DE3003718A1 - Drying paper web with superheated steam - which is then heated and recycled to reduce heat losses - Google Patents

Drying paper web with superheated steam - which is then heated and recycled to reduce heat losses

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DE3003718A1 DE19803003718 DE3003718A DE3003718A1 DE 3003718 A1 DE3003718 A1 DE 3003718A1 DE 19803003718 DE19803003718 DE 19803003718 DE 3003718 A DE3003718 A DE 3003718A DE 3003718 A1 DE3003718 A1 DE 3003718A1
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Abstract

Superheated steam, e.g. 350-700 deg.F, is used to dry a paper web. A major proportion of the steam is then superheated again and recycled and a minor proportion is compressed and heated for use elsewhere in the mill. Heat is not lost from the drying system as when heated air is used to dry the web and smaller sized drying units can be used.

Description

HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANNHELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN

DIPL.-PHYS. DIPL.-INC.DIPL.-PHYS. DIPL.-INC.

Ingersoll-Rand Company ir-79Ingersoll-Rand Company ir-79

"■■■■■ '■ L/H"■■■■■ '■ L / H

3o. 1. 19803o. 1st 1980

Verfahren und Anordnung zum Trocknen von PapierbahnenMethod and arrangement for drying paper webs

Die Erfindung bezieht sich auf die Zellstoff- und Papierindustrie und auf die dort verwendeten Herstellungverfahren. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Anordnung zum Trocknen von Papierbahnen.The invention relates to the pulp and paper industry and the manufacturing processes used there. In particular, the invention relates to a method and an arrangement for drying paper webs.

Eine typische gegenwärtig verwendete Anordnung zum Trocknen von Papier verwendet atmosphärische Luft. Die Luft wird in einer Verbrennungskammer auf eine Temperatur von etwa 175 bis 375° Celsius aufgeheizt. Das aufgeheizte Gas wird einer Trockenanlage zugeführt, und Wasser wird aus der Papierbahn verdampft. Die feuchte Luft wird dann aus der Anordnung mit einer Temperatur von etwa 9o bis 95° Celsius entfernt. Da die Luft nach einem Durchgang durch den Trockner im allgemeinen nicht gesättigt ist, ist im allgemeinen eine Rezirkulations- oder Rückströmleitung vorgesehen, um Energie einzusparen. A typical arrangement currently used for drying paper uses atmospheric air. The air is in a combustion chamber to a temperature of about 175 to 375 ° Celsius. The heated gas becomes one Drying system is supplied, and water is evaporated from the paper web. The moist air is then removed from the arrangement a temperature of about 9o to 95 ° Celsius away. As the air after going through the dryer in general is not saturated, a recirculation or return flow line is generally provided in order to save energy.

Einige Nachteile dieser typischen, gegenwärtig verwendeten Trockenanordnung bestehen darin, daß das aus der Zellstoffbahn oder Papierbahn verdampfte Wasser in der Form von Wasserdampf aus der Anordnung abgeblasen wird. Die gesamte für die Verdampfung eingesetzte Energie.geht an die Atmosphäre verloren. Die wirtschaftliche Wiedergewinnung der Verdampfungsenergie ist schwierig, weil die Wasserdämpfe mit Luft gemischt sind.Some disadvantages of this typical dryer assembly currently in use is that it does not come from the pulp web or paper web evaporated water in the form of water vapor is blown from the arrangement. The whole Energy used for evaporation is lost to the atmosphere. The economic recovery of the Evaporation energy is difficult because the water vapors are mixed with air.

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D-7070 SCHWÄBISCH CMÜND GEMEINSAME KONTEN: D-8000 MÖNCHEN 70D-7070 SCHWÄBISCH CMÜND COMMON ACCOUNTS: D-8000 MÖNCHEN 70

Telefon: (07171) 56 90 Deutsche Bank AG Pustscheckkonto Telefon: (089) 725 20 71Telephone: (07171) 56 90 Deutsche Bank AG Pustscheckkonto Telephone: (089) 725 20 71 H. SCHROETER Telegramme: Schroepat München 70/37 369 München y '- >.\ Td^-«-n-i- S..hrcepjcH. SCHROETER Telegrams: Schroepat Munich 70/37 369 Munich y '->. \ Td ^ - «- ni- S..hrcepjc

■49 Telex: 7 248 868 n«-H rl■ 49 Telex: 7 248 868 n «-H rl

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Durch die Erfindung sollen ein Verfahren und eine Anordnung geschaffen werden, mit denen die Verdämpfungswärme nicht verloren geht, sondern in der Trocknungsanordnung selbst verwendet oder wiederverwendet oder in anderen Anordnungen oder Verfahren verwendet werden kann, in denen im Rahmen einer Papierherstellungsanlage Wärme benötigt wirdThe invention is intended to create a method and an arrangement with which the evaporation heat is not lost, but used or reused in the drying arrangement itself or in others Arrangements or processes can be used in which heat is required as part of a papermaking plant will

Die Erfindung ist in den Ansprüchen gekennzeichnet.The invention is characterized in the claims.

Kurz gesagt besteht das erfindungsgemäße Verfahren zum Trocknen einer Papier- oder Zellstoffbahn darin, daß die Papier- oder Zellstoffbahn direkt mit überhitztem Dampf in Berührung gebracht wird, um das Wasser aus der Bahn durch direkte Berührung zu verdampfen und den überhitzten Dampf abzukühlen. Der Abdampf wird dann wieder überhitzt, und der überhitzte Dampf wird wieder zum Trocknen der Papier- oder Zellstoffbahn verwendet.In short, the method of the invention for drying a paper or pulp web is that the The paper or pulp web is brought into direct contact with superheated steam to remove the water from the web to evaporate by direct contact and to cool the superheated steam. The exhaust steam is then superheated again, and the superheated steam is reused to dry the paper or pulp web.

Die erfindungsgemäße Anordnung zum Trocknen einer Papieroder Zellstoffbahn weist einen mit direkter Dampfberührung arbeitenden Trockner, eine Einrichtung zum überhitzen von Dampf sowie Einrichtungen auf, mit denen der Abdampf von dem Trockner zu dem überhitzer geführt wird, sowie Einrichtungen zum Führen des überhitzten Dampfes von dem Überhitzer zu dem Trockner.The inventive arrangement for drying a paper or Pulp web has one with direct steam contact working dryer, a device for superheating steam as well as devices with which the exhaust steam from the dryer to which the superheater is fed, as well as means for passing the superheated steam from the superheater to the dryer.

Durch Verwendung von flborh I f.'.tem Dampf anstelle von Luft al:.; Trocknunpsmedium wind r.rakti r-ch el "ir.· ^ersamte Luft aua dem Trocknun^asystem ausgeschlossen. Auch ist der Warmeinhalt pro Volumeneinheit bei Dampf etwa 2L~> Prozent größer als der Wärmeinhalt von Luft, wodurch sich kleinere Trocknereinheiten und zusätzliche Einsparungen bei den übrigen TeilenBy using flborh I f . '. Tem steam instead of air al:.; Trocknunpsmedium wind r.rakti r-ch el "ir. · ^ Ersamte air ouch the dryers can ^ asystem excluded. Also, the heat content per unit volume in steam about 2 L ~> percent is greater than the heat content of air, resulting in smaller dryer units and additional Savings on the remaining parts

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ι 'ti1· --. i "ι 'ti 1 · -. i "

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

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der Anlage ergeben, beispielsweise bei den Gebläsen, den Leitungen und anderen Teilen der Einrichtung.of the system, for example with the fans, the pipes and other parts of the facility.

Die Erfindung kann verwendet werden für alle Trocknungsanlagen und -einrichtungen, bei denen das Trocknungsmedium in Berührung mit der Papierbahn oder der Zellstoffbahn gelangt. Für mehr poröse Papierarten, beispielsweise Seidenpapier, stoffartiges Papier, flauschiges Papier und Papierhandtücher, kann das Trocknungsmedium durch die Bahn hindurch geblasen v/erden, wodurch das Wasser in der Bahn aufgeheizt und zur gleichen Zeit die Wasserdämpfe abgeführt, werden. Für dichtere Papiersorten wird das sogenannte Aufpralltrocknen verwendet, wobei ein Strahl des heißen Trocknurigsrnediums zum Aufprall auf die Papier- oder Zellstoffbahn gebracht und an dieser umgelenkt wird.The invention can be used for all drying systems and devices in which the drying medium is in contact with the paper web or the pulp web got. For more porous types of paper, such as tissue paper, cloth-like paper, fluffy paper and Paper towels, the drying medium can be through the web blown through it, causing the water in the web heated and at the same time the water vapors are discharged. Impact drying is used for denser types of paper used, with a jet of hot drying medium brought to impact on the paper or pulp web and is deflected on this.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.Embodiments of the invention are described below described with reference to the drawing.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Fließdiagramm· eines Ausführungsbeispiels einer Anordnung zum Trocknen einer Papierbahn.1 shows a schematic flow diagram of an exemplary embodiment an arrangement for drying a paper web.

Fig. 2 ist ein schematisches Fließdiagramm eines zweiten Ausführungsbeisp'iels.Fig. 2 is a schematic flow diagram of a second embodiment.

Gemäß Fig. 1 ist ein mit direkter Dampfberührunp* arbeitender Trockner Io vorgesehen, der beispielsweise ein sogenannter Durchgangstrockner sein kann, in dem der überhitzte Dampf durch die Papierbahn hindurchströmt, um das Wasser in der Bahn zu verdampfen. Wenn dichtere Papiersorten hergestellt werden, kann stattdessen der Berührungstrockner Io ein Aufpralltrockner sein, in dem Strahlen.von überhitztemAccording to Fig. 1 is a direct steam contact * working Dryer Io provided, for example, a so-called Can be a tunnel dryer in which the superheated steam flows through the paper web to keep the water in to evaporate the web. If denser papers are being made, the touch dryer Io be an impingement dryer in which blasting. of overheated

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BAD ORIGiMALBATH ORIGiMAL

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Dampf einfach zum Aufprall auf die Innenseite oder die Außenseite oder auf beide Seiten der Papierbahn gebracht werden, um das Wasser in der Papierbahn zu verdampfen. Hierbei handelt es sich also um eine unterschiedliche Verfahrensweise gegenüber dem zuvor erwähnten Durchströmen des überhitzten Dampfes durch die Papierbahn.Steam simply to bounce on the inside or the Outside or on both sides of the paper web are brought to evaporate the water in the paper web. This is a different procedure compared to the previously mentioned flow of the superheated steam through the paper web.

Überhitzter Dampf von etwa 175 bis l8o° Celsius mit Atmosphärendruck tritt durch eine Zuführleitung 12 für den überhitzten Dampf in den mit direkter Dampfberührung arbeitenden Trockner Io ein. Der überhitzte Dampf wird dazu benutzt, das Wasser in der Papierbahn durch direkte Berührung zu verdampfen. Der Abdampf wird von dem Berührungstrockner Io abgeleitet und durch eine Abdampfleitung 14 einem Wärmetauscher 16 zugeführt. Ein kleinerer Teil des Abdampfes wird durch eine Leitung 18 einem Verdichter 2o zugeführt, in dem die Temperatur des Abdampfes durch Dampfverdichtung erhöht wird. Der verdichtete Dampf wird dann durch eine Leitung 22 dem Wärmetauscher 16 zugeführt, wo der verdichtete Dampf als Heizmedium zum Überhitzen des größeren Teils des Abdampfes im Wärmetauscher 16 verwendet wird. Der verdichtete Dampf kondensiert in dem Wärmetauscher 16 und wird in flüssiger Form durch eine Leitung 24 für den kondensierten verdichteten Dampf abgeführt.Superheated steam of about 175 to 18o ° Celsius at atmospheric pressure passes through a supply line 12 for the superheated steam into those with direct steam contact working dryer Io a. The superheated steam is used to direct the water into the paper web To vaporize touch. The exhaust steam is discharged from the touch dryer Io and through an exhaust line 14 fed to a heat exchanger 16. A smaller part of the exhaust steam is fed through a line 18 to a compressor 2o, in which the temperature of the exhaust steam is through Steam compression is increased. The compressed steam is then fed through a line 22 to the heat exchanger 16, where the compressed steam is used as a heating medium for superheating the greater part of the exhaust steam in the heat exchanger 16 will. The compressed vapor condenses in the heat exchanger 16 and is in liquid form through a line 24 for the condensed compressed steam discharged.

Eine Leitung 26 für den überhitzten Dampf führt diesen zu einem kleinen Wärmetauscher 28, in dem der überhitzte Dampf weiter aufgeheizt werden kann, falls dies nötig ist. Der überhitzte Dampf wird dem mit direkter Dampfberührung arbeitenden Trockner Io durch die Leitung 12 für den überhitzten Dampf wieder zugeführt.A line 26 for the superheated steam leads this to a small heat exchanger 28 in which the superheated steam can be heated further if necessary. The superheated steam becomes that working with direct steam contact Dryer Io is fed back through line 12 for the superheated steam.

Eine Leitung 3o für Zusatzdampf führt in den V/ärmet aus eher 16 zum Zwecke des Startens des Verfahrens oder zum ZusetzenA line 3o for additional steam leads into the V / arm from rather 16 for the purpose of starting the process or for adding

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von Dampf zu der Anordnung, um irgendwelche DampfVerluste in der Anordnung auszugleichen.of steam to the arrangement to avoid any steam losses balance in the arrangement.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 wird Dampf, der auf etwa 175° Celsius bis etwa 375° Celsius bei Atmosphärendruck aufgeheizt wurde, dem mit direkter Dampfberührung arbeitenden Trockner Io zugeführt, der ein Durchgangstrockner oder ein Aufpralltrockner sein kann. Die Dampfzuführung geschieht durch die Dampfzufuhrleitung 12. Das Wasser in der Papierbahn wird aus dieser durch direkte Berührung des überhitzten Dampfes mit der Papierbahn verdampft. Die Verdampfung kühlt den überhitzten Dampf bis nahe zur Sättigung ab, die bei Atmosphärendruck bei loo° Celsius liegt. Der Abdampf wird von dem Berührungstrockner Io einem überhitzer, beispielsweise einem Wärmetauscher 32 zugeführt, und zwar mittels einer Abdampfleitung 14. Während der Abdampf durch den Wärmetauscher 32 fließt, wird er durch eine äußere Wärmequelle, die dem Wärmetauscher mittels einer Leitung 34 Wärme von außen zuführt, überhitzt.In the embodiment according to FIG. 2, steam is the was heated to about 175 ° Celsius to about 375 ° Celsius at atmospheric pressure, the one with direct steam contact working dryer Io, which can be a continuous dryer or an impingement dryer. The steam supply happens through the steam supply line 12. The water in the paper web is removed from this by direct contact with the superheated steam evaporated with the paper web. The evaporation cools the superheated steam close to saturation which is loo ° Celsius at atmospheric pressure. The exhaust steam is transferred from the touch dryer Io to a superheater, for example fed to a heat exchanger 32, namely by means of an exhaust line 14. During the exhaust steam through the heat exchanger 32 flows, it is through an external Heat source, which supplies heat from the outside to the heat exchanger by means of a line 34, is overheated.

Der überhitzte Dampf von dem Wärmetauscher 32 wird durch die Leitung 12 wieder dem Berührungstrocknerlo zugeführt.The superheated steam from the heat exchanger 32 is through line 12 is fed back to the touch dryer lo.

In der Abdampfleitung 14 ergibt sich durch das aus der Papierbahn verdampfte Wasser ein DampfÜberschuß. Dieser Dampfüberschuß wird von der Abdampfleitung 14 durch eine davon abzweigende Dampfleitung 36 abgeleitet (z.B. durch Anzapfen), und dieser Überschußdampf wird einem Verdichter 38 zugeführt, durch den er auf höhere Temperatur und höheren Druck verdichtet wird. Der verdichtete Dampf kann nun als Heizmedium in anderen Teilen der Fabrikanlage dienen.In the exhaust line 14 results from the Paper web evaporated water an excess of steam. This Excess steam is from the exhaust line 14 through a vapor line 36 branching off therefrom (e.g. by tapping), and this excess vapor is fed to a compressor 38 supplied, through which it is compressed to a higher temperature and higher pressure. The compressed steam can now be used as Serve heating medium in other parts of the factory.

Es zeigt sich, daß die Verdampfungswärme wiedergewonnen wird. Auch werden Abgase von der Trockneranordnung imIt is found that the heat of vaporization is recovered. Exhaust gases from the dryer assembly are also in the

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wesentlichen vollständig vermieden.essentially completely avoided.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht in folgendem: Beim direkten Berührungstrocknen einer Papierbahn ist es unvermeidbar j daß einige feine Fasern von der Papierbahn weggetragen und mit dem Trocknungsmedium in Umlauf gebracht werden. Diese feinen Fasern neigen dazu, sich in toten Ecken oder an Vorsprüngen in der Anordnung abzulagern, wo sie durch das Trocknungsmedium noch weiter ausgetrocknet werden. Wenn Luft als Trocknungsmedium verwendet würde, würde die Gefahr bestehen, daß diese ausgetrockneten Faserbündel Feuer fangen würden und daß der Ruß in die Papierbahn hineingetragen würde. Bei der Verwendung von überhitztem Dampf, durch den infolgedessen die Verwendung von Luft ausgeschlossen ist, besteht diese Gefahr nicht, da kein Sauerstoff vorhanden ist, der eine Verbrennung unterhalten könnte.Another significant advantage is as follows: When direct touch drying of a paper web, it is inevitably some fine fibers will be carried away from the paper web and brought into circulation with the drying medium will. These fine fibers tend to settle in dead corners or on protrusions in the array, where they are dried out even further by the drying medium. If air were used as the drying medium, there would be a risk that these dried out fiber bundles would catch fire and that the soot would get into the paper web would be carried into it. When using superheated steam, as a result, the use of air is excluded there is no such risk as there is no oxygen to sustain a combustion.

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Claims (6)

HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANNHELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN DIPL.-PHYS. DIPL.-ING.DIPL.-PHYS. DIPL.-ING. Ingersoll-Rand Company ir-79Ingersoll-Rand Company ir-79 L/Bi. 30. 01. 198OL / Bi. 01/30/1980 Verfahren und Anordnung zum Trocknen von PapierbahnenMethod and arrangement for drying paper webs PATENTANSPRÜCHE'PATENT CLAIMS ' ί 1. J Verfahren zum Trocknen von Papierbahnen oder Zellstoff- ^—-^ bahnen, dadurch gekennzeichnet , daß man die Papierbahn oder Zellstoffbahn in direkte Berührung mit überhitztem Dampf bringt, um das Wasser in der Bahn zu verdampfen, daß man den Dampf von der Bahn abführt, daß man den abgeführten Dampf überhitzt und daß der überhitzte Dampf zum Trocknen der Bahn verwendet wird.ί 1. J method for drying paper webs or pulp ^ - - ^ webs, characterized in that the paper web or pulp web is brought into direct contact with superheated steam in order to evaporate the water in the web, that the steam from the Removes the web that the removed steam is superheated and that the superheated steam is used to dry the web. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η - . zeichnet, daß der größere Teil des Abdampfes einem Wärmetauscher und ein kleinerer Teil des Abdampfes einem Verdichter zugeführt wird, in dem der Abdampf, verdichtet wird, worauf er dem Wärmetauscher.zur Verwendung beim überhitzen des größeren Teils des Abdampfs zugeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that g e k e η η -. shows that the greater part of the exhaust steam a heat exchanger and a smaller part of the exhaust steam is fed to a compressor in which the exhaust steam is compressed is then fed to the heat exchanger for use in overheating the greater part of the exhaust steam will. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein größerer Teil des Abdampfs einem Wärmetauscher zugeführt wird, in dem dieser größere Teil des Abdampfs überhitzt wird, und daß ein kleinerer Teil des Abdampfes verdichtet und zur Verwendung beim Aufwärmen anderer Teile erhitzt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that a larger part of the exhaust steam is fed to a heat exchanger in which this larger part of the exhaust steam is superheated, and that a smaller one Part of the exhaust steam is compressed and heated for use in warming up other parts. D-7O7O SCHWÄBISCH CMÜND ΟΈΛτΕΓΝΚΑΥ^Γ /θΐίΐΐΐ9: .. D-8000 MÖNCHEN 70D-7O7O SCHWÄBISCH CMÜND ΟΈΛτΕΓΝΚΑΥ ^ Γ / θΐίΐΐΐ9: .. D-8000 MÖNCHEN 70 Telefon: (07171) 56 90 Deutsche Bank AG -Postuhcckkonto Telefon: (089) 7252071Telephone: (07171) 56 90 Deutsche Bank AG -Postuhcckkonto Telephone: (089) 7252071 H. SCHROETER Telegramme: Schroep« Mündm 70/37 3*9 Mur.hin . r,- Ί'--ΜιH. SCHROETER Telegrams: Schroep «Mündm 70/37 3 * 9 Mur.hin. r, - Ί '- Μ ι Bocksßa«- 49- - Telex Bockssa "- 49- - Telex - 2 - ir-79- 2 - ir-79 4. Anordnung zum Trocknen von Papierbahnen oder Zellstoffbahnen, gekennzeichnet durch einen mit direkter Berührung arbeitenden Trockner, einen Überhitzer, Einrichtungen zum Zuführen-"von Abdampf von dem Berührungstrockner zum Überhitzer und Einrichtungen zum Zuführen von überhitztem Dampf vom Überhitzer zum Berührungstrockner4. Arrangement for drying paper webs or pulp webs, characterized by a with direct contact dryer, a superheater, means for supplying "exhaust steam from the touch dryer to the superheater, and means for supplying of superheated steam from the superheater to the touch dryer 5". Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Überhitzer ein Wärmetauscher ist und daß die Einrichtungen zum Zuführen von Abdampf von dem Berührungstrockner zu dem Überhitzer eine Dampfleitung zum Zurückführen eines größeren Teils des Abdampfes von dem Berührungstrockner durch den Wärmetauscher, einen Verdichter und eine Dampfleitung zum Führen eines kleineren Teils des Abdampfes durch den Verdichter aufweisen, in dem der kleinere Teil des Abdampfes verdichtet und aufgeheizt wird, und daß ferner eine Dampfleitung vorgesehen ist, die von dem Verdichter zu dem Wärmetauscher führt und dazu verwendet wird, den größeren Teil des Abdampfs zu überhitzen.5 ". Arrangement according to claim 4, characterized in that the superheater is a heat exchanger and that the means for supplying exhaust steam from the touch dryer to the superheater is a steam line to recycle a larger portion of the exhaust steam from the touch dryer through the heat exchanger, a compressor and a steam line for guiding a have smaller part of the exhaust steam through the compressor, in which the smaller part of the exhaust steam is compressed and is heated, and that a steam line is also provided which leads from the compressor to the heat exchanger and is used to superheat the greater part of the exhaust steam. 6. Anordnung zum Trocknen von Papierbahnen oder Zellstoffbahnen, gekennzeichnet durch einen mit direkter Berührung arbeitenden Trockner, einen Wärmetauscher Einrichtungen zum Überhitzen von Abdampf, der durch den Wärmetauscher geht, eine Dampfrückführleitung, die sich von dem Berührungstrockner durch den Wärmetauscher hindurch und zurück zu dem Berührungstrockner erstreckt, einen Verdichter und eine Abdampfleitung, die sich von der Dampfrückführleitung zu dem Verdichter erstreckt, so daß ein Teil des Abdampfs durch den Verdichter verdichtet und aufgeheizt werden kann und dieser aufgeheizte Dampf für Heizzwecke zur Verfügung steht.6. Arrangement for drying paper webs or pulp webs, characterized by a with direct contact working dryer, a heat exchanger facilities for superheating exhaust steam that passes through the Heat exchanger goes, a vapor return line extending from the touch dryer through the heat exchanger and extending back to the touch dryer, a compressor and an exhaust line extending from the Vapor return line extends to the compressor, so that part of the exhaust vapor is compressed by the compressor and can be heated and this heated steam is available for heating purposes. 1 30032/03581 30032/0358
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