CN103703185A - 用于提高造纸机等的干燥部的能效的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于提高造纸机等的干燥部的能效的方法和装置。在所述方法中，通过将加热的空气吹向幅材来干燥机载幅材干燥器（1）中的纸幅等，将已经与待干燥的所述幅材接触的空气作为废气从所述机载幅材干燥器（1）移走。然后将所述纸幅等从所述机载幅材干燥器（1）引导到至少一个随后的干燥器单元（11,11'），其中通过朝所述幅材吹干燥空气来干燥所述幅材。将来自所述机载幅材干燥器（1）的废气引导到至少一个随后的干燥器单元（11,11'）以用作干燥空气。

Description

用于提高造纸机等的干燥部的能效的方法和装置

技术领域

本发明涉及根据此后给出的独立权利要求的前序部分的用于提高造纸机等的干燥部的能效的方法和装置。

背景技术

在造纸机等的干燥部中行进的幅材干燥借助于吹气不接触地干燥，或者使幅材接触加热的烘缸而干燥。机载幅材干燥器通常使用在造纸机的干燥部中以干燥幅材。在机载幅材干燥器中，经加热的空气朝向待干燥的幅材的一侧，或者可选地同时向幅材的两侧引导，这确保了高效的传热。当热空气接触潮湿的幅材时，幅材中的水分蒸发进入空气，幅材变干。与此同时空气温度下降，其湿度的百分比增加。此后，从机载幅材干燥器中移走空气，并且一部分移走的空气作为再循环空气被导回机载幅材干燥器的加热单元，并将一部分移走的空气作为废气从机载幅材干燥器移走。来自机载幅材干燥器的废气可以通过废气设备再循环，这可以回收空气中的热能。

涂布机的干燥部在第一机载幅材干燥器之后通常设有1至3个干燥器单元，其中用具有温度通常低于在第一机载幅材干燥器中用于干燥幅材的吹气的温度（例如150℃至250℃）的吹气来干燥幅材。

在涂布站之后的第一机载幅材干燥器中使用的干燥空气的温度通常约为200℃至450℃。来自机载幅材干燥器的废气温度经常为100℃至300℃，即使在可能有的热回收之后也是如此。此时，来自机载幅材干燥器的废气常常被直接引导到室外，或者将其与造纸厂的其他气流组合并引导到公共热回收单元。严格的前提条件是来自机载幅材干燥器的废气包含在加热空气中形成的太多废气以及从幅材转移来的太多水分，因此使其不可能或不允许用于其他过程。

发明内容

本发明的一个目的是减少甚至消除现有技术中出现的上述问题。

本发明的一个目的是提高造纸机的干燥部的能效，并减少干燥所需的能量的量。

本发明的另一个目的是提供一种方法和装置，其使得能够提高机载幅材干燥器之后的随后的干燥器单元中的干燥温度。

为了实现上述目的，本发明的特征为所附独立权利要求的特征部分所提出的特征。

在从属权利要求中提出本发明的一些有利的实施例。

如适用，即使未总是具体提及，本文中提到的实施例的示例和优点涉及根据本发明的方法和装置。

根据本发明的用于提高造纸机等的干燥部的能效的典型方法包括：

-通过将加热空气吹向幅材来干燥机载幅材干燥器中的纸幅等；

-将已经与待干燥的幅材接触的空气作为废气从机载幅材干燥器移走；

-将纸幅等从机载幅材干燥器引导到至少一个随后的干燥器单元，其中通过朝幅材吹干燥空气来干燥幅材，以及

-将来自机载幅材干燥器的废气引导到至少一个随后的干燥器单元以用作干燥空气。

根据本发明的用于提高造纸机等的干燥部的能效的典型装置包括：

-第一机载幅材干燥器，用于干燥纸幅等；

-一个或若干个随后的干燥器单元，其沿幅材的行进方向布置在第一机载幅材干燥器之后，并且设置为借助于吹气来干燥幅材，其中

所述装置包括连接部，来自机载幅材干燥器的废气设置成用连接部引导到至少一个随后的干燥器单元的空气循环以用作干燥空气。

现在已经惊奇地认识到，来自第一机载幅材干燥器的废气可以用作一个或若干个随后的干燥器单元的干燥空气，而废气中的杂质和/或水分不可能造成随后的干燥器单元的干燥过程的重大缺陷。使用来自机载幅材干燥器的废气至少作为随后的干燥器单元的干燥空气的一部分，能够显著节能，这样显著地提高了工艺过程的整体能量经济性。使用来自机载幅材干燥器的废气还可以使得机载幅材干燥器之后的干燥器单元中能够使用更高的干燥空气温度。例如在蒸汽加热的干燥器单元中，蒸汽压力限制干燥空气温度的最大水平为175℃至180℃。现在可以将来自有利地为气体加热的第一机载幅材干燥器的废气供给到随后的干燥器单元，废气的温度明显超过此温度，由此如果期望可以相应地升高干燥温度。可选地，随后的干燥器单元的干燥温度可以保持在常规水平，由此干燥器单元使用的能量减少。因此，本发明以合理的投资成本提供显著的优点。

在根据本发明的方案中，在将待使用的机载幅材干燥器的废气作为干燥空气引导到随后的干燥器单元的空气循环之前，不需要移走废气中的水分和/或杂质。因此废气可不经过清洁和/或干燥设备而直接被引导至随后的烘干器的空气循环。

在本申请中，机载幅材干燥器意味着位于造纸机等的干燥部中的干燥设备。机载幅材干燥器包括一个干燥箱或可选地包括两个相对布置的干燥箱等。干燥空气通过燃烧气体被加热至200℃至450℃的高温，然后引导到机载幅材干燥器的干燥箱的吹嘴。经加热的干燥空气从吹嘴以高速从待干燥的幅材的两侧朝向幅材表面吹送。于是，在机载幅材干燥器中的干燥以非接触方式进行。

在本申请中，随后的干燥器单元意味着非接触式干燥器，其中借助于空气吹送来干燥纸幅。随后的干燥器单元的干燥空气的温度通常低于机载幅材干燥器的干燥空气的温度。在一个实施例中，随后的干燥器单元的干燥空气的温度典型地为130℃至200℃，甚至更典型地为150℃至180℃。

在本发明的一个实施例中，随后的干燥器单元的干燥空气主要由来自机载幅材干燥器的废气组成，还可选地由干燥器单元的再循环空气组成，并且随后的干燥器单元的干燥空气朝向待干燥的幅材引导没有单独的加热步骤。于是，本发明的此实施例使机载幅材干燥器之后的一个或多个干燥器单元能够不必都具有自己的加热设备，即，随后的干燥器单元的干燥空气所需的干燥能量完全从来自机载幅材干燥器的废气获得。于是，随后的干燥器单元没有加热设备。然而，如果从机载幅材干燥器获得的废气的温度太高和/或废气的体积太小，则随后的干燥器单元自己的再循环空气或者干净替换空气混合或加入来自机载幅材干燥器的废气，进而被供应到随后的干燥器单元，废气被供给到随后的干燥器单元作为干燥空气使用，以便调整干燥空气的体积和/或温度。在这种情况下，随后的干燥器单元的干燥空气包括来自机载幅材干燥器的未处理的废气和未加热的替换空气或者随后的干燥器单元的再循环空气。

在本发明的另一实施例中，机载幅材干燥器之后的随后的干燥器单元包括其自己的加热设备，加热设备可用于将干燥器单元的再循环空气或者替换空气加热到期望的温度。随后的干燥器单元为气体加热的、电加热的、油加热的或者蒸汽加热的，优选为蒸汽加热的。加热设备例如可以是电加热的或者油加热的，最典型地加热设备使用蒸汽来加热干燥空气。在本发明的一个优选实施例中，机载幅材干燥器之后的随后的干燥器单元为蒸汽加热的。在本发明的一个实施例中，机载幅材干燥器之后的随后的干燥器单元为气体加热的，即其加热设备包括气体燃烧器。

在一个实施例中，来自机载幅材干燥器的废气可被引导到在干燥器单元自己的加热设备之后的随后的干燥器单元，由此随后的干燥器单元的干燥空气由来自机载幅材干燥器的未处理、未加热的废气组成，以及由随后的干燥器单元的在其自己的加热设备中加热的再循环空气和/或替换空气组成。当来自机载幅材干燥器的废气的温度足够高时，优选至少与随后的干燥器单元的干燥空气的温度一样高时，还优选比随后的干燥器单元的干燥空气的温度高时，在废气可被供给到加热设备之后的随后的干燥器单元的空气循环。因此，随后的干燥器单元包括其自己的加热设备，并且机载幅材干燥器的连接部连接到在加热设备之后的干燥器单元的空气循环网络。于是，可减少随后的干燥器单元的加热设备中发生的空气加热，这样显著节能。

可选地，来自机载幅材干燥器的废气可被引导到干燥器单元自己的加热器设备之前的随后的干燥器单元，由此废气以及可选地还有干燥器单元的再循环空气在作为干燥空气朝向待干燥的幅材引导之前，在干燥器单元的加热器设备中加热。

于是，随后的干燥器单元包括其自己的加热设备，并且机载幅材干燥器的连接部连接到加热设备之前的干燥器单元的空气循环网络。于是，来自机载幅材干燥器的废气的温度优选地高于随后的干燥器单元的循环空气的温度。以这种方式，当加热设备中待加热的空气的初始温度高于当仅使用替换空气或随后的干燥器单元的再循环空气时的初始温度时，可以减少随后的干燥器单元的加热设备所需的能量。

在一个实施例中，来自机载幅材干燥器的废气的温度＞130℃，优选地＞200℃，更优选地＞250℃。

随后的干燥器单元中的干燥空气的典型的5%至20%的体积，更典型的10%至20%的体积，最典型的10%至15%的体积为来自前面的机载幅材干燥器的废气。在本发明的一个实施例中，随后的干燥器单元中的干燥空气的超过50%的体积，甚至可能60%或甚至75%的体积为来自前面的机载幅材干燥器的废气。

根据本发明的一个实施例，在机载幅材干燥器起动期间，来自机载幅材干燥器的废气被引导到随后的干燥器单元的旁路系统，随后的干燥器单元的废气的体积减小，并且干燥单元的再循环空气主要用作干燥器单元中的干燥空气。当起动气体加热的机载幅材干燥器的气体燃烧器时，通常实施预漂洗，在此期间优选将废气直接引导到排气装置。来自机载幅材干燥器的废气的温度还可以低于正常稳定的运行状况。在这种情况下，优选地将来自机载幅材干燥器的废气引导到随后的干燥器单元的可选旁路系统，而非随后的干燥器单元，所述旁路系统可以例如包括热回收工具和/或气体清洁工具。于是，在机载幅材干燥器起动期间，来自机载幅材干燥器的废气被引导到随后的干燥器单元旁路的系统，所述系统包括热回收工具和/或气体清洁工具。经由这些热回收工具和/或气体清洁工具将废气导出干燥过程。于此同时，在机载幅材干燥器起动期间，可以调整废气和随后的干燥器单元的再循环空气的体积。例如，优选地减少随后的干燥器单元的废气的体积，使得在起动期间它们的空气平衡也将保持恒定。于是所述装置优选包括随后的干燥器单元的旁路系统以及用于调整废气和随后的干燥器单元的循环空气的调整工具。在机载幅材干燥器达到稳定的运行状况之后，由此已经执行预漂洗并且来自机载幅材干燥器的废气的温度已经超过预定的限制值，来自机载幅材干燥器的废气尽快开始供给到至少一个随后的干燥器单元，并且随后的干燥器单元的再循环空气和/或替换空气的体积以相应的方式减少。

在本发明的一个实施例中，来自机载幅材干燥器的废气引导到至少一个随后的干燥器单元之前，被引导通过热回收单元，即，所述装置包括热回收单元，其设置在第一机载幅材干燥器和随后的干燥器单元之间。当来自机载幅材干燥器的废气的温度充分高时，在废气被引导到随后的干燥器单元之前，废气中包含的一部分热量可被回收。于是，造纸机等的干燥部的能效可以进一步提高。即使在热回收单元之后，废气的温度也通常在200℃至250℃，即完全适于作为随后的干燥器单元的干燥空气或干燥空气的一部分来引导。

在本发明的一个实施例中，所述装置包括用于干燥纸幅等的气体加热的机载幅材干燥器以及一个或若干个蒸汽加热的随后的干燥器单元。于是机载幅材干燥器的干燥空气通过燃烧气体加热，并且加热随后的干燥器单元中的干燥空气的热量从再循环空气蒸汽获得。气体加热的机载幅材干燥器的干燥空气加热至200℃至450℃的温度，并且将随后的干燥器单元中的干燥空气加热到130℃至200℃，优选为130℃至185℃的温度。于是，在机载幅材干燥器中，干燥空气的温度通常高于随后的干燥器单元中的干燥空气的温度，即通过朝纸幅吹气而在机载幅材干燥器中干燥纸幅，空气温度在大约200℃至450℃，并且在随后的干燥器单元中通过朝纸幅吹气来干燥纸幅，空气温度在大约130℃至200℃，优选为130℃至185℃。

在本发明的第二实施例中，所述装置包括用于干燥纸幅等的气体加热的机载幅材干燥器以及一个或若干个气体加热的随后的干燥器单元。在这种情况下，机载幅材干燥器中的干燥空气的温度也高于随后的干燥器单元中的干燥空气的温度，随后的干燥器单元中的干燥温度基本上低于机载幅材干燥器中的干燥温度。机载幅材干燥器和随后的干燥器单元之间的干燥温度的温度差设置为至少50℃，优选为至少100℃，有时至少为150℃，典型地为100℃至200℃。

附图说明

下面将参照附图更详细地描述本发明，其中

图1示出根据现有技术的装置，以及

图2示出根据本发明的一个实施例的装置。

具体实施方式

图1示出根据现有技术的装置。该装置包括气体加热的机载幅材干燥器1。通过废气连接部2从机载幅材干燥器1移走空气。一部分移走的空气作为再循环空气供回机载幅材干燥器1，使得再循环空气经过气体加热的加热设备3至机载幅材干燥器的供气部4。新鲜的替换空气还可以通过替换空气连接部5供给到机载幅材干燥器1的加热设备3。

来自机载幅材干燥器1的一部分废气通过热回收单元6引导到出口连接部7，来自机载幅材干燥器1的废气从出口连接部7被直接导出而进入室外空气或者进入工厂的空气循环系统。引导废气通过热回收单元6而回收的热量可以用于加热经历了连接部8的新鲜空气，新鲜空气作为气体燃烧器的燃烧空气而被引导到机载幅材干燥器1的加热设备3。

在机载幅材干燥器1之后已布置了两个连续的蒸汽加热的干燥器单元11、11'。典型地已被涂布的待干燥纸幅从气体加热的机载幅材干燥器1引导到第一蒸汽加热的干燥器单元11，然后从此进一步引导到随后的第二蒸汽加热的干燥器单元11'。

通过废气连接部12、12'从干燥器单元11、11'移走空气。一部分移走的空气作为再循环空气被供回干燥器单元11、11'，使得来自两个干燥器单元11、11'的再循环空气通过蒸汽加热的加热设备13、13'传到干燥器单元11、11'的供气部14。新鲜的替换空气还可以通过替换空气连接部15、15'供给到干燥器单元11、11'的加热设备13、13'。蒸汽通过蒸汽供给连接部18、18'供给到加热设备。

图2示出根据本发明的一个实施例的装置。图2中的附图标记对应于图1中的附图标记。

在根据图2的装置中，从气体加热的机载幅材干燥器1移走的空气在热回收单元6之后被引导到连接部9，来自气体加热的机载幅材干燥器1的废气借助连接部9被供给到随后的蒸汽加热干燥器单元11、11'的空气循环。来自机载幅材干燥器1的废气可通过连接部10、10'、10''、10'''供给到两个干燥器单元11、11'的加热设备13、13'之前或加热设备13、13'之后的干燥器单元11、11'的空气循环网络。取决于来自机载幅材干燥器1的废气的温度，废气可以通过连接部10、10''直接供给到干燥器单元11、11'的空气供应连接部14、14'，或者可以将废气引导通过干燥器单元11、11'的加热设备13、13'之前的连接部10'、10'''。在后一种情况下，来自机载幅材干燥器1的废气在加热设备13、13'中被加热至干燥器单元11、11'所使用的干燥温度。来自干燥单元11、11'的废气通过废气连接部17直接移出进入室外空气或者进入工厂的空气循环系统。

在机载幅材干燥器1的起动期间，机载幅材干燥器1和随后的干燥器单元11、11'之间的连接部9可以使用调节构件19关闭，由此来自机载幅材干燥器的废气通过废气连接部7被直接导出进入室外空气或者进入工厂的空气循环系统。根据本发明的装置还可以包括其他调节或关闭构件16，借助构件16可以控制并调节所述装置的空气循环。

本发明并不意在限于以上作为示例示出的实施例，而是旨在于此后给出的权利要求书限定的保护范围内宽泛地解释。

Claims (29)

1.一种用于提高造纸机等的干燥部的能效的方法，包括：

-通过将经加热的空气吹向幅材来干燥机载幅材干燥器中的纸幅等；

-将已经与待干燥的幅材接触的空气作为废气从所述机载幅材干燥器移走；

-将纸幅等从所述机载幅材干燥器引导到至少一个随后的干燥器单元，其中通过朝幅材吹干燥空气来干燥幅材，

其特征在于，

将来自所述机载幅材干燥器的废气引导到至少一个随后的干燥器单元以用作干燥空气。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述随后的干燥器单元中的干燥空气主要由来自所述机载幅材干燥器的废气组成，还任选地由所述干燥器单元的再循环空气组成，并且将所述随后的干燥器单元的干燥空气朝向待干燥的所述幅材引导而没有单独的加热步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述随后的干燥器单元的干燥空气的干燥能量完全从所述机载幅材干燥器的废气获得。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述随后的干燥器单元的再循环空气或者干净的替换空气混合或加入到来自所述机载幅材干燥器的废气，其中废气被供应到所述随后的干燥器单元用作干燥空气，以便调整干燥空气的体积和/或温度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将来自所述机载幅材干燥器的废气引导到所述干燥器单元自己的加热设备之后的所述随后的干燥器单元，由此所述随后的干燥器单元的干燥空气由来自所述机载幅材干燥器的废气组成，并由所述干燥器单元其自己的加热设备加热的再循环空气和/或替换空气组成。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，来自所述机载幅材干燥器的废气的温度至少与所述随后的干燥器单元的干燥空气的温度一样高，优选地比所述随后的干燥器单元的干燥空气的温度更高。

7.根据前述权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述随后的干燥器单元的干燥空气的温度为130℃至200℃，更典型地为150℃至180℃。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将来自所述机载幅材干燥器的废气引导到所述干燥器单元自己的加热设备之前的所述随后的干燥器单元，由此废气以及任选地还有所述干燥器单元的再循环空气在作为干燥空气被朝向待干燥的幅材引导之前，在所述干燥器单元的加热设备中加热。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述机载幅材干燥器的废气的温度高于所述随后的干燥器单元的再循环空气的温度。

10.根据前述权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，来自所述机载幅材干燥器的废气的温度＞130℃，优选地>200℃，更优选地＞250℃。

11.根据前述权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，在所述机载幅材干燥器的起动期间，

-将来自所述机载幅材干燥器的废气引导到所述随后的干燥器单元的旁路系统；

-减小来自所述随后的干燥器单元的废气的体积；以及

-所述干燥器单元的再循环空气主要用作所述随后的干燥器单元中的干燥空气。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述机载幅材干燥器的起动期间，将来自所述机载幅材干燥器的废气引导到所述随后的干燥器单元的旁路系统，所述系统包括热回收工具和/或气体清洁工具。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，在所述机载幅材干燥器的起动期间，调整废气和所述随后的干燥器单元的循环空气的体积。

14.根据前述权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，在将来自所述机载幅材干燥器的废气引导到至少一个随后的干燥器单元之前，引导来自所述机载幅材干燥器的废气通过热回收单元。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述热回收单元之后的废气的温度为200℃至250℃。

16.根据前述权利要求1至15中任一项所述的方法，其特征在于，通过燃烧气体来加热所述机载幅材干燥器的干燥空气，并从再循环空气蒸汽获得加热所述随后的干燥器单元中的干燥空气所需的热量。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，将气体加热的机载幅材干燥器的干燥空气加热至200℃至450℃的温度，并且将所述随后的干燥器单元中的干燥空气加热至130℃至200℃的温度，优选130℃至185℃的温度。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其特征在于，所述随后的干燥器单元的干燥空气的超过50%的体积，甚至可能60%的体积，或甚至75%的体积为来自前面的机载幅材干燥器的废气。

19.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其特征在于，所述随后的干燥器单元的干燥空气的超过5%至20%的体积，更典型地10%至20%的体积，最典型地10%至15%的体积为来自前面的第一机载幅材干燥器的废气。

20.一种用于提高造纸机等的干燥部的能效的装置，所述装置包括：

-第一机载幅材干燥器，用于干燥纸幅等；

-一个或若干个随后的干燥器单元，其沿幅材的行进方向设置在所述第一机载幅材干燥器之后，并且设置为借助于吹气来干燥幅材，

其特征在于，所述装置包括连接部，来自所述机载幅材干燥器的废气设置成用所述连接部被引导到至少一个随后的干燥器单元的空气循环以用作干燥空气。

21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述随后的干燥器单元没有加热设备。

22.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述随后的干燥器单元包括其自己的加热设备，并且自所述机载幅材干燥器的连接部连接到在所述加热设备之后的所述干燥器单元的空气循环网络。

23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述随后的加热单元为气体加热的、电加热的、油加热的或者蒸汽加热的，优选为蒸汽加热的。

24.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述随后的干燥器单元包括其自己的加热设备，并且自所述机载幅材干燥器的连接部连接到在所述加热设备之前的所述干燥器单元的空气循环网络。

25.根据前述权利要求20至24中任一项所述的装置，其特征在于，包括热回收单元，所述热回收单元布置在所述第一机载幅材干燥器与所述随后的干燥器单元之间。

26.根据前述权利要求20至25中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括所述随后的干燥器单元的旁路系统以及用于调整废气和所述随后的干燥器单元的再循环空气的体积的调整工具。

27.根据权利要求26所述的装置，其特征在于，所述随后的干燥器单元的所述旁路系统包括热回收工具和/或气体清洁工具。

28.根据前述权利要求20至27中任一项所述的装置，其特征在于，包括用于干燥纸幅等的气体加热的机载幅材干燥器，以及一个或若干个随后的蒸汽加热的干燥器单元。

29.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述装置包括气体加热的机载幅材干燥器，以及一个或若干个气体加热的随后的干燥器单元，由此所述机载幅材干燥器和所述随后的干燥器单元之间的干燥温度的温度差设置在至少50℃，优选至少100℃，有时至少150℃，典型地100℃至200℃。

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