CN106574441B - 用于对干燥物品进行干燥的方法和设备、工业设施、造纸厂以及控制装置 - Google Patents

用于对干燥物品进行干燥的方法和设备、工业设施、造纸厂以及控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106574441B
CN106574441B CN201580041163.7A CN201580041163A CN106574441B CN 106574441 B CN106574441 B CN 106574441B CN 201580041163 A CN201580041163 A CN 201580041163A CN 106574441 B CN106574441 B CN 106574441B
Authority
CN
China
Prior art keywords
thermophore
circuit
thermal energy
servo loop
equipment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201580041163.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106574441A (zh
Inventor
弗洛里安·赖斯纳
赫尔曼·施瓦茨
约亨·舍费尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of CN106574441A publication Critical patent/CN106574441A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106574441B publication Critical patent/CN106574441B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/20Waste heat recovery
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/02Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B23/00Heating arrangements
    • F26B23/001Heating arrangements using waste heat
    • F26B23/002Heating arrangements using waste heat recovered from dryer exhaust gases
    • F26B23/005Heating arrangements using waste heat recovered from dryer exhaust gases using a closed cycle heat pump system ; using a heat pipe system
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

总结地,本发明涉及一种用于对干燥物品(GW)进行干燥的设备和方法。在此,将含溶剂的干燥物品(GW)借助于第一载热体(WT1)在干燥单元(D)中分离成基材(G)和溶剂(W)。第一载热体(WT1)穿过第一回路(1)。在通过第一载热体(WT1)吸收溶剂(W)之后,将溶剂(W)与载热体(WT1)通过(冷凝)热能(Q)分离。热能(Q)通过热交换器(WT)借助于蒸发单元(HPE)传递到第二回路(2)上,并且提供用于第二载热体(WT2)。借助于热泵(WP)将热泵(WP)的冷凝单元(HPC)中的热能(Q)再次输送给第一回路(1)。

Description

用于对干燥物品进行干燥的方法和设备、工业设施、造纸厂以 及控制装置
技术领域
本发明涉及用于对干燥物品进行干燥的一种设备和方法。本发明还涉及一种工业设施、一种造纸厂以及一种控制装置。
背景技术
在制造含纤维素的基材、如纸或纸板时,在不同的部位处进行对含水的或含溶剂的干燥物品、尤其纸浆或含纤维素的织物进行干燥。当前,这种干燥通过接触式干燥或穿流式干燥实现。在干燥单元中进行穿流式干燥时,将高温的(尽可能超过100℃)的气体或蒸汽引导穿过或越过干燥物品。在此,将溶剂的至少一部分蒸发并且通过蒸汽流与基材分离。
在该方法中的缺点是对热能的高需求和高余热总量。一个改进形式为回路,其中回路基于热载体的循环、尤其是高温的含水蒸气的空气。在此,回路具有加热装置以及干燥单元。加热装置用于加热载热体,干燥单元用于借助于载热体对干燥物品(实际的干燥物品和溶剂)进行干燥,并且用于溶剂、尤其水的可选的冷凝器用于从载热体中提取溶剂。
发明内容
本发明所基于的目的是:改进干燥物品的干燥,尤其以能量更有效的方式进行干燥。
将回路理解为管***,载热体通过所述管***循环。
在此,第一回路用于循环第一载热体。第一回路尤其用于将第一载热体再次输送到干燥单元中。
第二回路与第一回路耦联。第二回路根据本发明包括用于将热能馈入第一回路中的热泵。
将纤维网、尤其纸或纸板、在造纸时的含纤维素的基材、混有水的旧纸、但是还有在制造食品时的基材考虑为干燥物品。
将第一载热体优选理解为气体,所述气体适合于借助干燥单元对干燥物品进行干燥。优选地,空气或空气和水蒸气的混合物用作为第一载热体。
干燥单元在本发明的范围内用于借助于穿流的第一载热体对干燥物品进行干燥,即将干燥物品与溶剂分离。这种干燥单元能够是连续式干燥机。干燥单元在此用于将干燥物品与溶剂分离,所述溶剂被第一载热体吸收。溶剂在第一回路中的另一部位处、尤其在蒸发单元中再次与第一载热体分离并且从第一回路中移除。
优选将可容易蒸发的液体用作为第二载热体。第二载热体在一侧上吸收热能并且将吸收的热能再次在回路的另一部位处放出。
蒸发单元有利地用于将热能吸收到第二回路中。在蒸发单元中,蒸发第二载热体,即从液相转变成气相。在此,蒸发热能被吸收并且输送给第二载热体。
也能够通过另外的热源给第二回路输送热能。优选地,将电机的或内燃机的余热源用作为热源。此外,也能够至少暂时地使用常规的热源。
热泵通常具有蒸发单元和冷凝单元。为了运输载热体,热泵附加地具有泵,其中泵设置用于将第二载热体从蒸发单元运输至冷凝单元。
蒸发单元用于蒸发第二载热体。在蒸发时,由第二载热体吸收热能。
冷凝单元用于将气态的第二载热体冷凝。在冷凝时,从第二载热体放出热能。
第一回路为了运输第一载热体而有利地具有鼓风机。鼓风机用于维持第一载热体的循环。
有利地,在第一回路和第二回路之间不交换载热体。由此,避免第一载热体和第二载热体的混合或掺杂。
热能有利地通过热泵的冷凝单元传递给第一回路中的第一载热体。冷凝单元是热交换器,所述热交换器将进行冷凝的第二载热体的热能传递给第一载热体。
为了重复地应用第一载热体,第一载热体在第一回路中穿过干燥单元,并且在那里吸收溶剂。溶剂在其他部位处再次被排出。此外,借助于第二回路将热能输送给第一载热体。在输送热能之后,第一载热体再次被输送给干燥单元。将热能输送到第一回路中借助于第二回路来进行,其中第二回路构成为热泵、尤其构成为高温热泵。热泵能够从第一回路中吸收热能并且将该热能再次在另一部位处输送给第一热回路。构成为热泵的第二回路能够同样从储备器或环境中吸收热能。
有利地,第一载热体在干燥单元之前具有100℃至200℃、尤其有利地为130℃至160℃的第一温度。第一载热体有利地为水蒸气、尤其是过热的水蒸气,所述水蒸气通过吸收溶剂、尤其是水在干燥单元中被有利地加热。
通过将热泵用于加热第一载热体降低了在干燥单元运行时的能量消耗。在从第一回路中吸收热能的同时得到用于对干燥物品进行干燥的设备的尤其紧凑的设计方案。
在一个有利的设计方案中,第二回路从第一回路中提取热能。
在从第一回路中吸收热能时,优选使用蒸发单元。蒸发单元用于从第一载热体中吸收热能、尤其在将溶剂从第一载热体中冷凝时吸收热能。蒸发单元用于将来自第一载热体的热能传递至第二回路。从第一回路中提取的热能用于蒸发第二载热体。通过从第一回路中吸收热能,有利地从第一载热体中冷凝溶剂。溶剂事先在干燥单元中在对干燥物品进行干燥时输送给第一载热体。
冷凝单元还有蒸发单元有利地构成为热交换器。
尤其多种类型的热能回收器适合作为热交换器,例如板式热交换器、螺旋式热交换器、管束式热交换器或者对流层热交换器。尤其有利的是管束式热交换器。
该设计方案是有利的,因为溶剂的冷凝热能够再次向回引导到回路中。
在另一有利的设计方案中,所述设备还具有至少一个另外的热泵,所述另外的热泵用于将热能馈入到第一回路和/或第二回路中。
有利地,另一热泵用于为第一回路或第二回路提供热能。另一热泵能够为了加热第一载热体和/或第二载热体而从储备器中提取热能。
有利地,在使用另一热泵时能够借助于储备器、尤其废热储备器来补偿损失。
在另一有利的设计方案中,第一回路和第二回路仅经由热交换器连接。
如上面论述的那样,冷凝单元和蒸发单元优选构成为热交换器。由此,有效地防止第一和第二载热体的混合,并且有利地保护干燥物品防止被第二载热体污染。
在设备的另一设计方案中,为了将热能从第一回路馈入到第二回路中而设有蒸发单元。
蒸发单元用于吸收热能,所述热能在溶剂在第一回路中冷凝时释放。蒸发单元和冷凝单元用于蒸发或冷凝第二载热体。
通过使用有利地为热泵的一部分的蒸发单元,能够将热能从第一回路中传递给第二回路。
蒸发单元的优点是:在冷凝溶剂时释放的热能能够尤其有效地传递给第二载热体。
在设备的另一设计方案中,第一回路具有鼓风机。
鼓风机用于维持第一载热体在第一回路中的循环。借助鼓风机能够有利地对第一载热体经过第一回路的循环的速度进行调节或控制。这种调节或控制有利地借助其中集成有该设备的设施的、在此描述的控制单元或全局处理控制装置来进行。
在一个有利的设计方案中,热泵是高温热泵。
高温热泵的特征在于在超过100℃的温度范围中的尤其好的效率。因此,能够借助于高温热泵有利地将热能从蒸发单元传递至冷凝单元。
除了蒸发单元和冷凝单元之外,(高温)热泵包括压缩机。压缩机用于在气相中运输来自蒸发单元的第二载热体和/或用于将第二载热体从冷凝单元运输至蒸发单元。高温热泵的特征尤其在于应用适当的第二载热体。
在设备的一个有利的设计方案中,为了将热能馈入到第一回路中而设有冷凝单元。
同样如蒸发单元,冷凝单元是(高温)热泵的一部分。冷凝单元用于将第二载热体进行冷凝并且用于将热能传递到第一载热体上,所述热能在第二载热体冷凝时被释放。冷凝单元同样有利地构成为换热器。通过使用冷凝单元能够将热能尤其有效地从第二回路传递到第一回路中。
在设备的另一有利的设计方案中,用于第一回路的第一载热体是水蒸气或由水蒸气和空气构成的混合物。
干燥物品在进入干燥单元之前通常由水和基材、例如含纤维素的基材、如纸浆构成的混合物构成。水借助于干燥单元从基材蒸发并且因此与基材分离。水与基材分离在此通过第一载热体作用于干燥物品进行。在此,第一载热体尤其通过蒸发来吸收水。
水蒸气用作为第一载热体的优点是水的高热能系数和高传热系数。还有利的是:在工业设施的区域中水蒸气大范围地散布。还有利的是:第一载热体不污染气化的水。
在设备的另一有利的设计方案中,用于第二回路的载热体是卤代烃、尤其R1233zd(E)或R1336mzz(Z)。
对于超过100℃的温度范围,存在不同的载热体,所述载热体尤其良好地适合于使用,例如R1233zd(E)、R1336mzz(Z)、NOVEC524、R245fa、R1233ze(E)、R1234ze(Z)。
在此,R1233zd(E)例如代表1-氯-3,3,3-三氟丙烯。
载热体由于其在下文中详述的冷凝特性和其蒸发特性尤其良好地适合用于使用在高温热泵中。
在方法的一个有利的设计方案中,第二回路吸收来自第一回路中的热能的至少一部分。
来自第一回路的热能借助于热交换器输送给第二回路。因此有利的是,能够控制或调节第一载热体的温度。还有利的是:通过从第一回路中提取热能来冷凝溶剂。因此,溶剂与第一载热体分离。
在方法的另一有利的设计方案中,至少一个另外的热泵将热能馈入到第一回路和/或第二回路中。
通过将另外的热能输送到第一回路和/或第二回路中能够有利地补偿第一回路的损失。因此,能够有利地极其精确地尤其借助于控制装置对第一换热器的温度进行调节。
在方法的另一有利的设计方案中,第一回路和第二回路仅经由热交换器连接。
借助于热交换器传递热能的特别的优点是材料流分离。因此,第二载热体不被干燥物品的残余物或类似物污染。
除了对含纤维素的基材或纤维网进行干燥之外,本发明还适合于干燥颗粒燃料、淤泥、食品、建筑材料,以及适合于使用在化学工业中,以便将干燥物品的或其他混合物的溶剂分离。
综上所述,通过本发明的在此公开的实施方式,在制造、尤其在干燥基材时节约能量。该能量节约引起以节约资源的方式生产基材、尤其纸浆和纸。同时,与至今为止相比,能够将另外工艺中的余热更好地考虑用于获取能量。此外,第一回路与第二回路的分离防止污染载热体。因此,例如能够保护热泵的一部分防止受干燥物品的残留物影响。
附图说明
下面,根据附图描述和阐述本发明。在此,各个附图中的特征也能够通过本领域技术人员重新设计本发明,而没有偏离本发明的实质。附图示出:
图1示出用于对干燥物品进行干燥的设备,
图2示出用于对干燥物品进行干燥的简化的设备,
图3示出用于对干燥物品进行干燥的另一的设备,
图4示出优选的第二载热体的焓-压力图,以及
图5示出优选的第二载热体的热传递-温度图。
具体实施方式
图1示出用于对干燥物品GW进行干燥的设备。该设备示出用于第一载热体WT1的、尤其水蒸气的第一回路1。在第一回路1中,借助于鼓风机V将第一载热体WT1运输经过干燥单元D。在此,将水蒸气、优选温度为100℃和200℃之间的水蒸气用作为载热体WT1。第一载热体在干燥单元D之前具有第一温度T1。第一载热体WT1在干燥单元之后具有更小的第二温度T2。干燥单元D用于干燥含溶剂的干燥物品GW。含溶剂的干燥物品GW在此具有尤其含纤维的固体材料G和溶剂W、尤其是水。溶剂W在干燥单元D中进行干燥期间气化,并且由第一载热体WT1吸收。通过由第一载热体WT1吸收溶剂W,将第一载热体WT1的温度从第一温度T1降低到第二温度T2。在干燥单元D之后,第一载热体WT1转移到蒸发单元HPE中。在蒸发单元HPE中,溶剂W冷凝并且从载热体WT1中分离出。在溶剂冷凝时释放的热能Q借助于蒸发单元HPE转移至第二载热体WT2。蒸发单元HPE基本上构成为热交换器WT。没有溶剂W的第一载热体WT1还传递至冷凝单元HPC。冷凝单元HPC将热能Q输送给第一载热体WT1,所述热能借助于蒸发单元HPE从第一载热体WT1提取。
借助于第二回路2实现将热能Q(再次)馈入第一回路1中。第二回路2构成为热泵WP。热泵WP包括蒸发单元HPE、压缩机K和冷凝单元HPC。借助于第二载热体WT2将热能借助于蒸发单元HPE从第一回1中提取,并且由此冷凝来自第一载热体WT1中的溶剂W。溶剂W在冷凝之后从第一回路1中移除。
第二回路2构成为热泵WP、尤其构成为高温热泵WP。热泵WP用于将热能Q从蒸发单元HPE运输至冷凝单元HPC。热泵WP包括蒸发单元HPE、冷凝单元HPC和压缩机K。压缩机K用于将第二载热体WT2从蒸发单元HPE运输至冷凝单元HPC(在气态的状态下)并且从冷凝单元运回至蒸发单元(在冷凝的状态下)。
冷凝单元HPC和蒸发单元HPE都包括一个热交换器WT。蒸发单元HPE的热交换器用于将热能Q从第一回路1传递至第二回路2。热交换器WT用于将热能Q从第二回路2传递回到第一回路1。
热交换器WT尤其用于将热能Q从第一载热体WT1传递至第二热载热体WT2并反向进行。热交换器WT优选构成为管束式热交换器。
优选,卤化烃用作为第二载热体WT2。名称为R1233zd(E)(CAS编号102687-65-0,化学名称:1-氯-3,3,3-三氟丙烯)的载热体WT2证实为是尤其有利的。
尤其有利的是,第一载热体WT1在进入干燥单元D中之前具有140℃至160℃的第一温度T1。
在干燥单元D之后,第一载热体WT1具有80℃至120℃的第二温度T2。在干燥单元D之后,第一载热体WT1能够是过饱和的水蒸气。在干燥单元D之前,第一载热体WT1能够是过热的水蒸气。热泵WP通常具有涡轮机、压缩机或泵,以用于运输第二载热体WT2。热泵WP还具有至少一个膨胀阀(未示出)。
热泵WP的压缩机K有利地由控制单元SE进行调节或控制。控制装置SE附加地具有用于传感器S1、S2、S3的输入端。传感器S1、S2、S3用于确定第一温度T1、第二温度T2和可选地用于确定第一载热体WT1的水含量。这些传感器能够在第一回路1中、在第二回路2中、尤其在干燥单元D的区域中、在蒸发单元HPE的区域中和/或在冷凝单号HPC的区域中定位在不同的部位处。根据第一温度T1和第二温度T2的温度差,对热泵WP的压缩机的速度进行调节或控制。控制装置SE能够通过具有相应界面的个人计算机、通过微控制器或通过设置在上级的控制装置的一部分构成。有利地,控制装置构成为计算机程序,所述计算机程序安装在运算单元上、尤其个人计算机上并且在那里运行。
蒸发单元HPE和冷凝单元HPC中的虚线表示:在此仅将热能Q从第一回路1运输到第二回路2中(并且反之亦然),并且热交换器WT通常对于载热体WT1、WT2构成为是不可透过的。
图2示出用于干燥含溶剂的干燥物品GW的设备的简化的设计方案。如也在图1中描述的,干燥单元D用于干燥含溶剂的干燥物品GW。干燥单元D用于将含溶剂的干燥物品GW拆分成基材G、尤其含纤维素的基材和溶剂W、尤其是水。
类似于上面的实施方案,该简化的实施方案具有用于第一载热体WT1的第一回路1和用于第二载热体WT2的第二回路2。第二回路2包括热泵WP。热泵WP用于运输来自热流WS、尤其来自热储备器的热能Q。热泵WP将热能Q从热储备器WS传递到第一回路1中。优选借助于热交换器WT,为了提高第一载热体WT1的温度而提供热能Q。热交换器同样借助于冷凝单元HPE(也或蒸发单元HPC)提供给第一载热体WT1。
在干燥单元D之前,第一载热体WT1具有温度T1。在干燥单元D之后,载热体具有更小的温度T2。因此,借助热泵WP将通过干燥单元D失去的热能Q输送给载热体。在此,溶剂W能够在回路1的一个部位处泄露出。
因此,热泵WP在该简化的设计方案中用于补偿热能Q,所述热能在干燥单元D1中并且通过离开的溶剂W来提取。
借助于优选构成为再生器的热交换器能够借助于热交换器WT,通过一个单个的再生的热交换器WT构成蒸发单元HPE和冷凝单元HPC。在此,将热能Q在第一时间区中输送给第一回路1并且在另外的时间区中导出。这些时间区能够周期地进行重复。
该设计方案是尤其有利的,因为借助于热泵WP将热能Q从热流WS传递到第一回路1中,尽管热流WS的温度低于第二温度T2。
图3示出用于对干燥物品GW的干燥的设备的另一实施方式。该实施方式为在图1和图2中示出的且在上面描述的实施方案的组合。在此示出的实施方案包括两个热泵WP。第一热泵WP用于吸收溶剂W的冷凝热。第一热泵将热能Q借助于压缩机传递至冷凝单元。在此,冷凝单元用于将热能Q传递到第一回路1中。另一热交换器WP用于为第一回路1提供附加的热能Q。借助于第二热泵WP,补偿第一回路1的热能损失。根据第一载热体WT1的温度和热能Q的需求,第二热泵WP用于将热能Q从热流WS或储备器中传递到第一回路1中。第一热泵WP和第二热泵WP的控制和/或调节借助控制装置SE结合传感器S1、S2、S3(在此未被示出)来进行。关于控制装置SE参考图1。
尤其在工业设施的运行开始时,能够将附加的热能输送给第一回路1。特别地,也能够将例如通过燃烧燃料或借助于电能常规获取的热能Q输送给第一回路1和/或第二回路2。
图4示出优选的第二载热体WT2的焓-压力图。在横坐标上绘制焓h,其以[kJ/Mol]为单位。在纵坐标上以对数的方式绘制压力p,其以[bar]为单位。该图示出等温线的曲线族,其中(第二载热体的)温度在相应的等温线之上以摄氏度说明。所示出的等温线说明压力p的优选第二载热体R1233zd(E)作为焓h的函数的关系。等温线具有折弯的点处的包络线对应于第二载热体WT2的相界限。在包络线的上部区域中示出热力学循环,其由下述点1a、2a、3a、4a、5a、6a构成。热力学循环对应于(高温)热泵的循环。在此,过渡对应于
1a→2a 多向压缩,
2a→3a 等压冷却,
3a→4a 等压液化,
4a→5a 等压冷却(过冷),
5a→6a 等压蒸发和加热,直至第二载热体WT2过热。
第二载热体WT2作为过冷的液体处于左侧区域中。因此,等温线的斜度非常陡。在图的右侧区域中,等温线在蒸发之后随焓的上升而缓慢下降。在右侧区域中,第二载热体WT2作为过热的气体存在。
在第二载热体WT2的(多向)压缩1a→2a的情况下,以在第一温度T1之上一些的温度进行压缩,第一温度在此大致为145℃。此外,有利地实现在蒸发单元HPE中第二载热体从第二温度T2之上的温度到在第一载热体WT1的第二温度T2之下一些的温度(大约90℃)的膨胀。
此外,等温线IS作为陡峭上升的曲线示出。与等温线IS相关联的这些曲线对应于相同的焓的状态。数字恰好说明了以[kJ/Mol]为单位的该焓。
通过将第二载热体WT2在冷凝单元HPC中强烈过冷至第一载热体WT1的进入温度(第一温度T1)之上大致5至10开尔文上的方式,能够相对于现有技术,将有效功率与做工功率之比(功率系数COP)提高直至40%。
图5示出优选的第二换热器WT2的热传递-温度图。上面的部段描述将热能Q从第一载热体WT2传递至第二载热体WT1。热能Q的传递在上部曲线21a、23a、27a中以符号示出。在降温23a中,第二载热体从第二温度T2之上的一个的温度冷却了大致5卡尔文。在此,将少部分的热能Q从第二载热体T2传递到第一载热体T1上。在第二载热体冷凝时,将另一部分热能Q从第二载热体WT2传递到第一载热体WT1上。在第二载热体WT2冷凝时,第二载热体WT2的温度大致保持恒定。在将第二载热体WT2进一步成功过冷27a之后,第二载热体WT2的温度下降到大致105℃。直至此,要传递的热能Q由第二载热体WT2放出。该过程尤其在冷凝单元中进行。
由第二载热体WT2放出的热能Q由第一载热体WT1吸收。在此,第一载热体WT1的温度从第二温度T2(在该实例中为100℃)提高到第一温度T1(在此140℃)上。在第一载热体过热25a时进行温度提高。
在包含在此处描述的图1至图5中的热力学观察中,尤其优选的第一载热体WT1是水蒸气并且尤其优选的第二载热体WT2是卤化烃R1233zd(E)和/或R1336mzz(Z)。
尤其有利地,将具有大致140℃的(第一)温度的第一载热体WT1引入到干燥单元D中。在吸收溶剂W时,第一载热体WT1的温度上升到90℃直至100℃的第二温度,如在图4中所示。溶剂W、尤其是水在蒸发单元HPE中再次冷凝。在此形成的热能Q在第二载热体WT2蒸发时被吸收。借助于热泵WP的压缩机,将第二载热体WT2传递到冷凝单元HPC中。在冷凝单元HPE中,将第二载热体降温23a、冷凝21a和继续过冷27a。在此由第二载热体WT2放出的热能Q的主要部分传递到第一载热体WT1上。在此,第一载热体WT1的温度从第二温度T2提高到第一温度T1上。随后,将第一载热体WT1再次输送给干燥单元D。
综上所述,本发明涉及用于对干燥物品GW进行干燥的一种设备和一种方法。在此,将含溶剂的干燥物品GW借助于第一载热体WT1在干燥单元D中分离成基材G和溶剂W。第一载热体WT1穿过第一回路1。在通过第一载热体WT1吸收溶剂W之后,将溶剂W与载热体WT1通过冷凝分离。(冷凝)热能Q通过热交换器WT借助于蒸发单元HPE传递到第二回路2上,并且提供用于第二载热体WT2。借助于热泵WP将热泵WP的冷凝单元HPC中的热能Q再次输送给第一回路1。

Claims (19)

1.一种用于对干燥物品(GW)进行干燥的设备,所述设备具有第一回路中的干燥单元(D),其中第一载热体设置用于对所述干燥物品(GW)进行干燥,所述设备还具有用于第二载热体的第二回路(2),其中所述第二回路具有用于将热能(Q)馈入到所述第一回路(1)中的热泵(WP),其特征在于,用于所述第二回路(2)的第二载热体是卤代烃,并且所述第一回路(1)和所述第二回路(2)经由管束式热交换器连接,其中用于所述第二回路(2)的所述卤代烃是R1233zd(E)或R1336mzz(Z)。
2.根据权利要求1所述的设备,其中所述第二回路(2)从所述第一回路(1)中提取热能(Q)。
3.根据权利要求1或2所述的设备,所述设备还具有至少一个另外的热泵(WP),该另外的热泵用于将热能(Q)馈入到所述第一回路(1)和/或所述第二回路(2)中。
4.根据权利要求1或2所述的设备,其中为了将所述热能(Q)从所述第一回路(1)馈入到所述第二回路(2)中而设有蒸发单元(HPE)。
5.根据权利要求3所述的设备,其中为了将所述热能(Q)从所述第一回路(1)馈入到所述第二回路(2)中而设有蒸发单元(HPE)。
6.根据权利要求1或2所述的设备,其中所述第一回路具有鼓风机(V)。
7.根据权利要求5所述的设备,其中所述第一回路具有鼓风机(V)。
8.根据权利要求1或2所述的设备,其中为了将所述热能(Q)馈入到所述第一回路(1)中而设有冷凝单元(HPC)。
9.根据权利要求7所述的设备,其中为了将所述热能(Q)馈入到所述第一回路(1)中而设有冷凝单元(HPC)。
10.根据权利要求1或2所述的设备,其中用于所述第一回路(1)的所述第一载热体是水蒸气或由水蒸气和空气构成的混合物。
11.根据权利要求9所述的设备,其中用于所述第一回路(1)的所述第一载热体是水蒸气或由水蒸气和空气构成的混合物。
12.根据权利要求1或2所述的设备,其中所述设备是用于在制造含纤维素的纤维网时干燥纸浆的设备。
13.一种用于对干燥物品(GW)进行干燥的方法,其中所述干燥物品(GW)包括溶剂(W)和固体材料,其中第一载热体在第一回路(1)中循环,其中所述第一载热体加热所述干燥物品(GW)并且吸收由所述干燥物品(GW)放出的溶剂(W),其中第二回路(2)将热能(Q)馈入到所述第一回路(1)中,并且其中热泵(WP)将所述热能(Q)从所述第二回路(2)引入所述第一回路中,其中所述第二回路(2)的第二载热体是卤代烃,并且所述第一回路(1)和所述第二回路(2)仅经由热交换器(WT)连接并且所述热交换器(WT)是管束式热交换器,其中所述第二回路(2)的所述卤代烃是R1233zd(E)或R1336mzz(Z)。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述第二回路(2)从所述第一回路(1)中提取所述热能(Q)的至少一部分。
15.根据权利要求13或14所述的方法,其中至少一个另外的热泵(WP)将热能(Q)馈入到所述第一回路(1)中和/或所述第二回路(2)中。
16.根据权利要求13或14所述的方法,其中所述干燥物品是在制造含纤维素的纤维网中的纸浆。
17.一种用于控制和/或调节根据权利要求13至16中任一项所述的方法的控制装置。
18.一种用于制造基材的工业设施,所述工业设施具有根据权利要求1至12中任一项所述的设备。
19.根据权利要求18所述的工业设施,其中,所述工业设施是造纸厂或纤维素制造厂。
CN201580041163.7A 2014-07-29 2015-07-29 用于对干燥物品进行干燥的方法和设备、工业设施、造纸厂以及控制装置 Active CN106574441B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014010984.4 2014-07-29
DE102014010984 2014-07-29
PCT/EP2015/067364 WO2016016297A1 (de) 2014-07-29 2015-07-29 Verfahren und vorrichtung zur trocknung eines trocknungsguts, industrielle anlage, papierfabrik sowie steuereinrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106574441A CN106574441A (zh) 2017-04-19
CN106574441B true CN106574441B (zh) 2019-04-09

Family

ID=53776587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580041163.7A Active CN106574441B (zh) 2014-07-29 2015-07-29 用于对干燥物品进行干燥的方法和设备、工业设施、造纸厂以及控制装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10662583B2 (zh)
EP (1) EP3158130B1 (zh)
CN (1) CN106574441B (zh)
BR (1) BR112017001637B1 (zh)
ES (1) ES2675562T3 (zh)
WO (1) WO2016016297A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10662583B2 (en) * 2014-07-29 2020-05-26 Siemens Aktiengesellschaft Industrial plant, paper mill, control device, apparatus and method for drying drying-stock
DE102015219381A1 (de) * 2015-10-07 2017-04-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Papiermaschine sowie Papiermaschine
EP3296666A1 (de) * 2016-09-14 2018-03-21 Siemens Aktiengesellschaft Aufbereitung von stärke für eine hydrophobierung von papier
DE102017208078A1 (de) 2017-05-12 2018-11-15 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Erhöhung der Wärmeleistung einer Wärmequelle
JP7282098B2 (ja) * 2017-12-26 2023-05-26 スゴン・データエナジー・(ベイジン)・カンパニー・リミテッド スーパーコンピュータ用の高効率相変化コンデンサ
CN112292489B (zh) * 2018-05-31 2021-11-09 瓦尔梅特股份有限公司 空气穿透干燥和粘合***及方法
DE102022104505A1 (de) * 2022-02-24 2023-08-24 Südzucker AG Verfahren und Abtrennvorrichtung zum Abtrennen von Wasser aus einem Kohlenhydrat-Wasser-Gemisch
FI20225544A1 (en) * 2022-06-17 2023-12-18 Spinnova Oyj METHOD FOR HEAT ENERGY RECOVERY IN THE MATERIAL DRYING PROCESS, HEAT RECOVERY SYSTEM AND ARRANGEMENT FOR MATERIAL DRYING

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2106708A5 (zh) * 1970-09-22 1972-05-05 Chamouton Daniel
CH608289A5 (en) * 1976-06-15 1978-12-29 Escher Wyss Gmbh Drying apparatus, in particular for paper machines
EP0088174B1 (en) * 1980-08-06 1987-06-16 William Bradshaw An improved drying method and apparatus
DE3106567A1 (de) 1981-02-21 1982-09-09 Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt "verfahren zur verminderung von waermeverlusten bei anlagen zum trocknen von festkoerpern"
FR2514875A1 (fr) * 1981-10-19 1983-04-22 Inst Francais Du Petrole Procede de chauffage et/ou de conditionnement thermique d'un local au moyen d'une pompe a chaleur a compression utilisant un melange specifique de fluides de travail
US4603489A (en) 1984-10-05 1986-08-05 Michael Goldberg Heat pump closed loop drying
SU1239486A1 (ru) * 1984-10-16 1986-06-23 Казахский Химико-Технологический Институт Теплонасосна сушильна установка
DE3837133C1 (zh) * 1988-11-02 1990-04-12 Tch Thermo-Consulting-Heidelberg Gmbh, 6900 Heidelberg, De
US5210958A (en) * 1991-07-15 1993-05-18 Mcgill University Paper web drying apparatus and process
US7260940B2 (en) * 2002-12-13 2007-08-28 The Tokyo Electric Power Company, Incorporated Heat pump using gas hydrate, and heat utilizing apparatus
CA2516957A1 (en) * 2003-02-28 2004-09-10 Delta S Technologies Limited Improved efficiency dehumidifier drier with reversible airflow and improved control
DE102008007971A1 (de) * 2008-02-07 2009-08-13 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Kondensationstrockner mit Wärmepumpe und Heizung sowie Verfahren zu seinem Betrieb
WO2009151669A1 (en) * 2008-03-07 2009-12-17 Arkema Inc. Halogenated alkene heat transfer compositions with improved oil return
CN101363682A (zh) * 2008-09-01 2009-02-11 珠海慧生能源技术发展有限公司 一种节能干燥***
FR2953005B1 (fr) * 2009-11-23 2011-12-09 Degremont Procede et installation de sechage de matieres pateuses, en particulier de boues de stations d'epuration
EP2586906B1 (en) * 2011-10-25 2020-06-24 Electrolux Home Products Corporation N.V. A laundry dryer with a heat pump system
US20130174552A1 (en) * 2012-01-06 2013-07-11 United Technologies Corporation Non-azeotropic working fluid mixtures for rankine cycle systems
EP2822774B1 (en) * 2012-03-06 2019-04-10 OCE-Technologies B.V. Recording substrate treatment apparatus, printing system and method of drying
US20160017199A1 (en) * 2013-03-15 2016-01-21 Honeywell International Inc. Systems for efficient heating and/or cooling and having low climate change impact
DE102013210175A1 (de) * 2013-05-31 2014-12-18 Siemens Aktiengesellschaft Wärmepumpe zur Verwendung von umweltverträglichen Kältemitteln
DE102013211084A1 (de) * 2013-06-14 2014-12-18 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb einer Wärmepumpe und Wärmepumpe
DE102013211087A1 (de) * 2013-06-14 2015-01-15 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb einer Wärmepumpenanordnung und Wärmepumpenanordnung
DE102014200820A1 (de) * 2014-01-17 2015-07-23 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines wenigstens eine Wärmeübertragungsfläche aufweisenden Wärmetauschers
WO2015160881A1 (en) * 2014-04-15 2015-10-22 Johnson Controls Technology Company Centrifugal chiller system
US10662583B2 (en) * 2014-07-29 2020-05-26 Siemens Aktiengesellschaft Industrial plant, paper mill, control device, apparatus and method for drying drying-stock
EP3224054B8 (en) * 2014-11-27 2020-04-29 Canon Production Printing Netherlands B.V. Recording substrate treatment apparatus, printing system and method of drying

Also Published As

Publication number Publication date
EP3158130A1 (de) 2017-04-26
EP3158130B1 (de) 2018-03-28
WO2016016297A1 (de) 2016-02-04
US20170268173A1 (en) 2017-09-21
ES2675562T3 (es) 2018-07-11
BR112017001637A8 (pt) 2022-11-08
BR112017001637B1 (pt) 2023-04-11
CN106574441A (zh) 2017-04-19
BR112017001637A2 (pt) 2017-11-21
US10662583B2 (en) 2020-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106574441B (zh) 用于对干燥物品进行干燥的方法和设备、工业设施、造纸厂以及控制装置
CN101498111B (zh) 造纸机干燥部中废热的利用
US9021809B2 (en) Method for operating a steam turbine power plant and also device for generating steam
CN106196993B (zh) 具有热泵的焚烧褐煤的动力设备的褐煤干燥
CN102564095A (zh) 一种低压过热蒸汽干燥褐煤的装置和方法
CN107594583A (zh) 一种果蔬低压过热蒸汽高效节能干燥装置及方法
CN102859147B (zh) 清除联合循环发电***中的夹带气体的方法
BR112018076182B1 (pt) Processo e instalação de recuperação de energia térmica em um forno com longarinas tubulares e de conversão dessa última em eletricidade por meio de uma turbina que produz eletricidade pela execução de um ciclo de rankine
CN106196892A (zh) 利用闭合环路热泵进行褐煤干燥
US4026035A (en) Dryer with low temperature heat recovery system
CN102466414B (zh) 电厂燃煤干燥蒸发水汽的热量和水回收方法
CN106196894B (zh) 利用热回收回路的褐煤干燥
CN108603418B (zh) 热回收***和使用热回收***将热转换成电能的方法
CA2768056A1 (en) Binary fluid ejector desiccation system and method of utilizing the same
US20120324885A1 (en) Geothermal power plant utilizing hot geothermal fluid in a cascade heat recovery apparatus
EP3058298B1 (en) Drying apparatus and method of drying material
CN104529040B (zh) 一种固定床碎煤加压气化污水的处理工艺方法
KR20140134860A (ko) 가스엔진열펌프를 이용한 대용량 유닛화 가능 벨트식 슬러지 건조장치
EP2356281B1 (en) Machine for drying tissue paper provided with a cogeneration system
KR102155840B1 (ko) 증기사이클 기반의 배기가스 응축 물 회수 시스템 및 물 회수 방법
CA2479985A1 (en) Enhanced energy conversion system from a fluid heat stream
RU2562730C1 (ru) Способ утилизации тепловой энергии, вырабатываемой тепловой электрической станцией
RU2560615C1 (ru) Способ работы тепловой электрической станции
KR102013829B1 (ko) 증기사이클 기반의 폐열발전 열기관 및 이 열기관의 동작 방법
CN117346382A (zh) 用于纸张疏水化的淀粉的制备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211202

Address after: Munich, Germany

Patentee after: Siemens Energy International

Address before: Munich, Germany

Patentee before: SIEMENS AG

TR01 Transfer of patent right