CH664586A5 - An eine trockenhaube einer papiermaschine anschliessbare einrichtung zur restwaermeverwertung. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine an eine Trockenhaube einer Papiermaschine anschliessbare Einrichtung zur Restwärmeverwertung, welcher Trockenhaube Hochtemperaturluft zugeführt und von welcher Trockenhaube feuchte Trocknerluft in einer Abluftleitung weggeführt wird, die an einen Kompressor einer Wärmepumpe zur Wärmerückgewinnung angeschlossen ist, wobei die Wärmepumpe von einer offenen Kaltgaswärmepumpe mit einem Kompressor-Turbinenaggregat gebildet ist, deren vom Kompressor versorgter Hochdruckteil über einen Wärmetauscher, in dem der Abluft Wärme zum Erwärmen eines Frischluftstroms entzogen wird, zum Hochdruckteil der Turbine zu deren Antrieb geführt ist und zur Aufbringung der Differenzleistung von Turbine und Kompressor ein Fremdantrieb vorgesehen ist.

Eine Einrichtung dieser Gattung ist in «Energie» Jahrgang 5, Nr. 11,1953 beschrieben. Bei dieser bekannten Einrichtung wird die feuchte Trocknerluft zwischen dem Kompressor und der Turbine durch einen einzigen Wärmetauscher hindurchgeleitet, um Frischluft zu erwärmen. Als Fremdantrieb für den Kompressor dient ein Elektromotor.

Über die Aufbereitung des in der Trockenhaube anfallenden Kondenswassers ist in dieser Druckschrift nichts ausgeführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsge-mässe Einrichtung dahingehend weiterzubilden, dass das in der Trockenhaube anfallende Kondenswasser mit einem möglichst geringen Energieaufwand in Dampf umgewandelt werden kann, der zu Trocknungszwecken in die Trockenhaube zurückgeführt wird.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Wärmetauscher in eine Anzahl von in Reihe geschalteten Wärmetauschern für eine Dampfleitung, eine Hochtemperaturleitung und eine Niedertemperaturleitung für den aufgespalteten Frischluftstrom aufgeteilt ist, dass über den Wärmetauscher für die Dampfleitung eine aus der Trockenhaube kommende Kondensatleitung geführt ist und das mit einer Kondensatpumpe geförderte Kondensat bis zur Sattdampftemperatur erhitzt und teilverdampft wird, und dass über einen weiteren Wärmetauscher, der dem Wärmetauscher für die Dampfleitung nachgeordnet ist, der erzeugte Dampf in die Trockenhaube rückgeführt ist.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht der Fremdantrieb der Turbine aus einer Brennkraftmaschine, deren Abgase über den weiteren Wärmetauscher geführt sind.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist schliesslich noch vorgesehen, dass die Abgase der Brennkraftmaschine vom weiteren Wärmetauscher einem Hochtemperaturwärmetauscher zugeführt sind, der dem Wärmetauscher für die Hochtemperaturleitung nachgeschaltet und über diese mit der Trockenhaube verbunden ist. Diese Ausführungsform ermöglicht eine besonders hohe Energieausnutzung, weil den Abgasen der Brennkraftmaschine in einem zweistufigen Vorgang Wärme entzogen wird. Die Abgase der Brennkraftmaschine werden nämlich zunächst durch den zusätzlichen Wärmetauscher hindurchgeführt, in welchem das in dem Wärmetauscher für die Dampfleitung teilverdampfte Kondensat restlos verdampft wird, und sodann durch den Hochtemperaturwärmetauscher hindurchgeleitet, in welchem die zuvor in dem Wärmetauscher für die Hochtemperaturleitung vorgewärmte Frischluft weiter erwärmt wird.

Die erfindungsgemässe Einrichtung ermöglicht den Betrieb einer Anlage zum Trocknen einer Papierbahn mit äusserst geringem Energieaufwand, weil der Abluft, d.h. der feuchten Trocknerluft einerseits und den Abgasen der Brennkraftmaschine anderseits die Wärme weitestgehend entzogen wird.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer der Trockenhaube einer Papiermaschine zugeordneten Einrichtung, die eine Wärmepumpe umfasst, und Fig. 2 eine Darstellung ähnlich wie Fig. 1, wobei als Fremdantrieb für den Verdichter der Wärmepumpe eine Brennkraftmaschine dient.

In Fig. 1 ist schematisch die Schaltung einer Wärmepumpe dargestellt, wie sie beispielsweise bei einer Trockenhaube 1 für eine Papiermaschine eingesetzt werden kann. Die Wärmepumpe besteht im wesentlichen aus einem Kompressor 2 und einer Turbine 3. Für die Differenzleistung muss ein Motor 5 aufkommen, der gemeinsam mit Kompressor 2 und Turbine 3 auf einer Welle 4 sitzt. Selbstverständlich können getriebliche Mittel zur Drehzahlanpassung herangezogen werden, diese sind jedoch in der Zeichnung nicht angeführt. Ferner sind noch eine Anzahl von Wärmetauschern vorgesehen, nämlich ein Wärmetauscher 6 für eine Dampfleitung 21, ein Wärmetauscher 7 für eine Hochtemperaturluftleitung 11 und ein Wärmetauscher 8 für eine Niedertemperaturluftleitung 20. Schliesslich wird noch ein Wärmetauscher 9 für

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die Erwärmung der Frischluft 17 verwendet. Von der Trok-kenhaube 1 aus wird durch eine Abluftleitung 10 feuchte Trocknerabluft zum an diese Leitung 10 bei 18 angeschlossenen Kompressor 2 geleitet und dort verdichtet. Die so verdichtete Luft gelangt durch eine Leitung 13 über die Wärmetauscher 6,7 und 8 zur Turbine 3. Die in der Turbine 3 entspannte Luft wird als Abluft über eine Rohrleitung 14 abgeblasen. Schliesslich ist noch der Wärmetauscher 9 vorgesehen, dem feuchte Trocknerabluft über einen Verteiler 18 von der Abluftleitung 10 zugeführt wird, die durch eine Abluftleitung 16 austritt.

Die Trockenhaube 1 wird nun in der Weise versorgt, dass zunächst Frischluft über eine Frischluftleitung 17 im Wärmetauscher 9 vorgewärmt wird und über eine Niedertemperaturluftleitung 20 zu einem Verteiler 19 gelangt. Hier wird der Luftstrom aufgeteilt und durch weitere Niedertemperaturluftleitungen 20 einmal zum Wärmetauscher 8 gebracht, aus dem die Restluft 15 beispielsweise in die Papiermaschinenhalle gelangt. Die zweite Niedertemperaturluftleitung 20 führt zum Wärmetauscher 7, in dem die Frischluft weiter erwärmt wird.

Die so erwärmte Frischluft gelangt dann zu einem Wärmetauscher 24, wird dort erhitzt und als Hochtemperaturluft mittels der Hochtemperaturleitung 11 in die Trockenhaube 1 gebracht. Ein weiterer Wärmetauscher 22 wird für die Dampferzeugung herangezogen. Von der Frischluftleitung

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17 gelangt Frischluft in den Wärmetauscher 22, wo sie durch einen Gasbrenner 23 erhitzt wird, zum Wärmetauscher 24 gelangt und über eine Abluftleitung 28 ins Freie führt. Das Kondensat kommt von der Trockenhaube 1 durch eine Kon-s densatpumpe 25 mittels einer Kondensatleitung 26 zum Wärmetauscher 6, wird dort bis zur Sattdampftemperatur erhitzt und teilverdampft, während im Wärmetauscher 22 die Restverdampfung erfolgt. Über eine Dampfleitung 21 erreicht der so erzeugte Dampf die Trockenhaube 1.

10 In Fig. 2 ist eine Variante der Einrichtung gezeigt, bei der anstelle des in Fig. 1 verwendeten Gasbrenners 23 die Abgase eines Motors 5a, der als Brennkraftmaschine ausgebildet ist, über eine Leitung 27 in den Wärmetauscher 22 gebracht werden. Die Abgase gelangen nach Abgabe der Restwärme im Wärmetauscher 24 über die Abluftleitung 28 ins Freie. Die übrigen Bauteile entsprechen denselben wie in Fig. 1, wobei die gleichen Bezugszeichen gelten.

Der Vorteil der erfindungsgemässen Einrichtung an einer 20 Trockenhaube, wie sie in der Papierindustrie verwendet wird, besteht insbesondere darin, dass die Energie der Abluft bei der Papiertrocknung mehr als bisher nützbar ist und dadurch Primärenergie gespart wird. Wesentlich ist, dass keine Zusatzmedien (Kältemittel) erforderlich sind und auch 25 höhere Temperaturen nutzbringend dem Prozess zuführbar sind.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

664586 PATENTANSPRÜCHE

1. An eine Trockenhaube ( 1 ) einer Papiermaschine anschliessbare Einrichtung zur Restwärmeverwertung, welcher Trockenhaube Hochtemperaturluft zugeführt und von welcher Trockenhaube feuchte Trocknerluft in einer Abluftleitung (10) weggeführt wird, die an einen Kompressor (2) einer Wärmepumpe zur Wärmerückgewinnung angeschlossen ist, wobei die Wärmepumpe von einer offenen Kaltgaswärmepumpe mit einem Kompressor-Turbinenaggregat gebildet ist, deren vom Kompressor (2) versorgter Hochdruckteil über einen Wärmetauscher, in dem der Abluft Wärme zum Erwärmen eines Frischluftstroms entzogen wird, zum Hochdruckteil der Turbine (3) zu deren Antrieb geführt ist und zur Aufbringung der Differenzleistung von Turbine (3) und Kompressor (2) ein Fremdantrieb (5) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher in eine Anzahl von in Reihe geschalteten Wärmetauschern (6,7, 8) für eine Dampfleitung (21), eine Hochtemperaturleitung ( 11 ) und eine Niedertemperaturleitung (20) für den aufgespaltenen Frischluftstrom aufgeteilt ist, dass über den Wärmetauscher (6) für die Dampfleitung (21) eine aus der Trok-kenhaube (1) kommende Kondensatleitung (26) geführt ist und das mit einer Kondensatpumpe (25) geförderte Kondensat bis zur Sattdampftemperatur erhitzt und teilverdampft wird, und dass über einen weiteren Wärmetauscher (22), der dem Wärmetauscher (6) für die Dampfleitung (21) nachgeordnet ist, der erzeugte Dampf in die Trockenhaube (1) rückgeführt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fremdantrieb eine Brennkraftmaschine (5a) ist und deren Abgase über den weiteren Wärmetauscher (22) geführt sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Wärmetauscher (22) durch Gasbrenner (23) beheizt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase der Brennkraftmaschine (5a) vom weiteren Wärmetauscher (22) einem Hochtemperaturwärmetauscher (24) zugeführt sind, der dem Wärmetauscher (7) für die Hochtemperaturleitung nachgeschaltet und mit der Trok-kenhaube (1) über die Hochtemperaturleitung (11) verbunden ist.