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Title:
METHOD AND DEVICE FOR DRYING A FIBROUS WEB
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/091950
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and to a device for drying a fibrous web wherein the traveling fibrous web is acted upon by steam and hot, moist air in the region of a preceding drying zone (10) and is then fed to the preceding drying zone (10) of a downstream drying zone (12) comprising a drying cylinder (14) and a hood (16) allocated thereto. Hot air (18) is taken out of the hood (16) allocated to the drying cylinder (14) of the downstream drying zone (12). To create at least a portion of the steam for the preceding drying zone (10), condensate and/or fresh water occurring in the drying cylinder (14) of the downstream drying zone (12) is heated by the hot air (18) taken out of the hood (16) by means of a first heat exchanger (20). Alternatively or additionally for creating at least a portion of the hot, moist air for the preceding drying zone (10), the hot air (18) taken out of the hood (16) guided through the first heat exchanger (20) is fed to the preceding drying zone (10).

Inventors:
SCHERB THOMAS (BR)
BOECHAT JOAO VICTOR (BR)
Application Number:
PCT/EP2010/050895
Publication Date:
August 19, 2010
Filing Date:
January 27, 2010
Export Citation:
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Assignee:
VOITH PATENT GMBH (DE)
SCHERB THOMAS (BR)
BOECHAT JOAO VICTOR (BR)
International Classes:
D21F3/02; D21F5/18; D21F5/20
Domestic Patent References:
WO2009117751A12009-10-01
WO2003078728A22003-09-25
WO2008077874A12008-07-03
Foreign References:
EP1959053A12008-08-20
DE3501584A11985-08-14
EP1079189A12001-02-28
US7351307B22008-04-01
EP1959053A12008-08-20
Attorney, Agent or Firm:
VOITH PATENT GMBH (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Trocknung einer Faserstoffbahn, insbesondere Karton-, Papier- oder Tissuebahn, bei dem die laufende Faserstoffbahn im Bereich einer vorangehenden Trocknungszone (10) mit Dampf sowie mit heißer, feuchter Luft beaufschlagt und im Anschluss an die vorangehende Trock- nungszone (10) einer nachgeordneten Trocknungszone (12) zugeführt wird, die einen Trockenzylinder (14), insbesondere Yankee-Zylinder, sowie eine diesem zugeordnete Haube (16) umfasst, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der dem Trockenzylinder (14) der nachgeordneten Trocknungszone (12) zugeordneten Haube (16) Heißluft (18), insbesondere Abluft, entnommen wird, dass zur Erzeugung wenigstens eines Teils des Dampfes für die vorangehende Trocknungszone (10) mittels eines ersten Wärmetauschers (20) im Trockenzylinder (14) der nachgeordneten Trocknungszone (12) anfallendes Kondensat (22) und/oder Frischwasser durch die der Haube (16) entnommene Heißluft (18) erhitzt wird, und/oder dass zur Erzeugung wenigstens eines Teils der heißen, feuchten Luft für die vorangehende Trocknungszone (10) die der Haube (16) entnommene, durch den ersten Wärmetauscher (20) hindurch geführte Heißluft (18) der vorangehenden Trocknungszone (10) zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass mittels des ersten Wärmetauschers (20) aus dem zugeführten Kondensat (22) und/oder Frischwasser Dampf (24) erzeugt und dieser Dampf (24) der vorangehenden Trocknungszone (10) zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeich net, dass das mittels des ersten Wärmetauschers (20) erhitzte Kondensat (22) und/oder Frischwasser im Anschluss an den ersten Wärmetauscher (20) einer Entspannungsverdampfungseinrichtung (36) zugeführt wird und dass der durch die Entspannungsverdampfung erzeugte Dampf (24) der vorangehenden Trocknungszone (12) zugeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch geke nnzeich net, dass bei der Entspannungsveraampfung anfallendes Kondensat (221) zum ersten Wärmetauscher (20) zurückgeführt und in diesem zusammen mit dem im Trockenzylinder (14) der nachgeordneten Trocknungszone (12) anfallenden Kondensat (22) und/oder dem Frischwasser durch die der Haube (16) entnommene Heißluft (18) erhitzt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge ken nze ich net, dass mittels eines zweiten Wärmetauschers (32) durch die der Haube (16) entnommene Heißluft (18) Frischluft (34) erhitzt und die so erhitzte Frisch- luft (34') der dem Trockenzylinder (14) der nachgeordneten Trocknungszone (12) zugeordneten Haube (16) als Verbrennungsluft und/oder make-up Luft zugeführt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geken nzeich net, dass die entnommene Heißluft (18) zunächst durch den zur Erhitzung des Kondensats (22) und/oder Frischwassers vorgesehenen ersten Wärmetauscher (20) und anschließend durch den zur Erhitzung der Frischluft (34) vorgesehenen zweiten Wärmetauscher (32) hindurch geführt wird, bevor sie der vorangehenden Trocknungszone (10) zugeführt wird .

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die der Haube (16) entnommene Heißluft (18) zunächst durch den zur Erhitzung der Frischluft (34) vorgesehenen zweiten Wärmetauscher (32) und anschließend durch den zur Erhitzung des Kondensats (22) und/oder Frischwassers vorgesehenen ersten Wärmetauscher (20) hindurch geführt wird, bevor sie der vorangehenden Trocknungszone (10) zugeführt wird.

8. Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Karton-, Papier- oder Tissuebahn, mit einer vorangehenden Trocknungszone (10), in deren Bereich die laufende Faserstoffbahn mit Dampf sowie mit heißer, feuchter Luft beaufschlagbar ist, und mit einer dieser nachgeordneten, einen Trockenzylinder (14), insbesondere Yankee-Zylinder, sowie eine die- sem zugeordnete Haube (16) umfassenden weiteren Trocknungszone (12), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass zur Erzeugung wenigstens eines Teils des Dampfes für die vorange- hende Trocknungszone (10) ein erster Wärmetauscher (20) vorgesehen ist, dem Heißluft (18), insbesondere Abluft, aus der dem Trockenzylinder (14) der nachgeordneten Trocknungszone (12) zugeordneten Haube (16) zugeführt ist, um durch diese der Haube (16) entnommene Heißluft (18) im Trockenzylinder (14) der nachgeordneten Trocknungszone (12) anfallendes Kondensat (22) und/oder Frischwasser zu erhitzen, und/oder dass zur Er- zeugung wenigstens eines Teils der heißen, feuchten Luft für die vorangehende Trocknungszone (10) die der Haube (16) entnommene, durch den ersten Wärmetauscher (20) hindurch geführte Heißluft (18) der vorangehenden Trocknungszone (10) zugeführt ist.

9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeich net, dass die vorangehende Trocknungszone (10) eine besaugte Einrichtung (42), insbesondere Saugwalze, umfasst, über die die Faserstoffbahn zu- sammen mit wenigstens einem permeablen Band, insbesondere strukturierten Band oder TAD-Band, geführt ist, wobei zunächst das permeable Band und anschließend die Faserstoffbahn von Dampf bzw. heißer, feuchter Luft durchströmt werden.

10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch ge ken nzeich net, dass die Faserstoffbahn von wenigstens einem weiteren permeablen Band, insbesondere Pressband, überdeckt ist und dabei zunächst das weitere permeable Band bzw. Pressband, anschließend das erste permeable Band bzw. Strukturband und anschließend die Faserstoffbahn von Dampf bzw. heißer, feuchter Luft durchströmt werden.

11. Maschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge kennzeich net, dass zusammen mit der Faserstoffbahn zusätzlich ein Entwässerungsband, insbesondere Filzband, über die besaugte Einrichtung (42) geführt ist und dabei zunächst gegebenenfalls das weitere permeable Band bzw. Pressband, anschließend das erste permeable Band bzw. Strukturband und die Faserstoffbahn und schließlich das zusätzliche Entwässerungsband von Dampf bzw. heißer, feuchter Luft durchströmt werden.

12. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge ke n nzeich net, dass der vorangehenden Trocknungszone (10) mittels des ersten Wärme- tauschers (20) aus dem zugeführten Kondensat (22) und/oder Frischwasser erzeugter Dampf (24) zugeführt ist.

13. Maschine nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , dadurch ge ke n nzeich net, dass das mittels des ersten Wärmetauschers (20) erhitzte Kondensat (22) und/oder Frischwasser einer Entspannungsverdampfungseinrichtung (36) und der durch die Entspannungsverdampfung erzeugte Dampf (24) der vorangehenden Trocknungszone (12) zugeführt ist.

14. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge ke n nzeich net, dass ein zweiter Wärmetauscher (32) vorgesehen ist, um durch die der Haube (16) entnommene Heißluft (18) Frischluft (34) zu erhitzen, und dass die so erhitzte Frischluft (34') der dem Trockenzylinder (14) der nachgeord- neten Trocknungszone (12) zugeordneten Haube (16) als Verbrennungsiuft und/oder make-up Luft zugeführt ist.

15. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge ke n nzeichnet, dass zumindest ein Wärmetauscher (20, 32) mit einem vorzugsweise durchflussregulierbaren Bypass (38) für die der Haube (16) entnommene Heißluft (18) versehen ist.

Description:
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR TROCKNUNG EINER

FASERSTOFFBÄHN

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung einer Faserstoffbahn, insbesondere Karton-, Papier- oder Tissuebahn, bei dem die laufende Faserstoffbahn im Bereich einer vorangehenden Trocknungszone mit Dampf sowie mit heißer, feuchter Luft beaufschlagt und im Anschluss an die vorangehende Trocknungszo- ne einer nachgeordneten Trocknungszone zugeführt wird, die einen Trockenzylinder, insbesondere Yankee-Zylinder, sowie eine diesem zugeordnete Haube um- fasst. Sie betrifft ferner eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, der im Oberbegriff des Anspruchs 8 angegebenen Art.

In der US 7 351 307 B2 und WO 2008/077874 ist bereits ein Verfahren beschrieben, das der Herstellung einer voluminösen Tissuebahn dient und bei dem eine so genannte Bandpresse in Verbindung mit einer Heißlufthaube und einer Dampfbeaufschlagung zur Entwässerung der Faserstoffbahn bis zu einem bestimmten Trockengehalt eingesetzt wird. Insbesondere für solche Tissue-Maschinen ist es wichtig, den Energieverbrauch insbesondere während des Trocknungsprozesses zur Erzielung eines vorgebbaren Trockengehalts zu reduzieren. Zudem besteht ein Bedarf an einer Erhöhung des Trockengehalts bei möglichst geringem Energieaufwand.

Beispielsweise aus der EP 1 959 053 A1 ist auch bereits bekannt, Abluft der einem Yankee-Zylinder zugeordneten Haube der Heißlufthaube einer Bandpresse zuzuführen. Bei den einen Yankee-Zylinder mit zugeordneter Trocknungshaube bzw. eine Bandpresse umfassenden Trocknungseinheiten wird sehr viel Dampf verbraucht. Die damit einhergehenden Energiekosten führen zu entsprechend höheren Kosten der Papierherstellung. Bisher wurde die einen hohen Energiegehalt aufweisende Abluft der dem Yankee-Zylinder zugeordneten Haube hauptsächlich dazu benutzt, die Haubenverbrennungsluft für den Yankee-Trockner und in der Papiermaschine eingesetztes Wasser vorzuheizen.

Die auf einer Bandpresse basierende Technologie bringt einen im Vergleich zu herkömmlichen Tissue-Maschinen noch höheren Dampfverbrauch mit sich, was insgesamt zu einer negativen Energiebilanz führt.

Für diese auf einer Bandpresse basierende Technologie wird als weitere Energie heiße, feuchte Luft benötigt, wofür bisher Abluft aus der dem Yankee-Zylinder zugeordneten Haube verwendet wurde. Dabei war es bisher erforderlich, die Abluft aus der Yankee-Haube mit Frischluft zu mischen, um die Temperatur der der Bandpresse zugeführten Luft auf den in dieser Bandpresse erforderlichen Wert zu verringern, womit jedoch auch die Feuchte und Enthalpie der Heizluft herabgesetzt wurden. Die Temperatur der Abluft der Yankee-Haube ist regelmäßig höher als die Temperatur, bei der die Bandpresse arbeiten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung bzw. Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen der Trocknungsprozess insbesondere im Hinblick auf den Energiebe- darf für die Entwässerung der Faserstoffbahn weiter optimiert ist. Dabei soll der Trocknungsprozess insbesondere bei einer kombinierten Trocknung in einer Bandpresse und einer darauf folgenden, einen Yankee-Zylinder mit zugeordneter Trocknungshaube umfassenden Trocknungseinheit entsprechend optimiert werden. Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der dem Trockenzylinder der nachgeordneten Trocknungszone zugeordneten Haube Heißluft, insbesondere Abluft, entnommen wird, dass zur Erzeugung wenigstens eines Teils des Dampfes für die vorangehende Trocknungszone mit- tels eines ersten Wärmetauschers im Trockenzylinder der nachgeordneten Trocknungszone anfallendes Kondensat und/oder Frischwasser durch die der Haube entnommene Heißluft erhitzt wird, und/oder dass zur Erzeugung wenigstens eines Teils der heißen, feuchten Luft für die vorangehende Trocknungszone die der Haube entnommene, durch den ersten Wärmetauscher hindurch geführte Heißluft der vorangehenden Trocknungszone zugeführt wird.

Aufgrund dieser Ausbildung wird der verbrauchte Dampf aus dem Dampferzeuger deutlich verringert, wodurch entsprechend der Gesamtenergieverbrauch reduziert wird. Dabei wird insbesondere Wärme zur Erzeugung von Dampf zurückgewon- nen, der dann im Papierhersteliungsprozess weiter verwendet wird. Es wird die Energie genutzt, die aufgrund des Enthalpie-Abfalls der Abluft der dem Trockenzylinder bzw. Yankee-Zylinder zugeordneten Haube frei wird. Dabei wird zum einen Dampf erzeugt. Zum anderen wird die aus dem Wärmetauscher wieder austretende Heißluft geringerer Temperatur im Papierhersteliungsprozess weiter verwen- det, wobei der erzeugte Dampf sowie die auf eine geringere Temperatur abgekühlte Heißluft insbesondere in einer Bandpresse weiter verwendet werden können.

Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aus dem zugeführten Kondensat und/oder Frischwasser unmittel- bar mittels des ersten Wärmetauschers Dampf erzeugt und dieser Dampf der vorangehenden Trocknungszone zugeführt.

Gemäß einer vorteilhaften alternativen Ausgestaltung wird mittels des ersten

Wärmetauschers das Kondensat und/oder Frischwasser zunächst erhitzt. Im An- Schluss an diesen ersten Wärmetauscher wird das erhitzte Kondensat und/oder Frischwasser dann einer Entspannungsverdampfungseinrichtung zugeführt, wobei dann der durch die Entspannungsverdampfung erzeugte Dampf der vorangehenden Trocknungszone zugeführt wird.

Zweckmäßigerweise wird bei der Entspannungsverdampfung anfallendes Kondensat zum ersten Wärmetauscher zurückgeführt und in diesem zusammen mit dem im Trockenzylinder der nachgeordneten Trocknungszone anfallenden Kondensat und/oder dem Frischwasser durch die der Haube entnommene Heißluft erhitzt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels eines zweiten Wärmetauschers durch die der Haube entnommene Heißluft Frischluft erhitzt und die so erhitzte Frischluft der dem Trockenzylinder der nachgeordneten Trocknungszone zugeordneten Haube als Verbren- nungsluft und/oder make-up Luft zugeführt. Unter "make-up Luft" ist beispielsweise Luft zum Vorwärmen der Trocknungszone und/oder des Trocknungssystems zu verstehen. Ein Vorwärmen wird beispielsweise beim Anfahren der Tissuemaschi- ne durchgeführt.

Die entnommene Heißluft kann vorteilhafterweise zunächst durch den zur Erhitzung des Kondensats und/oder Frischwassers vorgesehenen ersten Wärmetauscher und anschließend durch den zur Erhitzung der Frischluft vorgesehenen zweiten Wärmetauscher hindurchgeführt werden, bevor sie der vorangehenden Trocknungszone zugeführt wird.

Gemäß einer zweckmäßigen alternativen Ausgestaltung ist es jedoch auch möglich, die der Haube entnommene Heißluft zunächst durch den zur Erhitzung der Frischluft vorgesehenen zweiten Wärmetauscher und anschließend durch den zur Erhitzung des Kondensats und/oder Frischwassers vorgesehenen ersten Wärme- tauscher hindurchzuführen, bevor sie der vorangehenden Trocknungszone zugeführt wird.

Die erfindungsgemäße Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbeson- dere Karton-, Papier- oder Tissuebahn, zeichnet sich entsprechend dadurch aus, dass zur Erzeugung wenigstens eines Teils des Dampfes für die vorangehende Trocknungszone ein erster Wärmetauscher vorgesehen ist, dem Heißluft, insbesondere Abluft, aus der dem Trockenzylinder der nachgeordneten Trocknungszone zugeordneten Haube zugeführt ist, um durch diese der Haube entnommene Heißluft im Trockenzylinder der nachgeordneten Trocknungszone anfallendes Kondensat und/oder Frischwasser zu erhitzen, und/oder dass zur Erzeugung wenigstens eines Teils der heißen, feuchten Luft für die vorangehende Trocknungszone die der Haube entnommene, durch den ersten Wärmetauscher hindurch geführte Heißluft der vorangehenden Trocknungszone zugeführt ist.

Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine umfasst die vorangehende Trocknungszone eine besaugte Einrichtung, insbesondere Saugwalze, über die die Faserstoffbahn zusammen mit wenigstens einem permeablen Band, insbesondere strukturierten Band oder TAD-Band (TAD = Through Air Drying) geführt ist, wobei zunächst das permeable Band und anschließend die Faserstoffbahn von Dampf bzw. heißer, feuchter Luft durchströmt werden.

Dabei ist die Faserstoffbahn vorteilhafterweise von wenigstens einem weiteren permeablen Band, insbesondere Pressband, überdeckt, wobei zunächst das weitere permeable Band bzw. Pressband, anschließend das erste permeable Band bzw. Strukturband und anschließend die Faserstoffbahn von Dampf bzw. heißer, feuchter Luft durchströmt werden. Dabei ergibt sich bei der Verwendung eines Pressbandes eine Art Bandpresse, bei der zusätzlich zu dem mechanischen Druck insbesondere eine kombinierte Heißluft- und Dampftrocknung angewandt wird.

Zusammen mit der Faserstoffbahn kann zusätzlich ein Entwässerungsband, ins- besondere Filzband, über die besaugte Einrichtung bzw. Saugwalze geführt sein, wobei zunächst das weitere permeable Band bzw. Pressband, soweit vorhanden, anschließend das erste permeable Band bzw. Strukturband und die Faserstoffbahn und schließlich das zusätzliche Entwässerungsband von Dampf bzw. heißer, feuchter Luft durchströmt werden.

Der vorangehenden Trocknungszone kann beispielsweise unmittelbar mittels des ersten Wärmetauschers aus dem zugeführten Kondensat und/oder Frischwasser erzeugter Dampf zugeführt sein.

Wie bereits erwähnt, ist es jedoch auch denkbar, das Kondensat und/oder Frischwasser mittels des ersten Wärmetauschers zunächst nur zu erhitzen und das mittels dieses ersten Wärmetauschers erhitzte Kondensat und/oder Frischwasser einer Entspannungsverdampfungseinrichtung zuzuführen. !n diesem Fall wird der durch die Entspannungsverdampfung erzeugte Dampf der vorangehenden Trock- nungszone zugeführt.

Das entsprechende Verdampfungssystem kann insbesondere auch eine oder mehrere Pumpen zur Zirkulation des Wassers umfassen. Mit diesen Pumpen kann insbesondere erreicht werden, dass das innerhalb des ersten Wärmetauschers zirkulierende Wasser einen erhöhten Druck besitzt, wobei dieser Druck insbesondere in einem Bereich von etwa 3 bis etwa 20 bar liegen kann. Das Wasser absorbiert Wärme von der durch den Wärmetauscher hindurch geführten Luft und wird dann entspannt. Bei der dabei erfolgenden Entspannungsverdampfung wird der Wasserdruck herabgesetzt, wodurch Dampf erzeugt wird. Das Wasser mit höherem Druck verdampft bei einer höheren Temperatur. Wird das Wasser bei einem höheren Druck gehalten, so kann dessen Temperatur ohne Verdampfung erhöht werden. Wird der Druck dann auf einen Wert herabgesetzt, der eine Siedetemperatur unterhalb der vorangehenden Temperatur besitzt, so beginnt der Entspannungsprozess automatisch.

Der erzeugte Dampf kann in einer geeigneten Kammer abgeschieden und für den weiteren Trocknungsprozess insbesondere bei der Tissue-Herstellung genutzt werden.

Vorteilhafterweise ist ein zweiter Wärmetauscher vorgesehen, um durch die der Haube entnommene Heißluft Frischluft zu erhitzen, wobei die so erhitzte Frischluft der dem Trockenzyiinder der nachgeordneteπ Trocknungszone zugeordneten Haube als Verbrennungsluft und/oder make-up Luft zugeführt wird. Wie schon erwähnt, ist unter "make-up Luft" Luft beispielsweise zum Vorwärmen der Trocknungszone und/oder des Trocknungssystems zu verstehen. Ein Vorwärmen wird beispielsweise beim Anfahren der Tissuemaschine durchgeführt.

Die vorliegende Erfindung bringt insbesondere Vorteile im Hinblick auf den Dampfverbrauch und insbesondere bei dem Einsatz eines Yankee-Trockners und/oder einer Bandpresse mit sich. Die erzeugte Dampfmenge hängt von solchen Bedingungen wie insbesondere Luftmassenstrom, Lufttemperatur und Feuchte, dem Umstand, ob ein Luft/Luft-Wärmetauscher vorgesehen ist oder nicht, usw. ab.

Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn zumindest ein Wärmetauscher mit einem vorzugsweise durchflussregulierten Bypass für die der Haube entnommene Heiß- luft versehen ist. Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Flussbild einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmerückgewinnungssystems,

Fig. 2 ein schematisches Flussbild einer weiteren Ausführungsform des Wärmerückgewinnungssystems,

Fig. 3 ein schematisches Flussbild einer weiteren Ausführungsform des Wärmerückgewinnungssystems mit einer Entspan- nungsverdampfungseinrichtung,

Fig. 4 ein schematisches Fiussbiid einer weiteren, eine Entspan- nungsverdampfungseinrichtung umfassenden Ausführungsform des Wärmerückgewinnungssystems und

Fig. 5 ein schematisches Flussbild einer weiteren, eine Entspan- nungsverdampfungseinrichtung umfassenden Ausführungsform des Wärmerückgewinnungssystems.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Flussbild einer ersten beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmerückgewinnungssystems einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, bei der es sich insbesondere um eine Karton-, Papier- oder Tissuebahn handeln kann.

Dabei wird die laufende Faserstoffbahn zunächst im Bereich einer vorangehenden Trocknungszone 10 mit Dampf sowie mit heißer, feuchter Luft beaufschlagt. Im Anschluss darin wird die Faserstoffbahn einer nachgeordneten Trocknungszone 12 zugeführt.

Dabei kann die vorangehende Trocknungszone 10 insbesondere eine besaugte Einrichtung 42, vorzugsweise Saugwalze, umfassen, über die die Faserstoffbahn zusammen mit wenigstens einem permeablen Band, insbesondere strukturierten Band oder TAD-Band, geführt ist, wobei zunächst das permeable Band und anschließend die Faserstoffbahn von Dampf bzw. heißer, feuchter Luft durchströmt werden.

Die Faserstoffbahn kann zudem von wenigstens einem weiteren permeablen Band, insbesondere Pressband, überdeckt sein, wobei in diesem Fall zunächst das weitere permeable Band bzw. Pressband, anschließend das erste permeable Band bzw. Strukturband und anschließend die Faserstoffbahn von Dampf bzw. heißer, feuchter Luft durchströmt werden. Dabei ergibt sich bei der Verwendung eines Pressbandes eine Art Bandpresse, bei der zusätzlich zu dem mechanischen Druck insbesondere die kombinierte Heißluft- und Dampftrocknung erfolgt.

Zusammen mit der Faserstoffbahn kann zusätzlich insbesondere auch ein Ent- wässerungsband, insbesondere Filzband, über die besaugte Einrichtung 42 geführt sein, wobei zunächst das weitere permeable Band bzw. Pressband, sofern vorhanden, anschließend das erste permeable Band bzw. Strukturband und die Faserstoffbahn und anschließend das zusätzliche Entwässerungsband von Dampf bzw. heißer, feuchter Luft durchströmt werden.

Die nachgeordnete Trocknungszone 12 kann insbesondere einen Trockenzyiinder 14, insbesondere Yankee-Zylinder, sowie eine diesem zugeordnete Haube 16 umfassen, bei der es sich insbesondere um eine Heißlufthaube handeln kann. Der dem Trockenzylinder 14 zugeordneten Haube 16 wird Heißluft 18, insbesondere Abluft, entnommen. Zur Erzeugung wenigstens eines Teils des Dampfes für die vorangehende Trocknungszone 10 wird mittels eines ersten Wärmetauschers 20 im Trockenzylinder 14 der nachgeordneten Trocknungszone 12 anfallendes Kondensat 22 und/oder Frischwasser durch die der Haube 16 entnommene Heißluft 18 erhitzt.

Zur Erzeugung wenigstens eines Teils der heißen, feuchten Luft für die vorangehende Trocknungszone 10 wird die der Haube 16 entnommene, durch den ersten Wärmetauscher 20 hindurch geführte Heißluft 18 der vorangehenden Trocknungszone 10 zugeführt. Da die Heißluft 18 Wärme an das Kondensat 22 bzw. Frischwasser abgibt, wird deren Temperatur herabgesetzt, so dass die schließlich der vorangehenden Trocknungszone 10 zugeführte feuchte Heißluft 18' eine für die spezielle Trocknung in dieser Trocknungszone 10 geeignete Temperatur besitzt. So kann die dem Wärmetauscher 20 zugeführte Heißiuft 18 beispielsweise eine Temperatur im Bereich von 36O 0 C und die schließlich der vorangehenden Trocknungszone 10 zugeführte feuchte Heißluft 18' eine Temperatur im Bereich von 200 0 C besitzen. Das den Wärmetauscher 20 zugeführte Kondensat 22 kann beispielsweise eine Temperatur im Bereich von 165 0 C aufweisen.

Im vorliegenden Fall wird aus dem zugeführten Kondensat 22 und/oder Frischwasser unmittelbar mittels des ersten Wärmetauschers 20 Dampf 24 erzeugt, der dann der vorangehenden Trocknungszone 10 zugeführt wird.

Wie anhand der Fig. 1 zu erkennen ist, kann zudem ein Dampfabscheider 26 vorgesehen sein, der zwischen dem Zylinder 14 und einer Pumpe 28 angeordnet ist, über die dem Wärmetauscher 20 das Kondensat 22 zugeführt wird. Zudem ist in dieser Fig. 1 auch ein Dampferzeuger 30 zu erkennen. Bei dem Wärmetauscher 20 handelt es sich um einen Luft/Wasser-Wärmetauscher.

Fig. 2 zeigt ein schematisches Flussbild einer weiteren Ausfϋhrungsform des Wärmerückgewinnungssystem, die sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass mittels eines zweiten Wärmetauschers 32 durch die der Haube 16 entnommene Heißluft 18 Frischluft 34 erhitzt und die so erhitzte Frischluft 34' der dem Trockenzylinder 14 der nachgeordneten Trocknungszone 12 zugeordneten Haube 16 als Verbrennungsluft zugeführt wird. Bei dem zweiten Wärmetauscher 32 handelt es sich also um einen Luft/Luft- Wärmetauscher.

Dabei wird im vorliegenden Fall die der Haube 16 entnommene Heißluft 18 zunächst durch den zur Erhitzung der Frischluft 34 vorgesehenen zweiten Wärme- tauscher 32 und anschließend durch den zur Erhitzung des Kondensats 22 und Frischwassers vorgesehenen ersten Wärmetauscher 20 hindurchgeführt, bevor sie der vorangehenden Trocknungszone 10 zugeführt wird.

Grundsätzlich ist jedoch beispielsweise auch eine solche Ausführung denkbar, bei der die entnommene Heißluft 18 zunächst durch den zur Erhitzung des Kondensats 22 und/oder Frischwassers vorgesehenen ersten Wärmetauscher 20 und anschließend durch den zur Erhitzung der Frischluft 34 vorgesehenen zweiten Wärmetauscher 32 hindurch geführt wird, bevor sie der vorangehenden Trocknungszone 10 zugeführt wird.

Im Übrigen besitzt diese Ausführungsform zumindest im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie die der Fig. 1 , wobei einander entsprechenden Teilen gleiche Bezugszeichen zugeordnet sind. Fig. 3 zeigt ein schematisches Flussbild einer weiteren Ausführungsform des Wärmerückgewinnungssystems, das sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass das Kondensat 22 und/oder Frischwasser durch den ersten Wärmetauscher 20 unter erhöhtem Druck, der beispiels- weise in einem Bereich von etwa 3 bis etwa 20 bar liegt, unter erhöhtem Druck erhitzt wird und das mittels dieses ersten Wärmetauschers 20 erhitzte, unter erhöhtem Druck stehende Kondensat 22 und/oder Frischwasser im Anschluss daran einer Entspannungsverdampfungseinrichtung 36 zugeführt wird. In diesem Fall wird also der durch die Entspannungsverdampfung (Flashing) erzeugte Dampf 24, der einem im Vergleich zum zugeführten erhitzten Kondensat 22 bzw. Frischwas- ser geringeren Druck besitzt, der vorangehenden Trocknungszone 10 zugeführt.

Der Wärmetauscher 20 kann mit einem vorzugsweise durchflussregulierbaren Bypass 38 für die der Haube 16 entnommene Heißluft 18 versehen sein. Dadurch erhält man eine größere Flexibilität im Hinblick auf die Menge des für die vorangehende Trocknungszone 10 erzeugten Dampfes, ein Vorheizen der Verbrennungsluft (vgl. z.B. Fig. 4) oder sogar eine Erhöhung der Temperatur in der der vorangehenden Trocknungszone 10 zugeordneten Trocknungs- oder Heißlufthaube 40.

Wie anhand der Fig. 3 zu erkennen ist, kann bei der Entspannungsverdampfung anfallendes Kondensat 22' zum ersten Wärmetauscher 20 zurückgeführt und in diesem zusammen mit dem im Trockenzylinder 14 der nachgeordneten Trocknungszone 12 anfallenden Kondensat 22 und/oder Frischwasser durch die der Haube 16 entnommene Heißluft 18 erhitzt werden.

im Übrigen kann diese Ausführungsform zumindest im Wesentlichen wieder den gleichen Aufbau wie die Ausführungsform gemäß Fig. 1 besitzen, wobei einander entsprechenden Teilen gleiche Bezugszeichen zugeordnet sind. Fig. 4 zeigt ein schematisches Fiussbild einer weiteren Ausführungsform des Wärmerückgewinnungssystems, das sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 3 im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass zusätzlich mittels eines zweiten Wärmetauschers 32 durch die der Haube 16 entnommene Heißluft 18 Frischluft 34 erhitzt und die so erhitzte Frischluft 34' der dem Trockenzylinder 14 der nach- geordneten Trocknungszone 12 zugeordneten Haube 16 als Verbrennungsluft zugeführt wird.

Dabei wird im vorliegenden Fall die entnommene Heißluft 18 zunächst durch den zur Erhitzung des Kondensats 22 und/oder Frischwassers vorgesehenen ersten Wärmetauscher 20 und anschließend durch den zur Erhitzung der Frischluft 34 vorgesehenen zweiten Wärmetauscher 32 hindurch geführt, bevor sie der vorangehenden Trocknungszone 10 zugeführt wird.

Auch der zweite Wärmetauscher 32, bei dem es sich um einen Luft/Luft- Wärmetauscher handelt, kann wieder mit einem vorzugsweise durchflussregulierbaren Bypass 38 für die der Haube 16 entnommene Heißluft 18 versehen sein.

Im Übrigen kann diese Ausführungsform zumindest im Wesentlichen wieder den gleichen Aufbau wie die Ausführungsform gemäß Fig. 3 besitzen, wobei einander entsprechenden Teilen gleiche Bezugszeichen zugeordnet sind.

Fig. 5 zeigt ein schematisches Flussbild einer weiteren Ausführungsform des Wärmerückgewinnungssystems, die sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 4 im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass die der Haube 16 entnommene Heißluft 18 zunächst durch den zur Erhitzung der Frischluft 34 vorgesehenen zweiten Wärmetauscher 32 und anschließend durch den zur Erhitzung des Kondensats 22 und/oder Frischwassers vorgesehenen ersten Wärmetauscher 20 hindurch geführt wird, bevor sie der vorangehenden Trocknungszone 10 zugeführt wird. im Übrigen kann diese Ausführungsform zumindest im Wesentlichen wieder den gleichen Aufbau wie die gemäß Fig. 4 besitzen, wobei einander entsprechenden Teilen gleiche Bezugszeichen zugeordnet sind.

In der folgenden Tabelle ist ein konkretes Beispiel wiedergegeben, das das Potential für die Dampferzeugung entsprechend dem Energiegehalt der Abluft der dem Zylinder 14 der nachgeordneten Trocknungszone 12 zugeordneten Haube oder Trocknungshaube 16 wiedergibt. Der erzeugte Dampf kann zumindest teilweise insbesondere in einem der vorangehenden Trocknungszone 10 zugeordneten Dampfblaskasten oder gar im Yankee-Trockner genutzt werden. Dabei wird z.B. von einem Wärmerückgewinnungssystem ausgegangen, wie es in der Fig. 3 wiedergegeben ist, bei dem zur Wärmerückgewinnung nur der erste Wärmetauscher 20 vorgesehen ist.

Für dieses Beispie! wird folgendes vorausgesetzt:

Temperatur der Abluft der Yankee-Haube: 36O 0 C

Feuchte der Abluft der Yankee-Haube: 450 g/g - Temperatur der Abluft der Yankee-Haube nach der Wärmerückgewinnung

(WR): 25O 0 C

Yankee-Hauben-Abluftfiuss: 6,45 kg/s (Trockenmasse)

Kondensatdruck: 15 bar

Kondensattemperatur vor der Wärmerückgewinnung: 110 0 C - Kondensattemperatur nach der Wärmerückgewinnung: 183 0 C

Druck des durch die Entspannungsverdampfung erzeugten Dampfs: 3 bar. zur Bandpressen-Haube

Flashing

I

Das Dampferzeugungspotentia! beträgt bei diesem Beispiel 2020 kg/H von Dampf bei einem Druck von 3 bar.

Bezugszeichenliste

10 vorangehende Trocknungszone

12 nachgeordnete Trocknungszone

14 Trockenzylinder

16 Haube, Trocknungshaube

18 Heißluft

18' Heißluft

20 erster Wärmetauscher

22 Kondensat

22' Kondensat

24 Dampf

26 Dampfabscheider

28 Pumpe

30 Dampferzeuger

32 zweiter Wärmetauscher

34 Frischluft

34' Frischluft

36 Entspannungsverdampfungseinrichtung

38 Bypass

40 Haube, Trocknungshaube

42 besaugte Einrichtung, Saugwalze