用于生产和加工木材碎屑的方法技术

本发明专利技术申请描述了一种生产木材碎屑以降低后续用于浆料生产的过程步骤中的能耗的方法。通过本方法，木材切屑在一台木材切屑机中进行，在该木材切屑机中，切屑工具(3)具有在原木的纤维方向与该工具面向碎屑(2)的一侧之间处于75°到105°的区间内的一个角度γ(4)。在这个区间中的角度将致使该碎屑在轴向方向上的压缩，这致使了木材在切屑过程中开裂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
根据权利要求书，本专利技术涉及一种用于生产和加工用于浆料和纸张生产的木材碎屑的方法。
技术介绍
在前已知了多种生产用于浆料生产的木片或者可替代地生物能源的方法。切屑通常是通过一些类型的木材切屑机(例如，盘式或鼓式切屑机)来进行的。这些切屑机的共通之处在于，它们包含将木材切割成碎屑的多个切屑工具。这些切屑工具通常由刀或类似物组成。这些碎屑的特征和特性受到这些切屑工具的几何形状的影响，而且还受到相对于木材中的纤维方向而言的切割角的影响。图I中展示了影响切屑过程和碎屑特性的多个角度，其中I是原木，2是碎屑，并且 黑线限定了纤维方向。三个角度a和e分别是后角、边缘角和喷溅角(spout angle)。喷溅角(e )是在纤维取向与切割方向(如图I中箭头所示)之间的角度。根据现有技术，后角(a)典型地为3°。该后角影响了该原木向切屑盘的供料速度。该边缘角(￠)使切屑工具3(刀或类似物)的楔形形状量化。图I中的角度\是一个余角，其定义为=90° -(a+^ + e)0对这些碎屑上的负载造成主要影响的角度4在图I中给定为Y，并且定义为Y = X+90°。在切屑的过程中，碎屑得到的特性会影响后续单元过程。例如，在硫酸盐(牛皮纸)或亚硫酸盐浆料的生产中，对于后续过程而言传统上认为，这些碎屑具有尽可能小的压缩损坏是有益的。因此，使用一种将此类压缩损坏最小化的技术来完成用于浆料生产的切屑。压缩损坏是由多种压缩应力导致的，这些压缩应力作用在切屑的过程中与切屑工具(刀)接触的碎屑边缘上。该切屑工具(刀)的形状和切割角将导致不同程度的此类压缩损坏。已显示，这些碎屑中的压缩损坏在喷溅角(e)接近30°的情况下是最小的。因此，根据现有技术，在切屑过程中使用接近30°的喷溅角。该角度已经被认为是对于多种化学品浆料的多种纤维特性而言最为有益的。浆料和纸张生产的两个主要问题是能耗高以及处理设备的投资成本高。木材切屑过程的能耗是总能耗的一小部分(不重要的)。对于生产诸如热磨机械浆料(TMP)和化学热磨机械浆料(CTMP)的机械浆料而言，能耗很高，经常是在1000kWh/t到3000kWh/t的范围内。能量需求最大的加工设备是精炼机，在该精炼机中碎屑破裂成为浆料纤维并且将这些纤进行了进一步纤维化和发展。这些精炼机消耗了在该浆料生产中所使用电能的高达90%的电能。目前高价格的能量以及对温室气体持续关注促使能耗在浆料生产过程中降低。更确切地说，存在一种需要来降低将碎屑转变为浆料的极端耗能过程中的能耗。此夕卜，存在一种需要以在不进行新的资金投入的情况下增加在机械和化学浆料两者生产的过程中的生产能力。过去已研发出用于在精炼阶段降低电能消耗的多种方法。例如，已研发出碎屑在精炼之前的若干预处理阶段。多个试验已表明，碎屑的预处理具有降低后续精炼阶段中的比能耗[kWh/t]的潜力。已研发出多种不同的设备类型，用以在切屑之后对木材碎屑进行压缩，从而降低精炼过程中的能耗。例如，这些碎屑可以在压缩螺杆(堵头螺杆)中受到压缩。这些压缩螺杆的缺点是，它们增加了工厂的资金成本和过程的复杂程度。本专利技术的方法主要还在以下方面有所不同在一个螺杆中这些碎屑在一个随机的方向上进行压缩，然而在本专利技术的方法中，压缩被定向在纤维方向上。对这些碎屑进行压缩螺杆预处理的能耗在20kWh/t到40kffh/t的范围内。安德利茨(Andritz)公司已研发出一种作为RT型螺旋压榨机(RT Pressafiner)推向市场的设备。使用该RT型螺旋压榨机，这些碎屑在一个先进的压缩螺杆的作用下被压缩。该RT型螺旋压榨机的缺点是增加了过程的复杂程度。此外，这些碎屑不仅仅是在纤维的方向上被压缩。该设备还需要许多空间，并且因此可能难以在现有过程中进行安装。此外，已知的是，能耗可以通过在辊隙(位于至少两个辊之间)中压缩多个碎屑来 降低。该设计基本上阻碍了这些碎屑在纤维方向上的压缩，从而导致这些碎屑关于纤维方向成一个直角进行压缩。因此，该方法显著不同于本专利申请中说明的方法。也已表明，碎屑精炼过程中的能耗可以通过在切屑与精炼之间对这些碎屑进行化学预处理来降低。在希尔(Hill)、萨布林(Sabourin)、艾兴格尔(Aichinger)和约翰逊(Johansson)于2009年松兹瓦尔的机械制衆国际会议(IMPC Sundsval 12009)上的一篇文章中描述这样一种方法。已意外地表明，在不引入新的过程阶段的情况下，碎屑精炼过程中的电能消耗也可能实现大大减少。这可以通过根据本专利技术的方法中说明的内容来应用不同的负载角4而实现。根据本专利技术的方法与所属领域中既定的知识相悖，该既定的知识表明在纤维方向上最小化压缩损坏是最佳的替代方案。已表明的是，当目的是以降低的总能耗生产至少品质相等的印刷纸和厚纸等级时，该既定的知识并不正确。本专利技术的方法仅使切屑过程中的能耗略微增加(验证实验3)。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是创造一种用于切屑的方法，这种方法用以显著降低在多个后续过程步骤中木材纤维分离和发展成单个纤维过程中的能耗。这经由该木材结构的一个开口通过在切屑过程中产生的压缩负载下进行。这应当在不使切屑过程中的能耗发生任何显著增加的情况下实现。本专利技术的另一目的是创造一种用于切屑的方法，可以将该方法与至少一个额外的过程步骤相结合，以降低在纸浆料生产过程中的至少一个后续过程步骤中的能耗。本专利技术的另一个目的是使这些碎屑易于通过化学品或水进行浸溃，并且允许这些浸溃化学品与一个较大表面积相接触，这些化学品可以在该较大表面积上发生反应。本专利技术的另一个目的是增加生产能力，而无需对切屑之后的过程步骤进行新的投入。专利技术的详细说明本专利技术将在以下参照所附的示意图而进行更详细地描述，这些示意图以示例性的目的地示出了本专利技术当前优选的实施方案。图I展示了切屑工具的多个角。图2示意性地示出了用于制浆的木材碎屑生产的过程步骤。图3定义了 (例如)侧角12。图4示出了来自以下各项的结果验证试验1，TMP，游离度相对于比能耗。图5示出了来自以下各项的结果验证试验2，TMP和CTMP (印刷纸品质)，游离度对比比能耗。图6示出了来自以下各项的结果验证试验2，TMP和CTMP (印刷纸品质)，抗张指数对比比能耗。图7示出了来自以下各项的结果验证试验2，TMP和CTMP (印刷纸品质)，光散射系数对比比能耗。 图8示出了来自以下各项的结果验证试验2，TMP和CTMP (印刷纸品质)，抗张指数对比游离度。以参照图2，示出了一种对用于木浆料或类似产物的木材碎屑进行生产和处理的示意性方法。在切屑阶段6中，对木材原木I或类似物进行切屑。优选的是，之前已在去皮阶段5或类似阶段中对该原木进行了处理。在后续步骤8中对这些碎屑进行精炼之前，可将这些碎屑在步骤7中通过预热、浸溃、蒸发等进行处理。在一个第一精炼阶段之后，在一个或多个阶段9中对纤维分离的碎屑进一步进行精炼，直到完成造纸的浆料或类似物。这些阶段均由之前已知的技术组成，该技术是本专利技术所属领域的专业人员所熟知的。这些多个后续步骤是在本专利技术的定义之外，并且不在本专利申请中进行任何更为详细地描述。切屑过程中使用的木材切屑机由之前已知类型的木材切屑机组成，这种类型的木材切屑机具有一个或几个切屑工具3、14，根据本专利技术的切屑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.05 SE 1000210-31.用于生产和处理木材碎屑以降低在后续的浆料生产过程阶段中的比能耗的方法，其特征在于，该切屑过程由一台切屑机进行，该切屑机自身具有处于从75°到105°区间内的、在纤维方向与该切屑工具面向碎屑(2)的一侧之间的角度Y (4)中的多个切屑工具(3)，这将致使这些碎屑的轴向压缩，这进而致使这些碎屑在切屑的过程中开裂。2.根据权利要求I所述的用于木材切屑的方法，其特征在于，该角度Y(4)是处于85。到100。的区间内。3.根据以上权利要求中的一项或多项所述的用于木材切屑的方法，其特征在于，将这些碎屑以在IOmm与40mm之间范围内的长度进行切屑。4.根据以上权利要求中的一项或多项所述的用于木材切屑的方法，其特征在于，该方法包括预处理阶段，其中，将该原木的温度控制在-10°C到130°C的范围内。5.根据以上权利要求中的一项或多项所述的用于木材切屑的方法，其特征在于，将该方法与一个预处理阶段相结合，其中，将该原木的固体含量控制在30%到70%的固体含量区间内。6.根据以上权利要求中的一项或多项所述的用于木材切屑的方法，其特征在于，该方法包括将该切屑工具的速度控制在15m/s到40m/s的区...

【专利技术属性】
技术研发人员：利斯贝思·赫尔斯特罗姆，珀·恩斯特兰，托尔比约恩·卡尔伯格，珀·格拉丁，欧依文·格雷格森，
申请(专利权)人：利斯贝思·赫尔斯特罗姆，珀·恩斯特兰，托尔比约恩·卡尔伯格，珀·格拉丁，欧依文·格雷格森，
类型：发明
国别省市：