,宜采用地上敷设;
4 当各种用汽负荷需要的参数不同时,宜经分汽缸分别设置支管、减温减压装置和独立的安全阀,各安全阀的排汽管应分别接至室外;
5 热力站内的减温减压装置宜设置备台。
13.3 供 气
13.3.1 压缩空气站的设备选型及后处理工艺的选择应依据工艺、自控等用户所需的用气量、用气参数及用气品质要求,并应计入同时使用系数、管道系统漏损系数后经计算确定。
13.3.2 压缩空气站宜布置在靠近主要使用负荷中心和空气清洁的区域。
13.4 制 冷
13.4.1 冷冻机组应根据工艺要求设置,水冷式冷水机组的冷却水应循环使用。
13.4.2 冷冻机组宜布置在二氧化氯制备装置附近。
14 环境保护
14.1 一般规定
14.1.1 生产过程中产生的废水、废气、固体废弃物和噪声应按照环境影响评价及其批复的要求进行处理或处置。
14.1.2 环境保护设计应符合现行国家标准《纺织工业企业环境保护设计规范》GB 50425的有关规定。
14.2 废水收集与处理
14.2.1 污水宜清污分流。不能再利用的废水,应根据各自特征和处理难度综合处理。
14.2.2 木片和竹片的洗涤用水应循环使用。
14.2.3 蒸煮、洗选及氧脱木素系统的地沟应与漂白系统地沟分开设置。
14.2.4未提抽完全的二氧化氯反应器溶液严禁直接排入地沟或转移至倒液槽。
14.2.5 木浆粕和竹浆粕工厂中废气冷凝器排放的废液应收集处理。
14.2.6 漂白工段的酸性和碱性废水在室内应分道封闭排放,并宜在室外设置混合池。
14.2.7酸性废水严禁与含硫化物和氯化物的废水混合。
14.2.8 仓储系统泄漏的化学品应由专用的污水沟系统收集处理。
14.2.9 污水进调节池前,应根据水质特征设置相应规格的格栅。
14.2.10 污水处理工艺宜采用物化与生化相结合的方法;高浓度废水的生化处理,宜采用厌氧与好氧相结合的工艺。
14.2.11 污水处理前应设置调节池、事故池。
14.2.12 在寒冷地区,污水处理设施应采取保温或加热措施。
14.3 废气处理
14.3.1 浆粕工厂的漂白废气应收集、处理后排放。
14.3.2 木浆粕和竹浆粕蒸煮过程产生的废气应经过余热回收后送到碱回收装置的燃烧炉燃烧掉。
14.3.3 木浆粕和竹浆粕蒸煮工段的黑液槽等排放的废气经冷凝器处理后的不凝性气体应收集处理。
14.3.4 木浆粕和竹浆粕洗浆机组应配有排气装置,其排放的废气宜与滤液槽、卸料浆塔和储浆池的废气集中进入冷凝器冷凝,再经过洗涤后排放。
14.3.5 漂前洗浆机与塔槽排气和蒸发与苛化槽罐区排气,应设置收集和洗涤系统处理。
14.3.6 漂白系统洗浆机、滤液槽和常压漂塔排放的含漂白化学品的排放气体应设置洗涤系统。
14.3.7 蒸发产生的高浓臭气应送碱炉燃烧,并应配有备用火炬。
14.3.8芒硝过滤器、酸废水槽、二氧化氯储存槽、倒液槽、取样罐等排放的气体严禁直接排放至大气中,必须进入尾气塔处理后排放。
14.3.9 废水处理厌氧单元产生的沼气应资源化利用或经处理后排放。
14.4 固体废弃物处理
14.4.1 备料除杂等工序产生的重质固体废弃物应送到工厂垃圾站;产生的树皮、木屑、废料、节子等可作燃料送锅炉燃烧。
14.4.2 碱回收产生的白泥应进行综合利用。
14.4.3 在浆粕工厂中浆渣应回收利用。
14.4.4 污泥应进行减量化、稳定化和无害化处理。
14.4.5 碱回收产生的绿泥、石灰渣、砾石等固体废物应送固体垃圾填埋场填埋。
14.5 噪声控制
14.5.1 噪声较大的设备宜集中设置,并应采用隔声、消声、吸声或隔振减振等噪声控制措施。
14.5.2 对于少数生产车间及作业场所,当采取相应噪声控制措施后其噪声级仍达不到噪声控制设计标准时,应采取个人防护措施。
14.6 绿 化
14.6.1 应根据当地的自然条件,因地制宜,合理安排绿化用地。
14.6.2 厂前区、生产管理区及废水处理站(场)的绿化布置宜选择观赏性强、美化效果好且能吸收有毒、有害气体的花卉和树种。
15 职业安全卫生
15.1 一般规定
15.1.1 职业安全卫生设计应根据使用有毒、有害、腐蚀性、放射性及易燃、易爆等物料的特性,采取相应防护措施。
15.1.2 职业安全卫生设计应符合现行国家标准《纺织工业企业职业安全卫生设计规范》GB 50477的有关规定。
15.2 职业危害因素
15.2.1 本规范附录C中的化学品应列为浆粕工厂的危险化学品。
15.2.2 二氧化氯储存区、甲醇储存区及液氯储存区、氯酸钠仓库、氯气计量间及松节油储存区应划为防爆区。
15.2.3 放射性料位计应列为放射性危害源。
15.2.4 空压机、罗茨风机、氧气压缩机、鼓风机、真空泵及大锥度精浆机等应列为噪声源。
15.2.5 浓硫酸、盐酸、氢氧化钠、二氧化氯等强腐蚀性介质应列为腐蚀性危险源。
15.3 安全防护措施
15.3.1 装置或设备的排气口应引向室外安全处。
15.3.2 对散发有毒、有害气体的岗位,应设置机械通风、气体泄漏报警仪及防毒面具等防护装备。
15.3.3 易燃、易爆场所的设备应采取防静电措施且可靠接地。
15.3.4 设备布置应留有安全疏散通道,工作场所及安全通道应设应急照明和疏散指示。
15.3.5 原料库、成品库等仓库内应使用低温照明灯具,并应对灯具的发热部件采取隔热等防火保护措施。
15.3.6 二氧化氯制备间、次氯酸钠制备间及氯化间的室外应配备隔离式两小时氧气呼吸器。
15.3.7 易燃、易爆场所应进行防爆设计。
15.3.8 在操作面设置的地沟或管沟,应设有牢固、平稳的盖板。
15.3.9 设有起重机的车间其内部辅房顶棚应采用防坠落的防护措施。
15.3.10 表面温度超过60℃的管道和设备应采取保温或防烫措施。
15.3.11 引风机、送风机、磨浆机的基础宜使用减震垫。
15.3.12 车间潮湿地面应采取防滑措施。
15.3.13 易发生事故、危及安全的设备、管道及场所,设置安全标志和涂刷安全色应符合现行国家标准《安全标志及其使用导则》GB 2894的有关规定。
15.3.14 备料等产生粉尘的作业场所应采用敞开式场地或设置机械通风。
15.3.15 竹片或木片的输送带应设置紧急停车开关。
15.3.16 棉短绒、木片及竹片等原料堆场和备料车间中间库的出料皮带处、蒸锅下料口、漂洗真空过滤处、氯酸钠仓库、甲醇仓库、松节油储存区、二氧化氯制备区及二氧化氯反应器的视镜等处应设置视频监控。
15.3.17 棉浆粕工厂除应符合本规范第15.3.1条~第15.3.16条规定外,尚应采取下列安全措施:
1 次氯酸钠制备间应防止阳光直接照晒室内设备和管道;
2 当次氯酸钠制备间采用氯气钢瓶供氯时,计量室内温度不宜低于20℃;
3 次氯酸钠制备间应设置有害气体检测报警仪;
4 次氯酸钠计量间排风应采取地面排风方式;
5氯气钢瓶存放处和计量间必须设置能沉没氯气钢瓶的碱溶液事故池;
6 盐酸、烧碱和次氯酸钠罐区应分别设置独立的事故围堰,罐区应配备防护设备和用具。
15.3.18 木浆粕和竹浆粕工厂除应符合本规范第15.3.1条~第15.3.16条规定外,尚应采取下列安全措施:
1 在可能泄漏二氧化氯处应设置有害气体检测报警仪;
2 二氧化氯储槽的排气口不得直接排向大气,应通过管道送到洗涤吸收系统处理后排放;
3 氯酸钠调配槽应设置在避光处;
4 在浓硫酸储槽、二氧化氯储槽、氯酸钠调配槽、甲醇储槽、烧碱储槽等周围应设置围堰,且围堰的容积应能接受最大储槽的泄漏量;
5 碱回收炉各主要操作层应设直达室外的安全疏散楼梯;
6 封闭的油泵房内应设置机械排风;
7 浓硫酸储存槽区应采取防护措施。
15.4 职业卫生措施
15.4.1 浆粕工厂在蒸煮区、漂洗区、二氧化氯制备区、次氯酸钠制备间、氯酸钠投料区、碱回收装置的蒸发浓缩区和焙烧区、碱液调配区、化学品调配区应设置洗眼器和淋浴器。
15.4.2 工作场所的噪声值应符合现行国家标准《工业企业噪声控制设计规范》GB/T 50087的有关规定。
15.4.3 高温操作区应设置局部送风降温设施和通风换气设施。
15.4.4 粉尘、高温及噪声作业场所应设操作人员休息室。粉尘作业场所宜设置淋浴间。
15.4.5 棉浆粕工厂蒸煮工段的操作平台或通道到蒸球倒料口间的最小水平距离应能保证在倒料时浆料不落在操作平台或通道上;当不能保证该距离时,应设置安全防护设施。
15.4.6 开棉间、蒸煮工段、漂白工段、浆板车间、封闭的二氧化氯制备间、次氯酸钠制备间、酸碱计量间、化验室及加药间等应设置机械通风系统。
15.4.7 空压机、罗茨风机、真空泵等噪声较大的设备宜布置在单独的隔音房间内。
15.4.8 棉浆粕工厂的漂白池应设置半封闭式排风罩。
15.4.9 木浆粕和竹浆粕工厂在碱回收炉汽包的安全阀排空管、生火放气的排空管、白泥溶解槽加热蒸汽管、真空泵及罗茨风机等处应设置消音器。
16 仓 储
16.1 一般规定
16.1.1 仓储设施应包括原料库(堆场)、成品库、辅材库及危险化学品库。
16.1.2 库内和库区物料的运输宜采用机械运输和管道运输方式。
16.1.3 仓储设施设计应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的有关规定;危险化学品的储存应符合现行国家标准《常用化学危险品贮存通则》GB 15603的有关规定。
16.2 原料库与成品库
16.2.1 原料库宜有30d~45d生产用量的储存能力。
16.2.2 库房内使用电动车辆运输时,主通道宽度宜为3.50m,不使用电动车辆运输时,主通道宽度宜为3.00m。露天库消防车通道应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。
16.2.3 棉短绒和成品堆放层数宜为4层~6层。
16.2.4 浆粕的包装区宜设置成品中间库。
16.3 辅材库与危险化学品库
16.3.1 辅材库宜集中设置。
16.3.2 酸、碱液储存宜采用固定顶储罐,并集中存放,储存量应满足沉淀周期要求,并应根据其特性和环境温度采取相应的保温措施。
16.3.3 危险化学品的储存应采取防盗、防晒、防渗以及泄漏物的收集处理等措施。
16.3.4 氯酸钠应储存在干燥耐火区域、远离热源和火点、减少摩擦和挤压及防止阳光直接照晒的仓库内。
16.3.5 氯酸钠储存库内氯酸钠的储存方式应符合下列规定:
1 一个堆积群储存量不应超过300t,堆叠不宜超过3层;
2 堆积群之间的距离不应小于10m;
3 氯酸钠应储存在防静电地面上;
4 木板、木质构筑物、纸张或沥青等易燃物应远离氯酸钠。
附录A 工艺流程
A.0.1 棉浆粕生产主要工艺流程可按下列要求选用:
1 棉短绒备料工艺流程可为备料→开棉→干式除渣→风送。
2 蒸煮洗浆打浆工艺流程可为旋风分离→预浸压榨→输送投料→蒸煮→球下料仓输送(或球下浆池洗料→浆料输送)→挤浆→洗浆→沉砂→磨浆。
3 前选工艺流程可为前选调浆→前选沉砂→前选一级除砂→前选二级除砂→前选浓缩。
4 漂白工艺可采用下列流程:
1)当有氯碱化漂白时可为预酸→氯化→碱化→漂白进料→调碱升温→漂白→脱氯→酸处理→水洗→放料;
2)当无氯碱化漂白时可为预酸→漂白进料→预酸→水洗→升温调碱→漂白→脱氯→酸处理→水洗→放料。
5 后选工艺流程可为后选洗浆→后选调浆→后选沉砂→后选→级除砂→后选二级除砂→后选浓缩→储浆。
6 抄浆工艺流程可为抄浆成浆池→高位调浆箱→流浆箱→网部→压榨部→烘干部→切纸→理纸→称量→打包。
A.0.2 木浆粕和竹浆粕生产主要工艺流程可按下列要求选用:
1 备料工艺流程可为商品木片(竹片)→木片(竹片)接收→堆存→筛选→洗涤→输送→蒸煮。
2 蒸煮工艺可采用下列流程:
1)当采用间歇蒸煮时可为木片(竹片)装料→间歇蒸煮→喷放→洗选;
2)当采用连续蒸煮时可为木片(竹片)汽蒸→木片(竹片)喂料→预水解→连续蒸煮→喷放→洗筛。
3 洗筛工艺流程可为除节→筛选→除渣→洗浆→漂前储浆→漂白。
4 漂白工艺流程可为氧脱木素→洗浆→储浆→A→D0→EOP→D1→P漂白→漂后储浆→抄浆。
5 抄浆工艺流程可为浆池混合→筛选→净化→上浆→成形脱水→压榨脱水→浆板干燥→切纸→理纸→称量→打包。
附录B 纤维素纤维用浆粕工厂火灾危险性类别
表B纤维素纤维用浆粕工厂火灾危险性类别
附录C 纤维素纤维用浆粕工厂可燃、可爆、有毒、腐蚀性物质数据表
表C纤维素纤维用浆粕工厂可燃、可爆、有毒、腐蚀性物质数据表
本规范用词说明
本规范用词说明
1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
引用标准名录
《建筑结构荷载规范》GB 50009
《混凝土结构设计规范》GB 50010
《建筑物抗震设计规范》GB 50011
《室外给水设计规范》GB 50013
《室外排水设计规范》GB 50014
《建筑给水排水设计规范》GB 50015
《建筑设计防火规范》GB 50016
《钢结构设计规范》GB 50017
《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50019
《压缩空气站设计规范》GB 50029
《氧气站设计规范》GB 50030
《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》GB 50032
《建筑采光设计标准》GB 50033
《锅炉房设计规范》GB 50041
《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046
《供配电系统设计规范》GB 50052
《建筑物防雷设计规范》GB 50057
《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058
《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084
《工业企业噪声控制设计规范》GB/T 50087
《自动化仪表工程施工及验收规范》GB 50093
《工业用水软化除盐设计规范》GB/T 50109
《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116
《建筑灭火器配置设计规范》GB 50140
《石油化工企业设计防火规范》GB 50160
《工业企业总平面设计规范》GB 50187
《构筑物抗震设计规范》GB 50191
《电力工程电缆设计规范》GB 50217
《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223
《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB 50264
《工业金属管道设计规范》GB 50316
《固定消防炮灭火系统设计规范》GB 50338
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343
《纺织工业企业环境保护设计规范》GB 50425
《纺织工业企业职业安全卫生设计规范》GB 50477
《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》GB 50493
《纺织工程设计防火规范》GB 50565
《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736
《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974
《压力容器》GB 150
《安全标志及其使用导则》GB 2894
《设备及管道绝热技术通则》GB/T 4272
《工业自动化仪表气源压力范围和质量》GB 4830
《生活饮用水卫生标准》GB 5749
《设备及管道绝热设计导则》GB/T 8175
《常用化学危险品贮存通则》GB 15603
《深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程》GB 16912
《压力管道规范 工业管道 第6部分 安全防护》GB/T 20801.6
《控制室设计规范》HG/T 20508
《仪表系统接地设计规定》HG/T 20513
《分散型控制系统工程设计规范》HG/T 20573
《钢制化工容器材料选用规定》HG/T 20581
《塑料设备》HG/T 20640
《玻璃钢化工设备设计规定》HG/T 20696
《石油化工储运系统罐区设计规范》SH/T 3007
《石油化工企业塔形设备基础设计规范》SH/T 3030
《石油化工非埋地管道抗震设计通则》SH/T 3039
《石油化工钢储罐地基与基础设计规范》SH/T 3068
《石油化工仪表接地设计规范》SH/T 3081
条文说明
中华人民共和国国家标准
纤维素纤维用浆粕工厂设计规范
GB51139-2015
条文说明
制订说明
《纤维素纤维用浆粕工厂设计规范》GB 51139-2015经住房城乡建设部2015年9月30日以第933号公告批准发布。
本规范制定过程中,编制组进行了国内典型纤维素纤维用浆粕制浆厂的调查研究,总结了我国五十多年来纤维素纤维用浆粕工厂的设计成果,吸收了国外纤维素纤维用浆粕生产的先进技术。
为了便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本规范时能正确理解和执行条文规定,编制组按章、节、条顺序编制了本规范的条文说明对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明,还着重对强制性条文的强制性理由作了解释。但是,本条文说明不具备与规范正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握规范规定的参考。
1 总 则
1.0.2 纤维素纤维用浆粕主要有棉浆粕、木浆粕和竹浆粕三大类。
1.0.3 本条明确了在纤维素纤维用浆粕工厂的工程设计中,应完善劳动保护设施和措施,保证安全生产、清洁生产、节能减排,采取措施综合治理“三废”污染,按照国家和地方的相关法律、法规和规定执行。
1.0.4 本条说明本规范与国家现行有关标准的关系。纤维素纤维用浆粕工厂的工程设计涉及多个专业,本规范都做了相应的规定。对于本规范未作规定的,应执行国家现行有关标准、规范的规定。
2 术语和符号
2.1.1 纤维素纤维用浆粕均为溶解浆。溶解浆是在制浆过程中除去了大部分木素、半纤维素、果胶和蜡质,主要成分是α-纤维素的精制化学浆。溶解浆的甲种纤维素含量90%~98%,主要原料有棉短绒、木材和竹材等。制备方法主要有:木材和竹材主要有预水解硫酸盐法和亚硫酸盐法;棉短绒主要为碱法;其他原料如甘蔗渣主要为预水解碱法。主要用于生产再生纤维素纤维、硝化纤维、醋酸纤维、玻璃纸及羧甲基纤维素(CMC)等产品。
2.1.5 棉短绒的生产一般都在轧花厂进行,也有在榨油厂生产的,两者相比较轧花厂生产的棉短绒在质量和数量上均优于榨油厂生产的棉短绒。
棉短绒的分类是以纤维长度为主,再结合剥绒道次,按其用途分为三类,每一类棉短绒又都分为三个等级:
一类棉短绒,一般为头道绒,棉纤维的手扯长度为13mm及以上。
二类棉短绒,一般为二道绒,棉纤维的手扯长度为13mm以下,其中长3mm及以下的纤维质量占纤维总质量的58%及以下。
三类棉短绒,一般为三道绒,棉纤维的手扯长度为13mm以下,其中长3mm及以下的纤维质量占纤维总质量58%以上。
2.1.8 蒸煮工艺可分为间歇蒸煮工艺和连续蒸煮工艺两大类。
2.1.9 间歇蒸煮工艺主要有:超级间歇蒸煮工艺(Superbatch),置换蒸煮(快速热交换)工艺(RDH和DDS)和节能蒸煮工艺(En-erBatch)。
2.1.10 超级间歇蒸煮工艺能够减少蒸煮用汽量,提高成浆质量,降低浆的硬度,进而减少漂白化学药品的消耗,减轻污染负荷。较早开发这项技术的瑞典Sunds公司称这项技术叫超级间歇蒸煮(Super Batch Digester)。
2.1.12 连续蒸煮工艺主要有:等温蒸煮技术(ITC)、低固物蒸煮技术(Low Solids Cooking)、改良连续蒸煮技术(MCC)、黑液浸渍技术(BLI)等。
2.1.13 在棉浆粕工厂中用的蒸煮液是由烧碱和一定量的黑液配制而成;在木浆粕和竹浆粕工厂中用的蒸煮液是由白液和一定量的黑液配制而成。其药液主要成分如下:
(1)预水解硫酸盐法:其药液主要为Na2S+NaOH;
(2)亚硫酸盐法:其药液主要为CaSO3+H2SO3;
(3)碱法:其药液主要为NaOH;
(4)预水解碱法:药液主要为Cl2+NaOH。
2.1.14 从浆料中分离出的料液中因含有从棉短绒或木片或竹片等溶解出或分解出的蜡质、木素、果胶等有机物以及无机盐,使该料液呈黑色而得名。
2.1.17 打浆过程是物理作用,一般来讲纤维的聚合度没有变化。对纤维素纤维浆料而言,要求成粕均匀,疏松有较好的膨润和吸碱能力。
2.1.19 除砂方法主要有:蒸煮前的干式除砂和蒸煮后的湿式除砂。湿式除砂包括漂白前的前除砂和漂白后的后除砂。
2.1.21 漂白的主要目的是提高浆料的白度和白度稳定性,改善浆料的物理化学性能,纯化浆料,提高浆料洁净度。
溶解浆漂白为脱木素漂白,传统的漂白技术包括氯化、碱处理和次氯酸盐漂白等,传统漂白技术漂白能力低,难以到达高白度,且漂白废水中含有大量致癌的氯化物,所以逐渐被新的漂白剂所代替。由二氧化氯、过氧化氢、臭氧、氧、过氧酸、生物酶、连二亚硫酸钠等组成的无元素氯漂白技术(ECF)和完全无氯漂白技术(TCF)得到了大力发展。
2.1.32 因含少量Fe(OH)2而呈绿色,故称绿液。
3 工艺设计
3.1 一般规定
3.1.1 由于在实际生产管理与组织上存在差异,每个工厂的年开工天数各不相同,用“t/a”作为表征工厂的能力单位较为科学。制浆项目常以成品浆(风干)产量为依据。
3.1.2 由于纤维素纤维用浆粕工厂的腐蚀性特点,目前国内多数厂家采用每月停机保养一次和1a~2a大中修一次,每次停产进行大检修的时间,一般在20d~30d左右。
3.1.3 设置计量仪表可准确考核各车间的材料能源消耗。
3.1.4 普通硫酸盐法制浆对环境的污染主要是Na2S造成的。它在蒸煮过程中产生硫醇、硫醚和硫化氢等恶臭气体。这部分废气中含有大量有毒、有害物质和异味气体,直接排放到大气将严重污染环境,危害人员健康。而漂白及二氧化氯制备的废气含有二氧化氯及氯气的废气,属于有毒气体,也必须进行处理后才能排放。本条为强制性条文,必须严格执行。
3.2 设计原则
3.2.2 工艺设计应充分比较各种工艺路线,充分利用最新的工艺技术成果,做到既先进又成熟可靠,最大限度地降低原材料消耗,提高经济效益。
3.2.3 对“三废”治理的结果要符合清洁生产、环境保护和可持续发展的要求。
3.2.4 在浆粕排放的废水中含有大量的细小纤维,直接排放将大大增加污水处理难度。如在制浆车间增加过滤设施将黑液中的纤维提取并回收,防止纤维及杂质在蒸发浓缩过程中在换热器表面结垢,影响传热效果和效率。
3.2.5 浆粕产品中的铁离子能加速碱纤维素的老化降解,影响纤维素纤维的强度和色泽,钙离子和镁离子能与酸生产不溶性盐(如CaSO4、MgSO4),从而降低纺丝酸浴的透明度或堵塞喷丝头。软化水是经软化处理后的水,即除去了部分或全部铁、钙、镁离子的水。漂白末端洗浆和抄浆的生产用水采用软化水,可起到控制浆粕产品中的铁含量指标值。
3.2.6 为了保证浆板质量,上网前浆料要进行精选处理。为了提高脱水成形部的浆板干度,减少后续干燥能耗,浆板机的湿部应选用高效脱水装置,如双网压榨和重型压榨;热风气垫干燥工艺是湿浆板在干燥机内始终受到双面加热,均匀性好,热交换效率大大提高,节能效果显著,是浆板机干燥技术的发展方向。
3.2.7 本条说明如下:
2 传统工艺中,棉短绒制浆粕工厂是将棉短绒包直接开包,棉短绒开松后送入蒸球加碱、加压、加温进行蒸煮去除杂质。针对含杂过高的棉短绒在蒸煮时,相应要增加碱量,提高压力和温度,既提高了制浆的成本,又使排出的COD超标,严重污染环境,加工生产受到环保部门严格制约。该工艺根据杂质的物理特性不同,按照先清重杂,再清细杂的工艺路线配置设备,清理效果好、短绒开松均匀、清理效率高。通过该工艺路线,能有效清除短绒中的铁器、砖瓦、石块、棉籽壳、棉籽仁和灰尘等杂质,为棉浆粕的生产提供优质原料。
3 采用大容量间歇蒸煮工艺,为企业降低成本、减少能耗和节省用地面积创造有利条件。
5 在蒸球倒料之前即提取浓黑液,可以有效减少黑液量,节省后期处理黑液的费用。
6 目前国内环保形势日益严峻,对浆粕行业提出了更高的要求。蒸煮大放汽直接排放不但产生污染,也浪费了大量能源。采用大放汽回收系统或串汽回收系统可将废汽最大限度地回收利用。
3.2.8 本条说明如下:
1 木片经木片接收仓、输送带或斗式提升机等输送设备送至木片堆场上方堆料,堆场底部由螺旋出料送至木片筛选,这种机械式堆存方式既有效降低劳动强度、提高生产效率,又大大地减少了堆场的占地面积。
2 均匀一致的洁净木片可节约原料、可生产高质量的浆料、增加浆产量、提高最终产品的质量和生产能力,制浆的质量和经济性取决于木片质量,所以木片需要筛选和洗涤,获得均匀一致的洁净木片。
3 预水解硫酸盐法蒸煮包括预水解和硫酸盐法蒸煮两个环节,预水解主要是降低半纤维素含量和提高浆粕反应能力。由于硫酸盐法蒸煮液在木片各层面的渗透速率相差不大,而且碱液能透过细胞壁并使其膨胀,这是硫酸盐法蒸煮优于亚硫酸盐蒸煮的原因。硫酸盐法蒸煮液的有效成分是NaOH及Na 2S,它们与木素作用生成碱木素及硫化木素,这两种反应产物均能溶于碱溶液,而硫化木素的溶出更为容易,因此采用硫酸盐法蒸煮时,脱木素的速度较亚硫酸盐法蒸煮快。
目前,制浆蒸煮新技术的发展为企业节能减排创造了有利条件,也为企业降低成本奠定了基础。改良连续蒸煮(EMCC)[如:紧凑蒸煮(Compact Cooking)或低固形物蒸煮(Low Solids Cook-ing)、等温连续蒸煮(ITC)]、快速热置换间歇蒸煮(RDH)和深度间歇蒸煮(Super-Batch)等新工艺统称为节能型蒸煮工艺,这种新工艺能保持浆料强度不变的情况下,大幅度降低浆料硬度,并大量节约蒸煮用汽。
蒸煮工艺根据木材原料纤维的特性以及蒸煮新技术的发展状况,可采用连续或间歇蒸煮。连续蒸煮对比间歇蒸煮有以下优点:
(1)连续蒸煮建造成本低、运行控制简单。木片输送机进入连蒸系统只有一个入口,仅需一台预水解塔和一台连蒸塔,而间歇蒸煮需要多台蒸煮锅,连蒸塔出浆为中浓,无需泵送,连蒸塔内洗涤效率高,控制系统简单,占地面积小,电动机和保温材料的数量要求少。
(2)连续蒸煮的浆质量高。连续蒸煮的控制容易,卡伯值波动小;连续蒸煮优化了药液的扩散,蒸煮得率较高;进一步使得系统含木片汽蒸和预浸,浆渣含量更低;连续蒸煮的蒸煮时间较长,蒸煮温度较低,浆料的黏度改善。
(3)连续蒸煮运行成本更低。连续蒸煮在较低的固形物浓度进行,浆料漂白更容易;电动机数量少,电力消耗低。
(4)连续蒸煮预水解塔产生的水解液可制成多种高附加值副产品,如:木糖、糠醛及乙醇等,副产品市场发展潜力巨大。
5 浆料的氧脱木素段是在蒸煮和漂白之间增加的一个工序,系利用分子氧在碱性条件下对中高浓度(10%~30%)的粗浆进行更深度的脱木素,木素的显著减少,从而减少了漂白阶段使用的二氧化氯与其他化学物质的耗用量,从而减轻整个制浆系统的污染负荷。
为了除去更多的木素,减少漂白化学药品用量,降低漂白废水的污染负荷,采用两段氧脱木素,预计可降低50%的卡伯值。
6 蒸煮后的浆料中含有一些节子和未脱去木素的生木料,为了避免其对后面工序产生干扰而降低最终的产品质量,浆料中木节应有效去除,除去的节子送洗节机洗涤后回蒸或回收。除节后的浆料还含有一些纤维束和未分离的生碎片,筛选系统可除去这些无用微粒而提高了浆料的整体质量,且在漂白阶段因无需漂白这些颗粒而少用了化学药品。
7~9 浓技术是指浆料浓度在7%~15%之间,以尽量减少生产过程中反复稀释浓缩的装备,其优点有:
(1)提高浆料浓度,可大幅度降低吨浆耗水量,起到节水作用;
(2)污水排放量降低,起到减少污染物排放作用;
(3)缩短制浆流程,省去浆料的稀释、浓缩等步骤,减少设备投资和厂房占用面积;
(4)减少浆料流失,提高浆料得率;
(5)有利于提高产能。
迄今,这一技术已基本解决了中浓输浆泵、中浓混合器和中浓储浆塔的设计制作以及中浓氧脱木素和漂白的工艺技术与装备。
传统筛选采用CX筛进行开式筛选,粗浆浓度低,用水量大;而封闭筛选是以较低的稀释因子,高效扩散、置换出粗浆中的固形物,并使筛选系统封闭无废水外排。实现封闭筛选的关键设备是压力筛,从开式筛选改为封闭筛选,在提高黑液提取率方面成效显著。
10 传统漂白采用氯作漂白剂的漂白废水中含有毒性很强的有机氯化物(一般以可吸附的有机卤化物含量表示,简称AOX),AOX具有致癌性。无元素氯漂白技术(ECF)是指使用氧脱木素、二氧化氯漂白或过氧化氢漂白等,漂白废水中的AOX含量下降约93%,且采用二氧化氯后能改变AOX的性质,使其毒性近于消失,这种无元素氯漂白技术在发达国家相当多的制浆造纸厂中使用。
完全无氯漂白技术(TCF)是指全部以过氧化氢和臭氧作为主漂剂进行浆料漂白,从根本上消除氯化有机物的形成,是浆料漂白工艺的最新发展,能满足严格的环保要求。TCF技术由于生产成本较ECF技术高,目前尚未取得主要应用地位。
3.2.9 本条说明如下:
1 由于原竹体积大,占用空间多,存放和运输都不方便,且不经济。因此原竹切片工序宜设置在原竹产区。
2 超级间歇式立式蒸锅置换蒸煮系统,对蒸煮药液进行三次置换既可使蒸煮的热能得以充分回收,降低蒸汽消耗,又可防止含硫臭气散发,防止污染环境,实现节能环保。
置换蒸煮系统有针对性地对竹片进行分步脱糖和脱木素处理,部分黑液的残碱得到利用,可降低总用碱量和硫化度,缩短蒸煮周期,既保护了甲种纤维素,又可防止纤维素过分降解,提高了浆料的得率和强度。
DDS置换蒸煮系统相比传统间歇蒸煮系统,从根本上解决了传统蒸煮系统能耗高、排污负荷大、纸浆质量波动等突出问题,节能降耗效果显著,环保意义更大。
DDS蒸煮比常规间歇蒸煮多了温黑液充装、热黑液充装、置换(回收热黑液)三个操作,白液分多次充装。传统间歇蒸煮的大小放汽在DDS系统中已不需要,高压喷放也改为常压泵放,消除了蒸煮废气排放。总有效碱用量降低,蒸煮周期缩短,最高温度降低,DDS蒸煮工艺更温和有效。
某年产70000t木浆、竹木混合浆的制浆企业,从常规间歇蒸煮系统改造为DDS置换蒸煮系统后,其运行效果如下:
(1)彻底消除蒸煮臭气污染、减少废水排放,环保效益突出。DDS全封闭的余热和废汽回收系统,基本没有废汽外排,取消了清水喷射冷凝热回收系统,每天比原系统少耗2000t清水,相当于年节省用水660000t和减少660000t废水的排放。
(2)单位汽耗由2.0t/adt降低至1.0t/adt以下,节约蒸煮汽耗50%以上,相当于年节约标准煤10000t以上。
(3)蒸煮周期缩短100min左右,装锅量提高5%,单锅日产量提高50%以上,蒸煮工序产能可提高到100000t/a,全厂年增产10000t浆。
(4)粗浆质量得到改善,在保持纸浆黏度的前提下,较大幅度降低了纸浆硬度,卡伯值由原来的18~24降至14~18,质量波动范围变小,平均降低5左右。
(5)DDS置换蒸煮无需添加蒽醌等蒸煮助剂来提高纸浆的性能,吨浆木材消耗量也有所减少,节约了生产成本。
3 有利于热量传递,提高换热效率。
4 由于竹材比重大,而且韧性好,装锅时容易造成每锅的装锅量不同,给每锅蒸煮质量的稳定造成影响。因此,应设置竹片装锅计量秤重系统。
5 由于竹材中灰分含量较高,尤其是Fe、SiO含量较高,不通过添加助剂的方法降低灰分的含量,将造成粘胶色泽发暗、发黑,影响制胶的浸渍、熟成、黄化等,生产的纤维出现乱丝、色差、疵点等质量事故。
6 溶解浆要求半纤维素含量降低到较少数量,以降低粘胶制备过程中的化工原料的消耗和改善过滤性。由于竹子的结构较紧密,细胞壁厚而腔径小,杂细胞含量高,且外表有一层蜡质,化学品的渗透较木材差。因此,需要通过预水解过程使竹材中的部分半纤维素在高温及酸性条件下与水介质作用并转入溶液,残留在原料中的半纤维素也受到某种程度的水解,提高了以后蒸煮时转入溶液的溶解度。同时,预水解削弱或破坏细胞壁外层中木质素与碳水化合物之间或碳水化合物之间的连接,使细胞壁外层松散,从而为蒸煮液的渗透创造了条件。使硫酸盐蒸煮时原料中的果胶、蜡质、部分半纤维素和少量木质素更容易溶出。而硫酸盐蒸煮液的有效成分是NaOH和Na2S,它们与木质素作用生成碱木质素和硫化木质素,与果胶作用生成果胶酸盐,从而溶于碱溶液而去除。
由于竹材中天然色素的存在,白度较差,纤维表面呈黄色,必须采用多段漂白工艺才能保证竹浆粕的白度,同时对纤维强度损伤小。多段漂白实质是对浆粕的纯化、精制和纤维变白的过程。由于多段漂白能合理使用各种化学药品,提高浆粕的白度又能保持较高的强度,与单段漂白相比,缩短了总的漂白时间,节省了化学药品,因此被广泛使用。而塔式漂洗工艺有利于在封闭条件下完成漂洗过程,有利于减少废气的无序排放和用水量。
预水解硫酸盐蒸煮工艺对原料要求低,对原料适应性好,特别适合半纤维素多、灰分高(SiO)的原料。
而过去采用的亚硫酸盐制浆工艺(酸法制浆工艺)由于对原料要求较严格,除碱法亚硫酸盐外,设备管道都需要耐酸材料,而且蒸煮时间较长,蒸煮液的回收较困难,另外制浆得率不高,其发展目前已趋于停止和衰退。
7 由于高温全压喷放会损伤纤维,降低浆粕的强度。同时造成大量的热量损失和废汽排放,污染环境。而减压冷喷放不会损伤纤维,且有利于热量回收。
8 氧脱木质素工艺采用两段氧脱木素,可达到更佳的脱木质素效果。
9 由于漂白过程中采用次氯酸钠或氯气进行漂白,会产生二噁英和有机卤化物等有毒物质,为了保护环境,减少漂白废水中的AOX排放量,减少大气污染,以及提高职业卫生健康水平,根据国家相关的产业政策,在制浆造纸行业已经全面禁止新上项目使用元素氯漂白工艺(CEH),以利节能减排。而全无氯漂白工艺(TCF)从根本上消除了AOX产生的根源,对环境更友好,是无元素氯漂白工艺(ECF)的进一步发展,可满足最严格的环保要求。1999年北欧国家TCF漂白纸浆已占62%,美国ECF漂白纸浆已占73%,加拿大ECF漂白纸浆已占89%。因此为保护环境,制定本款规定。
10 该技术的应用有利于节约能源,降低制浆用水量。据测算,采用此工艺的吨浆耗水30m3~40m3,节水节电50%左右,废水回用率高,废水量降低约60%。同时可减少纤维流失,流程紧凑。
11 目前国内外竹浆粕漂白工艺有多种,如O-C/D-EO-D,O-DO-EO-D1-D2,O-O-D-EO-D,O-D-E-D-H-A,Q-OP-DQ-PO等等。根据竹浆粕生产企业的实际使用,短程E-C-F漂白工艺既可提高浆的品质,又可大大降低在漂白过程中的污染负荷,比传统的C-E-H三段漂白工艺更好。
同时,氧脱木质素工艺作用非常显著,某竹浆造纸厂实测的Kappa值从蒸煮后的约20降为12~14。不论是从环境保护,还是从提高浆的质量,氧脱木质素都是竹浆生产必须采用的技术。而二段氧脱木质素技术,可以达到更佳的脱木质素效果,同时保护浆的强度。
12 黑液的提取过程也是浆粕的洗涤过程,既要求把浆粕洗净,减少纤维流失和残碱夹带,又要求黑液提取率高,浓度大,温度高,以减轻下游的蒸发负荷和蒸汽耗量。因此,只有采取多段逆流高温提取工艺,才能用较少的水量使各段洗涤的扩散作用得以充分发挥,达到理想的洗涤效果。但提取段数不宜过多,段数的增加,将使设备投资和操作费用也随之增加。一般以3段~5段为宜。
随着生产规模的扩大,新建竹浆粕厂和木浆粕厂不应再采用间歇式黑液提取工艺。
13 压力上浆工艺可保证在较大浆浓的条件下,上网定量均匀,并可提高长网运行速度,提高设备产能;
夹网成形工艺是尤其适于较大型中高速抄浆机使用,可提高上网的浆层厚度,同时双网夹住浆料,利于网部脱水成形及压榨脱水;
靴式压榨工艺为大辊径压榨,可增大浆粕的压区和线压力,提高压榨脱水能力,降低蒸汽消耗;
气垫干燥工艺热效率高,温度场均匀,设备占地面积小。
3.3 工艺流程
3.3.2 生产工艺流程选择成熟、先进的工艺路线可达到提高产品质量、减少原材料消耗、降低生产成本、节水、节能及环保的目的。
3.4 工艺计算
3.4.2 本条为通用设备台数的计算。
3.5 节能降耗
3.5.1 纤维素工厂设计中应采取生产用水逆段使用,后段用过的工艺水宜用于前段工序。
3.5.2 浆粕生产过程中,不论是竹浆粕和木浆粕工艺的黑浓缩液燃烧和蒸发浓缩,还是棉浆粕的蒸煮气释放,都将产生大量的热量。回收利用这部分余热,对于节能降耗,提高企业经济效益都是非常重要的。
3.5.3 本措施能有效节约动力、管材费用。
3.5.6 据某工厂实际测算,50000t/a棉浆粕生产线每天通过回收大放气带出的棉短绒约有500kg。
3.5.7 蒸煮黑液所含的污染物(化学需氧量CODcr和生化需氧量BOD5)占企业污染排放总量的90%以上,从清洁生产角度出发,蒸煮原料预浸和液比调节采用洗浆工序来的稀黑液,节省用水量和化学品消耗,减少污染物的排放量。
3.5.8 根据目前的生产工艺,每生产1000kg木浆粕或竹浆粕,约有1000kg左右的植物纤维原料和400kg左右的碱类溶解于蒸煮液中。黑液中的固形物包括有机物木素、半纤维素和纤维素的降解物以及有机酸等,这是产生热值的主要能源,可通过燃烧产生热能发电;无机物包括游离氢氧化钠、硫化钠、碳酸钠以及有机化物的钠盐等,这些是需要回收利用的化工原料,可通过下游苛化工序再回收,实现循环利用。
3.5.14 为节约用水,提高回用水利用率,全厂应配套循环水冷却站,将生产中换热装置的水循环冷却后再利用。
4 工艺设备
4.1 一般规定
4.1.1 浆粕工厂蒸煮、漂白和抄浆设备相对统一,洗选工艺设备差别较大;配置是否技术先进、高效节能、性能稳定、安全适用对浆粕工厂的质量、成本、效益及稳定有很大的影响。
4.1.3 正确选择氯气、酸、碱、漂液等易燃、易爆、有毒及腐蚀性物料的输送设备,对降低物料损耗,提高设备及工作场所安全性有益。
4.1.4 本条明确了非标设备的设计规定。
4.2 主要设备材质选择
4.2.2 由于盐酸和次氯酸钠漂白剂都具有较强氧化性和腐蚀性,一般钢材不能耐其腐蚀性,因此,应采用非金属材料或钢板衬胶,也可根据资金条件选择不锈钢。
4.2.5 本条说明如下:
4 漂白工艺结束后,由于浆粕中含有大量的浓度较高的盐酸,一般材料不能耐其腐蚀,应采用耐腐蚀较强的316L不锈钢。
5 由于进入后精选的浆料仍然含有部分浓度较低的盐酸,仍然具有腐蚀性,应采用耐腐蚀的316L不锈钢。
6 后选过来的浆料进入高位调浆箱后,经软水稀释,pH值正常值在6~7之间,腐蚀性较弱,故应采用耐腐蚀的304不锈钢或UPVC硬聚氯乙烯等材质。
4.2.6 本条说明如下:
1 双相不锈钢2205合金是由21%铬,2.5%钼及4.5%镍氮合金构成的复式不锈钢。它具有高强度、良好的冲击韧性以及良好的整体和局部的抗应力腐蚀能力。碳钢衬焊不锈钢材质已经在实践中得到应用,质量可靠,并可节省投资,但必须由专业的施工单位焊接,普通焊接方式无法满足立式蒸煮锅热胀冷缩的工况。
2 由于在蒸煮过程中会产生有机酸、硫化氢等腐蚀性较强物质,且蒸煮系统为带温带压设备,时冷时热,故与蒸煮液相接触的设备材质应采用耐腐蚀较强的316L或2205。
4 由于二氧化氯或次氯酸钠漂白剂都具有较强氧化性和腐蚀性,一般钢材不能耐其腐蚀性,因此,应采用耐腐蚀性较强的2205、316L、玻璃钢或其复合材质。
8 由于废气中含有硫化氢、二氧化氯等腐蚀性气体,废气处理设备一般采用玻璃钢或316L材质。
4.2.7 本条明确了非标设备的选材规定。
4.3 设备选型和配置
4.3.1、4.3.2 这两条规定了设备选型和配置的原则。
4.3.3 中、高浓浆料是指浓度为10%~30%的浆料。
4.3.4 常用洗涤设备有双辊置换压榨洗浆机、鼓式置换洗浆机、网式压榨洗浆机或除气式真空洗浆机等,其中双辊置换压榨洗浆机有以下特点:
(1)集稀释脱水、置换和压榨三要素为一体的洗浆机,能有效去除浆料中可溶性固形物,尤其是COD去除率更高,从而降低漂白化学品消耗;
(2)进出浆的浆浓高,洗涤耗水量低,减轻污水排放;
(3)输送动力消耗低,后续漂白浓度易控制;
(4)设备易操作,对产量变化和高固形物含量不敏感,易开机和维护;
(5)设备产能大,可满足超大型制浆厂只建一条生产线的要求,设备结构紧凑,占地面积小,建筑费用低;
(6)设备适应范围广,可用于黑浆和漂后浆洗涤。由于出浆浓度高,设备密封性好,可作为各段之间的保护屏障。
在条件许可下,新建项目采用压榨洗浆机有利于节能减排。
4.3.6 近几年,浆板的抄造开始采用夹网气垫干燥浆板机。主要用于抄造以木浆、竹浆及棉浆等为原料的干浆板。夹网气垫干燥浆板机主要由高浓流浆箱、夹网脱水成形部、大辊径压榨部及气垫干燥部等组成。与长网浆板机相比较,其主要技术优势有:
(1)采用高浓流浆箱,提高了上浆浓度,降低了浆料输送的动力消耗;
(2)网部大大减少或取消了真空脱水元件,减少了真空泵的动力消耗,延长了成形网的使用寿命,提高了出夹网脱水成形部的浆板干度;
(3)采用大辊径压榨,提高了出压榨部的浆板干度,节约了蒸汽消耗(每提高湿浆板干度1%,可节约蒸汽约3%);
(4)采用热风干燥,浆板表面无角质化,浆板不易返黄,提高了产品质量;
(5)热风密闭循环,热量利用率高,蒸汽消耗降低约35%;
(6)利用热风干燥和承托纸幅,牵引纸幅的引力小,浆板干燥均匀,收缩均匀,不易断头。
4.3.8 本条说明如下:
1 备料部分加强除杂及除尘功能,能减轻黑液处理负担,提高产品质量。
2 根据造纸行业“十二五”规划有关内容,容积小于40m3的蒸球已列为淘汰设备。
3 高效大锥度精浆机是较成熟可靠的节能新产品,国内大部分厂家都在使用。
4 国内黑液提取方面有三种方式:网带洗浆机、螺杆挤压机和浓缩压榨提取一体机。其中网带洗浆机能耗高,提取黑液浓度低,目前行业使用较少;螺杆挤压机与浓缩压榨提取一体机目前行业使用较多,相对来说浓缩压榨提取一体机能耗小,运行稳定。
4.3.9 本条说明如下:
1 木片堆分为长形木片堆和圆形木片堆,两种木片堆均采用上料及卸料器。长形木片堆具有设备简单可靠、先进先出、木片均一的优点,圆形木片堆具有先进先出、木片均衡、堆存全部为有效容积、对木片处理温和、比长形堆的土建工程量少的优点。
2 木片筛有摇摆筛、厚度筛和风选筛等。如果木片质量普遍较好,可选用结构简单、易维护、生产能力范围大、可有效分离过大的木片和细木屑的摇摆筛;如果木片厚度差异大,可选用厚度筛;如果木片质量普遍较差,可选用筛选效率高、生产能力大、可有效分离过大过厚木片、泥沙、木屑、粉尘等重轻杂质的风选筛。
3 当木片较干净时,筛选后合格木片由带式输送机直接送往蒸煮工序,木片筛筛出的过大木片经盘式再碎机再碎后返回木片筛重新进行筛选;木片筛筛出的木屑由输送设备送至室外堆存;当木片含泥砂较多时,筛选后合格木片由带式输送机送往木片洗涤器,洗后木片经螺旋机和刮板机两次脱水后送往蒸煮工序。
4.3.10 本条说明如下:
1 本类设备适合较长距离输送,且节省动力,维修量小,生产能力大。
2 立式蒸锅的主要优点是容积大,单位体积单位时间产浆量大,劳动生产效率高。与同容积蒸球比较,占地面积小。
3 这种配置有利于采用置换节能蒸煮,对系统最合理,有利于排放能量回收利用,且投资少,生产周期短,能耗低、效率高。而传统单台蒸煮锅设置方法蒸汽消耗太高,蒸煮时间太长,设备利用率低。
5 压力洗浆机比真空洗浆机洗涤浆粕的效率高,产能大,洗涤效果好。
6 可实现未漂浆系统封闭循环,节约能源,降低制浆用水量。
7 防止未煮烂的竹节或其他硬杂物进入洗浆系统而损坏过滤面。
4.4 设备布置
4.4.2 这样布置既可充分利用设备位差,使设备布置紧凑,又可减少设备数量及管道长度。
4.4.9 可节约照明时间,方便操作人员巡检和安全。
4.4.10 由于结构变形缝两侧可能沉降不匀,将影响设备的水平度,设备运行存在隐患。
4.4.11 根据物料流向利用重力能并减少输送距离可有效节省投资和减少运行成本。
4.4.12 精浆机、洗浆机成组排列布置,有利于操作、检修、吊装及美观。
4.4.13 可以满足抄浆检修,操作及防火安全。
4.4.16 本条说明如下:
1 送料风机噪声大,有粉尘和震动,如紧邻布置会对用电设备的安全运行造成影响;
2 这样布置能方便夹包机或人工上料的操作;
3 蒸球轴向中心10m间距是参考国内使用现状既满足操作通行又兼顾建筑合理柱间距。
4.4.17 本条说明如下:
1 从木片堆场至蒸煮器顶部一般有较大的竖向和横向距离,木片输送机的安装又不能有太大的斜度,所以,木片输送机的布置往往要横穿道路,其布置应不影响运输车辆的通行;
2 蒸煮锅采用半露天形式布置可有效减轻车间散热以及有利于废气的疏散;
4 蒸煮、洗选和漂白工段集中布置在一个建筑物内,可节省建筑用地,缩短各工序之间各种管线的长度,降低输送能耗,节约建安造价。
4.4.18 本条说明如下:
1 由于竹浆粕工厂生产能力大,竹切片堆场距离主生产装置较远,一般工厂都采用架空多级输送皮带方式输送。为防止雨水和阳光对竹切片含水量的影响,保证竹切片质量均匀,因此应设置封闭通道。
2 有利于有毒、有害气体的扩散,保证操作环境的良好。
5 管 道
5.1 一般规定
5.1.5 本条规定了输送容易堵塞物料管道的原则。
5.1.7 为防止氧气流在管道中高速流动时对管壁的摩擦及可能存在的微小燃烧物引起管道燃烧,跨接电阻应小于0.03Ω。
5.1.8 由于浆粕工厂使用了强氧化剂、酸碱等腐蚀性介质,因此在地震区使管道能承受地震引起的水平力不至于断裂、达到防止次级灾害发生的目的是十分必要的。
5.3 管道布置
5.3.2 本条说明如下:
3 可燃气体和可燃液体管道穿越防火墙,很容易将火灾从防火墙的一侧引入到其另外一侧,从而加大火灾面积。此外,在布置输送氧气管道和甲醇等甲、乙、丙类的液体管道时,还要充分考虑这些管道发生可燃气体或蒸气逸漏对防火墙本身安全以及防火墙两侧空间的危害。本款为强制性条文,必须严格执行。
4 办公区、休息区、控制室、化验室等人员密集场所及机柜间、变配电等重要控制场所不得有有毒、易燃、易爆、腐蚀性介质的管道穿过,是考虑到保护环境和保障职工的劳动卫生安全。本款为强制性条文,必须严格执行。
5.3.4 为便于施工,管道预留孔宜大于管道外径(含法兰或保温层)10mm。
5.3.6 浆料是非均相体,易沉淀,在管道的非光滑点(亦称“死角”)区往往形成浆料的沉积。故要求在管道敷设时应避免直角焊接和直接在管道封头上变径等“死角”。
5.3.7 氯气是一种有毒有刺激性气体,氯气遇高温会急速膨胀,而且氯气在高温下会助燃,故作此规定。
5.3.8 氯气标准状态时的密度为3.17g/L,约为空气密度的2.45倍。微量泄漏时无风会下沉,常温时在水中的溶解度约两倍气体体积,其水溶液会对金属产生腐蚀,故作此规定。
5.3.9 水腿高度要求是为保持设备真空形成需要,而管径过大,流量不足,流速下降,会导致真空度下降,甚至不能产生真空。而管径过小,不能满足排液要求,也会降低洗涤效果。
6 辅助生产设施
6.1 一般规定
6.1.2 本条明确了辅助生产设施的选择原则。
6.2 酸碱站
6.2.1 酸碱站在设计时须根据市场采购酸、碱液的情况设置卸车设施和输送计量系统,以满足使用功能。
6.2.2 目前,随着自动化检测设备的精度、可靠性不断提高,自动酸、碱液调配工艺在纤维素纤维制造行业得到了广泛的应用。酸、碱液自动调配系统不仅节省人力成本,还可以降低人员操作风险。自动酸、碱液调配系统更快捷,测量、控制更容易,也符合行业信息化及技术进步的要求。
6.2.3 本条明确了酸碱站设计还应符合现行行业标准《石油化工储运系统罐区设计规范》SH/T 3007的通用要求,包括(不限于)碱液储罐不宜少于2个;储罐底标高符合:满足泵的吸入要求;罐前支管道与主管道连接所需安装尺寸的要求;满足对仪表选用和安装的要求等。
6.3 碱回收
6.3.2 本条说明如下:
1 碱回收工艺根据工作原理不同,分为燃烧法、电渗析法和黑液气化法等。
燃烧法碱回收工艺技术成熟,运行稳定。但工程投资较大,适用于规模较大的企业。该工艺的缺点是容易受到黑液中硅成分的干扰,黑液中的二氧化硅与碱作用生成硅酸钠,在燃烧过程中容易结垢,影响碱回收过程的顺利进行。但目前在黑液蒸发浓缩过程中增加了去除硅元素的钝化过程,能保证碱回收过程的顺利进行。当前世界各国对黑液的处理主要采用燃烧法碱回收工艺技术路线。
2 除臭式碱回收工艺的主要特点是取消圆盘蒸发器这一直接换热设备,采用高效增浓蒸发设备代替直接蒸发设备,可减少烟气中硫化氢、二氧化硫等有毒、有害气体的排放,同时采用大面积的立管翅片式省煤器来回收烟气余热,提高碱炉的运行效率。
3 从环保角度分析,碱回收炉燃烧黑液浓度达到70%左右已可满足大气污染物的排放要求,并能达到较好的热效率。进一步提高黑液的处理浓度不一定经济。
4 由于黑液中的硫化钠在蒸发、燃烧过程中容易生成硫化氢而损失掉,而溢出的硫化氢不仅污染环境、降低白液硫化度,还会腐蚀蒸发设备。因此,黑液应进行氧化预处理,使受热不稳定的硫化钠等硫化物被氧化为较稳定的硫代硫酸钠和硫酸钠。
5 黑液结晶蒸发技术是利用黑液中的无机盐超过其溶解度时会结晶析出沉淀的原理,通过控制黑液中过饱和无机盐悬浮晶粒的沉积和结晶,使其所产生的悬浮无机物晶体呈泥浆状分散在黑液中,让结晶发生在小的无机物晶核上形成和增长,而不是在蒸发器的传热面上进行,使传热面清洁。黑液结晶蒸发技术的优点是提高了黑液固形物的含量,降低了蒸发器的结垢,减少了蒸发器的洗效时间,提高了碱炉的热效率,降低二氧化硫和总还原硫化物的排放量,保护了环境。
6 黑液多效蒸发流程有顺流、逆流和混流三种方式。采用顺流供料时,由于操作温度逐步降低,黑液黏度升高,在蒸发器内流动性减缓,不仅影响传热效果,又使黑液输送困难;采用逆流供料时,传热效果好,但设备投资大,动力消耗高;采用混流供料时,从进料效和末效为低浓低温段采用顺流,体现顺流供料的优点,而高浓高温段则采用逆流供料,从而改善换热条件,提高了蒸发能力。
7 在蒸发系统中设置钝化装置,有下列效果:
(1)降低黑液黏度;
(2)钝化黑液中的钙离子、硅离子,将该成分引起的结垢潜在因素减至最小。
钝化系统原理类似于在制盐行业中广泛应用的播种结晶技术,在钝化槽中,通过加入中压蒸汽提高黑液温度至160℃左右,至少保持60min,使钙的复杂有机化合物降解,钙离子与黑液中的碳酸混合,沉淀出碳酸钙、硅酸钙。
8 蒸发站的效数选择一般考虑黑液性质、生产规模及运行费用,一般为5效~6效。考虑到黑液性质及运行模式,其中一效可分为一体、二体或四体。
10 在蒸发工段设置高压泵水洗、碱洗等设施,方便清除加热设备换热面上的结垢。
11 连续苛化工艺可生产高质量的白液,从绿液生产白液的转化率更高,白泥残碱低,减少水循环量,结构紧凑,控制更容易。
12 为了降低白泥残碱和提高白泥干度,设计时应充分考虑白泥洗涤,洗涤后的白泥送去煅烧,回收石灰。白泥主要成分是CaCO3,通过煅烧生成CaO,CaO与水反应生成Ca(OH)2,可重新用于苛化反应,实现化学品的重复利用,并可防止白泥外运以及填埋所造成的二次风险与污染。
15 碱回收炉在高温下运行,如果冷却水中断将导致碱回收炉损坏,并可能导致重大火灾事故。因此必须设置备用泵并应设置双动力源,防止给水泵或电源出现故障造成停泵,导致碱回收炉冷却水供应中断而发生事故;双动力源可以是双电源,也可以是单电源加其他动力源,如蒸汽动力、液压动力等。本款是强制性条文,必须严格执行。
6.3.3 本条说明如下:
1 板式降膜蒸发器具有耐压、传热效率高、不易结垢并易于清理等优点。
2、3 黑液结晶蒸发技术增浓的关键在结晶增浓效,将蒸发系统来的约65%的浓黑液混合芒硝和碱灰,用芒硝和碱灰的无机盐颗粒作为结晶核在结晶增浓效内进行结晶蒸发,产生浓度大于70%的超浓黑液送碱炉燃烧。
4 次高压单汽包低臭型碱回收炉是把圆盘蒸发器更换为新型省煤器、把双汽包管束更换为单汽包和垂直管束,同时碱灰用静电除尘器收集。能力增加、寿命延长、安全性能提高和维护减少。
5 连续苛化具有生产过程和操作简单、节约投资、占地面积小、水循环少、排污少、白液浓度高和白泥残碱低等优点。
6、7 压力过滤机与传统澄清器相比有以下优点:
(1)绿液浓度、温度和流量变化不影响绿液过滤;
(2)过滤获得的绿液纯度高;
(3)白泥杂质少、干度更高,石灰窑能耗减少,降低成本;
(4)占地面积少。
为保证回收苛化的成品碱质量,减少对浆粕灰分的影响以及降低蒸发器结垢,新建碱回收项目绿液和白液澄清工艺尽量选用压力过滤机以保证回收碱的澄清度。
8 新型石灰窑的辅助设施有闪急干燥器、白泥悬浮干燥系统等节能装置,可有效缩短石灰窑体长度,生产中自泥量的不足需用外来石灰石补充,冷却后的回收石灰需经过粉碎、输送、提升送到石灰仓,再用于苛化。
9 由于白泥浓度较大,输送阻力大,对泵体的磨损较大,故抽取时应选用隔膜泵。
11 由于黑液蒸发浓缩产生的二次蒸汽或其冷凝水含有有机酸(如蚁酸、醋酸等)和各种酸性硫化物(如硫化氢、硫醇等),腐蚀性较强,所以,应采用耐腐蚀材料。
6.4 二氧化氯制备
6.4.1 二氧化氯制备方法主要有氯酸钠甲醇还原法、氯酸钠双氧水还原法及氯酸钠氯化氢还原法(综合法)等。氯酸钠甲醇还原法有以下优点:
(1)几乎不会产生副产物氯气,因此在浆料生产过程中含氯有机物的形成将减至最少;
(2)使用甲醇作催化剂来生产二氧化氯,将比使用双氧水或氯化物作催化剂的方法更持续高效,在相同设备规格基础上,产量更高;
(3)二氧化氯收率较高,运行稳定可靠。
6.4.2 防止因泄漏而形成爆炸危险。
6.4.4 避免因过滤器堵塞而影响生产。
6.4.5 通常情况下,硫酸浓度由98%或93%稀释到60%。
6.4.6 本条为强制性条文,必须严格执行。反应器循环泵是为了使溶液经过再沸器并且循环进入反应器,它能搅拌容器内的溶液并使溶液里的晶体保持悬浮状态,反应器循环泵如果突然停止,会在延时后造成全部停机,应急电源接通后就可立即启动循环泵来防止晶体沉淀。循环泵是双机械密封,在启动前必须先启动密封水泵,否则循环泵会因为密封水不足而造成泄漏和损坏,影响泵的正常运行。
二氧化氯输送泵停止会造成吸收塔的液位增加并引起部分停机,操作人员应尽快重新启动二氧化氯输送泵,否则甲醇喂料泵会在2min后停止,二氧化氯输送泵启动的前提条件是吸收塔内的液位高于5%。
冷冻水流量要一直比吸收塔和尾气塔的最小润湿流量高。吸收塔的冷冻水流量过小,会造成二氧化氯剧烈分解反应、吸收塔顶部损坏或发生火灾,特别是在失去真空的时候。
二氧化氯是一种不稳定气体,可分解成氯气和氧气,同时释放热量。排气扇短暂停止后引起反应器和吸收塔的压力上升,可能会在有二氧化氯气体的地方发生分解反应。
上述泵体和排气扇如果停止运转,会造成二氧化氯气体泄漏。二氧化氯有与氯气相似的刺激性气味,具有强烈刺激性,接触后主要引起眼和呼吸道刺激,吸入高浓度可发生肺水肿,能致死,对呼吸道产生严重损伤,高浓度的本品气体,可能对皮肤有刺激性。二氧化氯能与许多化学物质发生爆炸性反应。对热、震动、撞击和摩擦相当敏感,极易分解发生爆炸。受热和受光照或遇有机物等能促进氧化作用的物质时,能促进分解并易引起爆炸。故作此规定。
6.4.7 与反应器溶液直接接触的设备材质要求相当严格。设备必须经受住来自所有反应器中的化学腐蚀物对设备的腐蚀,包括硫酸、氯酸钠、二氧化氯和氯气。设备也必须能够经受住反应系统中倍半硫酸钠对设备的侵蚀。在这个系统中,钛是最普遍运用的材料。在充满酸性残留物的系统中,钛是抗腐蚀的非常好的一种材料。氯酸钠改变系统中的化学环境,使设备表面钝化,而免受硫酸的侵蚀。
反应器循环泵是一个钛质轴流泵。喷射器由钛制成。过滤机材质为钛。玻璃钢与氟聚合物,能够适应反应器后段设备和芒硝过滤机的相对温和的腐蚀条件。
6.4.8 钽材的硫酸喷射器喷嘴可以经受硫酸在稀释发热后的强烈腐蚀环境和避免局部过热。
6.4.9 钽或钛材质的滤网可以经受硫酸、芒硝的腐蚀环境。
6.4.10 氯酸钠不会自燃,但会支持燃烧,氯酸钠在250℃以上分解,产生氧气和氯酸钠,如果接触火源会引发火灾,所以氯酸钠溶解投料用的起重设备应为手动或采用防爆电机。
6.5 次氯酸钠制备
6.5.3 由于氯气比重较空气重,如果氯气钢瓶泄漏,将在地面扩散,因此,应在墙体的下方设置排风设施。
6.5.4 防止其受热分解。
6.6 制氧站
6.6.1 木浆粕和竹浆粕工厂的漂白工艺中如果采用了氧脱木素或氧漂工艺,就应设置氧气制备站。
6.7 化验室
6.7.1 由于所使用的仪器设备大多是高精度的,必须尽可能远离振动区、粉尘区及腐蚀性环境。
6.7.2 浆粕生产使用的化工料品种多、要求高,所设置的化验室应能满足所用原材料的化验分析,包括设置必要的通排风、满足合适的温湿度条件、采用合适的分析仪器和设备等。
6.7.3 由于棉浆粕在生产过程中需要添加不同化学品,为及时了解所添加化学品的浓度,应就近设置分析化验台,以方便取样化验。
6.7.4 由于木浆粕和竹浆粕工厂规模一般较大,各车间分析化验的项目不同,所以宜分别设置化验室。
7 仪表和自动控制
7.1 一般规定
7.1.1 本条说明了仪表和自动控制系统设计的目的。无论采用哪种控制方案和仪表设备,最终目的都是为了满足工艺流程和生产技术要求。
7.1.2 先进性、适用性和经济性是对立统一的关系,只有紧紧围绕设计目标,才能在保证适用的前提下,尽量采用先进和成熟技术,同时减少投资。
7.1.3 在保证检测和控制要求的前提下,仪表选型应注意尽量减少品种和规格,以利于投产后的设备维护和备件供应。
7.1.4 接触工艺物料的材质对仪表的使用寿命有决定性的影响。由于工艺管道设计时已经考虑到这点,故可参考工艺管道材质,并适当提高等级。
7.1.5~7.1.7 这3条条文明确了本规范与其他规范的关系。
7.2 控制水平
7.2.1 无论棉短绒、木材或竹材制浆粕,蒸煮工序对浆粕质量都具有重大影响,其生产特点和难度都适合采用分散型控制系统(DCS)控制。碱回收、二氧化氯生产工序设备复杂,控制难度较高,国内现有生产也都采用分散型控制系统(DCS)控制。但是,当棉浆粕工厂采用蒸球生产,在对生产要求较低时,也可以采用可编程序控制器(PLC)控制。
7.2.2 部分成套大型设备(精浆机、浆板机、理纸机、打包机等),生产厂家都有配套的可编程序控制器(PLC)提供。部分相对独立、小型或辅助的生产区域有控制要求时,如接入分散型控制系统(DCS)不便或不经济或操作独立时,也可采用可编程序控制器(PLC)控制。
7.3 检测和控制方案
7.3.1 考虑到生产安全和维修方便,配备两台操作站较好。不但可互为备用,而且当有故障时,正常操作和仪表检修可同时进行。历史记录的保存时间不宜少于3个月,则出于事故追溯的时效考虑。
7.3.2 漂白生产需加入多种溶液,传统生产采用人工操作,危险性大、操作烦琐、易出错,对产品质量影响较大。而这些生产特点,非常适合批量加入控制,如投资允许,还是采用自动控制较好。
7.3.3 此类水池通常要求高低限位泵入或泵出控制,且与其他工艺没有关联,故推荐采用单独的液位控制器就地控制,当然也可以接入DCS系统。
7.3.5 为了保证各个环节的浆浓要求,有必要在各个浆浓调节处设置自动控制系统。造纸行业基本如此,且效果良好。
7.4 控制设备选型
7.4.1 本条明确规定了仪表设备应采用的信号标准。现场仪表的模拟信号种类较多,考虑到传输距离和抗干扰要求,应尽量采用双绞线传输电流信号。
7.4.2 为保证参数的控制精度,变送仪表必须具有较高的精度等级。目前各类变送器的测量精度通常都高于1.0级,故作此规定。同时,各类仪表的精度也不宜过高,满足工艺要求即可,避免投资浪费。
7.4.3 本条说明如下:
3 目前很多工厂的控制室环境良好,采用商用计算机作为服务器和操作站,工作稳定可靠。但考虑到浆粕工厂的特殊环境和工业计算机的发展现状,仍建议采用工业级计算机。
7.4.4 本条说明如下:
7 立式蒸煮锅、喷放锅以及储浆塔、漂洗塔等设备内物料由于存在易堵、黏稠、强腐蚀性及气雾性等因素,其高料位液位计宜采用放射性仪表控制,保证准确可靠的料位测量。放射性仪表的选用应符合《放射同位素与射线装置放射性防护条例》和现行国家标准《含密封源仪表的放射卫生防护标准》GBZ 125的有关规定。
7.4.5 盘装仪表采用统一标准尺寸,有利于投产后的备件供应和升级改造。报警器种类较多,可根据需要采用多种方式,但必须保证能区分报警状态、报警音量高于背景噪声及配套按钮齐全。
7.4.6 控制阀直接控制工艺介质,工作环境恶劣,若选择不当往往会给生产过程自动化带来故障,导致调节质量下降,甚至造成严重的生产事故。有数据显示,70%~80%的仪表故障由控制阀产生。控制阀的选型较为复杂,目前大多由设计单位提出工况条件,生产厂家再进行计算和选型,最后由设计单位确认最终的产品型号和规格。
7.6 安全技术措施
7.6.2 伴热措施多采用电伴热或热介质伴热,推荐采用恒温式电伴热。电伴热施工和维修简便,温度控制稳定,综合应用效果较好。
7.6.7 随着仪表和控制系统越来越多地采用各种集成电路等微电子器件,对雷电电磁脉冲则越来越敏感。电子信息系统在多雷区被打坏的事件时有发生,故有必要强调仪表和控制系统的综合防雷措施。
8 电 气
8.1 一般规定
8.1.1 浆粕工厂供配电系统设计应首先保障人身安全,还应满足供电可靠、技术先进、经济合理和维护方便的要求。
8.2 供配电
8.2.1 依据国内此类工厂的实际状况并按照现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016作本条规定。
8.2.3 现行国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052规定的二级负荷供电系统原则上要求由两回路供电;供电条件困难时,可有一回路6kV及以上专用架空线路,当架空线路改为电缆线路埋地敷设时,应采用两根电缆组成的线路供电。这点主要考虑电缆发生故障后一般检查故障点和修复需时较长,而架空线路则修复方便。
8.2.4 应急供电回路(或电源)与正常回路(或电源)并列运行不但会使应急供电回路(或电源)失去作用,还会带来反送电的危险,故作此规定。
8.2.5 采用35kV电压作为配电电压,经35kV/0.38kV降压变压器对低压负荷配电,可减少电压级数,节省投资和降低电能损耗,并可以提高供电可靠性和电能质量。
8.2.6 各种措施提高自然功率因数后,尚不能达到当地供电部门要求时,应采用人工补偿无功功率。并联电容器价格便宜,便于安装,维护工作量、损耗都比较小,分组容易,实现自动补偿也容易。设在变压器低压侧,可减少变压器的有功损耗和提高变压器的出力。
8.2.7 谐波对电力系统有多种危害。以D,yn11接线,有利于抑制高次谐波电流,这在当前接用电力电子元件日益广泛的情况下是有利的。
8.2.8 电能消耗实行分级计量,有利对其考核管理,从而有利节能。
8.2.9 现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565规定“存放可燃物品库房的配电系统应符合下列规定:1 总电源箱应布置在库外”。实际使用中这种布置往往不利于操作、维修和联动控制。浆粕工厂成品库房,存放的是丙类物品,根据现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058,配电装置防护结构为IP2X。综上,本条文对电源箱体做了严格限制后可安装在出入口附近。
现行国家标准《低压配电设计规范》GB 50054规定,为减少接地故障引起的电气火灾而设置的剩余电流监测或保护电器,其动作电流不应超过300mA。装设Ⅰ级试验的电涌保护器系根据现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057相关规定。
8.3 照 明
8.3.1 照明采用三相配电且三相负荷宜做到平衡有利节能和保证供电质量。潮湿场所照明馈电线路设置剩余电流保护器是为保护人身安全。
8.3.2 工厂设计应采用Ⅰ类灯具,其外露的可导电部分应可靠接地。
8.3.5 金属保护管、封闭式金属线槽、防水防尘灯可将电弧及绝缘燃烧控制在其内,是简单有效的措施。
8.3.6 防水防尘灯具能阻止潮气进入,防止灯具内积水。
8.4 防雷、接地
8.4.2 利用结构主筋、钢柱和基础钢筋等做防雷接地装置的组成部分,有利于楼板、地面形成一个电位面,人和设备在同一个电位面上,比较安全。
8.4.3 依据第三类防雷建筑物专设引下线的间距要求。
8.4.4 原料堆场、成品仓库内的能引起火灾的可燃物质主要为固体状可燃物和可燃纤维。
8.4.5 本条依据现行国家标准《交流电气装置的接地设计规范》GB/T 50065相关条文。
8.5 火灾报警和控制
8.5.1 这样设置是为了能及时、可靠地发出火灾报警和启动消火栓泵实施扑救。
9 总平面设计
9.1 一般规定
9.1.1 目前各地方都根据城市总体规划要求设置了高新技术产业区或开发区,并配套了水、电、汽、消防、污水处理等公用设施,因此工厂的建设和厂址的选择应符合规划要求,并尽量利用已有的公用工程设施,做到经济合理,与规划相协调。
9.1.3 强调浆粕工厂总平面设计应符合现行国家标准《工业企业总平面设计规范》GB 50187的有关规定。
9.2 总平面布置
9.2.1 浆粕工厂的总平面布置应根据工厂的近远期建设规模、生产工艺流程和用地范围进行布置,合理划分功能分区,做到功能分区明确、近远结合、紧凑合理。
9.2.2、9.2.3 这两条是现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565和《工业企业总平面设计规范》GB 50187的有关规定,浆粕工厂总平面设计要据此执行。如浆粕生产与粘胶纤维生产合建在一个厂区内,其生产设施及辅助设施可综合利用,合并布置。
9.2.4 本条是为保证浆粕工厂在生产过程中节约能源和生产成本,并符合有关安全规定。
9.2.5 本条规定既考虑了生产、运输要求,也考虑了罐区泄漏和防止火灾发生等安全要求。
9.2.7 行政管理设施及生活服务设施是工厂人流较多的地方,应布置在便于管理、环境较好及便于人流出入的位置,并尽可能靠近区域规划道路。
9.2.8 厂区道路除特殊情况外宜采用城市型道路。考虑现在的运输车辆载重量大,车体尺寸也有加大,因此支道路宽不应小于4m,主干道、次干道宽不宜小于6m,道路转弯半径也相应加大。
9.3 竖向设计
9.3.1~9.3.5 这5条是现行国家标准《工业企业总平面设计规范》GB 50187中的有关规定,浆粕工厂竖向设计要认真执行,如遇特殊场地应按现行国家标准《工业企业总平面设计规范》GB 50187中的相关规定设计。
9.4 综合管线
9.4.4 本条中所列的几类介质,在发生泄漏时极易引发事故,且有二次危害的可能。发生事故时对所穿越的设施会造成严重的后果。故本条明确提出不得穿越与其无关的建(构)筑物、生产装置及储库区。本条为强制性条文,必须严格执行。
10 建筑、结构
10.1 一般规定
10.1.1 本条明确强调浆粕工厂厂房在满足工艺生产要求的基础上,建筑、结构设计除执行本规定外,还应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016和《纺织工程设计防火规范》GB 50565的有关规定。
10.1.2 本条为浆粕工厂厂房设计的一般规定。
10.1.3 浆粕工厂厂房设计在满足工艺要求的基础上,其内部的采光、通风及卫生设施的配备应按现行国家标准《建筑采光设计标准》GB 50033和《纺织工业企业职业安全卫生设计规范》GB 50477的有关规定执行。
10.1.4~10.1.6 这3条为厂房设计的一般规定。
10.2 生产车间和仓储设施
10.2.1~10.2.3 这3条为对原料储存区、备料厂房、洗选厂房、浆板厂房的一般要求。
10.3 建筑防火、防爆、防腐蚀
10.3.1 本条规定了浆粕工厂主要生产车间的火灾危险性分类。
10.3.2 浆粕工厂的主要生产厂房多为钢筋混凝土框架结构厂房,厂房的耐火等级及安全疏散等应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的有关规定。
10.3.3 本条规定是为了减少火灾发生时对相邻区域的危害。
10.3.6~10.3.8 浆粕工厂的部分生产车间会有酸性或碱性腐蚀性介质作用,因此厂房的防腐是非常重要的。生产厂房及构筑物的建筑防腐应符合现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046的有关规定。
10.3.9 本措施能防止污染地下水。
10.4 结构形式和构造
10.4.2 厂房的抗震设计应遵循现行国家抗震设计规范的原则。
10.4.3 厂房的结构设计荷载应按工艺和设备的具体要求,并按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009执行。
10.4.4 从防腐和耐久性要求考虑,主要生产车间宜采用混凝土结构,当有条件采取可靠的防护措施时,亦可采用其他结构型式。
11 给水排水
11.1 一般规定
11.1.1 本条确定了给水排水设计必须遵循的基本原则,强调了满足工艺要求,经济适用,保护环境以及安全等要求。
11.1.3 随着科学技术的发展,新技术不断涌现。特别是节水技术和污水处理技术,为此,鼓励积极采用经过鉴定、节地节能、经济高效的新技术。凡是在行业内普遍推广、行之有效及有完整可靠数据的新技术,都应积极纳入。
11.1.4 规定管网系统和水处理流程选择的原则,在满足工艺要求的前提下,达到节能、节约费用。
11.2 给 水
11.2.1 本条确定了用水量的标准,浆粕工艺总用水量由原料品种、生产设备、生产工艺、回用水平、管理水平等诸多因素决定,目前,行业中每个工厂的差异很大,因此主要应由工艺专业经计算确定。自备水处理站的配药剂、反冲洗等用水和制取软化除盐水时的自耗水,应计入自备水处理站的自用水,制水工艺不同,自用水的比例也不一样,故该部分水量应通过计算确定。
小时变化系数与工厂规模直接相关,工厂规模大时,小时变化系数可取小值,反之取大值。
随着国家节能减排政策的推进,全国有不少企业通过改进工艺,改善设备降低生产用水量,提高回用水量,节约了用水并减少了废水排放。例如:烘筒冷凝水在本机台回用,抄浆白水在制浆车间全过程逆流回用,部分黑液废水用于锅炉脱硫除尘和冲渣,回用比例一般可达60%~85%。为提高行业的先进性,故规定给水重复使用率不应低于80%。
11.2.2 根据调查的企业一般都采用了多种水源,大部分食堂、宿舍采用水质优良的生活饮用水,因此其水质应符合现行国家标准《生活饮用水卫生标准》GB 5749的有关规定。
11.2.3 生产用水耗量较大且水质要求与市政供水不同,有条件的企业宜优先考虑建设自备水厂,以节约生产成本。
11.2.4 本条对给水处理作出了规定。目前,工业水处理技术和设备发展很快,而各地区水源水质又差异很大,因此,制水工艺选择应针对水源特点,产品水要求,投资成本和运行费用等因素综合比较后确定。
11.2.6 各地都在提倡使用新型管材,而且种类繁多。从调查看,塑料给水管以其具有防腐能力强、内壁光滑、质量轻、美观、安装方便而得到大量推广;热镀锌钢管、金属复合管、不锈钢钢管在企业中也不同程度的使用。这些新型的给水管材,大多编制有推荐性技术规程,可为设计、施工安装和验收提供依据。
11.2.7 生产、消防合并管网的给水系统为现行国家标准《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974中所提倡,管网简单,可降低管网造价,水质有所保证。
11.3 排 水
11.3.1 按排放水的性质分为:生产废水排水系统、生活污水排水系统及雨水排水系统。生产废水应清污分流。工厂内采用分流制排水系统,对后续的污水处理有重要意义。很多企业在工艺上采用浓黑液提取技术,黑液提浓后单独处理,这也要求废水清污分流,浓稀分流。
11.3.2 本条明确了污(废)水的设计排水量的计算方法,生产排水量一般可按生产用水量计算得到。在计算时应区分锅炉蒸发用水、生产废水及清洁废水、生活污水等,便于计算污水量、可重复利用排水及考虑废水回用等。
11.3.3 这些污(废)水含有致病菌、油脂和大量灰渣,在排入排水系统前应采取局部处理措施后再排放。
11.3.4 据调查绝大多数车间内工艺排水采用暗沟排放,为检修方便,排水沟的设备排出口、三岔口及转弯处应设置活动盖板。
11.3.5 为不影响厂区环境,室外排水宜采用管道排放。埋地排水塑料管因重量轻、内壁光滑、防腐蚀、安装方便,在全国各地已得到广泛运用,但对持续水温大于40℃的排水则不合适,因此应针对废水性质合理选择管道材料。为防止纤维和杂物堵塞管道,影响污水处理设施和处理效果,污水排入管道前应采取相应的措施。
11.4 消 防
11.4.2、11.4.3 现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016、《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084、《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974、《纺织工程设计防火规范》GB 50565和《建筑灭火器配置设计规范》GB 50140的相关规定对消防设计作了详细规定,涵盖了浆粕工厂的特点,故浆粕工厂遵照执行即可。
11.4.5 栈桥及转运站两端设置水幕系统的目的是防止火灾蔓延。
12 暖 通
12.1 一般规定
12.1.1 供暖、通风的设计方案应根据国家有关安全、环境保护及节能减排等要求并应结合工程实际,通过技术经济比较确定。
12.1.2 累年日平均温度稳定低于或等于5℃的天数大于或等于90d的地区,应设置供暖设施,并宜采用集中供暖。
12.1.3 工作地点空气中有害物质的最高浓度,应符合国家有关工作场所有害因素职业接触限值的相关规定。
12.1.4 生产车间室内计算参数应按下列要求确定:
1 温湿度应满足生产工艺的要求;
2 夏季室内温度不应高于室外温度3℃~5℃;
3 冬季室内空气温度宜采用14℃~18℃,备料间不应低于5℃。
12.1.5 生产车间以下区域室内计算参数应符合下列规定:
1 值班室及休息室夏季室内温度不应高于30℃,冬季室内温度不应低于18℃;
2 控制室夏季室内温度不应高于35℃,冬季室内温度不应低于10℃;
3 浆板物理检验室的室内温度应为20℃±1℃,相对湿度应为60%±5%。
12.1.6 室外及其他区域室内计算参数应符合现行国家标准《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50019及《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736的有关规定。
12.2 供 暖
12.2.1 热水与蒸汽是厂区供暖的两种主要热媒,热水供暖具有节能、卫生、安全及技术经济效果好等优点。目前多数工厂在生产中以蒸汽为热源,为简化供暖方式,经技术经济分析比较后也可采用蒸汽为供暖。为节约能源及提高能源综合利用率,提倡优先采用生产过程中产生的余热作为供暖热媒。
12.2.2 本条说明如下:
1 供暖系统管路使用时间短,压力低,单独设置管路系统有利于节约能源,对生产供热系统不会产生明显影响。
12.2.3 供暖管路的直管达到一定长度应设置补偿装置。
供暖管路首先应考虑利用管路的自然补偿,常用自然补偿形式有L形或Z形。
当供暖管路利用自然补偿不能满足要求时,应采用补偿器进行补偿。采用补偿器时要优先采用方形补偿器。当采用套筒补偿器或波纹管补偿器时要设置导向支架;当管径大于DN50时,应验算固定支架的推力及强度。
供暖管路的固定支架布置要保证在分支干管接点处的最大位移量不大于40mm;在散热器连接立管上的分支接点的最大位移量不大于20mm;无分支管接点的管段,伸缩量不大于补偿器所能吸收的最大补偿量。
当连接散热器的立管长度小于或等于20m时,应在中间设固定卡;长度大于20m时,应采用补偿措施;当室内立管长度大于10m与水平管相连接时,避免采用“T”形连接,应设置过渡弯头或弯管。
12.3 通 风
12.3.4 本条说明如下:
1 漂白工段洗浆池上的局部排风因考虑防腐,故局部排风管推荐采用UPVC硬聚氯乙烯材质,局部排风机采用玻璃钢风机。
2 常见的易摩擦产生静电的通风管路材质有镀锌钢板、玻璃钢等。
5 浆板机烘干部的热风因温度高、湿度大、有一定的腐蚀性,故推荐局部排风管采用玻璃钢材质,局部排风机采用电动机在外侧的钢制防腐风机。
13 动 力
13.1 一般规定
13.1.3 发展城市热源是我国城市供热的基本政策,具有城市或区域集中热源时应优先采用。
13.1.4 由于木浆粕和竹浆粕工厂用电量和用汽量较大,采用热电联产有利于全厂的能源综合利用,平衡企业的能源品种,也有利于提高企业的经济效益。特别对于木浆粕或竹浆粕工厂,由于生产过程中产生的黑液必须经过碱回收炉燃烧处理回收碱原料,同时产生大量热量,为利用燃烧产生的余热发电,宜设置余热发电机组。
碱回收车间燃烧的浓缩黑液产生大量的热量,该热量可用于发电,热电车间就近布置有利于减少热损失。
13.2 供 热
13.2.1 本条说明如下:
2 按照锅炉房设计程序,在外部设计条件确定后,即可进行锅炉房总的容量和单台锅炉容量的确定、锅炉及附属设备的选型和工艺设计。而锅炉房总的容量和单台锅炉容量的确定、锅炉的选型和工艺设计的基础是设计热负荷。实践证明,热负荷选取得正确与否,会直接影响到锅炉今后运行的经济性和安全性。
13.2.2 本条说明如下:
1 本款的规定是尽量减少设备布置和维护管理的复杂性;
2 本款的规定是考虑到浆粕生产的连续性,以保证其中任何一台锅炉停用时,其余锅炉仍能满足连续生产的热负荷要求。
13.2.3 本条说明如下:
1 热力管网的设计流量,干管是按各用户各种热负荷小时最大耗热量,分别乘以同时利用系数和管网热损失进行计算;支管则按用户的各种热负荷小时最大耗热量计算。
3 地上敷设具有维修方便、造价低等优点。考虑到直埋管技术的发展现状,对地下水位高或年降雨量大以及土壤具有较强腐蚀性的地区的热力管道,必须采取一定的防护措施,方可以采用地沟或直埋敷设。
13.3 供 气
13.3.1 压缩空气的品质取决于空气压缩机的类型及压缩空气后处理工艺,所以应根据所需气体的品质来确定机组及后处理工艺的选择。
13.4 制 冷
13.4.2 由于制备的二氧化氯是气态,必须溶解在7℃冷冻水里,因此冷冻机组宜靠近二氧化氯制备装置。
14 环境保护
14.1 一般规定
14.1.1 本条规定了废水、废气、固体废弃物和噪声的处理或处置原则。
14.1.2 本条明确了本规范与其他规范的关系。
14.2 废水收集与处理
14.2.1 浆粕生产工艺流程长,各工序排放的废水污染程度有很大的差别,根据各工序用水要求不同,尽可能经简单处理后重复利用或循环利用,减少用水量和污水排放量。
排放至污水处理站的各种废水,水质污染程度不同,水量不同,水质特点不同,可根据废水特征和治理难度,清污分流,以废治废,综合治理,降低废水治理成本。
14.2.2 木片(竹片)洗涤可除去其表面的杂质,如砂子、石子、金属或其他碎屑等,洗涤用水量大,通过过滤、沉淀等渣水分离操作,大部分的洗涤水可循环使用,节约用水。需排放的废水进入污水处理系统,避免对环境造成污染。
14.2.3 蒸煮、洗选、氧脱木素和漂白系统由于采用的化学品不同,其产生的废水显酸性或碱性,接纳不同废水的地沟应分开设置。
14.2.4 未提抽完全的反应器溶液含有剩余的二氧化氯,直接排入地沟或者转移至倒液槽,会造成人员中毒和环境污染。本条为强制性条文,必须严格执行。
14.2.5 木浆粕和竹浆粕工厂中蒸煮黑液槽、卸料浆塔等排放的废气中含有萜烯、甲醇、硫醇、甲硫醚、二甲基硫醚及水蒸气等成分,通过废气冷凝器冷凝成松节油和水的混合物等废液,再通过分离操作达到回收松节油和减轻污染物排放的目的。
14.2.6 漂白工段洗涤白水属于酸性或碱性,pH值相差较大。将酸水与碱水通过混合后进入调节池调整pH值至中性,有利于减少调整药剂的用量,降低污水处理成本。
14.2.7 含硫化物和氯化物的废水与酸性废水混合会产生硫化氢气体。硫化氢气体是一种急性剧毒,吸入少量高浓度硫化氢可于短时间内致命,低浓度的硫化氢对眼、呼吸系统及中枢神经都有影响。本规定是为防止硫化氢气体的产生。本条为强制性条文,必须严格执行。
14.2.9 蒸煮黑液和各洗浆废水中常含细小纤维,既造成资源浪费,又易在水池中沉淀,堵塞下游管道及设备。
14.2.10 物化、生化相结合,有利于提高废水处理效果,降低废水处理成本。常采用二段生化的治理工艺,但随着排放要求的不断提高,必要时采用深度治理工艺。高浓度废水采用厌氧和好氧工艺,既有利于回收沼气资源,又有利于污染物的降解。
14.2.11 生产中各工序排放的废水,水质、水量波动较大,一定容量的调节池,能够均化废水水质和水量,减少冲击负荷对污水处理的影响。制浆废水浓度提高,污染重,应设置废水事故池,减少对环境的影响。
14.3 废气处理
14.3.1 棉浆粕工厂的蒸煮废气中含有氮、硫等多种形成恶臭物质,漂白废气中含有氯化氢等刺激性气体,对周围大气环境造成污染。
14.3.2 木浆粕和竹浆粕生产过程中产生的废气含有大量硫化物,直接排放到大气会产生大量臭气,污染环境。因此废气应送到碱回收装置的燃烧炉燃烧掉。
14.3.3、14.3.4 木浆粕和竹浆粕生产过程中蒸煮、洗涤、蒸发、苛化产生的高浓和低浓废气,需要经过收集、洗涤后送碱回收炉或气体焚烧炉燃烧,不允许直接排放大气。
14.3.6 木浆粕和竹浆粕生产过程中漂白工段宜设置洗涤塔,收集处理漂白系统洗浆机、滤液槽、常压漂塔或贮浆塔排放的含漂白化学品的酸性废气。
14.3.7 集中收集全厂的臭气并送碱炉燃烧,可以减少TRS的排放。
14.3.8 芒硝过滤器、酸废水槽、二氧化氯储存槽、溶解槽、倒液槽、取样罐等的气体中含有二氧化氯。而二氧化氯是一种氧化剂且不稳定,易分解成氯气和氧气,释放到空气中将造成大气环境污染。二氧化氯有与氯气相似的刺激性气味,具有强烈刺激性,接触后主要引起眼和呼吸道刺激,吸入高浓度可发生肺水肿,能致死,对呼吸道产生严重损伤,高浓度的本品气体,可能对皮肤有刺激性。二氧化氯能与许多化学物质发生爆炸性反应。对热、震动、撞击和摩擦相当敏感,极易分解发生爆炸。受热和受光照或遇有机物等能促进氧化作用的物质时,能促进分解并易引起爆炸,故作此规定。本条为强制性条文,必须严格执行。
14.3.9 废水厌氧处理单元产生的沼气,具有较高的热值,应回收利用。不具备回收利用价值时,应处理并达到排放要求后排放,严防沼气自然聚集、迁移等,防止引起火灾和爆炸。
14.4 固体废弃物处理
14.4.1 备料除杂产生重质固体废弃物,主要包括砂、石、土壤颗粒等,回收利用价值不大,应送到工厂固体垃圾站。产生的树皮、木屑、废料、节子等,可作燃料送锅炉燃烧以便节约能源。
14.5 噪声控制
14.5.1 明确了浆粕工厂噪声治理的基本措施。在正常生产时,生产线会产生蒸汽排放噪声、空压机噪声、风机噪声、振动等。
14.5.2 风机室、空气压缩机房等场所,机器噪声较大,应采取降噪措施或采用个人防护用品。
14.6 绿 化
14.6.1 工厂的绿化布置应在总平面布置时一并考虑,可在厂区用地范围内按点、块、带状进行布置,高、低结合,以提高厂区的绿化率和绿化效果。
15 职业安全卫生
15.1 一般规定
15.1.1 浆粕生产过程中使用了氯气、二氧化氯、盐酸和烧碱等原料,浆粕工厂的安全防护措施是围绕防止氯气中毒、酸碱等腐蚀和电气安全等开展,所采取的措施是根据防护对象的特点决定的。
15.1.2 本条文明确了本规范和其他规范的关系。
15.3 安全防护措施
15.3.2 对散发氯气等有毒、有害气体的设备和室内场所,设置全面排风或局部排风,是保证现场空气中的氯气、二氧化氯等有毒、有害气体含量满足国家有关规定最有效措施。
15.3.3 本条文明确了易燃、易爆场所的设备防静电和接地的原则要求。
15.3.4~15.3.9 针对浆粕工厂的特点采取的具体防护措施,切实保护人身和设备安全。
15.3.10 温度超过60℃的设备和管道表面在基准面上2.1m以内、距离操作平台0.75m范围内应采取操作人员的防烫保护,并应按现行国家标准《安全标志及其使用导则》GB 2894的有关规定设置警示标志。
15.3.13 安全警示标志是保障安全的有效措施之一。
15.3.16 原料堆场为重要防火区域,氯酸钠仓库、甲醇仓库、松节油储存区及二氧化氯制备区等为甲类防爆区,为及时发现事故苗头保证生产安全,故此类区域应设置视频监控。在二氧化氯反应器视镜上安装监控探头,操作人员可远程观察反应器内液位和反应状态(颜色、泡沫等)。
15.3.17 本条说明如下:
5 因为氯气的化学活泼性使得其毒性很强,可损害全身器官和系统。氯气主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里,生成次氯酸和盐酸,对上呼吸道黏膜造成有毒、有害的影响:次氯酸使组织受到强烈的氧化;盐酸刺激黏膜发生炎性肿胀,使呼吸道黏膜浮肿,大量分泌黏液,造成呼吸困难。
另外,氯气也具有很强的腐蚀性,许多金属都能同氯气发生反应,尤其是在潮湿的环境中反应更迅速。氯气对环境的破坏也非同小可,能污染水体、土壤和空气。而氯气可与碱溶液发生反应:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,可迅速消耗掉氯气。因此,当氯气钢瓶发生泄漏时,应立即将氯气钢瓶推入碱液事故池,以保证操作人员安全。本款为强制性条文,必须严格执行。
6 设置事故围堰,防止事故扩大并造成污染。事故围堰的有效容量按罐区内一个最大容积储罐的容积计算。事故泄露的酸碱应回收利用。
15.4 职业卫生措施
15.4.1 紧急淋洗装置是当现场作业者的眼睛或者身体接触有毒、有害以及具有其他腐蚀性化学物质的时候,可以用这些设备对眼睛和身体进行紧急冲洗或者冲淋,主要是避免化学物质对人体造成进一步伤害。
15.4.6 开棉工序有大量的粉尘产生;蒸煮工序在放料时有大量含碱性气体排出;漂白工序有氯气溢出;烘干工序有蒸汽溢出;次氯酸钠制备有氯气溢出的可能。因此,上述工序在人员操作区都应设置排风设施,以保证操作人员的健康。
15.4.8 由于漂白池内浆液含氯较多,且有脱氯过程,设置半封闭式排风罩有利于防止氯气外泄。
16 仓 储
16.1 一般规定
16.1.2 机械化可提高效率,降低劳动强度。
16.1.3 本条规定了本规范与其他规范的关系。浆粕工厂生产中原料及成品易燃、存量大、价值高,还有酸碱等危险化学品,因此仓库设计应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565、《常用化学危险品贮存通则》GB 15603的有关规定。
16.2 原料库与成品库
16.2.2 带顶建筑物的库内搬运,考虑机动车及非机动车对通行道路的最低使用要求。露天库、堆场的消防车道应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。
16.2.3 从机动车搬运高度以及安全上考虑。
16.2.4 设置中间库有利于每班的计量考核,也有利于每班产品的分析化验。
16.3 辅材库与危险化学品库
16.3.2 本规定是为了便于管理并保证正常运转。对冬季温度较低的地区,应对酸、碱储罐和管道采取必要的保温防冻措施。
16.3.3 安全生产要求。
附录C 纤维素纤维用浆粕工厂可燃、可爆、有毒、腐蚀性物质数据表
对表C中的数据作如下说明:
(1)空气中允许浓度数据取自《工作场所有害因素职业接触限值 第1部分 化学有害因素》GBZ 2.1-2010;
(2)盐酸的沸点为20%浓度的盐酸的沸点;
(3)双氧水属于爆炸性强氧化剂;
(4)沸点、闪点、引燃温度及爆炸极限数据取自《常用化学危险物品手册》,中国医药科技出版社出版。