木质素以及加工木质素的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于加工木质素的方法。该方法包括：将木质素材料(11)进料到系统中，在研磨装置(30)中使木质素材料(11)的粒度减小从而制造具有粒度分布的木质素粉末，其中至少85重量％的木质素团块和颗粒小于300微米，并在研磨装置(30)中使粒度减小的同时使木质素材料的干固体含量增加至少5％。另外，本发明专利技术涉及一种用于加工木质素的系统，一种木质素粉末，一种用于制造包含木质素的产品的方法，一种用于制造包含木质素的产品的系统，以及一种包含木质素粉末的产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】木质素以及加工木质素的方法和系统专利
本专利技术涉及用于加工木质素的方法和系统以及木质素粉末。此外，本专利技术涉及包含木质素的产品以及用于制造包含木质素的产品的方法和系统。技术背景木质素是一种存在于植物组织中的有机物质。木质素结合例如细胞、纤维和构成木材或其它植物的脉管并从而形成强健稳固的细胞壁。木质素是地球上最丰富的有机聚合物之一，并且是第二丰富的可再生碳来源，仅次于纤维素。由于木质素的异质性，即木质素的化学组成表现出一定的变化，所以它是一种相当不同寻常的生物聚合物。共同定义是苯基丙烯基本单元的数枝状网络聚合物。在出于各种工业目的加工植物时，可以提取木质素用于各种各样的应用。例如在造纸中，在制造高品质的经漂白的纸张时需要从木浆中除去木质素。在这种情况下，经常燃烧被除去的木质素来提供能量使磨机运行，因为木质素在燃烧时能产生大量能量(大于纤维素)。专利技术概述本专利技术揭示了木质素粉末以及用于加工木质素粉末的方法和系统。本专利技术还揭示了用于制造包含木质素的产品的方法和系统。此外，本专利技术揭示了包含木质素粉末的产品。包含木质素粉末的产品优选是复合物、阻挡膜、坯块、球粒、燃料、或棕色纸板。木质素通常作为饼或团使用，因为木质素粉尘是爆炸性材料，因此将木质素团块研磨成小颗粒具有很大风险。若木质素粉末包含大的团块，则可能难以将木质素粉末与其他原料均匀混合，尤其是当木质素含量小于2％时。因此，在这种情况下，产品的木质素含量可能是高度局域性的，另一方面，在一些位置没有木质素。根据本专利技术，能制造木质素粉末和包含木质素粉末的产品。用于加工木质素的方法优选包括以下步骤：-将木质素材料进料到系统中，-在研磨装置中使木质素材料的粒度减小，从而制造具有粒度分布的木质素粉末，其中至少85重量％的木质素团块和颗粒为小于300微米，和-在研磨装置中使粒度减小的同时，使木质素材料的干固体含量增加至少5％、更优选至少10％或至少15％、最优选至少20％或至少25％。优选木质素粉末中至少90％的木质素团块和颗粒的尺寸小于200微米，更优选木质素粉末中至少95％的木质素团块和颗粒的尺寸小于100微米。在研磨装置中进行研磨工艺的过程中，优选木质素材料的干物质含量增加至少10％。引入到系统中的木质素材料的干固体含量优选为40-90％。制造的粉末的干固体含量优选为80-100％。研磨装置优选是转子磨机。研磨装置优选包括转子，并且在磨粉工艺过程中转子表面的温度小于木质素材料的玻璃化转变温度。在一个实施例中，研磨装置是锤磨机。用于加工木质素的系统优选包括：-适合于将木质素材料进料到系统中的设备，和-研磨装置，其设置成-使木质素团块和/或颗粒的尺寸减小从而获得具有粒度分布的木质素粉末，其中至少85重量％的木质素团块和颗粒的尺寸小于300微米，和-在研磨装置中使粒度减小的同时，使木质素材料的干固体含量增加至少5％。根据本专利技术的木质素粉末优选具有粒度分布，其中至少85重量％的木质素团块和颗粒小于300微米，更优选至少90重量％的木质素团块和颗粒小于200微米，最优选至少95重量％的木质素团块和颗粒小于100微米。制造的木质素粉末的湿含量优选小于60％，更优选小于40％，最优选小于20％，即，最优选木质素粉末的干固体含量为80-100％。木质素粉末可用于，例如，-作为添加剂，例如粘结剂，或-作为能量来源。用于制造包含木质素粉末的产品的方法优选包括以下步骤：-将第一原料进料到系统中，该第一原料包含例如木材、木粉、塑性聚合物和/或动物饲料，-将第二原料进料到系统中，该第二原料包含具有粒度分布的木质素粉末，其中至少85重量％的木质素团块和颗粒小于300微米，和-对包含第一原料和第二原料的产品进行成形，木质素粉末的量至少为产品干重的0.1重量％。用于制造产品的系统优选包括：-适合于将第一原料和第二原料进料到系统中的设备，该第二原料包含具有粒度分布的木质素粉末，其中至少85重量％的木质素团块和颗粒小于300微米，-用于将第一原料与第二原料混合以获得混合物的装置，例如混合机，和-适合于从混合物形成产品的设备，其中该产品包含至少0.1重量％的所述木质素粉末。根据本专利技术的产品包含如本申请中定义的木质素粉末。根据本专利技术的产品优选具有至少为0.1重量％的木质素含量。该产品优选包含木质素粉末，其中至少85重量％的木质素团块和颗粒小于300微米，更优选至少90重量％的木质素团块和颗粒小于100微米，最优选至少95重量％的木质素团块和颗粒小于50微米。该产品优选为-复合物，优选包含0.1-50重量％的木质素粉末，-阻挡膜，优选包含0.1-30重量％的木质素粉末，-球粒，优选包含0.1-20重量％的木质素粉末，-坯块，优选包含0.1-20重量％的木质素粉末，-细粒，优选包含0.1-50重量％的木质素粉末，-燃料，优选包含0.1-100重量％的木质素粉末，-碎料板，优选包含0.5-20重量％的木质素粉末，或-棕色纸板，优选包含0.5-20重量％的木质素粉末。在一个实施例中，产品是球粒或坯块。在这种情况下，适合于形成产品的设备包括造粒装置或压块装置，用于形成包含0.1-20重量％的木质素粉末的球粒或坯块。附图简要描述以下通过附图说明本专利技术，其中：图1a显示磨粉工艺的一种示例性实施方式的简化示意图，图1b显示包含木质素粉末的产品制造工艺的一种示例性实施方式的简化示意图，图2-14显示实验性测试的图片和结果，其中图2显示经锤磨的木质素饼的粒度分布，图3显示一些粒度分布，图4a显示待磨粉的木质素材料的一些例子，图4b显示木质素粉末的一个例子，图4c显示包含团块的木质素粉末的一个例子，图5a显示经长辊隙(LongGap)磨机加工的木质素的粒度分布，图5b显示内有木质素材料的转子磨机的转子截面的一个例子，图6显示经超级转子(UltraRotor)磨机加工的木质素的粒度分布，图7显示木质素材料的一些粒度分布，图8显示木质素、马铃薯粉和马铃薯淀粉的一些粒度分布，图9显示经改进的木质素和淀粉的粒度分布，图10a-b显示木粉的粒度，图11a显示球粒耐久性随添加剂量的变化情况，图11b显示球粒耐久性-冲模温度，图12a显示硫(Sulphur)的量，图12b显示硫(Sulphur)和锌(Zink)的量，图13a显示灰分(Ash)的量，图13b显示铬(Chromium)和铜(Copper)的量，和图14显示钾(Potassium)和钠(Sodium)的量。专利技术详述在以下说明中，若无另外指明，则所有百分比都以干重计。在本申请中使用以下附图标记：11待磨粉的木质素材料，12木质素粉末，即，产品的第一原料，13产品的第二原料14包含木质素的产品15加热的空气，20用于磨粉工艺的供料装置，22过滤装置，27空气加热器，30研磨装置，和40适合于制造包含木质素粉末的产品的设备。木质素是能形成强结合的多酚。木质素是较为疏水性的材料，是自然界中第二常见的生物聚合物。各种植物的木质素量各异。例如，北方的树木通常具有约20-30％的木质素，但是例如在椰子壳(椰纤维)中，木质素含量可超过45％。木质素的化学组成存在一定的变化。其共同定义是苯基丙烯基本单元的一种树枝状网络聚合物。可以从包含木质素的任意植物材料、即包含纤维素的任意植物材料中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于加工木质素的方法，该方法包括：‑将木质素材料(11)进料到系统中，‑在研磨装置(30)中使木质素材料(11)的粒度减小从而制造具有粒度分布的木质素粉末，其中至少85重量％的木质素团块和颗粒小于300微米，和‑在研磨装置(30)中使粒度减小的同时，使木质素材料的干固体含量增加至少5％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.29 FI 201253621.一种用于加工木质素的方法，该方法包括：-将木质素材料(11)进料到系统中，-在研磨装置(30)中使木质素材料(11)的粒度减小从而制造具有粒度分布的木质素粉末，其中至少85重量％的木质素团块和颗粒小于300微米，和-将加热的空气(15)或惰性气体供应到研磨装置(30)，由此-在研磨装置(30)中使粒度减小的同时，使木质素材料的干固体含量增加至少5％。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述木质素粉末中至少90％的木质素团块和颗粒具有小于200微米的尺寸。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述木质素粉末中至少95％的木质素团块和颗粒具有小于100微米的尺寸。4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，引入到系统中的木质素材料的干固体含量为40-90％。5.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，制造的粉末的干固体含量为80-100％。6.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，引入到系统中的木质素材料的干固体含量为40-90％，制造的粉末的干固体含量为80-100％。7.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述研磨装置(30)是转子磨机。8.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述研磨装置(30)是锤磨机。9.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·瓦尔韦玛，J·西波宁，V·尼西宁，S·皮耶塔里宁，N·皮卡拉宁，M·米廷顿，
申请(专利权)人：芬欧汇川集团，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI