Faserstoff bahn

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befeuchten einer bewegten Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Tissue- oder Kartonbahn. Zur Befeuchtung einer bewegten Faserstoffbahn wird in der Regel ein Befeuchtungsfluid, beinhaltend zumindest ein Sprühwasser, welches in einem Vorlagenbehälter bereitgestellt wird, einer Auftragsvorrichtung zugeführt und von dieser zumindest teilweise auf die Faserstoffbahn aufgetragen, wobei der nicht auf die Faserstoffbahn aufgetragene Befeuchtungsmittelanteil mittels einer Absaugvorrich- tung wieder abgesaugt wird.

Aufgrund von gesteigerten Maschinengeschwindigkeiten und höheren Anforderungen an die Papierqualität wird es immer wichtiger, die Faserstoffbahn durch den Einsatz verbesserter Düsenfeuchter gleichmäßig zu befeuchten, um ein gleichmäßiges Feuchtequerprofil zu erhalten. Bei heutigen Düsenfeuchtern wird in der Regel aufbereitetes Wasser, wie z.B. Kondensat, Kesselspeisewasser oder VE-Wasser, als Sprühwasser eingesetzt. Je nach Hersteller gibt es für das Sprühwasser genaue Spezifikationen, in denen die zulässigen Grenzwerte für die verschiedenen Parameter festgelegt sind, sodass das aufbereitete Sprühwasser im Vergleich zu normalem Frischwasser (Leitungs- wasser) teuer ist.

Die Verwendung von derart reinem Wasser wird gewählt, um Verschmutzung, Verschleiß und jede Art von Beschädigung des Düsenfeuchter-Systems zu vermeiden. Insbesondere Ablagerungen, Korrosion zum Beispiel durch Aufsal- zung, biologischer Befall durch Algen, Verschleiß durch Partikel, etc. Zudem wird dadurch vermieden, dass Verunreinigungen mit dem Befeuchtungsfluid auf die Faserstoffbahn gelangen.

Die mittels der Düse erzeugten sehr kleinen Tropfengrößen ergeben einen sehr feinen Sprühnebel, der bewirkt, dass die Faserstoffbahn gleichmäßig befeuchtet wird. Um den gewünschten Befeuchtungsgrad der Papierbahn zu erreichen ist es allerdings notwendig, dass die aus den Düsen des Düsenfeuchters austretende Befeuchtungsfluidmenge in etwa doppelt so groß gewählt wird, wie für die eigentli- che Befeuchtung der Faserstoffbahn notwendig wäre, da nicht der gesamte Sprühnebel die Faserstoffbahn erreicht. Ein gewisser Anteil wird mit der Grenzschicht der bewegten Bahn aus dem Befeuchtungsbereich bewegt. Der überschüssige Befeuchtungsfluidanteil darf aber nicht in die Maschine gelangen, sodass moderne Düsenfeuchter über eine Absaugung zum Absaugen des über- schüssigen Sprühnebels verfügen. Der abgesaugte Anteil wird im Allgemeinen nicht wiederverwendet und landet im Abwasser.

Ein wichtiger Punkt bei der Aufbereitung des Befeuchtungsfluides ist neben der Filtration die Temperierung des Befeuchtungsfluides. Die Temperierung auf ca. 50- 60°C ist wichtig, um eine optimale Penetration des Wassers in die ebenfalls warme Papierbahn zu erreichen. Das aufbereitete Befeuchtungsfluid hat allerdings z. B. bei der Verwendung von Kondensat eine Temperatur von 80-99°C. Es ist also erforderlich, eine Kühlung vorzusehen. Bei Verwendung eines kälteren Fluides, wie z. B. Kesselspeisewasser oder VE-Wasser ist dagegen eine Erwärmung, in der Regel mittels Wärmetauscher oder elektrischen Heizspiralen, erforderlich. Eine der Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduzierung des Sprühwasserverbrauchs vorzuschlagen.

Die Aufgabe wird mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie der Vorrichtung nach Anspruch 10 gelöst.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei dem ein Befeuchtungsfluid, beinhaltend zumindest ein Sprühwasser, in einem Vorlagenbehälter bereitgestellt wird, einer Auftragsvorrichtung zugeführt und mittels der Auftragsvorrichtung zumindest teilweise auf die Faserstoffbahn aufgetragen wird, wobei der nicht auf die Faserstoffbahn aufgetragene Befeuchtungsfluidanteil mittels einer Absaugvorrichtung abgesaugt wird. Zur Reduzierung des Befeuchtungsfluidverbrauchs, bzw. Sprühwasserverbrauchs, wird zumindest ein weiteres Fluid den Befeuchtungsfluid beigemischt. Dabei kann das weitere Fluid eine minderer Qualität in Bezug auf die geforderten Qualitätsparameter des Sprühwassers aufweisen. Beispielsweise kann das weitere Fluid Frischwasser sein. Vorzugsweise wird zumindest ein Teil des abgesaugten Befeuchtungsfluides dem Befeuchtungsfluid wieder zugemischt. Wobei die Zumischung des zurückgeführten Befeuchtungsfluides in den Vorlagenbehälter oder direkt in die Zu- oder Ableitung des Vorlagenbehälters erfolgen kann.

Das Befeuchtungsfluid kann aufbereitetes Kondensat, Kesselspeisewasser oder VE-Wasser sein, dass auf eine Temperatur von 30°C bis 70°C, bevorzugt auf 40°C bis 60°C, erhitzt oder gekühlt wird. Die Temperatur ist entscheidend dafür wie gut die Penetration des Befeuchtungsmittels in die Faserstoffbahn ist.

Weiterhin kann das abgesaugte Befeuchtungsmittel vor der Rückführung in den Befeuchtungsmittelstrom gefiltert werden. Dies ist insbesondere dann von Bedeu- tung, wenn größere Anteile des abgesaugten Befeuchtungsmittels dem Befeuchtungsfluid zugeführt werden sollen. Das abgesaugte Befeuchtungsfluid kann durch die Absaugung z. B. auch Fasern der Faserstoffbahn oder andere Schmutzteilchen enthalten, die die Düsen der Auftragsvorrichtung verstopfen könnten.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn zumindest eine Befeuchtungsfluideigenschaft des abgesaugten Befeuchtungsfluides vor der Rückführung in den Befeuchtungsfluid gemessen wird. Die Rückführung des Befeuchtungsfluides sollte derart geregelt werden, dass nur dann das Befeuchtungsfluid zurückgeführt wird, wenn ein Schwellwert zumindest eines Eigenschafts-Parameters erreicht, unterschritten oder überschritten wird. So wird erreicht, dass nur dann abgesaugtes Befeuch- tungsmittel zurückgeführt wird, wenn diese eine ausreichende Qualität aufweist. Anderenfalls wird dieses abgeführt.

Weiterhin kann eine Eigenschaft des gemischten Befeuchtungsfluides in der Zuleitung zum Düsenfeuchter gemessen werden, und die Zuführung in den Befeuchtungsmittelstrom derart gesteuert oder geregelt erdend, dass ein Schwell- wert zumindest eines Eigenschafts-Parameters im Sprühwasser nicht erreicht, unterschritten oder überschritten wird.

Vorzugsweise wird zumindest eine der folgenden Befeuchtungsmitteleigenschaft gemessen: - elektrische Leitfähigkeit, pH- Wert und/oder Feststoffanteil

In einer weiteren Ausführung kann das Befeuchtungsfluid aus mehreren geeigne- ten Sprühwässern gemischt werden. Das kann Kondensat, Kesselspeisewasser und/oder VE-Wasser sein. Dabei kann weiterhin neben dem abgesaugten Befeuchtungsfluid zudem noch ein weiteres Fluid, wie Frischwasser, beigemischt werden. Die Temperatur des gemischten Befeuchtungsfluides kann so auf eine Temperatur von 30°C bis 70°C, bevorzugt auf 40°C bis 60°C, geregelt werden. Die Temperatur des Befeuchtungsmittels wird also durch das Mischen der unterschiedlich temperierten Medien geregelt bzw. eingestellt. Dadurch kann im Idealfall auf einen Wärmetauscher zum Erhitzen oder Kühlen verzichtet werden oder dieser kann zumindest kleiner dimensioniert werden.

Die erfindungsgemäße Befeuchtungsvorrichtung zum Befeuchten einer bewegten Faserstoffbahn mit einem Fluid, umfassend einen Vorlagenbehälter mit einer Zuführung zum Bevorraten und Zuführen von Befeuchtungsmittel, eine Auftragsvorrichtung, mittels der das Befeuchtungsmittel zumindest teilweise auf die Faserstoffbahn auftragbar ist, und eine Absaugvorrichtung, mittels der der Befeuchtungsmittelanteil absaugbar ist, der nicht auf die Faserstoffbahn gelangt ist, wobei der Vorlagenbehälter eine zweite Zuführung aufweist, mittels der in den Vorlagenbehälter zumindest ein weiteres Fluid zumischbar ist.

Die zweite Zuführung kann eine Filtervorrichtung umfassen, mittels der das weitere Fluid, insbesondere das abgesaugte Befeuchtungsfluid, filterbar ist.

Des Weiteren kann eine weitere Zuführung für Frischwasser vorhanden sein, um dem Befeuchtungsfluid Frischwasser beizumischen und/oder die Temperatur des Sprühwassers im Vorlagenbehälter auf eine Temperatur von 30°C bis 70°C, bevorzugt auf 40°C bis 60°C, zu kühlen.

Bei allen Ausführungen kann die zweite Zuführung eine Messvorrichtung sowie eine Steuerungs- oder Regelungsvorrichtung umfassen, mittels der zumindest ein Eigenschaftsparameter des weiteren Fluides messbar ist, insbesondere zumindest ein Eigenschaftsparameter des abgesaugten Befeuchtungsmittels. Die zweite Zuführung ist somit derart ausgeführt, dass sie Steuer- oder regelbar ist, sodass ein Schwellwert zumindest eines Eigenschafts-Parameters im Befeuchtungsfluid nicht erreicht, unterschritten oder überschritten wird.

Vorteile der Lösung:

• Reduzierung der Betriebskosten durch Wiederverwendung des Sprühwassers

• Reduzierung der Investitionskosten durch Einsparung des Wärmetau- schers auf der Wasserstation .

• Reduzierung der Betriebskosten durch Einsparung eines Wärmetauscher-Mediums (Kühlwasser, Dampf, Heißwasser) oder elektrischer Energie eines Heizsystems.

• Reduzierung der Betriebskosten durch Beimischen von kostengünstigem Frischwasser zum teuren, aufbereiteten Wasser unter Einhaltung der Wasserqualität.

Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Vorrichtung und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibun- gen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung Fig. 1 .

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Befeuchtungsvorrichtung. Wie aus dem Stand der Technik bekannt, besteht die Auftragsvorrichtung 18 im Wesentlichen aus Zerstäuberdüsen 15 und der Absaugvorrichtung 24. Mittels der Zerstäuberdüsen 15 wird das Befeuchtungsfluid 3 derart zerstäubt, dass die zu befeuchtende Faserstoffbahn 21 auch bei hohen Bahngeschwindigkeiten befeuchtet wird. Der überschüssige Befeuchtungsfluidanteil, der durch die Verwirbelungen der bewegten Faserstoffbahn nicht an die Faserstoffbahn gelangt, wird mit Hilfe der Absaugvorrichtung 24 wieder abgesaugt.

Zur Befeuchtung kann aufbereitetes Wasser als Befeuchtungsfluid 3 verwendet werden, das in dem Vorlagebehälter 1 1 bereitgestellt wird. Vom Vorlagenbehälter 1 1 fördert z. B. eine Pumpe das Befeuchtungsfluid 3 unter Druck zu den Zerstäu- berdüsen 15 des Düsenfeuchters 18. Der durch die Zerstäubung anfallende überschüssige Anteil des Befeuchtungsfluides wird mit Hilfe des Absaugventilators 17 durch den Abscheider 16 gesaugt und abgeschieden.

Der Vorlagenbehälter 1 1 umfasst zumindest zwei Zuleitungen. Die Zuleitung 1 , für frisches Befeuchtungsfluid, und die Zuleitung 2, die zur zweiten Zuführung gehört, mittels der in den Vorlagenbehälter 1 1 zumindest ein weiteres Fluid zumischbar ist.

Zur Befeuchtung wird aufbereitetes Wasser verwendet, das in einem Vorlagenbehälter bereitgestellt wird. Von dort wird es unter Druck zu den Zerstäuberdüsen 15 des Düsenfeuchters transportiert, die einen feinen Sprühnebel 23 erzeugen. Da nicht der gesamte Sprühnebel von der Faserstoffbahn aufgenommen wird, ist es notwendig, den überschüssigen Sprühnebel abzusaugen.

Die zweite Zuführung umfasst zudem ein Messsystem 8 eine Pumpe 19, einen Filter 20 sowie ein Regelventil 5. Das Messsystem 8 ist mit dem Regler 13 verbunden, der wiederum das Regelventil 5 regelt, wodurch die Zuflussmenge des abgesaugten Befeuchtungsfluides in den Vorlagenbehälter 1 1 regelbar ist.

Durch das automatisierte Messsystem 8 wird das abgesaugte Befeuchtungsfluid auf seine Qualität überprüft. Es kann z. B. die elektrische Leitfähigkeit, der pH- Wert und/oder der Feststoffanteil gemessen werden. Dabei kann diese Messung dazu genutzt werden, dass die beigemischte Menge des abgesaugten Befeuch- tungsfluides entsprechend der einzuhaltenden Parameter der Spezifikation des Befeuchtungsfluides geregelt wird.

In einer weiteren Ausführung, die nicht gezeigt wird, kann das abgesaugte Befeuchtungsfluid wieder einem zentralen Kondensatsammelbehälter der Papiermaschine oder der Kondensatsammelleitung zugeführt werden, die zurück zur Aufbereitung des Kondensats führt (z.B. ins Kraftwerk).

Desweitern kann die Ausführung um eine weitere Zuführung ergänzt werden, die es ermöglicht dem Befeuchtungsfluid 3 Frischwasser beizumischen. Das Mischungsverhältnis kann dabei beliebig gewählt werden, bevorzugt aber im Bereich zwischen 1 :10 und 10:1 .

Das zugeführte Frischwasser kann durch automatisierte Messsysteme auf seine Qualität überprüft werden. Dabei kann diese Messung zur Regelung genutzt werden, damit nur so viel Frischwasser eingespeist wird, dass die Parameter der Spezifikation des Befeuchtungsfluides zum Düsenfeuchter eingehalten werden. Beide Messsysteme können vorteilhaft miteinander verbunden werden, sodass dann beide Messungen der Qualität zur Regelung genutzt werden, um nur so viel Frischwasser zum Mischen einzuspeisen, dass die Parameter der Spezifikation des Wassers zum Düsenfeuchter eingehalten werden.

In einer weiteren Ausführung kann das automatisierte Messsystem 8 das Befeuch- tungsfluid in der Zuleitung 4 zum Düsenfeuchter auf seine Qualität überprüfen. Es kann z. B. die elektrische Leitfähigkeit, der pH- Wert und/oder der Feststoffanteil gemessen werden. Dabei kann diese Messung dazu genutzt werden, dass nur die beigemischte Menge des abgesaugten Befeuchtungsfluides, und/oder die Einspei- sung des Frischwassers entsprechend der einzuhaltenden Parameter der Spezifi- kation des Befeuchtungsfluides geregelt wird.

Alternativ kann auch eine temporäre, nicht automatisierte Wasseranalyse der zu mischenden Wasser oder des dem Düsenfeuchter zugeführten Wassers für die Einstellung des Mischverhältnisses genutzt werden

Das aufbereitete Sprühwasser, hier Kondensat hat im Allgemeinen eine Tempera- tur von 80-99°C und muss zur Verwendung als Sprühwasser auf im allgemeinen 40-60°C gekühlt werden. Entsprechend hat aufbereitetes Sprühwasser wie Kesselspeisewasser oder VE-Wasser eine zu niedrige Temperatur und muss mittels Wärmetauscher durch heißes Wasser, oder Dampf, oder elektrisch beheizt werden. Die Einstellung der Sprühtemperatur bei zu heißem Kondensat erfolgt in vorteilhafterweise durch das zumischen eines zu kalten Wassers, z.B. Kesselspeisewasser oder VE-Wasser und/oder Frischwasser.

Durch ein automatisiertes Temperatur-Messsystem wird das Befeuchtungsfluid in der Zuleitung zum Düsenfeuchter auf seine Temperatur überprüft. Dabei kann diese Messung dazu genutzt werden, dass die zugemischte Menge des zu kalten Wassers entsprechend der einzuhaltenden Sprühtemperatur geregelt wird.

Bezugszeichenliste

1 Zuleitung Kondensat

2 Zuleitung weiteres Fluid

3 Befeuchtungsfluid

4 Verbindungsleitung zur Auftragsvorrichtung

5 Regelventil

6 Regelventil

7-9 Messsystem

10 Wärmetauscher

1 1 Vorlagebehälter / Sammelbehälter

12 Kühlwasserzulauf

13 Regelkreis

14 Regelventil

15 Zerstäuberdüse

16 Abscheider

17 Absaugventilator

18 Auftragsvorrichtung

19 Gebläse

20 Filter

21 Faserstoffbahn

22 Zerstäuberluft

23 Befeuchtungsfluidnebel

24 Absaugvorrichtung

25 abgesaugtes Befeuchtungsfluid