NO116174B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og anordning til for herdning og tørking å varmebehandle fiberprodukter.

Det er allerede blitt foreslått å herde |

fiberplater og andre fiberprodukter ved at ■ de behandles i en atmosfære av overhetet damp ved temperaturer (f. eks. overstig-ende 175°—180° C) som er høyere enn det fibermaterialet tåler ved opphetning i luft. uten å antennes. Hensikten med denne behandling er bl. a. å gjøre fiberproduktene vannbestandige og mere solide. Imidlertid har det vist seg at et visst litet innhold av

surstoff, luft eller andre surstoffholdige gasser i dampen (f. eks. overhetet damp), medfører en gunstig innvirkning på herd-ningsforløpet, idet surstoffet bevirker visse oksydasjonsprosesser som fremmer herdningen. En viss surstoffmengde kan også innvirke kvalitativt på herdningen, ved f. eks. å påvirke fiberproduktets farge. På den annen side kan man ikke anvende for

meget surstoff, fordi da faren for an-tennelse eller skadelig forkulling av fibermaterialet oppstår. Det har derfor i henhold til foreliggende oppfinnelse blitt fun-net å være av stor interesse, ved tilsetning eller borttagning av surstoff eller surstoff - holdig gass til den for herdningen anvendte vanndamp, å regulere surstoffinnholdet i denne vanndamp, så at man herved kan beherske herdningsforløpet. Ved regulering av surstoffinnholdet, dvs. ved tilsetning av surstoff eller luft til dampen, kan man også forkorte herdningstiden eller minske herdningstemperaturen, f. eks. ned til 165° C, hvilket kan være hensiktsmessig hvis bare damp av begrenset trykk står til for-føyning for oppvarmning av herdnings-kammeret.

Denne regulering av surstoff- eller luftinnholdet i dampen kan også ha en annen hensikt i det tilfelle at der før fiberproduktets herdning finner sted en tørk-ing av produktet i damp. Det er da av stor betydning å oppnå et gunstig varmeover-føringstall eller a-verdi mellom dampen og fiberproduktet for at tørkingen skal skje raskt. En god a-verdi fås nu om tørkeatmo-sfæren utgjøres av ren vanndamp, fordi selv en liten innblanding av luft i dampen raskt minsker a-verdien. Hvis dampen allerede inneholder visse mengder luft, hvilket som regel er tilfelle hvis den kommer fra et vanlig kjeleanlegg, kan regulering oppnås på forskjellige måter, f. eks. reduksjon eller absorpsjon av surstoffet, forbedret av-lufting av matevannet til kjelen osv.

Ved et forløp som består av en forut-gående tørking og etterfølgende herdning av fiberplater eller andre fiberprodukter i damp, i samme eller atskilte behandlings-kammere, skal man således i henhold til oppfinnelsen regulere innholdet av luft eller fritt surstoff i dampatmosfæren så at den blir så liten som mulig under tørkin-gen, men ved herdningen økes til en viss verdi, f. eks. ved tilførsel av begrensede og kontrollerte mengder surstoff, luft eller annen surstoffholdig gass til dampen.

For spesielt under tørkingsstadiet, da surstoffinholdet i dampen skal være lavt, å hindre uheldig innlekking av luft til behandlingskammeret, er det ofte hensiktsmessig å sette dette under et indre overtrykk. Dette kan også være gunstig under herdningsforløpet. Overtrykket har dess-uten den fordel at eventuelle utettheter i kammeret lett kan oppdages utenfra, selv ved full driftstemperatur. For å bortføre gjenværende luftrester, tjære, organiske damper og andre ikke ønskede stoffer etter foregående behandling av fibermaterialet i kammeret, er det videre fordelaktig nøy-aktig å blåse kammeret rent med damp innen behandling av nytt fibermateriale i samme kammer utføres. Slik renspyling skjer hensiktsmessig før det allerede var-mebehandiede fibermateriale kjøles i kammeret før uttagningen. Også fra andre synspunkter, f. eks. korrosjon, igjentet-ningsvanskeligheter m. m., er det ønskelig å holde atmosfæren i tørke- og herdnings-kammeret og tilsluttede ledninger så fri fra tjære og organiske damper, gasser resp. væsker som mulig. I korrosjonshenseende har de som tørrdestillasjonsprodukt opp-stående tresyrer vist seg å medføre spesi-elle vanskeligheter, da de forårsaker gene-rende tæringer på apparatdelene. Det er derfor særdeles ønskelig kontinuerlig eller periodisk å bortføre disse stoffer i forbindelse med opphetningsdampens sirkulasjon og/eller i forbindelse med kammerets renblåsing. For dette formål kan hele damp-strømmen, eller f. eks. en mindre del av den sirkulerende dampstrøm få passere gjennom en kjøler, der bl. a. damper som kondenseres ved en temperatur over 100° C, fraskilles. Herved kan man spare en del av den damp som ellers behøves for renblåsing av kammeret. Fraskillingen kan også skje i eller på det for nedkjøling av kammeret etter varmebehandlingen anvendte kjøle-batteri, f. eks. ved hjelp av gjennom dette passerende vann, som hensiktsmessig holdes ved ca. 110° C for å hindre kondensering av vanndampen. I stedet for å fra-skille de ikke ønskelige stoffer ved kjøling, kan de på i og for seg kjent måte brytes ned til ved vanlig temperatur ikke kondenserbare, eventuelt brennbare gasser ved krakking ved f. eks. 800—900° C. Denne prosess påvirkes på gunstig måte ved nær-vær av overhetet damp. Opphetningen til de høye temperaturer kan omfatte hele den fra behandlingskammeret utgående damp-atmosfære, eventuelt i forbindelse med varmegjenvinning. For bl. a. å minske ap-paratdimensjonene er det dog ofte hensiktsmessig å la høytemperaturbehandlin-gen berøre en mindre del av den sirkulerende strøm av opphetningsdampen, idet ingen varmeutveksling kreves. Denne høy-gradige oppvarmning kan også skje periodisk.

Ved gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er det fra et varme-

økonomisk synspunkt viktig å sørge for en viss varmegjenvinning, f. eks. ved at den fra behandlingskammeret utgående damp-atmosfære kan passere gjennom varmeutvekslere som eventuelt kan utføres for fraksjonert kondensering, så at en viss ut-skilling av tjærestoffer og organiske væsker oppnås, før kondensering av dampen. De kondenserte stoffer kan utnyttes samt eventuelt videreforedles og den gjenvunne varme nyttiggjøres for oppvarmningsfor-mål ved hjelp av varmeutvekslere.

Ved den nå beskrevne herdning av fiberplater og lignende med damp, er det av flere grunner nødvendig å avbryte varmebehandlingen etter en viss tid (hvoretter platene kjøles før de tas ut i luften). Skjer oppvarmningen bare ved stråling eller pa-rallellstrømning av sirkulerende damp mellom platene, blir platenes overflater forholdsvis tidlig oppvarmet til høy temperatur og raskt herdet, mens platenes indre deler først litt etter litt kommer opp til herdningstemperaturen. Hvis deretter kjø-lingen skjer forholdsvis raskt, blir den to-tale herdningstid for de indre deler i platen kortere enn for overflatene, hvorfor herdningsgraden i forskjellige deler av platen kan variere høyst betydelig, hvilket naturligvis er en ulempe. Ifølge oppfinnelsen ungås denne ulempe ved at oppvarm-nings- og kjølingsintensiteten reguleres innbyrdes på en sånn måte, at platens forskjellige deler i det vesentlige vil gjennom-løpe ensartede temperaturkurver. Den tids-periode i hvilken maksimal temperatur rå-der i behandlingskammeret, bør således være lang i forhold til temperaturøknings-tiden og kjølingstiden. Sistnevnte faktorer er igjen bl. a. avhengig av platens varme-ledningsevne. Det som nå er sagt gjelder også iallfall delvis for tørkingen.

En annen måte å oppnå ensartet og rask oppvarmning av platene, består i at dampen bringes til å strømme gjennom materialet i platene, ved at dampen blåses eller suges gjennom selve det mere eller mindre porøse fibermateriale, hvorved rask innføring av varme i platens indre deler oppnås. Hvis da gjennomstrømningen stadig skjer fra en bestemt side av platen tvers igjennom denne, kan det i visse tilfelle inntreffe at en anrikning av tjære — og andre kondensater — skjer på den motsatte side av platen. Ensartede forhold oppnås derimot hvis man lar dampen vekselvis strømme gjennom platen i motsatte ret-ninger. Hvis dampen pumpes intensivt frem og tilbake gjennom platen kan man til og med tenke seg at friksjonsvarmen blir tilstrekkelig stor for å tilveiebringe en betydelig oppvarmning og tørking av platen.

Når opphetningsdampen strømmer gjennom selve platene er det videre av ve-sentlig betydning å forvarme platene til en temperatur som overstiger 100° C ved hjelp av luft eller gass (eventuelt med gjennom-strømning) før dampbehandlingen, da ellers en mindre ønskelig kondensering av damp kan skje i platen under dampbe-handlingens første del, hvorved den siste varmebehandling forsinkes.

En utførelsesform av en anordning for gjennomføring av en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen, vises skjematisk på tegningen, idet der forutsettes parallellstrømning av damp mellom platene.

På tegningen betegner 1 et behand-lingskammer for tørking eller herdning av fiberprodukter, særlig fiberplater 2 som bæres av et stativ 3, som hviler på en ned-senkbar bunn 4 gjennom hvilken platene innføres i og tas ut av kammeret. Herved avkjøles ikke kammeret så meget ved tøm-ning og fylling, idet den varme damp for en stor del kommer til å forbli i den klokke som det for øvrig lukkede kammer danner. På denne måte spares varme og man unn-går i høy grad kondensering av korrode-rende stoffer på kammerveggene.

For sirkulasjon av opphetningsdampen finnes der en vifte 5, som suger dampatmosfæren fra kammerets nedre del og igjen med et visst overtrykk pumper den inn i kammerets øvre del gjennom en ledning 6. I denne ledning kan der anordnes et kjøle-batteri 7, som eventuelt er utformet som tjæreutskiller, og som anvendes til å kjøle den sirkulerende atmosfære når man etter avsluttet varmebehandling ønsker å kjøle kammeret og dets innhold.

Frisk damp blåses inn gjennom en ledning 8 ved vifte 5 på dens trykkside, og en mindre ledning 9 for utblåsing av damper, luft og gasser er tilsluttet viftens 5 suge-side. Denne plasering er særlig hensiktsmessig i forbindelse med den før beskrevne renblåsing av kammeret, da herved den størst mulige mengde luft kommer til å drives ut gjennom røret 9, som står i forbindelse med den ytre luft, fortrinnsvis under formidling av kondensatorer 10, 11 for tjære osv. samt en dampkondensator 12, hensiktsmessig kombinert med varmeutvekslere. Fortrinnsvis utføres utskillin-gen av tjære og andre kondenserbare organiske bestanddeler i den utgående damp i to parallellkoblede batterier 10, 11 som vist på tegningen, slik at det ene batteri kan rengjøres mens det andre holdes i drift.

Under sirkulasjonen i ledningen var-

mes dampen på passende måte, f. eks. i et varmebatteri 13, som eksempelvis gir dampen en temperatur på 225° C. Som ovenfor nevnt kan man imidlertid alternativt varme en mindre del av dampstrømmen til betydelig høyere temperatur, 800—900° C i en særskilt i en grenledning 14 innkoblet oppheter 15 for de organiske stoffers krakking, hvorved man fjerner risikoen for ska-delige avsetninger og korrosjonsangrep. Denne oppvarmning kan også erstatte eller anvendes som komplettering til varmebat-teriet 13. De krakkede produkter utgjøres for en stor del av brennbare gasser og kan eventuelt utnyttes ved at de forbrennes, eventuelt direkte i kanalen 6 (etter tilsetning av små mengder luft).

Som det ovenfor er fremholdt inne-bærer et av oppfinnelsens viktigste kjenne-tegn at surstoff- og luftinnholdet i dampen skal kontrolleres og reguleres. Tegningen viser skjematisk et enkelt apparat for dette formål, bestående av et til trykksiden av ledningen 6 (eller kammeret 1) tilsluttet litet rør 16, forsynt med en kran 17 og le-dende til et kar 18. Hvis kranen 17 åpnes, kommer en mindre del av dampen i ledningen 6 til å strømme ut, og delvis kon-densere på røret 16, men etter en kort stund har kranen og røret nådd en slik temperatur at kondenseringen opphører. I karet 18 innføres nå væske, hensiktsmessig vann, til et nivå noe ovenfor rørets 16 nedre munning, hvoretter kranen 17 stenges. Derved kommer den i røret 16 værende damp for størstedelen til å kondenseres, idet væske fra karet 18 suges opp i røret til et visst nivå, beroende på hvor meget luft (og andre ikke kondenserbare gasser) som finnes i dampen. Man får således på denne enkle måte et mål på innholdet gasser i dampen og kan på forskjellige måter regulere dette innhold. Tilsetning av luft eller surstoffgass kan f. eks. skje gjennom et rør 8a.

Under forutsetning av at overtrykket i ledningen 6 etter viften 5 er tilstrekkelig stort, kan rørets 16 nedre munning stadig befinne seg under væskeoverflaten i karet

18 og en svak strøm av damp og gass kommer da til å boble gjennom væsken i dette kar når kranen 17 åpnes. Ved automatisk, f. eks. ved hjelp av tidsur, å åpne og stenge kranen 17 kan man således oppnå en auto-matisert kontroll av innholdet av ikke kondenserbare gasser i atmosfæren i kammeret 1 og dermed denne atmosfæres egen-skaper fra herdnings- og brannfaresyns-punkt (når luftmengden i kammeret er liten finnes ingen brann- eller eksplosjons-fare). Skulle ved et sådant gjentatt forløp væskesøylen i røret 16 ikke stige, resp. ni-vået i karet synke til ønsket høyde, hvilket angir at mengden av de ved ca. 100° C

ikke kondenserbare gasser er for stor, kan

en impuls automatisk avgis for varselssig-naler og for utkobling av varmebatteri og

sirkulasjonsvifte. Impulsen kan også bringes automatisk til å regulere luftinnholdet i

dampen.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til de

nå viste og beskrevne utførelsesformer,

men kan modifiseres på forskjellige måter

innenfor oppfinnelsens ramme.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte til for herdning og

tørking å varmebehandle fiberprodukter, særlig fiberplater, ved hjelp av eventuell sirkulerende damp, f. eks. ved temperaturer som overstiger 165° C, særlig overhetet vanndamp, karakterisert ved at innholdet av med dampen medfølgende fritt surstoff i luft eller andre surstoffholdige gasser reguleres på sådan måte at surstoffinnholdet er så lavt som mulig under tørkingen men høyere under herdningen, hvorunder tør-king og herdning utføres i samme eller i adskilte kammere.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at det kammer hvori varmebehandlingen skjer, holdes under overtrykk for å hindre ukontrollert innlekking av luft til kammeret.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at innholdet av surstoff og andre ved vanlig temperatur ikke kondenserbare gasser i løpet av varmebehandlingen kontrolleres periodisk eller kontinuerlig ved måling av proporsjo-nen av under 100° C kondenserende bestanddeler i dampen.

4. Fremgangsmåte ifølge påstand 3, karakterisert ved at alarmimpulser, eventuelt for automatisk påvirkning av et apparat for tilsetning resp. bortføring av surstoff i dampen eller for innstilling av tempera-turen i kammeret, avgis ved et bestemt innhold av surstoff i dampen.

5. Anordning for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge en hvilken som helst av påstandene 1—4, karakterisert ved at den innbefatter et behandlingskam-mer med anordninger for tilførsel av overhetet vanndamp og forbundet med en ytre sirkulasjonsledning for dampen med regu-lerbare anordninger for bortføring eller til-førsel av surstoffholdige gasser i den sirkulerende damp, i avhengighet av om varmebehandlingen går ut på tørking eller herdning.

6. Anordning ifølge påstand 5, karakterisert ved et til behandlingskammeret eller sirkulasjonsledningen tilsluttet eller tilsluttbart apparat for kontinuerlig eller periodisk måling av innholdet av luft og andre vanskelig kondenserbare gasser i dampen.