[发明专利]具有内部纤维化区的高强度精制机板

说明书

分案申请

本申请是分案申请，原申请的申请号为200510082553.7，申请日为2005年7月8日，发明名称为“具有内部纤维化区的高强度精制机板”。

相关申请

本申请是2004年7月8日申请的、标题为“Energy Efficient TMPRefining of Destructured Chips”的未审定美国专利申请No.10/888,135的部分后续申请，在35U.S.C.120和121下要求其利益，并且这里合并参考其内容。

发明背景

本发明涉及用于木质纤维材料(尤其是木片)的热机械制浆的设备和方法。

近十年来，热机械制浆(TMP)技术所制造的机械纸浆的质量已有所提高，但是这些耗能大的技术所增加的能量消耗在保持质量的同时甚至对于能量效率施加了更大的刺激。在保持质量的同时朝向能量效率发展的最近发展的进程中的基础原理是，不同的设备的区分和处理、从纤维的纤丝化中进行碎片材料的轴向纤维分离和纤维化以便于制造纸浆。在精制机上游的专用设备执行前面的步骤，所述专用设备使用与较低程度的操作和纤维分离相配的低能量消耗，而高能量消耗的精制机没有能量不足的纤维分离功能并且可将所有能量都更有效地投入到纤丝化功能中。由于纤丝化功能需要比纤维分离(分离纤维)更多的能量因此这是必需的。

这些发展确实提高了能量效率，尤其是在使用高速圆盘的系统中。然而，尤其是对于不使用高速精制机的系统，就眼前来说，由于需要主精制机的更昂贵的或占用空间的装置，因此长期能量效率略微偏差。

发明内容

本发明的目的是提供一种精制机板结构，所述结构可在较低能量消耗下促进高质量热机械制浆的生产。

本质上，甚至是在不使用高速精制机的系统中，本发明也实现了显著的能量效率，同时减小精制机上游所需的装置的范围和复杂性。

在广义方面中，本发明涉及板元件、板结构、以及用于木片的热机械精制的相关系统，其中拆散(destructured)并且部分分离纤维的碎片被供给到旋转的圆盘主精制机中，其中相对圆盘中的每个都具有杆和槽的内部带图案以及杆和槽的外部带图案，以使得在内部带中实现基本完全的碎片的纤维化(分离纤维)并且所得到的纤维在外部带中被纤丝化。

一个实施例涉及一对相对的协同操作的精制机板元件，所述精制机板元件是为用于两个相对的相对旋转的精制圆盘之间的精制间隙中的纤维材料的区分和精制的平坦圆盘精制机设计的，其中在相对的精制圆盘上所述板元件将被直接布置得彼此面对面，其中所述改进包括两个板元件都形成有包括杆和槽的内部带和包括杆和槽的外部带，每个内部带上的杆和槽形成后面有外部操作区域的内部供给区域，每个外部带上的杆和槽形成后面有外部操作区域的内部供给区域，并且在内部操作区域和外部供给区域之间增加了当所述板被布置得彼此面对面时所形成的间隙和/或材料流动区域。

最好，内部带的操作区域由交替的杆和槽的第一图案限定，而外部带的供给区域由交替的杆和槽的第二图案限定。内部带上的操作区域上的第一图案具有比外部带上的供给区域上的第二图案的槽窄的槽，从而形成几何形状上的不连续性。基本可在低强度精制下完成内部带的操作区域中的碎片的纤维化，而在更小的板隙和更高的精制强度下在外部带的操作区域中执行纤维的纤丝化。

相关方法最好包括以下步骤：将所述碎片暴露于蒸汽环境下以便于软化所述碎片，通过压榨使得软化的碎片被拆散(destructuring)并且脱水到大于约55％的稠度，将拆散并脱水的碎片稀释到大约30％到55％的稠度，将所稀释的碎片供应到其中每个圆盘都具有杆和槽的内部带图案和杆和槽的外部带图案的旋转的圆盘精制机中，使得内部带中的碎片纤维化(纤维分离)，以及在外部带中使得所形成的纤维纤丝化。

可在主精制机正上游的一个完整装置件中执行压榨拆散、脱水和稀释，并且只在主精制机的一组相对旋转的圆盘之间实现纤维化和纤丝化。

与相对于已知TMP制浆方法的能量关系相比，组合了拆散加压螺杆排出装置和纤维化板的新的、简化的TMP精制方法示出了有效提高的TMP纸浆特性。该方法至少改进了TMP和低保持力/高压力TMP精制系统的纸浆特性/能量关系。低保持力/高压力TMP精制系统通常在75psig和95psig之间在标准精制机圆盘速度或较高圆盘速度下操作。

在更高的精制压力下提高了内部带的纤维分离效率。在增加精制机圆盘速度的情况下进一步增加了纤维分离水平。