CN103168129A - 处理生物质的方法 - Google Patents

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Abstract

该发明涉及一种悬浮物质（尤其是木段）处理方法和高密度螺旋搅碎机，对于该搅碎机而言，木段在持续工作的、切割搅碎机中进行处理，然后将分离出的纤维在搅碎机的球形研磨器中进行研磨。

Description

处理生物质的方法
技术领域
本发明涉及一种处理生物质，尤其是含木质的绿色废物的方法以及一种具有螺旋形物的高浓碎浆机。
发明内容
在碎浆机中处理生物质以制备造纸用的纤维素和木浆纤维，尤其需要特定的方法，原因在于：一方面必须强力处理生物质以利于纤维素纤维释放，另一方面必须这样实施该工艺过程，才可以获得适合造纸用的纤维素纤维长度。
因此本发明的任务在于，提供一种处理生物质的方法，用该方法可以获得特定长度和性质的纤维，尤其是用于造纸的纤维。
通过处理生物质，特别是含木质的绿色废物的方法实现了该任务，该方法中，采用连续运转，装有刀片的碎浆机处理生物质，随后在碎浆球磨机中研磨分离出的纤维。
装有刀片的碎浆机和在碎浆球磨机中进行处理两者的特定组合令人意外地成为了一种方法，采用该方法可以特别简单的方式处理生物质，获得纤维。根据处理步骤以及装有刀片的碎浆机和球磨机研磨球的设计的不同情况，可以获得适于不同应用的纤维。
有利的是，当装有刀片的碎浆机作为高浓碎浆机使用。因此在装有刀片的碎浆机10中有利的充填率为10到20总重量%。
同时特别与刀片相对于生物质的速度有关系。当刀片相对于生物质的速度大于10m/sec时获得了特别好的结果。
当所述分离出的纤维具有1mm至5mm的长度时，纤维最适合应用于造纸工业。
特别是，当生物质具有高含量的木质成分时，在用连续运转的装有刀片的碎浆机进行处理前，干燥处理生物质是有好处的。因此可以使用快速旋转的刀片，像割草机那样，具有相连的干燥过滤装置以及筛上物返料装置。这意味着，使用经典的研磨分级系统，以及例如定期分离累积的生物质，比如木片形式的生物质，再送到例如生物质热电厂。
特别是当生物质有木材成分时，在用连续运转的装有刀片的碎浆机处理前，对生物质加热处理是有利的。这也使处理木刻,含木质成分的绿色废物以及碎木和木片成为可能。
为了使水份进入到木材或含木质的成分中，建议对生物质加压加热。为此可以使用高压锅。也可以采用连续式加热器。在这些情况下，为了在加热时控制该过程，可以通入水，或产生蒸汽。
维持生物质热态几个小时是有利的。当没有蒸汽产生时，将生物质优选在加压下加热至例如100°C至200°C之间，这足以使生物质变软以及变得更易于处理。
特别是对于研磨木质，建议在连续运转，装有刀片的碎浆机处理后，将分离出的纤维素纤维在过筛机处浓缩，于研磨前除去干扰性的微细物质。
通过在碎浆球磨机中将分离出的纤维研磨原纤化，获得了特别好的结果。
处理分离出的纤维素建议这样做，即在有轻质研磨球的碎浆球磨机中研磨所述纤维，所述的轻质研磨球大约有塑料的密度。在碎浆球磨机中小心处理以筛下物形式分离出的纤维。
还有利的是，当在有重质研磨球的碎浆球磨机中研磨所述连续运转，装有刀片的碎浆机中的筛上物，所述重质研磨球大约有钢，石或陶瓷的密度。
视结果不同而定，在原纤化研磨后进行分类也可能是有好处的。
背景技术
已知的碎浆机刀片有刃口半径为几毫米的刀刃。所述刀片起冲击板的作用。作为碎浆驱动器的冲击板搅动碎浆机内的生物质。然而却没有发生切削或者切削只是次要的。与之相对的是，在本发明的方法中建议采用具有螺旋形物的高浓碎浆机，其中所述螺旋形物具有切削刃刃口半径小于1mm的刀片的切削器。
本发明是基于这样的知识，即在高浓碎浆机中装有刀片是有意义的，所述刀片有特别锋利的切削刃。作为切削刃可以是锋利的刀片，特别是例如使用地毯刀片或其他锋利的刀片。
附图说明
附图为两种处理生物质的工艺流程图，并在下面进一步详细说明。附图图示为：
图1具有一台装有刀片的碎浆机和一台碎浆球磨机的方法示意图；和
图2具有一台装有刀片的碎浆机和两台碎浆球磨机的方法示意图。
具体实施方式
图1所示的方法特别适用于绿色废物，例如草。所述方法是特别有利的，因为采用该方法可以获得大部分的造纸可用纤维素纤维。
图1所示的工艺流程图1中，第一步工艺步骤2为干燥处理。因此设有快速旋转的刀片3，其像割草机那样将在传送带4上传输的绿色废物粉碎。
然后连有干燥过滤装置5，筛上物6被返回到该干燥过滤装置。定期累积的木片形式的生物质7用车8运走，例如送到热电厂。
筛下物9被导入到高浓碎浆机10处，在那根据卡伯效应进行处理。同时该导入的筛下物9被装有刀片的螺旋形物11切削，切削后的筛下物12经筛板13筛出。
碎浆机10作为反应器，该碎浆机的装有刀片的螺旋形物11高转数运行，以获得高切削速度。
作为筛板13的是具有约1到4mm，例如1.5mm孔径的孔板。由此获得了作为切削过的筛下物12形式的纤维。所述碎浆机10是以这样的方式作为反应器运行，即使相对长的绿色废物纤维缩短到适于造纸的长度约5至6mm。
第一主工艺步骤涉及到在装有刀片的反应器10中切削纤维，而第二主工艺步骤为在连续运转的碎浆球磨机14中将纤维研磨原纤化。该碎浆球磨机14具有孔板15的约2mm的孔径，螺旋形物16和大约有塑料密度的研磨球17。在原纤化研磨时纤维被粗糙化，因此例如在随后的造纸时所述纤维形成了相互良好的连接。
碎浆球磨机14中的第二工艺步骤优选实行两步法。因此需研磨的纤维在加入或流入相对少量水的情况下一直研磨直到达到了所期望增加的强度。第二步时，加入相对大量的水将纤维从研磨球和纤维混合物中冲洗出来。
在冲洗出的纤维物18中有颗粒大小不适合造纸的颗粒时，在槽分选机19中进行分选（分级），分选板20的槽<0.3mm。随后将净化后的纤维物21从分选机19中分出，而相对更大的颗粒22用车23运走。
图1所示的具有在装有刀片的碎浆机10和球磨机14中两步主工艺步骤的方法也可被三步法代替。图2展示了该工艺步骤，但没有图1中标示的前处理和后处理。
在图2所示的工艺流程图30中，装有刀片的螺旋形物32的反应器31和碎浆球磨机33之间设有过筛机34，是为了浓缩从反应器32中获得的作为筛下物的纤维部分以及在研磨前除去干扰性微细物36。所述浓缩器34的筛上物37被导入到碎浆球磨机33中，如图1实例描述的那样,该碎浆球磨机具有轻质研磨球，例如塑料研磨球38。
在碎浆球磨机33中研磨原纤化后，研磨过的纤维物8脱离本系统，用于进一步的应用，特别是用于造纸。
具有装有刀片的螺旋形物32的碎浆机31中的筛上物39被导入到第二碎浆球磨机40处,该球磨机具有重质研磨球41,螺旋形物42和筛板43.所述筛上物39经历了将纤维变短，同时将木质成分分解及研磨原纤化过程，然后所述纤维部分44脱离该系统。
位于装有刀片的碎浆机10,31和碎浆球磨机14,33,40之间的浓缩器可以安置在这些单元装置之间的任意位置。这类浓缩器基于其清洗性能可将非纸张成分，比如灰，蛋白质，粉状微细物，胶体等除去，这是为了在前面的工艺步骤中就将这些成分从纤维物中分离出去以及回收这些成分进行其他利用。对此可以考虑加工成动物饲料或者也可以进行发酵生成沼气。在选择碎浆球磨机的研磨球时，研磨球的直径等于或大于4mm。采用大小为2mm的较小研磨球时会生成过多的妨碍该方法的微细物。
对于木条，含木质的绿色废物或木屑的处理，首先在高压釜中预处理所述的生物质。同样地在高压釜中加入水的条件下加压维持该生物质大约120°C几个小时。由此木质变软，可以像对绿色废物那样或与绿色废物一同进行进一步处理。

Claims (14)

1.处理生物质,特别是含木质的绿色废物的方法，所述方法中，在连续运转，装有刀片的碎浆机中处理所述的生物质，随后在碎浆球磨机中研磨分离出的纤维。
2.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，装有刀片的碎浆机10的填充率为10到20总重量%。
3.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，装有刀片的碎浆机中刀片相对于生物质的速度大于10m/s。
4.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，分离出的纤维具有介于1至5mm之间的长度。
5.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，在用连续运转，装有刀片的碎浆机进行处理前，对所述的生物质进行干燥处理。
6.根据前述权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，在用连续运转，装有刀片的碎浆机进行处理前，加热所述的生物质。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于，加压下加热所述的生物质。
8.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于，所述的生物质维持热态几个小时。
9.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，在连续运转，装有刀片的碎浆机处理后，在过筛机处浓缩分离出的纤维，以及在研磨之前将干扰性的微细物除去。
10.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，在碎浆机球磨机中原纤化研磨分离出的纤维。
11.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，在碎浆球磨机中使用大约有塑料的密度的轻质球研磨所述分离出的纤维。
12.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，在碎浆球磨机中使用大约有钢，石或陶瓷的密度的重质球研磨所述连续运行装有刀片的碎浆机的筛上物。
13.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，在原纤化研磨后进行分选。
14.具有螺旋形物的高浓碎浆机，其特征在于，所述螺旋形物具有切削刃刃口半径小于1mm的刀片的切削装置。
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