AT17642U1 - HEAT RECOVERY PLANT FOR A SURFACE SIZE MANUFACTURING PROCESS FOR A FIBER WEB - Google Patents
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Abstract
Wärmerückgewinnungsanlage für einen Fertigungsprozess von Oberflächenleimmittels für eine Faserbahn, wobei die Wärmerückgewinnungsanlage (10) eine Seitenwand bzw. Seitenwände (20), eine obere Wand (21), eine untere Wand (22) und einen innerhalb dieser gebildeten Sammelbehälter (17) und einen Flüssigkeitsraum (16) umfasst, welche Wärmerückgewinnungsanlage (10) des Weiteren ein Einlaufrohr (12), einen Abscheidekanal (11), einen Kondensierungskanal (14), eine im Kondensierungskanal (14) angeordnete Düsenkonstruktion (15) und ein Auslaufrohr (13) umfasst, dass das Einlaufrohr (12) in Durchflussverbindung mit dem Abscheidekanal (11) steht, dass der Abscheidekanal (11) in Durchflussverbindung mit dem Kondensierungskanal (14) steht, und dass der Abscheidekanal (11) in Durchflussverbindung mit dem Flüssigkeitsraum (16) des Sammelbehälters (17) steht.Heat recovery system for a manufacturing process of surface sizing agent for a fibrous web, the heat recovery system (10) having a side wall or side walls (20), a top wall (21), a bottom wall (22) and a collecting tank (17) formed within these and a liquid space (16), which heat recovery system (10) further comprises an inlet pipe (12), a separation duct (11), a condensation duct (14), a nozzle structure (15) arranged in the condensation duct (14) and an outlet pipe (13), that the inlet pipe (12) is in flow connection with the separation channel (11), that the separation channel (11) is in flow connection with the condensation channel (14), and that the separation channel (11) is in flow connection with the liquid space (16) of the collecting container (17 ) stands.
Description
WÄRMERÜCKGEWINNUNGSANLAGE FÜR EINEN FERTIGUNGSPROZESS VON OBERFLÄCHENLEIMMITTELS FÜR EINE FASERBAHN HEAT RECOVERY PLANT FOR A SURFACE SIZE MANUFACTURING PROCESS FOR A FIBER WEB
[0001] Die Erfindung betrifft die Fertigung von Oberflächenleimmittels für eine Faserbahn. Insbesondere ist Gegenstand der Erfindung eine Wärmerückgewinnungsanlage für Oberflächenleimmittel, insbesondere des Fertigungsprozesses von Stärke. Insbesondere ist Gegenstand der Erfindung eine Wärmerückgewinnungsanlage entsprechend dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1. The invention relates to the manufacture of surface sizing agent for a fibrous web. In particular, the subject matter of the invention is a heat recovery system for surface sizing agents, in particular for the manufacturing process of starch. In particular, the subject matter of the invention is a heat recovery system in accordance with the preamble of claim 1.
[0002] Wie aus dem Stand der Technik bekannt, umfassen die Faserbahnmaschinen typischerweise mehrere nacheinander angeordnete Vorrichtungen, die die Herstellungslinie der Faserbahn bilden. Eine typische Faserbahnmaschine umfasst Stoffherstellungsvorrichtungen, einen Stoffauflauf, eine Siebpartie, eine Pressenpartie sowie eine Trockenpartie und den darauffolgenden Aufroller. Des Weiteren kann eine Faserbahnmaschine verschiedene Ausrüstungsvorrichtungen aufweisen, wie zum Beispiel eine Oberflächenleimungsvorrichtung, ein Glättwerk, eine Streichpartie, die typischerweise eine Streichmaschine und eine Nachtrockenpartie aufweist. Darüber hinaus ist an der Faserbahnmaschine typischerweise eine Rollenschneidpartie angeordnet, die einen Abroller, einen Rollenschneider und einen Teilbahnaufroller sowie eine Rollenverpackungsvorrichtung umfasst. As known from the state of the art, the fiber web machines typically comprise several sequentially arranged devices which form the manufacturing line of the fiber web. A typical fibrous web machine comprises fabric manufacturing devices, a headbox, a wire section, a press section, and a dryer section and the subsequent reel-up. Furthermore, a fibrous web machine can have various finishing devices, such as a surface sizing device, a calender, a coating section, which typically has a coating machine, and a drying section. In addition, a roll cutting section is typically arranged on the fibrous web machine, which comprises an unwinder, a roll cutter and a partial web winder as well as a roll packaging device.
[0003] Bei der Oberflächenleimung wird mit den Oberflächenleimungsvorrichtungen auf die Oberfläche bzw. Oberflächen der Faserbahn Oberflächenleimmittel, wie Stärke, aufgetragen. Bei der Oberflächenleimung werden auf verschiedenen Techniken basierende Vorrichtungen verwendet, um das Oberflächenleimmittel aufzutragen, zum Beispiel eine Sprühvorrichtung, eine Teichleimpressvorrichtung, ein Vorhang-Auftragswerk, eine Klingenstreich- und Filmtransfertechnik anwendende Vorrichtungen. In surface sizing, surface sizing agents, such as starch, are applied to the surface or surfaces of the fibrous web using surface sizing devices. In the surface sizing, devices based on various techniques are used to apply the surface sizing agent, for example, a spray device, a pond size press device, a curtain coater, blade coating and film transfer technique devices.
[0004] Das Oberflächenleimmittel, wie zum Beispiel Stärke, für die Oberflächenleimung der Faserbahn, wird typischerweise mit den an der Faserbahnmaschine angeordneten Vorrichtungen im Fertigungsprozess des Oberflächenleimmittels gefertigt. The surface sizing agent, such as starch, for the surface sizing of the fibrous web is typically manufactured with the devices arranged on the fibrous web machine in the manufacturing process of the surface sizing agent.
[0005] Wie aus dem Stand der Technik bekannt, entsteht im Fertigungsprozess des Oberflächenleimmittels für eine Faserbahn Dampf, der als Abfallenergie, als Dampf an die Außenluft geleitet worden ist. Darüber hinaus haben beim Fertigungsprozess entstehender Dampf und heiße Flüssigkeit in den im Prozess vorhandenen Lagerbehälter geleitet werden können. Dabei wird das im Lagerbehälter vorhandene Oberflächenleimmittel, wie Stärke, verdünnt. Darüber hinaus ist es aus dem Stand der Technik bekannt, zu versuchen, diese Abfallenergie mit auf Wärmetauschern basierenden Lösungen rückzugewinnen, die jedoch kostspielige Lösungen sind. As is known from the prior art, in the manufacturing process of the surface sizing agent for a fibrous web, steam is produced which, as waste energy, has been passed to the outside air as steam. In addition, steam and hot liquid produced during the manufacturing process could be routed into the storage tank present in the process. The surface sizing agent present in the storage container, such as starch, is thereby diluted. Furthermore, it is known from the prior art to try to recover this waste energy with solutions based on heat exchangers, which however are expensive solutions.
[0006] Ein Ziel der Erfindung ist es, eine Wärmerückgewinnungsanlage zu schaffen, mit der die oben genannten aus dem Stand der Technik bekannten Probleme eliminiert oder mindestens minimiert werden können. An object of the invention is to provide a heat recovery system with which the above-mentioned problems known from the prior art can be eliminated or at least minimized.
[0007] Ein Ziel der Erfindung ist es, eine neue Wärmerückgewinnungsanlage zu schaffen, mit der die Probleme und/oder Missstände des aus dem Stand der Technik bekannten Fertigungsprozesses der Oberflächenleimmittel gelöst werden, insbesondere im Zusammenhang mit der im Fertigungsprozess des Oberflächenleimmittels entstehenden Abfallenergie. An object of the invention is to create a new heat recovery system with which the problems and/or shortcomings of the manufacturing process of the surface sizing agent known from the prior art are solved, in particular in connection with the waste energy arising in the manufacturing process of the surface sizing agent.
[0008] Ein Ziel der Erfindung ist es, eine Wärmerückgewinnungsanlage zu schaffen, mit der die Probleme und/oder Missstände der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen, insbesondere im Zusammenhang mit der ungleichmäßigen Mischung und Qualitätsschwankung, gelöst werden. An aim of the invention is to provide a heat recovery plant with which the problems and/or shortcomings of the devices known from the prior art, in particular related to the uneven mixing and quality variation, are solved.
[0009] Ein Ziel der Erfindung ist es, eine Wärmerückgewinnungsanlage zu schaffen, die kompakt und von den Kosten her preiswert ist. An object of the invention is to provide a heat recovery plant which is compact and inexpensive.
[0010] Zur Erzielung der oben aufgeführten und später auftretenden Ziele ist für die der Erfindung In order to achieve the objects set forth above and hereinafter, it is essential for the invention
entsprechenden Wärmerückgewinnungsanlage hauptsächlich kennzeichnend, was in dem kennzeichnenden Teil des Schutzanspruchs 1 aufgeführt ist. Vorteilhafte zusätzliche Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt. corresponding heat recovery system mainly characterizing what is listed in the characterizing part of claim 1 protection. Advantageous additional features of the invention are presented in the dependent claims.
[0011] Die der Erfindung entsprechende Wärmerückgewinnungsanlage im Fertigungsprozess des Oberflächenleimmittels für Faserbahn umfasst eine Seitenwand bzw. Seitenwände, eine obere Wand, eine untere Wand und einen innerhalb dieser gebildeten Sammelbehälter und einen Flüssigkeitsraum, und die Wärmerückgewinnungsanlage umfasst des Weiteren ein Einlaufrohr, einen Abscheidekanal, einen Kondensierungskanal, eine im Kondensierungskanal angeordnete Düsenkonstruktion, und ein Auslaufrohr, in dem das Einlaufrohr in Durchflussverbindung mit dem Abscheidekanal steht, dass der Abscheidekanal in Durchflussverbindung mit dem Kondensierungskanal steht, und dass der Abscheidekanal in Durchflussverbindung mit dem Sammelbehälter und dem Flüssigkeitsraum steht. The heat recovery system according to the invention in the manufacturing process of the surface sizing agent for fibrous web comprises a side wall or side walls, an upper wall, a lower wall and a sump and a liquid space formed inside them, and the heat recovery system further comprises an inlet pipe, a separation duct, a condensation channel, a nozzle structure arranged in the condensation channel, and an outlet pipe in which the inlet pipe is in flow communication with the separation channel, that the separation channel is in flow communication with the condensation channel, and that the separation channel is in flow communication with the sump and the liquid space.
[0012] Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die heiße, druckaufgeladene Flüssigkeit, deren Temperatur mehr als 100 °C beträgt, angepasst, in die Wärmerückgewinnungsanlage über das Einlaufrohr geleitet zu werden, in dem unter dem Druck der Umgebung der Wärmerückgewinnungsanlage stehenden Abscheidekanal fällt der Druck der druckaufgeladenen Flüssigkeit, wobei die Flüssigkeit kocht und Dampf freigesetzt wird, und es in den in Durchflussverbindung mit dem Abscheidekanal stehenden Kondensierungskanal angepasst ist, mittels Düsenkonstruktion Flüssigkeit unter den Dampf zu spritzen, wobei der Dampf kondensiert wird und als Tropfen in den Flüssigkeitsraum des Sammelbehälters der Wärmerückgewinnungsanlage fällt. According to an advantageous development of the invention, the hot, pressurized liquid, the temperature of which is more than 100 °C, is adapted to be fed into the heat recovery system via the inlet pipe, in which the separator channel, which is under the pressure of the environment around the heat recovery system, falls Pressure of the pressurized liquid, whereby the liquid boils and vapor is released, and it is adapted into the condensing channel in flow communication with the separation channel, by means of nozzle construction, spraying liquid under the vapor, whereby the vapor is condensed and as drops into the liquid space of the collecting tank of the heat recovery system falls.
[0013] Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Düsenkonstruktion mehrere Zacken auf und umfasst mehrere Düsen an der unteren Fläche, und die Düsen sind Wasserdüsen. According to an advantageous development of the invention, the nozzle construction has multiple prongs and includes multiple nozzles on the lower surface, and the nozzles are water nozzles.
[0014] Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Abscheidekanal angeordnet, als eine Spirale im Oberteil der Wärmerückgewinnungsanlage zu umlaufen. According to an advantageous development of the invention, the separation channel is arranged to circulate as a spiral in the upper part of the heat recovery system.
[0015] Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es angepasst, im Kondensierungskanal Unterdruck mittels der von der Kondensierung erzeugten Volumenveränderung zu bilden, um den neuen Dampf aus dem Abscheidekanal in den Kondensierungskanal zu leiten. According to an advantageous development of the invention, it is adapted to form negative pressure in the condensation channel by means of the volume change generated by the condensation in order to direct the new vapor from the separation channel into the condensation channel.
[0016] Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es angepasst, die Flüssigkeit, deren Temperatur maximal 100 °C beträgt, aus der Wärmerückgewinnungsanlage über das unter dem Druck der Umgebung befindlichen Auslaufrohr abzuleiten. According to an advantageous development of the invention, it is adapted to derive the liquid, the temperature of which is a maximum of 100 ° C, from the heat recovery system via the outlet pipe located under the pressure of the environment.
[0017] Mittels der, der Erfindung entsprechenden, Wärmerückgewinnungsanlage werden bedeutende Ersparnisse im Energieverbrauch des Fertigungsprozesses des Oberflächenleimmittels durch Rückgewinnung der Abfallenergie und durch die mittels der Wärmerückgewinnungsanlage erzeugte Warmwassererzeugung erzielt. By means of the heat recovery plant according to the invention, significant savings in the energy consumption of the manufacturing process of the surface sizing agent are achieved by recovering the waste energy and by producing hot water by means of the heat recovery plant.
[0018] Mittels der, der Erfindung entsprechenden, Wärmerückgewinnungsanlage und ihrer vorteilhaften Weiterbildungen werden auch weitere zahlreiche Vorteile erzielt: In der, der Erfindung entsprechenden, Wärmerückgewinnungsanlage wird die Wärmeenergie der einlaufenden druckaufgeladenen in hoher Temperatur befindlichen Flüssigkeit zur Erwärmung des im Fertigungsprozess benötigten Wassers verwendet, wobei Ersparnisse im Energieverbrauch erzielt werden und es werden keine Dampfausstöße und mit dem Dampf geführten Stärkeemissionen an die Umgebung verursacht. Darüber hinaus werden mittels der der Erfindung entsprechenden Wärmerückgewinnungsanlage die eventuell unter dem Dampf befindlichen Unreinheiten mit Wasser und Kondensation verdünnt. Das in den Sammelbehälter der Wärmerückgewinnungsanlage gesammelte warme Wasser enthält somit nur eine sehr geringe Konzentration an Unreinheiten, somit kann es in verschiedenen anderen Phasen des Fertigungsprozesses des Oberflächenleimmittels genutzt werden und das Wasser muss dann nicht als Abfall in den Abfluss geleitet werden. By means of the heat recovery system corresponding to the invention and its advantageous developments, numerous other advantages are also achieved: In the heat recovery system corresponding to the invention, the thermal energy of the incoming pressurized liquid at a high temperature is used to heat the water required in the manufacturing process, whereby savings in energy consumption are achieved and no steam emissions and steam-borne starch emissions to the environment are caused. Furthermore, by means of the heat recovery plant according to the invention, any impurities present under the steam are diluted with water and condensation. The warm water collected in the collection tank of the heat recovery system therefore contains only a very low concentration of impurities, so it can be used in various other phases of the surface sizing manufacturing process and the water then does not have to be discharged as waste to the drain.
[0019] Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die Figuren der beiliegenden Zeichnung In the following the invention is described with reference to the figures of the accompanying drawing
detaillierter erläutert, auf die die Erfindung jedoch keineswegs eng begrenzt werden soll. explained in more detail, to which, however, the invention should in no way be narrowly limited.
[0020] In Figur 1A ist ein Beispiel von der, der Erfindung entsprechenden, Wärmerückgewinnungsanlage schematisch von oben gesehen dargestellt. FIG. 1A shows an example of the heat recovery system corresponding to the invention, seen schematically from above.
[0021] In Figur 1B ist ein Beispiel entsprechend der Figur 1A von der, der Erfindung entsprechenden, Wärmerückgewinnungsanlage schematisch von der Seite gesehen dargestellt. FIG. 1B shows an example corresponding to FIG. 1A of the heat recovery system corresponding to the invention, seen schematically from the side.
[0022] In der folgenden Erläuterung ist für die Figuren 1A - 1B mit entsprechenden Bezugszeichen und -markierungen entsprechende Elemente, Teile und Teilzusammensetzungen indiziert, wenn nicht anders aufgeführt, und es soll verstanden werden, dass die Beispiele für verschieden Anwendungen und verschiedene Situationen umzuwandeln sind. In einigen Figuren haben einige sich wiederholende Bezugszeichen wegen der Ubersichtlichkeit der Figuren ausgelassen werden können. In der folgenden Erläuterung, auch wenn gewisse Kennzeichen in gewissem Zusammenhang und gewisser Anwendung erläutert worden sind, sind die Kennzeichen auch in einem anderen Zusammenhang und in einer anderen Anwendung anwendbar, unabhängig davon, ob so aufgeführt und viele Umwandlungen und Versionen sind somit möglich. In the following discussion, corresponding elements, parts, and partial assemblies are indicated for Figures 1A-1B with corresponding numerals and markings unless otherwise noted, and it is to be understood that the examples are to be converted for different applications and different situations . In some figures, some repetitive reference numerals may have been omitted for clarity of the figures. In the discussion that follows, while certain features have been explained in a certain context and application, the features are also applicable in another context and application, whether or not so listed, and many conversions and versions are thus possible.
[0023] In den Figuren 1A-1B ist eine dem vorteilhaften Anwendungsbeispiel der Erfindung entsprechende Wärmerückgewinnungsanlage 10 bei der Fertigung von Oberflächenleimmittel dargestellt. Die Wärmerückgewinnungsanlage 10 ist ein geschlossener Behälter und er umfasst eine Seitenwand 20 und eine untere Wand 22 sowie eine obere Wand 21. Die in der Figur dargestellte Wärmerückgewinnungsanlage 10 ist zylindrisch, wobei die Innenwand von einer Wandstruktur gebildet wird. Der Querschnitt der Wärmerückgewinnungsanlage 10 kann auch ein Mehreck sein, wobei die Seitenwandstruktur aus mehreren Wänden gebildet wird. In die Rückgewinnungsanlage 10 wird die heiße, druckaufgeladene Flüssigkeit, deren Temperatur über 100 °C liegt, über das Einlaufrohr 12 geleitet. Beim Druckabfall auf den Druck der Umgebung kocht die Flüssigkeit im Abscheidekanal 11 der Rückgewinnungsanlage 10 und Dampf wird freigesetzt. In dem mit dem Abscheidekanal 11 in Durchflussverbindung stehenden Kondensierungskanal 14 wird Wasser mit Düsen 15 unter den Dampf gespritzt, wobei der Dampf kondensiert wird und in Tropfen in einen Flüssigkeitsraum 16 eines Sammelbehälters 17 der Wärmerückgewinnungsanlage fällt. Der Kondensierungskanal 14 steht somit in Durchflussverbindung mit dem Sammelbehälter 17 und seinem Flüssigkeitsraum 16. Die Düsenkonstruktion 15 weist vorteilhaft mehrere Zacken auf und umfasst mehrere Düsenlöcher an der unteren Fläche auf. Die durch die Kondensierung verursachte Volumenveränderung erzeugt Unterdruck im Kondensierungskanal 14, was neuen Dampf aus dem Abscheidekanal 11 in den Kondensierungskanal 14 zieht. Der Abscheidekanal 11 ist vorteilhaft angeordnet, als eine Spirale im Oberteil der Wärmerückgewinnungsanlage 10 zu umlaufen. Die Flüssigkeit, deren Temperatur maximal 100 °C beträgt, wird über das Auslaufrohr 13 unter dem Druck der Umgebung abgeleitet und weiter zum Beispiel in den Lagerbehälter der Oberflächenleimstärke geleitet. Mit der der Erfindung entsprechenden Wärmerückgewinnungsanlage 10 wird die im heißen Dampf vorhandene Wärmeenergie in das Wasser rückgewonnen und der Dampf muss nicht als Abfallenergie an die Umgebung freigesetzt werden. In the figures 1A-1B, the advantageous application example of the invention corresponding heat recovery system 10 is shown in the manufacture of surface glue. The heat recovery system 10 is a closed container and it comprises a side wall 20 and a bottom wall 22 and a top wall 21. The heat recovery system 10 shown in the figure is cylindrical, the inner wall being formed by a wall structure. The cross section of the heat recovery system 10 can also be a polygon, with the side wall structure being formed from a plurality of walls. The hot, pressurized liquid, the temperature of which is above 100° C., is fed into the recovery plant 10 via the inlet pipe 12 . When the pressure drops to ambient pressure, the liquid in the separation channel 11 of the recovery plant 10 boils and steam is released. In the condensation channel 14, which is in flow connection with the separation channel 11, water is sprayed under the steam with nozzles 15, the steam being condensed and falling in drops into a liquid space 16 of a collecting container 17 of the heat recovery system. The condensation channel 14 is thus in flow communication with the collection container 17 and its liquid space 16. The nozzle construction 15 advantageously has a plurality of prongs and comprises a plurality of nozzle holes on the lower surface. The volume change caused by the condensation creates negative pressure in the condensation duct 14, which draws new vapor from the separation duct 11 into the condensation duct 14. The separation channel 11 is advantageously arranged to circulate as a spiral in the upper part of the heat recovery system 10 . The liquid, the temperature of which is a maximum of 100 °C, is discharged through the outlet pipe 13 under the pressure of the environment and further, for example, into the storage tank of surface glue starch. With the heat recovery system 10 according to the invention, the heat energy present in the hot steam is recovered into the water and the steam does not have to be released to the environment as waste energy.
DIE IN DER ZEICHNUNG VERWENDETEN BEZUGSZEICHEN THE REFERENCE NUMBERS USED IN THE DRAWING
10 Wärmerückgewinnungsanlage 11 Abscheidekanal 10 heat recovery system 11 separation channel
12 Einlaufrohr 12 inlet pipe
13 Auslaufrohr 13 outlet pipe
14 Kondensierungskanal 15 Düse 14 condensation channel 15 nozzle
16 Flüssigkeitsraum 16 liquid space
17 Sammelbehälter 17 collection containers
20 Seitenwand 20 side wall
21 obere Wand 21 top wall
22 untere Wand 22 lower wall
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0215966A1 (en) * | 1985-09-12 | 1987-04-01 | Klemens Waterkotte | Waste heat recovery installation |
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2020
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- 2020-08-15 DE DE202020104746.9U patent/DE202020104746U1/en active Active
- 2020-08-19 AT ATGM50164/2020U patent/AT17642U1/en unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0215966A1 (en) * | 1985-09-12 | 1987-04-01 | Klemens Waterkotte | Waste heat recovery installation |
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