[发明专利]用于控制纤维素纸浆加工的方法和装置

说明书

技术领域

本发明总体涉及纤维素纸浆加工工艺，尤其涉及生产具有所需纸浆性质的纸浆产品的控制纸浆加工工艺。

背景技术

将木屑加工成为纸浆产品的过程包含了多个阶段，其中一些阶段可能要持续数小时。因此，在纸浆加工工厂中，在任何给定时间可能存在大量加工中纸浆。纸浆的加工可能受到许多因素的影响，其中一些可能导致最终纸浆产品价值下降或变得无价值。在某些情况下，导致价值降低的纸浆性质只在最终产品中比较明显，并可能导致部分加工的纸浆，能源和添加的化学物质的浪费。所以需要在纸浆加工过程中控制纸浆产品性质的方法和装置。

发明内容

本发明一方面提供了一种用于控制生产具有所需纸浆性质的纸浆产品的纤维素纸浆加工的方法。该方法包括使用第一波长的光照射纸浆的加工中部分，以及接收来自被照射的纸浆部分的散射光谱，该散射光谱包括通过与被照射的纸浆部分的成分相互作用而发生波长偏移的光谱分量。该方法还包括过滤该散射光谱以分离所述光谱分量，以及识别被过滤的散射光谱中对应于纸浆性质的光谱特征。该方法进一步包括根据所识别的光谱特征的变化产生用于控制纸浆加工的控制信号以使纸浆性质落入所需要的范围内。

本发明的另一方面提供了一种用于控制生产具有所需纸浆性质的纸浆产品的纤维素纸浆加工的装置。所述装置包括可操作地产生用于照射纸浆的加工中部分的第一波长的光的照射源。所述装置还包括可操作地接收来自被照射的纸浆部分的散射光谱的接收器，该散射光谱包括通过与被照射的纸浆部分的成分相互作用而在发生波长偏移的光谱分量。所述接收器还可操作地过滤所述散射光谱以分离所述光谱分量。该装置还包括处理器电路，其可操作地配置为识别被过滤的散射光谱中对应于纸浆性质的光谱特征，并且根据所识别的光谱特征的变化产生用于控制纸浆加工的控制信号以使纸浆性质落入所需要的范围内。

在结合附图阅读以下的具体实施方案后，本发明的其它方面和特征对本领域技术人员来说是明显的。

附图说明

图1是纸浆加工工厂的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的用于控制纤维素纸浆加工的装置的示意图；

图3为图2所示装置中使用的处理器电路的示意图；

图4为描述用于引导处理器电路实施训练过程的代码块的工艺流程图；

图5为描述用于引导处理器电路实施控制过程的代码块的工艺流程图；以及

图6是4种不同化学纸浆的未处理光谱的图形表示。

具体实施方式

纸浆加工工厂

如图1所示，100总体展示了纸浆加工工厂的示意图。纸浆加工工厂100在入口104处接收进料木屑102。最终产品可以是纸浆包106中的多个干燥的纸浆垫，其可进一步加工以制成各种纸制品。

在入口104处接收的木屑102被进料到蒸煮器108中，并且被水和蒸煮液浸透。蒸煮液主要是白液，是含有氢氧化钠和硫化钠的碱性溶液。蒸煮液还可包括一些回收自黑液的氢氧化钠和硫化钠，黑液是该过程的废弃产物。在蒸煮器108中，蒸煮液渗透到木屑的毛细管结构，并且在高压和高于170℃的温度下将材料加热数小时以降解木质素和半纤维素，从而产生纸浆。在蒸煮器108中蒸煮后，通过将蒸煮器中的压力降低到大气压力来对纸浆进行吹制过程。吹制过程导致纸浆中的木屑起毛形成棕色纸浆，其被筛分以除去结，碎屑和其它杂物，然后传送到洗涤器110。在洗涤器110中，将黑液与纤维素纤维分离，洗涤后的纸浆被进料到漂白设备112中。漂白设备112可以具有几个漂白阶段，使用如二氧化氯，过氧化氢和氧气等化学品将纸浆增白至所需的程度。然后将漂白的纸浆送入纸浆机器114进行干燥，干燥后压制成纸浆垫并积累在纸浆包106中。

在纸浆生产中，通常需要从纸浆中除去大部分木质素，因为木质素是纸浆产品随时间增加而变黄的原因。通常高质量的纸张使用其中大部分木质素在加工过程中已被除去的纸浆垫制备。从纸浆中除去的木质素存在于分离的黑液中。可以进一步处理黑液来提供用于运行所述加工的产生能量的燃料来源，并且可以在该过程中回收化学品用于循环利用。

图1所示的纸浆加工工厂100仅代表使用牛皮纸浆法加工的一种可能的实施方案。在实践中，可以使用在一些或多个方面与图1所示的工厂不同的加工工厂，例如亚硫酸盐纸浆法加工工厂或热机械制浆法加工工厂，将纸浆加工成纸产品。或者，将木屑102加工成适于纺成如人造丝等合成纤维的纸浆。

纸浆加工控制装置