[发明专利]用于优化木质纤维素颗粒物质磨浆的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及木质纤维素颗粒物质磨浆过程(如用于木浆和造纸生产以及用于木质纤维板制造)的领域。

背景技术

在热机械制浆过程(TMP)中，木片被用作木质纤维素的原始物质，并且它们的特性，如树种、新鲜度、尺寸、密度以及水分含量是影响木浆品质的重要因素，如Smook的“Handbook for Pulp&Paper Technologies”，Joint Textbook Committee of the Paper Industry，54(1982)中所述；并且木片可以对能量消耗和过程稳定性具有影响，如Garceau在“Mécaniques etChimico-Mécaniques.La section technique”，PAPTAC，(1989)Montreal，Canada，pp.101(1989)中所讨论的。磨浆过程与木浆品质之间的关系已经在以下文献中予以详尽地讨论：Miles的“Refining Intensity and Pulp Quality inHigh-Consistency Refining”，Paperi ja Puu-Paper and Timber，72(5)：508-514，(1990)；Stationwala等人的“Effect of Feed Rate on Refining”，Journal of Pulpand Paper Science：vol 20 no 8(1994)；以及Wood的“Chip Quality Effects inMechanical Pulping-A Selected Review”1996 Pulping Conference pp.491-495。此外，磨浆过程与木片特性之间的关系还在以下文献中予以详尽地讨论：Int symp.Jensen等人的“Effect of Chip Quality on Pulp Quality andEnergy Consumption in RMP Manufacture”，Int symp.on fundamental conceptsof refining，Appleton Wis.，sept.(1980)；Breck等人的“ThermomechanicalPulping-a Preliminary Optimization”，Transactions，Section technique，ACPPP，1-3，pp 89-95(1975)；以及Eriksen等人的“Consequences of Chip quality forProcess and Pulp Quality in TMP Production”，International Conference，Mechanical Pulping，Oslo，June(1981)。

根据一种已知的控制策略，在木片传输螺杆加料器上使用了一个反馈控制器来控制主电动机的负荷，将主磨浆机的稀释液流速与螺杆加料相关联，以恒定比率模式操作。可替代地，在主磨浆机的喷放管道处的木浆稠度测量的基础上，可以使用该反馈控制器通过作用于稀释液流速来控制电动机负荷。在这两种情况中，木片品质的变化起到影响电动机负荷的一种外部干扰的作用。

这些TMP造纸厂是电能消耗的大户。盘式磨浆机(典型地用大的10至30MW的电动机作为动力)被用来将木片转变为高品质的造纸纤维。根据M.Jackson等人在“Mechanical Pulp Mill”，Energy Cost Reduction in thePulp and Paper Industry，Browne，T.C.tech.ed.，Paprican(1999)中所报告的分析结果，一个500BDMT/D(绝干公吨/天)的单线TMP造纸厂在2400kWh/BDMT下(是一个典型的使用黑云杉木片生产新闻纸的TMP造纸厂)的能量消耗估算是在2160KWh/ADt(千瓦小时/风干吨)，占了整个造纸厂能量消耗的90％。因为全世界80％的新闻纸生产使用TMP过程，所以能量消耗是该产业中的主要问题。