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Die Erfindung betrifft Verfahren zur Entschwadung von Prozessabluft einer Anlage zur Herstellung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei der Herstellung von Faserstoffbahnen wie Papier- oder Zellstoffbahnen entsteht insbesondere bei der Trocknung der Bahn eine große Menge von sehr feuchter Abluft. Wird diese direkt an die Umgebung abgegeben, kann es bei geeigneter klimatischen Verhältnissen zur Bildung eines sichtbaren Nebels' kommen..
Dieser Nebel kann in direkter Nähe der Anlage als Niederschlag niedergehen und insbesondere im Winter zu glatten Wegen - führen. Zudem kann es durch tiefhängende Nebelschwaden zu Sichtbehinderungen im Straßenverkehr kommen. Daher fordern gesetzliche Rahmenbedingungen oftmals von den Betreibern, -dass von den Anlagen keine sichtbaren Wasserdampffahnen emittiert werden.
Aus dem Stand der Technik ist zur Vermeidung einer solchen Wasserdampffahne beispielsweise das Produkt ERCS - Typ04 der Firma Scheuch GmbH in Österreich bekannt (www.scheuch.com). Dabei wird kalte Umgebungsluft über einen Wärmetauscher vorgewärmt und anschließend mit der feuchten Abluft vermischt.
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Nachteilig am Stand der Technik ist dabei zum einen, dass der technische Aufwand für die Entschwadung nicht unerheblich ist, da ein eigener Wärmetauscher sowie ein Gebläse System mit geeigneter Steuerung vorgesehen sein muss.
Da eine beträchtliche Menge an Außenluft zusätzlich gefördert werden muss, erhöht diese Entschwadung auch Energieverbrauch der Anlage.
Schließlich kommt es durch das Abkühlen der Prozessluft zu einer Kondensation im Inneren des Abluftsystems, was unter anderem zu verstärkter Korrosion führen kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren vorzuschlagen, dass die Nebelbildung effektiv verhindert.
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Es ist weiter Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen, dass ohne oder mit nur geringem Zusatzaufwand an Energie und/oder baulichen Maßnahmen auskommt.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 vollständig gelöst.
Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Entschwadung von Prozessabluft einer Anlage zur Herstellung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Zellstoff-, Papier- oder Kartonbahn, wobei die Anlage eine Trockenpartie umfasst, in welcher die Faserstoffbahn zumindest teilweise mittels Kontakttrocknung getrocknet wird, wobei eine erste Abluft erzeugt wird und wobei die Anlage eine zweite Quelle umfasst, die eine zweite Abluft erzeugt, welche mit der ersten Abluft vermischt wird. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die zweite Abluft eine höhere Temperatur und eine geringere Feuchte aufweist, als die erste Abluft.
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Bei der Herstellung von Faserstoffbahnen wie z.B. .Papierbahnen wird das Fasermaterial mit einer großen Menge Wasser zu einer Suspension vermischt. Diese Suspension wird dann auf einen Träger wie z.B. ein Sieb zur Bildung der Faserbahn aufgebracht. Derartige Suspensionen bestehen oftmals zu 99% oder mehr aus Wasser. Im Laufe des Prozesses wird dieses Wasser aus der Faserstoffbahn entfernt. Während ein Großteil des Wassers mechanisch, z.B. durch Besaugen und Auspressen entfernt werden kann, muss ein weiterer Teil jedoch thermisch durch Trocknen entfernt werden. Hierzu wird die Faserstoffbahn in einer Trockenpartie üblicherweise über beheizte Zylinder oder ähnliches geleitet, wo die Bahn mittels Kontakttrocknung getrocknet wird. Das Wasser entweicht der Bahn in die Umgebungsluft der Trockenpartie. Diese sehr feuchte Luft wird gesammelt und stell-gegebenenfalls nach einigen Behandlungsstufen - die erste Abluft dar.
Diese erste Abluft hat einen extrem hohen Feuchtegehalt, bei vergleichsweise moderaten Temperaturen.
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Die Temperaturen der ersten Abluft können dabei unter 90°C, insbesondere unter 80°C, bevorzugt zwischen 60°C und 70°C liegen. Für den Betreiber ist es dabei erstrebenswert, die Temperatur der ersten Abluft niedrig zu halten, da für höhere Ablufttemperaturen die Temperatur der Zuluft erhöht werden muss, was zu erhöhten Energiekosten führt.
Die Temperatur der ersten Abluft wird dabei gerne so niedrig gewählt werden, dass sie gerade ausreichend hoch ist, um eine ungewünschte Kondensation zu vermeiden. Das besondere an Anlagen zur Herstellung von Faserstoffbahnen ist es, dass bei der Herstellung und Verarbeitung noch eine Vielzahl weiterer Abluftströme anfällt. Die Anmelderin hat herausgefunden, dass einige davon dazu verwendet werden können, um die Nebelbildung der ersten Abluft effektiv zu unterdrücken. Dazu ist es notwendig, dass diese zweite Abluft sowohl eine höhere Temperatur als die erste Abluft aufweist, als auch eine geringere relative Feuchte.
So kann die zweite Abluft in vorteilhaften Ausführungen die Abluft eines oder mehrerer Infrarottrockner umfassen. Diese werden beispielsweise zu berührungslosen Strichtrocknung von gestrichenen Bahne eingesetzt. Die dabei entstehende Abluft ist sehr heiß (in der Regel heißer als 120°C) und hat eine geringe relative Feuchte.
Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Abluft auch Abluft einer Gasturbine oder eines Kessels handeln. Da für den Betrieb einer Anlage wie einer Papiermaschine eine große Menge elektrischer Energie und Dampf benötigt wird, befinden sich geeignete Kraftwerke üblicherweise in direkter Nähe der entsprechenden Maschine, wodurch deren Abluft als zweite Abluft nutzbar ist.
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Es kann in vorteilhaften Ausführungen auch vorgesehen sein, dass die erste Abluft und/oder die zweite Abluft selbst bereits ein Gemisch aus mehreren Abluftströmen darstellen können.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann für Anlagen zur Herstellung von allen Arten von Papier- und Zellstoffbahnen vorteilhaft sein. Insbesondere auch für Anlagen zur Herstellung von Verpackungspapieren; für die Herstellung von gestrichenen Papieren sowie von Spezialpapieren.
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In vorteilhaften Ausführungen des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass so viel von der zweiten Abluft zu der ersten Abluft zugemischt wird, dass der Taupunkt der Prozessabluft unterhalb der Umgebungstemperatur der Anlage, insbesondere zumindest 5 ° unterhalb der Umgebungstemperatur der Anlage liegt.
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Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn in der ersten Abluft und/oder der zweiten Abluft, und/oder in der Prozessabluft die Temperatur gemessen wird.
Alternativ oder zusätzlich kann es vorteilhaft sein, wenn in der ersten Abluft und/oder der zweiten Abluft und/oder in der Prozessabluft die Feuchte gemessen wird.
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Bevorzugt kann die Prozessabluft in einer Höhe von mehr ais 40m, insbesondere 60m oder mehr über dem Grund an die Umgebung abgegeben werden.
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In bevorzugten Ausführungen kann vorgesehen sein, dass die erste Abluft und die zweite Abluft zumindest teilweise vor der Abgabe in die Umgebung miteinander vermischt werden.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die erste Abluft und die zweite Abluft. über einen gemeinsamen Kamin abgeführt werden. Dabei kann die zumindest teilweise Durchmischung im Kamin, oder auch vor dem Kamin erfolgen.
Insbesondere kann es dabei vorteilhaft sein, wenn die Vermischung mittels eines statischen Mischers erfolgt. Dadurch muss für die Vermischung keine zusätzliche Energie mehr aufgewendet werden.
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Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die erste Abluft und die zweite Abluft zumindest teilweise nach der Abgabe in die Umgebung miteinander vermischt werden.
Dabei können die erste Abluft und die zweite Abluft über getrennte Kamine abgeführt werden.
Für die Vermischung nach Abgabe in die Umgebung kann es vorteilhaft sein, wenn die Auslasse der beiden Kamine nahe benachbart sind. Insbesondere kann dabei vorteilhaft sein, wenn die Mittelpunkte der jeweiligen Kamine weniger als 20m, insbesondere weniger als 10m oder weniger als 5m voneinander beabstandet sind.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Auslass beider Kamine auf derselben Höhe erfolgt, bzw. sich die Auslasshöhe um weniger als 2m unterscheidet.
Dies ist vorteilhaft, da es die Vermischung der beiden Abluftströme ermöglicht, bevor sich durch die erste Abluft nennenswerter Nebel gebildet hat.
Versuche der Anmelderin haben ergeben, dass sich durch eine solche, geeignete Anordnung der Kamine die Nebelbildung verhindern oder ausreichend reduzieren lässt.
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Anhand von Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
- 1 schematische Darstellung einer aus dem Stand der Technik bekannten Entschwadungsvorrichtung
- 2 schematische Darstellung einer Entschwadungsvorrichtung zur Durchführung eines Aspekts der vorliegenden Erfindung.
- 3 schematische Darstellung einer Entschwadungsvorrichtung zur Durchführung eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung.
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In 1 ist eine Vorrichtung gezeigt, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die feuchte erste Abluft 1 soll dabei über den Auslass 9 eines Kamins abgeführt werden. Zur Vermeidung von Schwaden wird dabei auf kalte Umgebungsluft 3 zurückgegriffen. Diese wird dabei durch einen Wärmetauscher 10 geleitet, wo sie durch die erste Abluft 1 aufgewärmt wird. Die erwärmte Umgebungsluft 3 und die abgekühlte erste Abluft 1 werden an einer Mischstelle 5 vermischt, und danach als Prozessabluft 4 über einen Kamin in die Umgebung abgegeben.
Bei dieser Art der Entschwadung wird jedoch die feuchte erste Abluft 1 im Wärmetauscher abgekühlt, wodurch Teile der in der ersten Abluft 1 enthaltenen Feuchtigkeit kondensieren. Dieses Kondensat, in dem auch noch diverse andere Bestandteile, der Abluft 1 gelöst sein können, muss separat aufgefangen und abgeführt werden, was zusätzlichen baulichen Aufwand bedeutet. Zudem besteht eine gesteigerte Gefahr der Korrosion am Leitungssystem sowie am Wärmetauscher. Auch zur Vermeidung dieser Korrosion ist zusätzlicher Aufwand wie z.B. ein Spülsystem notwendig.
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Weiterhin benötigt das System von 1, einen Ventilator 12 zur Förderung der Umgebungsluft 3. Dieser Ventilator 12 umfasst üblicherweise noch eine Steuerung, mit der die benötigte Luftmenge eingestellt werden kann. Je mehr Umgebungsluft zur Entschwadung benötigt wird, umso mehr Energie wird auch zur Förderung dieser Umgebungsluft 3 benötigt.
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Bei der in 2 gezeigten Vorrichtung mit der sich die Entschwadung gemäß einem Aspekt der Erfindung durchführen lässt, fallen die im Stand der Technik vorhandenen Probleme nicht an.
Die erste Abluft 1 besteht dabei ganz oder teilweise aus der Abluft einer Trockenpartie einer Anlage zur Herstellung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn. Diese ist üblicherweise sehr feucht und weist üblicherweise Temperaturen zwischen 60°C und 80°C auf. Bei einem Kontakt mit kalter Umgebungsluft 3 besteht bei dieser Abluft 1 eine hohe Gefahr der Nebelbildung.
Zur Reduzierung bzw. Vermeidung dieser Nebelbildung wir hier neben der feuchten ersten Abluft 1 wird hier eine zweite Abluft 2 eingesetzt. Diese zweite Abluft 2 weist dabei eine höhere Temperatur und eine geringere relative Feuchte auf, als die erste Abluft 1. Derartige Abluft 2 fällt im Rahmen der Herstellung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn häufig an verschiedenen Stellen an, wie zum Beispiel bei der Strichtrocknung mittels berührungsloser IR Trockner, oder auch in einem Kraftwerk, welches zur Stromversorgung der Anlage in der Nähe derselben positioniert ist. Die erste Abluft 1 wird dabei mit der zweiten Abluft 2 an einer Mischstelle 5 vermischt. Um die Qualität der Vermischung zu verbessern kann, wie in 2 dargestellt, ein Mischer 13, bevorzugt ein statischer Mischer 12 eingebaut sein. Die so vermischte Prozessabluft 4 wird danach über einen Kamin 7 zu einem Auslass 9 geleitet, und in die Umgebung abgegeben.
Der Kamin 7, bzw. der Auslass9 desselben, hat vorteilhafterweise eine Höhe von mehr als 40m, beispielsweise 60 m über dem Grund.
Bei Bedarf kann vorgesehen sein, dass bei der ersten Abluft 1 und/oder der zweiten Abluft 2 und/oder in der Prozessabluft 2 die Temperatur gemessen wird. Alternativ oder zusätzlich kann in diesen Abluftströmen auch die (relative) Feuchte gemessen werden. Diese Messwerte können sowohl zum Steuern des Prozesse verwendet werden, als auch zu Dokumentationszwecken gespeichert werden, womit der Betreiber beispielsweise belegen kann, dass er gesetzliche Vorgaben eingehalten hat.
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Da die zweite Abluft 2 heißer und trockener ist, als die erste Abluft 1, besteht bei der Vermischung keine Gefahr der Kondensation. Ebenso wird für das Verfahren kein Ventilator benötigt, wie im dem Stand der Technik, und somit keine zusätzliche Energie. Da beide Abluftströme ohnehin abgeführt werden müssen, ist für die Entschwadung nur ein geringer zusätzlicher baulicher Aufwand vonnöten. Der im Stand der Technik benötigte Wärmetauscher 10 entfällt.
Der Vergleich von 1 und 2 zeigt die deutliche einfachere Bauweise, mit der eine Entschwadung nach einem Aspekt der Erfindung möglich ist.
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3 zeigt eine Ausführung gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung. Dabei werden die erste Abluft. 1 und die zweite Abluft 2 jeweils über einen separaten Kamin 7 zu einem Auslass 9 geleitet, und an die Umgebung abgegeben. Die Mischstelle 5 liegt dabei nach dem Auslass 9, in dessen direkter Umgebung. Dazu ist es vorteilhaft, wenn die Kamine 9 nahe benachbart sind. Insbesondere kann dabei vorteilhaft sein, wenn die Mittelpunkte der jeweiligen . Kamine 9 weniger als 20m, insbesondere weniger als 10m oder weniger als 5m voneinander beabstandet sind.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Auslass 9 beider Kamine auf derselben Höhe erfolgt, bzw. sich die Auslasshöhe um weniger als 2m unterscheidet.
Dies ist vorteilhaft, da es die Vermischung der beiden Abluftströme ermöglicht, bevor sich durch die erste Abluft nennenswerter Nebel gebildet hat. Somit können die erste Abluft 1 und die zweite Abluft 2 vermischt werden, bevor sich durch die erste Abluft 1 nennenswerter Nebel gebildet hat.
Versuche der Anmelderin haben ergeben, dass sich durch eine solche, geeignete Anordnung der Kamine 9 die Nebelbildung verhindern oder ausreichend reduzieren lässt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erste Abluft
- 2
- zweite Abluft
- 3
- Umgebungsluft
- 4
- Prozessabluft
- 5
- Mischstelle
- 7
- Kamin
- 9
- Auslass
- 10
- Wärmetauscher
- 12
- Ventilator
- 13
- statischer Mischer
