[发明专利]具有蒸汽通道的磨片和用于从圆盘精磨机提取逆流蒸汽的方法

说明书

本申请要求2007年5月31日递交的美国专利申请序列号No.60/941,065的权益，其通过引用以其全部内容并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于木质纤维材料的圆盘精磨机，并且总体涉及一种用于制备纤维板和用于中密度纤维板(MDF)的机械浆、热磨机械浆(TMP)和各种化学热磨机械浆(CTMP)的圆盘精磨机，所述用于中密度纤维板(MDF)的机械浆、热磨机械浆(TMP)和各种化学热磨机械浆(CTMP)总称为机械浆和机械制浆工艺。更具体地，本发明还涉及在机械制浆工艺中流经圆盘精磨机的蒸汽的处理方法。

背景技术

圆盘精磨机可用于热磨机械制浆(TMP)精磨机中，其中例如木片等纸浆材料在每一个具有设置在研磨表面上的径向凹槽的旋转磨盘(转子)和固定磨盘(定子)(或一对旋转盘转子)之间的蒸汽环境中研磨。转子可在1000到2300转每分(RPM)的转速下操作。

木片供料到圆盘精磨机的相对盘的中心。当离心力浆木片推向盘外圆周时，在盘之间的木片被磨碎。磨片通常包括在木片上提供重复挤压作用的磨条和凹槽纹路。挤压作用导致木质纤维素纤维从原始木片分离。纤维分离将原始木片材料转变为适于例如纤维板等最终产品的纤维浆。

当木片保持在磨盘之间时，能量通过固定在磨盘上的磨片传递到木片。所述能量为施加来磨碎木片的高离心和挤压力的形式。研磨过程还产生高摩擦力，所述高摩擦力使木片供给材料中的水转变为高压蒸汽。

在大多数圆盘精磨机中，来自圆盘精磨机的蒸汽沿与离开研磨盘的纤维材料相同的方向流动，所述方向为例如从磨盘之间径向向外。例如，通常在精磨机的磨盘之间产生的60％到100％的蒸汽沿向前方向流动，所述向前方向为与在磨盘之间移动的纤维材料的方向相同。向前流动蒸汽的该百分数取决于精磨机磨片纹路和工艺条件。在从纤维磨盘外周离开之后，向前流动的蒸汽将纤维浆运送经过圆盘精磨机下游的吹气管道。当研磨的纤维浆材料离开吹气管道并且进入料箱和其他相对低压的容器时，向前流动蒸汽的压力释放。在MDF中，向前流动的蒸汽通常几乎没有向制浆工艺增加价值，并且向前流动蒸汽中的压力能量通常没有被利用。在机械制浆中，一些系统允许从将向前流动的蒸汽排放到大气的排放漩流气液分离器(dicharge cyclone)和其他系统回收向前流动蒸汽中的热能。当例如通过热交换器回收时，来自机械研磨过程的向前流动蒸汽的热通常用于造纸机干燥器和纸浆干燥设备上。

在MDF和其他机械制浆系统中的精磨机供给侧中需要高压蒸汽。蒸汽用于软化木材来提高精磨机的性能和制备纤维。用于研磨的高压蒸汽通常提供来自精磨机的逆流蒸汽和通常由锅炉产生的未使用蒸汽的组合。未使用蒸汽从能量消耗方面来说制造成本昂贵。长期需要用于制浆工艺的高压蒸汽源。

高压蒸汽源为机械研磨过程中产生的蒸汽。高压蒸汽产生在圆盘精磨机中的磨盘之间。在传统精磨机中，在磨盘之间产生的达40％的高压蒸汽没有沿向前方向与木片供给材料一起流动。如果磨盘之间的高压蒸汽可无压力损耗地提取，则所述高压蒸汽可引导到机械研磨车间木片供给系统中的蒸汽容器。

已知的从磨盘获取高压蒸汽的技术允许蒸汽逆着磨盘之间的木片材料运动逆流，并且经过供给系统到达木片预蒸容器。高压逆流蒸汽已经用于预蒸容器中。单独的管道增加到精磨机来允许逆流蒸汽绕过来自供给系统的输送机和供给装置，并且允许逆流蒸汽以很小的阻力从精磨机入口移动到预蒸容器。

逆流蒸汽的量通常通过使用定向(低能)磨片来减少。与传统高能磨片相比较，低能磨片通常减少精磨机中10到50％的蒸汽产生，并且将逆流蒸汽量减少20到70％。虽然定向MDF磨片在减少驱动圆盘精磨机所需能量中是有利的，但是可获得的逆流蒸汽的减少增加了机械研磨车间所需的高压蒸汽量。

长期需要减少以高能量成本生产的用于机械研磨车间的高压蒸汽量。具体来说，长期需要从研磨工艺获取比目前机械研磨车间中使用定向(低能)磨片获取的更大量的高压蒸汽。

发明内容

已经开发出一种新颖的磨片，以增加从磨片特别是低能磨片中提取的高压蒸汽的量。磨片包括蒸汽通道，所述蒸汽通道穿过研磨部分，并且提供用于逆流蒸汽的通道。所述磨片的优点包括可获得用于研磨车间中其他目的的增加量的高压蒸汽和与定向磨片相关的低能研磨。