CZ20032133A3 - Web dryer with fully integrated regenerative heat source and control thereof - Google Patents

Web dryer with fully integrated regenerative heat source and control thereof Download PDF

Info

Publication number
CZ20032133A3
CZ20032133A3 CZ20032133A CZ20032133A CZ20032133A3 CZ 20032133 A3 CZ20032133 A3 CZ 20032133A3 CZ 20032133 A CZ20032133 A CZ 20032133A CZ 20032133 A CZ20032133 A CZ 20032133A CZ 20032133 A3 CZ20032133 A3 CZ 20032133A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
dryer
air
heat exchange
combustion zone
gas
Prior art date
Application number
CZ20032133A
Other languages
English (en)
Inventor
Michael P. Bria
Alan D. Fiers
Andreas Ruhl
Original Assignee
Megtec Systems, Inc.
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 Megtec Systems, Inc. filed Critical Megtec Systems, Inc.
Publication of CZ20032133A3 publication Critical patent/CZ20032133A3/cs

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F23G7/061Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating
    • F23G7/065Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel
    • F23G7/066Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel preheating the waste gas by the heat of the combustion, e.g. recuperation type incinerator
    • F23G7/068Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel preheating the waste gas by the heat of the combustion, e.g. recuperation type incinerator using regenerative heat recovery means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B13/00Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
    • F26B13/10Arrangements for feeding, heating or supporting materials; Controlling movement, tension or position of materials
    • F26B13/101Supporting materials without tension, e.g. on or between foraminous belts
    • F26B13/104Supporting materials without tension, e.g. on or between foraminous belts supported by fluid jets only; Fluid blowing arrangements for flotation dryers, e.g. coanda nozzles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B23/00Heating arrangements
    • F26B23/02Heating arrangements using combustion heating
    • F26B23/022Heating arrangements using combustion heating incinerating volatiles in the dryer exhaust gases, the produced hot gases being wholly, partly or not recycled into the drying enclosure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Air Supply (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Description

Oblast techniky
Vynález se týká způsobu vysoušení běžící sítě materiálu a vysoušeče pro síť materiálu s integrovaným regeneračním zdrojem tepla.
Dosavadní stav techniky
Řízení a/nebo eliminace nežádoucích nečistot a vedlejších produktů z různých výrobních činností nabyly na značném významu vzhledem k potenciálnímu znečištění, které mohou tyto nečistoty a vedlejší produkty způsobit. Jedním z konvenčních přístupů pro eliminaci nebo alespoň snížení těchto znečišťujících látek je tepelná oxidace. K tepelné oxidaci dochází, když se znečištěný vzduch, obsahující dostatečné množství kyslíku, ohřeje na dostatečně vysokou teplotu a na dostatečně dlouhou dobu pro převedení nežádoucích sloučenin na neškodné plyny jako je oxid uhličitý a vodní pára.
Řízení zařízení pro síťové vysoušení, obsahujícího flotační vysoušeče schopné nést a vysoušet pohybující se síť materiálu jako je papír, film nebo jiný listový materiál, pomocí ohřátého vzduchu vycházejícího z řady zpravidla protilehlých vzduchových trysek, vyžaduje tepelný zdroj pro ohřátý vzduch. Kromě toho se následkem vysoušeciho procesu mohou z pohybující se sítě materiálu uvolňovat nežádoucí těkavé organické sloučeniny (VOCs), zvláště tam, kde dochází k vysoušení povlaku inkoustu apod. na síti. Takové VOCs musí » ··· • φ» • φ φ φ · · φ φ φφ φφφ φφ φφ φφ φφ
- 2 být před jejich vypuštěním do prostředí podle příslušných právních předpisů převedeny na neškodné plyny.
Flotační vysoušeči zařízení podle dosavadního stavu techniky jsou kombinována s různými spalovacími pecemi nebo dodatečnými spalovacími zařízeními odděleným způsobem, v němž jsou získávány horké, oxidované plyny z výfuku tepelného oxidačního zařízení a navraceny do vysoušecího zařízení. Tyto systémy se nepovažují za plně integrované vzhledem k oddělení oxidačního zařízení a součástí vysoušeče a požadavku prostředku pro dodatečný ohřev ve vysoušecím pouzdru. Další systémy dosavadního stavu techniky kombinují oxidační zařízení termálního typu integrálně do pouzdra vysoušeče, rovněž s využitím těkavých výstupních plynů ze síťového materiálu jako paliva. Tento takzvaný přímý tepelný systém však nevyužívá žádný typ zařízení pro využití odpadního tepla nebo média a vyžaduje relativně velké množství dodatečného paliva, zejména v případech nízkých koncentrací těkavých výstupních plynů. Jiná zařízení dosavadního stavu techniky kombinovala skutečně integrovaným způsobem flotační vysoušeč s oxidačním zařízením takzvaného termálního rekuperačního typu. Jednou nevýhodou těchto systémů je omezení účinnosti využití odpadního tepla v důsledku typu používaného tepelného výměníku, což znemožňuje dosáhnout schopnosti extrémně nízké spotřeby dodatečného paliva a často předem vylučuje jakoukoliv autotermální činnost. Toto omezení účinnosti je důsledkem skutečnosti, že tepelný výměník s vysokou účinností předehřeje vstupující vzduch na teploty dostatečně vysoké k vyvolání urychlené oxidace trubek tepelného výměníku, což vede k poruše trubky, netěsnostem, snížení účinnosti a zničení prchavých látek. Obecně vykazuje zařízení tepelně rekuperačního typu sníženou spolehlivost komponentů systému jako jsou tepelný * *·» • ·· • · · ««·· · · » · ·· ··· ·· «» ·*
- 3 výměník a hořák v důsledku vystavení kovu vysokým teplotám v průběhu činnosti.
Dalším plně integrovaným systémem je systém, který využívá katalytickou spalovací komoru pro převedení odpadních plynů a má potenciál pro vytvoření veškerého tepla požadovaného pro vysoušeči proces. Tento typ systému může využívat tepelný výměník s vysokou účinností, protože přítomnost katalyzátoru umožňuje vznik oxidace při nízkých teplotách. Tak ani tepelný výměník s vysokou účinností nemůže předehřát vstupující vzduch na škodlivé teploty. Katalytické oxidační zařízení je však citlivé na katalyzátorové jedy působením určitých složek odpadních plynů, čímž se stává neúčinným při převádění těchto odpadních plynů na neškodné komponenty. Kromě toho, katalytické systémy typicky využívají tepelný výměník kovového typu pro účely primárního využití odpadního tepla, které mají omezenou životnost v důsledku vysokých pracovních teplot.
Například patent US 5,207,008 představuje vzduchový flotační vysoušeč se zabudovaným přídavným spalováním. Vzduch zatížený rozpouštědlem, který je výsledkem vysoušeči operace, je veden kolem hořáku, kde se oxidují těkavé organické sloučeniny. Alespoň část výsledného ohřátého stlačeného vzduchu se recirkuluje ke vzduchovým tryskám pro vysoušení flotační sítě.
Patent US 5,210,961 ukazuje síťový vysoušeč s hořákem a rekuperačním tepelným výměníkem.
EP-A-0326228 představuje kompaktní ohřívací prostředek pro vysoušeč. Ohřívací prostředek obsahuje hořák a spalovací · ·« » » *· • · · · · · · · · · · ·» ··* ·· ·· «· «·
- 4 komoru, která definuje dráhu ve tvaru „U. Spalovací komora je ve spojení s rekuperačním tepelným výměníkem.
Vzhledem k vysokým nákladům na palivo nezbytné pro generaci požadovaného tepla pro oxidaci je výhodné znovu využít co možná nejvíce tepla. Za tím účelem patent US 3,870, 474 navrhuje tepelné regenerační oxidační zařízení obsahující tři regenerátory, z nichž dva jsou v kteroukoli dobu v činnosti, zatímco třetí dostává malou dávku čištěného vzduchu k vypuzení jakéhokoliv nezpracovaného nebo znečištěného vzduchu z regenerátoru a uvolní jej do spalovací komory, kde znečišťující látky oxidují. Po ukončení prvního cyklu se tok stlačeného vzduchu obrátí skrz regenerátor, z něhož byl předtím uvolněn čištěný vzduch, aby se znečištěný vzduch předehřál během průchodu regenerátorem před jeho zavedením do spalovací komory. Tímto způsobem se dosáhne využití odpadního tepla.
Patent US 3,895,918 navrhuje tepelný rotační regenerační systém, v němž je k obvodu centrální vysokoteplotní spalovací komory umístěno množství prostorově oddělených nerovnoběžných teplosměnných vrstev. Každá teplosměnná vrstva je naplněna teplosměnnými keramickými prvky. Do vstupního kanálu jsou přiváděny výfukové plyny z průmyslových procesů, který je rozvádí do vybraných teplosměnných úseků v závislosti na tom, jestli je vstupní ventil k danému úseku otevřený nebo zavřený,
Bylo by žádoucí využít výhodu schopností dosahovaných regenerační tepelnou výměnou ve vzduchových flotačních vysoušečích. K dosažení úspěšné a spolehlivé činnosti vysoušeče s integrovaným regeneračním oxidačním zařízením je však třeba dodržet řadu podmínek, včetně splnění rozměrových • « ··· ···· 1« · ·« · · · · · «··· ·· ··· »· ·« ·· ««
- 5 požadavků, a zajistit schopnost zpracování vysokého procenta vysokoteplotního (1600-2000°F) toku vzduchu skrz spalovací komoru, který má být směrován do pouzdra sušiče a ne do výstupního tepelného výměníku.
Vynález splňuje shora uvedené požadavky a vyhovuje požadavkům tepelného síťového ofsetového tiskařského lisu na vysoušení, znečištění a finální úpravu.
Podstata vynálezu
Problémy dosavadního stavu techniky jsou překonány předkládaným vynálezem, který navrhuje integrovaný síťový vysoušeč a regenerační tepelný výměník a rovněž způsob vysoušení sítě materiálu s využitím těchto zařízení. Zařízení a způsob podle vynálezu zajišťují ohřívání vzduchu a převádění VOCs na neškodné plyny plné integrovaným způsobem pomocí zahrnutí regeneračního spalovacího ústrojí jako integrálního prvku vysoušecího zařízení. V jednom provedení je vysoušeč vzdušný flotační vysoušeč opatřený vzduchovými rameny, které bezkontaktně nesou běžící sít pomocí ohřátého vzduchu z oxidačního ústrojí. Vysoušeči část zařízení je přednostně složena ze dvou zón procesu, z nichž každá má jeden nebo dva moduly.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude nyní podrobněji popsán s odkazem na připojené výkresy, na nichž zobrazuje:
- obr. 1 perspektivní pohled na přednostní provedení integrovaného vysoušecího zařízení podle vynálezu,
000 · 00 · 0 0 * * ·0· 00 000 0 0 • * 0 0 0 0 0 0 0 0 0 • 0 000 00 0« ·0 00 “ 6 - obr. 2 průřez přednostním provedením integrovaného vysoušecího zařízení podle vynálezu,
- obr. 3 průřez vodorovným regeneračním tepelným oxidačním ústrojím v souladu s vynálezem,
- obr. 3A čelní pohled na vodorovné regenerační tepelné oxidační ústrojí v souladu s jedním provedením vynálezu,
- obr. 4 průřez tepelně výměnnou kostrou jednoho provedení vynálezu,
- obr. 5 průřez průtokovou distribuční sestavou v souladu s vynálezem,
- obr. 6 a 6A pohled shora a bokorys průtokové vyrovnávací sestavy v souladu s vynálezem,
- obr. 7 a 7A pohled shora a bokorys perforované deskové sestavy v souladu s vynálezem,
- obr. 8 graf znázorňující distribuci toku,
- obr. 9 schéma ukazující místa pro měření distribuce toku zobrazené na obr. 8,
- obr. 10A až 10D perspektivní pohledy na sestavu vysokoteplotní klapky v souladu s vynálezem,
- obr. 11 perspektivní pohled ukazující uspořádání horkovzdušné směšovací skříně v souladu s vynálezem,
- obr. 12A, 12B a 12C pohledy na horkovzdušnou směšovací skříň v souladu s vynálezem,
- obr. 13 schematické zobrazení odpařovacího systému v souladu s jedním provedením vynálezu,
- obr. 14 schematické zobrazení funkce zachycovací komory v souladu s jedním provedením vynálezu,
- obr. 15A, 15B a 15C pohledy na alternativní design směšovací skříně v souladu s vynálezem, a
- obr. 16A, 16B a 16C pohledy na zařízení, které má svisle orientované oxidační ústrojí v souladu s vynálezem.
- 7 • · ··· · · »« • · ····«»»·· · • · · · · · · ···· ·· ·*· ·· ·· ·· ··
Příklady provedení vynálezu
Nejprve s odkazem na obr. 1 a 2, pod vztahovou značkou 10 je zobrazen vzduchový flotační vysoušeč 100 s integrovaným regeneračním teplotním oxidačním přístrojem 20. Flotační vysoušeč 100 je izolované pouzdro, které obsahuje síťový vstupní otvor 11 a síťový výstupní otvor {není zobrazen), který je prostorově oddělen od síťového vstupního otvoru 11, jímž je vedena běžící síť. Ve vysoušeči je běžící síť flotačně nesena množstvím vzduchových ramen (obr. 13) . Přestože přednostně jsou vzduchová ramena umístěna ve stupňovitém protilehlém uspořádání jak je zobrazeno, pro odborníka v oboru bude zřejmé, že jsou možná i jiná uspořádání. K dosažení dobré flotace a vysokého tepelného přenosu lze přednostně použít HIFLOAT vzduchová ramena komerčně dostupná od MEGTEC Systems, která nesou síť vysoušečem na sinusové dráze. Zavedením infračervených vysoušečích prvků do vysoušeči zóny a/nebo použitím kombinace vzduchových ramen, která využívají Coanda efektu, a otvorových ramen lze dosáhnout zvýšeného vysoušení. Posledně uvedené uspořádání je přednostní, kde řada otvorových ramen zajišťuje tepelný přenos, zatímco střídavě umístěná HIFLOAT vzduchová ramena typu Coanda zajišťují stabilní flotaci sítě, vedení a dodatečný tepelný přenos a přenos hmoty. Takový systém je komerčně dostupný od MEGTEC SYSTEMS pod jménem „DUAL-DRY. Horní a spodní sestavy vzduchových ramen jsou ve spojení s příslušnými směrovacími hlavami, z nichž každá přijímá zdroj ohřátého vzduchu přes přívodní ventilátor a směruje jej do příslušných vzduchových ramen. Ve spojení s ventilátorem může být vzduchový tlumič nebo ventilátor pro dodávání přídavného vzduchu do systému tam, kde je to třeba. Pro odborníky v oboru bude zřejmé, že přestože je zobrazen
- 8 • · ·· · « « • 9 9 9 9 · · ··· · * • · · · · · · ·«·« ·· ·«« 99 99 99 99 flotační vysoušeč, rozsah tohoto vynálezu pokrývá i vysoušeče, u nichž není nezbytné bezkontaktní nesení sítě.
V přednostním provedení se vysoušeči část jednotky skládá ze dvou procesních zón, přičemž v každé z procesních zón jsou jeden nebo dva moduly (ve významu, jak je zde modul používán, definován jako jedna kombinace hlava/ventilátor/prázdný prostor. V první zóně rychle stoupá teplota sítě a začíná odpařování rozpouštědla. Teplota sítě se řídí zavedením a regulací množství horkého vzduchu ze spalovací komory nebo spalovací zóny oxidačního přístroje (podrobněji popsáno níže). V průběhu činnosti se typicky ohřívá pouze první modul první zóny, přestože je možný, pokud je to požadováno, přídavný ohřev druhého modulu první zóny. V prvním modulu druhé zóny pokračuje odpařování rozpouštědel ve značných množstvích, rozpouštědla jsou odstraňována a přiváděna do oxidačního přístroje pomocí výfukového ventilátoru nebo podobného prostředku. Přednostně všechen cirkulační vzduch z druhé zóny vnitřně kaskádovitě přechází z první zóny a od oxidačního přístroje není k dispozici žádný přídavný ohřev.
Přednostně přívodní ventilátor pro první modul v první zóně využívá dvourychlostní motor pro umožnění činnosti při nízké rychlosti během horkého chodu naprázdno. Přívodní ventilátory pro všechny ostatní moduly využívají jednorychlostní motory. Ve vysoušeči existují dvě hlavní skladby toku vzduchu: recirkulační vzduch (směr napříč strojem) a přídavný/výfukový vzduch (ve směru stroje). Každý modul recirkulace vzduchu vytváří skladbu recirkulace vzduchu. První modul vysoušeče je tam, kde do sítě vstupuje převážná část tepelné energie vyžadovaná pro vysoušení. Tato je • · ··· • · ·· * · · · · · · · φ « « »· ··· ·· ·· ·· ··
- 9 přiváděna skrz tlumič primárního horkého vzduchu, který je umístěný nad skříní 70 pro mixování horkého vzduchu. V případech vysoušení, kde se vyžaduje více tepelné energie než může být dodáno prvním modulem, lze přidat teplo síti v druhém modulu od sekundárního tepelného tlumiče. Druhá zóna je klidovou zónou, kde se na sít nepřidává žádná dodatečná tepelná energie jiná než ta, která vnitřně kaskádově postoupila pouzdrem 10Q vysoušeče.
Regenerační oxidační přístroj 20, který je integrován s vysoušečem 100, je přednostně dvousloupcový oxidační přístroj. Většina součástí oxidačního přístroje 20 je namontována nad pouzdrem 100 vysoušeče. Hlavní součásti obsahují výfukový ventilátor, tepelný výměník, přepínací tlumiče, LEL analyzátor, vstřikovací jednotka topného plynu, zachycovací komora a přidružená větrací soustava. Energie je do tepelného výměníku dodávána hořákem, vstřikovací jednotkou topného plynu a odpařenými tiskovými rozpouštědly z vysoušeče. Hořák se primárně používá během počátečního zahřátí jednotky. Vstřikovací jednotka přidává palivo (jako je přírodní plyn nebo propan) na vstup výfukového ventilátoru ke zvětšení nebo udržení požadované teploty lože nezbytné pro VOC destrukci. Přepínací tlumiče směrují vzduch podél požadované dráhy v tepelném výměníku a větrací soustavě oxidačního přístroje. Na jednotce jsou upevněny zásobníky stlačeného vzduchu, aby se zajistilo, že adekvátní množství stlačeného vzduchu je k dispozici pro přepínací tlumiče. Zachycovací komora shromažďuje rozpouštědlem zatížený vzduch, který by jinak byl vyfouknut z jednotky, když se obrátí směr toku vzduchu proudícího oxidačním přístrojem. „Špinavý vzduch v zachycovací komoře je pak hnán zpátky do vysoušeče výfukovým ventilátorem.
• · ··· 4 4 44 · 4 · • 4 444 44 444 4 « • · 4 »444 4 4 4 4 «4 444 44 44 44 «4
- 10 Podrobněji, přednostně jsou zde dvě lože H1 a H2 tepelného výměníku umístěná tak, že tok skrz každé lože je v podstatě vodorovný. Za pomoci regenerační tepelné oxidační technologie musí být zóny tepelného přenosu v každém sloupci periodicky regenerovány, aby se umožnilo doplnění teplonosné látky (obecně keramického monolitu pro vodorovně uspořádané tepelné výměníky) ve vyčerpané energetické zóně. Toho se dosáhne periodickým střídáním zóny tepelné výměny, skrze níž procházení studené a horké tekutiny. Takže když prochází horká tekutina matricí tepelné výměny, teplo se z tekutiny přenáší na matrici, čímž dochází k ochlazování tekutiny a ohřívání matrice. A obráceně, když prochází zahřátou matricí studená tekutina, přestupuje teplo z matrice na tekutinu a výsledkem je ochlazování matrice a zahřívání tekutiny. Matrice tedy pracuje jako tepelný akumulátor, střídavě přijímající teplo od horké tekutiny, ukládající toto teplo, a následně toto teplo uvolňující do chladné tekutiny.
Uspořádání loží tepelné výměny vodorovně vyhovuje silným rozměrovým omezením. Vodorovné uspořádání však vyžaduje věnovat pečlivou pozornost distribuci toku, podpoře teplonosného média a rovněž omezení teplonosného média. Velké odporové síly vyvolané vysokou teplotou na horkém konci lože a rázová síla vyvolaná přepnutím ventilu během změny cyklu mohou způsobit škodlivý pohyb monolitických bloků teplonosného média. Tento problém lze eliminovat upevněním bloků na místě například pomocí cementu se šamotovou maltou. Protože však po čase může dojít k lámání malty, přednostním způsobem eliminace tohoto problému je zešikmení loží jak ukazuje obr. 3. To umožňuje, aby složka gravitační síly působící na médium působila proti odporovým a rázovým silám.
• · φφφ • · φφφ φφφφφφ · • · · φφφφ ΦΦ·· ·· φφφ ·· φφ φφ «·
- 11 Dále podrobněji, každý tepelný výměník obsahuje studený konec 21 a horký konec 22. Studený konec 21 slouží jako vstup pro relativně chladný pracovní plyn obsahující VOCrs, které mají být okysličeny, nebo jako výstup pro relativně chladný pracovní plyn, jehož VOC's byly okysličeny, v závislosti na cyklu oxidačního přístroje v té které době. Prostorově oddělený od chladného konce 21 je horký konec 22, který je v každém případě nejblíže spalovací zóně 30. Mezi studený konec 21 a horký konec 22 každého tepelného výměníku je umístěna matrice žáruvzdorného teplonosného média. V přednostním provedení je matrice 15 teplonosného média jedním nebo více monolitickými bloky, z nichž každý má množství definovaných odpařovacích průtokových průchodů. Sloupce tepelné výměny jsou uspořádány na opačných stranách spalovací zóny 30, takže axiální průtokové průchody plynu v teplonosném médiu v jednom za sloupců vedou ve směru k druhému sloupci. Přednostně matrice 15 sestává z množství na sebe uložených monolitických bloků, přičemž bloky jsou na sebe uloženy tak, že jejich odpařovací průtokové průchody jsou axiálně vyrovnané, čímž se umožní tok pracovního plynu z chladného konce každého lože k horkému konci každého lože, a obráceně. Monolitické struktury vhodné pro matrici 15 zahrnují struktury, které mají kolem 50 buněk/in2 a umožňují laminární proudění a nízký pokles tlaku. Takové bloky mají v sobě vytvořenu řadu malých kanálků nebo průchodů pro umožnění průchodu plynu strukturou po předem určených drahách, obecně podél osy rovnoběžné s tokem plynu sloupcem tepelné výměny. Detailnějšími příklady vhodných monolitických struktur jsou mullitové keramické cihly se 40 buňkami na prvek (vnější rozměry 150mm x 150mm), které jsou komerčně dostupné od Frauenthal Keramik A.G., a monolitické struktury, které mají • * ··· • · ·· » · · ·· ········· · ·· · ··»· ···· ·· »»· ·· »· ·»
- 12 rozměry kolem 300mm x 150mm x 150mm komerčně dostupné od Lexco jako MK10. Tyto bloky obsahují množství rovnoběžných kanálků.
Aby se čelilo těmto odporovým silám, které působí zejména na horkém konci 22 každého ze sloupců tepelné výměny, matrice 15 média je lehce pod úhlem ukloněna nad vodorovný směr jak ukazuje obr. 3. Úhel je nejvýraznější na horkém konci výměníků, kde jsou odporové síly nejvýznamnější. Vhodné úhly jsou kolem 1 až do přibližně 10 stupňů od vodorovného směru, přičemž úhel od přibližně 1 do 5 stupňů je přednostní a úhel kolem 1,6 stupňů je přednostní pro lože dlouhé šest stop. Výsledný úhel 1,6 stupňů je v takovém systému přednostním úhlem pro minimalizaci výšky jednotky. Velikost gravitační síly pro dané podmínky bude větší než očekávaná odporová síla. Tato protipůsobící síla se nebude v průběhu času snižovat. Odborníci v oboru seznají, že určení optimálního úhlu sklonu bude částečně záviset na hustotě materiálu konkrétní matrice pro daný celkový počet kanálů na palec (2,54 cm) a rychlost toku. Materiály s menší hustotou potřebují větší sklon. Přednostně je úhel sklonu po délce matrice konstantní. To znamená, že výška matrice se přednostně zvětšuje (vzhledem k podkladu, který ji nese) rovnoměrně od chladného konce k horkému konci sloupce.
V provedení zobrazeném pro lože H1 tepelné výměny na obr. 3 je matrice 15 vícevrstvová a obsahuje svazek keramických (nebo z jiného tepelně žárovzdorného materiálu), přednostně rovinných, desek 41, které mají množství rovnoběžných žeber 45 (obr. 4). Desky jsou na sobě naskládány, takže žebra 45 vystupující z každé desky 41 jsou vzájemně do sebe vloženy, aby se mezi nimi vytvořily rovnoběžné drážky 44. Žebra 45 vystupují z povrchu každé desky 41 a vnější konce • · ··· ***·*·» ·· ········· * • · · ···· »··· ·· ··· · ·» ·· >(
- 13 každého žebra 45 jsou ve styku s protilehlým povrchem protilehlé desky 41. Vytvořené drážky 44 jsou širší než protilehlé žebro a přibližně stejně vysoké jako žebra. Takový prostředek je komerčně dostupný od Lantec Products, lne. a je popsán v patentu US 5,851,636, který je zde uváděn formou příkladného odkazu. Přednostně je svazek desek uzavřen mezi jeden nebo více svazků monolitických bloků 45 na horkém konci 22 lože tepelné výměny. Svazky monolitických bloků pomáhají stabilizovat a zajistit svazek desek 41. Mezi svazkem 45 monolitických bloků a svazkem desek 41 může být vytvořena mezera pro zajištění rovnoměrné distribuce pracovního plynu při jeho proudění z axiálních průtokových průchodů v monolitických blocích ke kanálům vytvořeným ve svazku desek 41. Pro nesení svazku desek 41 je možno využít izolační podpěru 46 ze žáruvzdorných cihel.
Způsob vytváření vhodného úhlu není nějak zvlášť limitován; úhlu lze například dosáhnout vytvořením skloněné podlahy 40 ve sloupci tepelné výměny nebo podepřením matrice jednou nebo více vhodnými podpěrami. V důsledku vytvoření tohoto úhlu může složka hmotnosti matrice odolat působení generované odporové síly a zabránit pohybu matrice během činnosti oxidačního přístroje.
V případě, že studená strana matrice vyžaduje zadržení, lze použít drátové síťoviny nebo ocelovou mřížku s velkou otevřenou oblastí (50% až 90%), protože na studené straně nepůsobí vysoké teploty působící na horké straně, a proto není třeba řešit problém degradace těchto omezovačích matriálů. Uvedená volba je zobrazena na obr. 3A, kde je ukázána ocelová mřížka 35 podpírající matrici 15.
* · ΦΦΦ • · φφ • · φφφ φφφφφφ · • · · Φφφφ φφφφ φφφφφ φφ φφ φφ φφ
- 14 Vodorovné uspořádání vyžaduje, aby bylo médium podepřeno. Protože mohou teploty média v určitých chvílích na určitých místech překročit 2000°F, je zapotřebí k podpírání média izolačního materiálu. Izolační materiál musí zajistit odpovídající izolaci v celé oblasti výšky dostupné v loži a také musí mít pevnost a odolnost proti smršťování, aby se zabránilo vytváření obtokových drah pro tok vzduchu. Vhodné materiály mají obecně vysoký obsah oxidu hlinitého, přednostně větší než 35%. Přednostní jsou izolační žáruvzdorné cihly s vysokým obsahem oxidu hlinitého, jako je BNZ 2300 nebo lehký slévatelný žárovzdorný materiál s vysokým obsahem oxidu hlinitého jako je Harbison-Walker 26.
Obsahuje-li matrice 15 monolitické bloky, může být problematická nerovnoměrná distribuce toku při oxidačním procesu. Protože jsou monolitické bloky v zásadě spojitým průchodem od studeného konce k horkému konci lože, jakékoliv problémy při distribuci na vstupu do lože přetrvají až k výstupu. Pokud jsou problémy při distribuci vážné, mohou se v loži vyskytnout oblasti s nízkou teplotou. Teplota v těchto oblastech může klesnout pod teplotu požadovanou pro oxidaci rozpouštědla nebo topného plynu dodávaného do lože a snížit účinnost zařízení nebo způsobit kolaps průběhu teploty a vést k provozuneschopnosti jednotky. Aby se zabránilo vzniku tohoto problému, lze vylepšit špatný vstupní profil použitím strukturovaného média sestávajícího z žebrovaných desek, jak ukazuje obr. 4 a jak bylo shora popsáno. Tyto desky mohou být uspořádány k alternativnímu umožnění redistribuce toku ve svislém a vodorovném směru.
Protože desky 41 je obtížnější udržet na místě než monolitické bloky, je možné přednostně umístit na vstupní a * · «*· * · ·« « · * * · <·« ·· » * * « · • · · ···· ··« ·· ··· *· ·« «* «·
- 15 koncové konce loží monolitické bloky 47 jak ukazuje obr. 3, aby se omezil pohyb desek 41. Toto uspořádání také umožňuje použití desek vyrobených z materiálu s vyšší tepelnou kapacitou jako je mullit, který nemusí mít takovou životnost jako materiál obvykle používaný pro monolitické bloky (kordierit). Kromě toho je deskový materiál 41 ve srovnání s monolitickými bloky výhodný z cenového hlediska.
Alternativním nebo dodatečným opatřením pro eliminaci chyb při distribuci toku je kompaktní distributor 50 toku s nízkým poklesem tlaku zobrazený na obr. 5. Distributor 50 toku obsahuje sekci pro vyrovnání toku a řadu perforovaných desek nebo sít. Vyrovnávače 55 toku jsou zobrazeny na obr. 6. Pro umožnění nasměrování toku vzduchu do dvou směrů jsou použity dvě vrstvy orientované vzájemně pod úhlem 90°. Použijí se několikanásobné vrstvy perforovaných desek s volnou plochou alespoň 40%. Přednostní uspořádání má 9 vrstev perforovaných desek s volnou plochou 63% (obr. 7) se složenou hloubkou 6 palců.
Obr. 8 ukazuje výkonové charakteristiky různých provedení distributorů toku, s umístěním měřicích míst použitých pro generování dat na obr. 8 podle obr. 9. Je zobrazena rovněž rychlost distribuce bez distributoru toku. Pro koncové napájené lože, jak ukazuje obr. 1, jedna strana výměníkového lože přijímá většinu toku, když není použit žádný distributor. Použití jedné perforované desky s 13% volnou plochou vede ke změně rychlosti od průměru přibližně ±50%. Použití šesti desek s 40% volnou plochou vede k distribuci menší než ±15%. K dosažení odchylky menší než ±10% je nutné použít uspořádání devíti desek s 60% volnou plochou a vyrovnávačů toku. Zařízení s vícenásobnými deskami je vhodné « · · • · « • · · · • « ··· · · ·· • · · · · * · » · • · · · · · · ·· ··· «« ·· pro mnoho aplikací bez nutnosti významné změny designu nebo testování. Je to přibližně 25% poklesu tlaku více omezující jednoduché desky s 13% volnou plochou. Například pro rychlost kolem 600 fpm byl pokles tlaku přibližně 0,1 wg při teplotě vzduchu 70 °F pro zařízení na obr. 5.
Aby se optimalizovala tepelná účinnost a stabilita oxidačního přístroje, obrací se v řízených intervalech pomocí přepínacích klapek směr toku tepelným výměníkem. Přepínací klapky směrují vzduch po dráze ve větrací soustavě oxidačního přístroje a skrz tepelný výměník. K aktivaci klapek a obracení toku slouží pneumatické válce. Koncové spínače na každé klapce zajišťují, že klapka má po celou dobu správnou polohu. Přepínací klapky rovněž řídí tok vzduchu zachycovací komorou 90.
Během obracení roku proudícího tepelným výměníkem nedokončí malé množství nevyčištěného nebo „špinavého pracovního vzduchu oxidační cyklus. Toto malé množství nevyčištěného vzduchu se odvede do zachycovací komory 90, aby se zabránilo jeho vyfouknutí do ovzduší. Konkrétněji, během obracení toku proudícího tepelným výměníkem je výfuková klapka uzavřena, zatímco je klapka zachycovací komory 90 otevřena. To odvádí malé množství špinavého vzduchu do zachycovací komory 90. Po krátkém časovém období dojde v PLC k určení na základě aktuálního volumetrického výfukového toku, zachycovací komora se uzavře a výfuková klapka se současně otevře. Výfukový ventilátor potom začne „čistit zachycovací komoru 90 odsáváním špinavého vzduchu ven z komory a vyfouknutím zpět do oxidačního přístroje. Čistý vzduch z výfuku oxidačního přístroje je natažen zpět do zachycovací komory 90, aby nahradil špinavý vzduch, který je natahován do výfukového « ·»
- 17 • 000
00·0«0·0· · 00 0 » 0 0 0 0000 00 000 00 00 00 0· ventilátoru. Tento tok je nastaven ruční okrajovou klapkou, aby se právě včas vyčistila zachycovací komora 90 kvůli dalšímu sepnutí (nadměrný výfuk vede k plýtvání energií a k nedostatečnému výfuku vysoušeče). Tento čistý vzduch je vyfouknut ven z výfukového komína do ovzduší během následujícího plnění zachycovací komory 90 znečištěným vzduchem. Tento postup je schematicky zobrazen na obr. 14.
Vzduch z pouzdra 100 vysoušeče, obsahující odpařená inkoustová rozpouštědla, je přiveden pomocí výfukového ventilátoru k oxidačnímu přístroji. Vzduch k nahrazení odstraněného vzduchu je nasáván otvorem ve vrchní části skrz štěrbiny sítě, což zabraňuje aby unikly do ovzduší. Výfuková pouzdra 100 vysoušeče a odpařeným rozpouštědlům, rychlost se zvolí tak, aby se zajistilo, že koncentrace rozpouštědla ve vysoušeči zůstane pod předem stanovenou hodnotou, jako je například 35% spodní hranice expozice (LEL). Výfukový ventilátor může být například elektronicky řízen pohonem s proměnlivou frekvencí, což minimalizuje spotřebu paliva na ohřátí vstupujícího čerstvého vzduchu. Na vstup výfukového ventilátoru lze umístit průtokové senzory pro měření toku výfukového ventilátoru. Lze použít LEL monitor k nepřetržitému monitorování koncentrace rozpouštědla ve výfuku a zajištění, že zůstane pod stanovenou hodnotou.
K napomáhání výfukovému ventilátoru ve vhánění dodatečného vzduchu do vysoušeče lze do pouzdra 66 ventilátoru (obr. 11) umístit transferový ventilátor, Čímž se dosáhne řízení vzduchu vstupujícího do pouzdra 100 vysoušeče skrze otvory sítě. Rychlost transferového ventilátoru se mění tak, aby se udržel konstantní negativní tlak pouzdra vysoušeče. Vstupující čerstvý vzduch se mísí s vnitřním cirkulačním • ·
• I **· vzduchem a s horkým vzduchem spalovací komory z oxidačního přístroje.
Činnost vysoušeče vyžaduje, aby do pouzdra vysoušeče bylo směrováno relativně velké procento (30 až 50%) vzduchu o velmi vysoké teplotě (1600°F až 2000°F) ve spalovací komoře 30 oxidačního přístroje 20 než do ven směřujícího tepelného výměníku H1 nebo H2. Extrémně vysoká teplota vzduchu odvedeného ze spalovací komory 30 vyžaduje speciálně navržený ventil, který je zobrazen na obr. 10A až 10D. Ventil 60 je zjednodušená klapka odlitá z vysoce legovaných slitinových materiálů. Lopatka, kroužek, pouzdro a hřídelová část nemusí být nutně vyrobeny z téže slitiny. Z důvodu teplot, které mohou dosáhnout v určitých okamžicích 2500°F, se nedává pro součásti klapky přednost vysoce legovaným slitinám založeným na obsahu železa. Pro pouzdro, lopatku a hřídelovou část se spíše použijí vysoce legované slitiny niklu s obsahem chrómu od 23 do 27% a niklu od 32 do 45%, jako jsou slitiny komerčně dostupně jako 25-35Nb od Wisconsin Centrifugal. Pro hřídelovou část je zvláště přednostní použití slitiny RA333. Kompresní kroužek je přednostně vyroben obráběním z vysoce legované slitiny kobaltu jako je Stellite 31. Vysoce legované slitiny založené na kobaltu vykazují vysokou teplotní pevnost a rovněž vynikající odolnost proti opotřebení. Odolnost proti opotřebení je důležitá pro kroužek, protože je v průběhu své činnosti v kluzném kontaktu. Pouzdro je rovněž v kluzném kontaktu, opotřebení je však rozloženo na větší oblast a proto je slitina založená na niklu postačující. Vysoce legované slitiny založené na niklu vykazují lepší pevnost ve srovnání s vysoce legovanými slitinami železa v pracovním rozsahu oxidačního přístroje 1600-2000°F. Pro pouzdro a lopatku se používají odlitky, protože vnitřně vykazují menší napěťové
4 · • 4 ··· • · 4 9 · 4 · 4 » 44 44 «444
- 19 koncentrace než sestava vzniklá svařováním. To zlepšuje odolnost proti vytváření prasklin při činnosti za vysokých teplot. K udržení kroužku přes celý rozsah rotace lopatky (090°) je nutné zajistit na vnitřním povrchu pouzdra kulový profil pouzdra. Pro vložení kroužku a lopatky během montáže je také nutná štěrbina.
Klapka obsahuje pouzdro 61, které je v podstatě válcové, lopatku 62 a těsnicí kroužek 63. Pouzdro 61 obsahuje otvor 64, do něhož je zasunuta tyč 65, která je spojena s lopatkou 62 prostřednictvím přijímacího prvku 67. Tyč 65 ovládá lopatku 62 v pouzdru 61. Těsnicí kroužek 63 utěsňuje lopatku v pouzdru 61, když je v uzavřené poloze. Přednostně jsou části lapky 60 odlévány, aby se vyrobily rozměrově konzistentní části s málo defekty. Dokončovací a spojovací operace jsou minimální, takže ve výsledné smontované klapce 60 jsou menší zbytková napětí a oblasti napěťové koncentrace. Výsledkem je ventil, který může bez poruch snášet po dlouhou dobu vysokoteplotní prostředí.
Klapka 60 může být řízena na základě tepoty v přívodu směrovací hlavy vysoušeče, snímané pomocí termočlánku nebo podobným způsobem. Na základě snímané teploty přívodního vzduchu lze použít řídicího ústrojí (jako je PLC) k modulaci klapky a řízení teploty vzduchu řízením množství vzduchu, jemuž se umožní proudit do směšovací komory.
Za účelem přívodu energie do vysoušeče je horkovzdušná klapka 60 ve fluidním spojení s komorou, která mísí vzduch ze spalovací komory 30 s přídavným vzduchem vysoušeče. Toto umístění komory ve vysoušeči je znázorněno na obr. 11, 12A, 12B a 12C. Směšovací komora nebo skříň 70 tak obsahuje výstupní otvor 71, jímž je vzduch přiváděn do pouzdra • 444
4« ·4·
4« 44 ··
- 20 vysoušeče, a vstup 72 přídavného vzduchu (obr. 12A), který umožňuje fluidní spojení mezi kanálem 73 přídavného vzduchu a směšovací skříní 70. Směšovací skříň 70 může také obsahovat volitelně úchyt 74 pro klapku druhé zóny. Přednostně je směšovací skříň 70 konstruována z nerezové oceli řady 300.
Alternativní provedení směšovací komory je zobrazeno na obr. ISA, 15B a 15C. Směšovací komora 70' nasává přídavný vzduch z oblasti pod spalovací zónou 30 oxidačního přístroje. Přídavný vzduch ochlazuje objímku 67, která zajišťuje spojení mezi spalovací zónou 30 a horkovzdušnou klapkou 60. To zároveň eliminuje nutnost použití dlouhého kanálu pro přídavný vzduch. Kromě toho, protože objem přídavného vzduchu není vždy pro dobré smísení postačující, provedení směšovací skříň 70' obsahuje volitelný prostředek 68 (obr. 15C) pro přidání recirkulačního vzduchu vysoušeče k přídavnému vzduchu ventilátoru.
Přídavný vzduch je přednostně dodáván transferovým ventilátorem s proměnlivou rychlostí, aby se předešlo nezbytnosti použití regulátoru pro řízení přívodu přídavného vzduchu. Přednostně alespoň část přídavného vzduchu je dodávána z oblasti zařízení, která uzavírá oxidační přístroj, jak ukazuje obr. 11, vhodnou větrací soustavou. Oxidační přístroj a větrací soustava, které mají povrchové teploty vyšší než je teplota okolního vzduchu, tento vzduch předehřívají. Zbytek přídavného vzduchu vstupuje do kanálu T3_ z okolního prostředí.
Ve směšovací komoře 70 (nebo 70' ) snižuje přídavný vzduch teplotu vzduchu přivedeného do vysoušeče. Nevyžadují se žádné speciální přívodní kanály k přívodním ventilátorům,
44 • 4 444 ·«·«««·»« 4 · 444« 4444
4« «44 ·· 44 44 ·4
- 21 protože teplota vzduchu vstupujícího do pouzdra vysoušeče je dostatečně nízká (600°F až 1000°F) k tomu, aby se zabránilo poškození jakýchkoliv částí. Rovněž speciální příčkování uvnitř vysoušeče zajišťuje řádné promíchání vzduchu uvnitř vysoušeče. Takové příčkování je popsáno v patentu US 5,857,270, který je zde odkazem uváděn. Pro dodávku vzduchu do dvou sousedních zón se vyžaduje pouze jedna vysokoteplotní klapka. Pokud je to požadováno, lze na výstup z druhé zóny instalovat regulační klapku, ta však nemusí být vyrobena z vysoce legovaného slitinového materiálu, postačující je standardní nerezová ocel řady 300. Nevyžadují se žádná přímá napojení na vstupy do přívodního ventilátoru.
Po sepnutí ventilu na oxidačním přístroji může dojít při vysokých rychlostech výfuku k drobným poruchám tlaku pouzdra vysoušeče. Zejména když se ventil uzavře, je proudící tekutina odražena zpět ke svému zdroji. K potlačení těchto poruch tlaku lze použít tlumicí zařízení jako je například uzavírací ventil ve výfukovém potrubí z vysoušeče k oxidačnímu přístroji. Tlumicí zařízení snižuje rázový impuls utlumením energie pomocí tření nebo změn hybnosti, jako jsou expanze a kontrakce. Barometrický ventil je příkladem uzavíracího ventilu, který zabraňuje zpětnému toku vzduchu a krátkým impulsům vzduchu, aby vstoupily do pouzdra vysoušeče a natlakovaly jej nad atmosférický tlak nebo nad požadovaný tlak.
Pro určité pracovní podmínky bude množství těkavých rozpouštědel ve výfukovém proudu vysoušeče menší než množství požadované pro autotermální činnost. Aby bylo možné se vyhnout použití spalovacího hořáku pro zajištění dodatečné energie, je možné do systému zavést dodatečné palivo, jako například do • t ·« * · • · ·· «« ······«· * • · · · · · · · · ·« ··· ·· ·· *· ··
- 22 výfukového proudu, k zajištění potřebné energie. Přednostním palivem je zemní plyn nebo jiné konvenční palivové plyny nebo kapaliny. Eliminace činnosti hořáku je výhodná, protože spalovací vzduch vyžadovaný pro činnost hořáku snižuje účinnost oxidačního přístroje a může způsobit tvorbu NOx. Zavedení palivového plynu lze dosáhnout snímáním teploty na určitých místech, například ve výměníkových sloupcích. Teplotní senzory mohou být umístěny například v každém z výměníkových loží, přibližně 18 palců pod vrchem teplosměnného média v každém loži. Jakmile začne normální činnost zařízení, spalitelný palivový plyn se aplikuje k pracovnímu plynu pomocí T-spojení předtím, než pracovní plyn vstoupí do teplosměnného sloupce, na základě průměru teplot detekovaných senzory v každém teplosměnném loži. Pokud poklesne průměr nasnímaných teplot pod předem stanovenou hodnotu, přidá se ke znečištěnému odtoku, který vstupuje do oxidačního přístroje, přídavný palivový plyn. Podobně pokud průměr nasnímaných teplot stoupne nad předem stanovenou hodnotu, přidávání palivového plynu se zastaví.
Alternativně může být teplota spalovací zóny nepřímo řízena pomocí měření a řízení energetického obsahu výfukového vzduchu vstupujícího do oxidačního přístroje. K měření celkového obsahu rozpouštědla plus paliva výfukového vzduchu na vhodném místě po přídavném vstříknutí dodatečného paliva lze použít vhodný Lower Explosive Limit (LEL) senzor jako je senzor dostupný od Control Instruments Corporation. Toto měření se pak použije pro modulaci, vhodným řídicím prostředkem, vstřikovací rychlosti paliva pro udržení konstantní, předem stanovené úrovně celkového obsahu paliva, typicky v rozsahu od 5 do 35% LEL, a přednostně v rozsahu od 10 do 20% LEL. Pokud je LEL naměřené senzorem pod požadovanou • · 444
1 44 • 4 444 44 +44 4 4 · 4444 4 · 4 ·
444 44 44 4* 4·
- 23 hodnotou, zvýší se rychlost vstřikování dodatečného paliva například otevřením řídicího ventilu 9. Pokud je naměřené LEL nad požadovanou hodnotou, sníží se rychlost vstřikování dodatečného paliva například uzavřením ventilu 9. V případě, že obsah rozpouštědla z vysoušecího procesu je vyšší než je požadovaná LEL nastavená hodnota i tehdy, když se nevstřikuje žádné palivo, je možné zvýšit výfukovou rychlost z vysoušecího procesu, aby se snížila hodnota LEL, například nastavením toku výfukovým ventilátorem 30. Takové nastavení výfukového toku je odborníkům dobře známé a lze jej přednostně dosáhnout pohonem ventilátoru 30 s proměnlivou rychlostí nebo pomocí regulátoru toku.
Pokud se koncentrace spalitelných součástí v plynu, který má být zpracován v oxidačním zařízení, příliš zvýší, vzniknou v zařízení nadměrné teploty, které mohou vyvolat poškození. Aby se těmto nadměrným teplotám ve spalovací zóně zabránilo, plyny, které by normálně prošly chladicím teplosměnným sloupcem, mohou být místo toho odvedeny kolem tohoto sloupce, a poté sloučeny s jinými plyny, které již byly ochlazeny následkem svého normálního průchodu chladicím teplosměnným sloupcem. Sloučené plyny pak mohou být vypuštěny do atmosféry. U integrované vysoušeči aplikace je však tuto horkou obtokovou metodu obtížné v prostoru, který je k dispozici, zavést. Proto se dává přednost zvýšení množství vzduchu, který obtéká směrem ven směřující lože, a jeho vedení do pouzdra vysoušeče. Tato navíc získaná energie je pak absorbována vodním odpařovacím hadem umístěným v proudu přívodního nebo odpadního vzduchu vysoušeče jak ukazuje obr, 13.
• · *·· * · ·· · · · » · »»·»····* · • * · · · · · *··* ·· ··· ·· ·· ·· ··
- 24 Obr. 16A, B a C ukazují různá alternativní provedení vynálezu, u nichž je regenerační oxidační přístroj uspořádán se svislými loži 81, 82. Na obr. 16A je znázorněno přívodní potrubí 83 vedoucí ke svislým ložím 81, 82, a na obr. 16B zpětné potrubí 84 od loží. Obr. 16C ukazuje čelní pohled, s odkrytým předním krytem, do vnitřku vysoušeče. Pro odborníka v oboru je zřejmé, že shora popsané provedení se neomezuje na dvě svislá lože, ale že je možné použít lože tři nebo více loží.

Claims (23)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Vysoušeč pro síť materiálu s integrovaným regeneračním zdrojem tepla, obsahující obal pouzdra, který obsahuje vstup pro síť a výstup pro síť, prostorově oddělený od vstupu, množství přívodních zón, množství trysek pro vysoušení sítě, regenerační zdroj tepla obsahující alespoň jeden teplosměnný sloupec, který má vstup pro plyn a výstup pro plyn, je ve spojení se spalovací zónou, a obsahuje teplosměnný materiál, ventilový prostředek pro střídavé směrování plynu z vysoušeče do vstupu pro plyn uvedeného alespoň jednoho teplosměnného sloupce, a směšovací komoru, která je ve spojení se spalovací zónou a množstvím přívodních zón, přijímá přídavný vzduch z vnějšku obalu vysoušeče pomocí ventilátoru s proměnlivou rychlostí a mísí přídavný vzduch se vzduchem ze spalovací zóny a dodává tento smísený vzduch do množství přívodních zón.
  2. 2. Vysoušeč podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň dva teplosměnné sloupce.
  3. 3. Vysoušeč podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že alespoň některé z uvedeného množství trysek jsou flotační trysky pro flotační nesení sítě v obalu pouzdra.
  4. 4. Vysoušeč podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že teplosměnný materiál je kombinace řídce uloženého média a strukturovaného média.
  5. 5. Vysoušeč podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že teplosměnný materiál je monolit.
    φ φ φφ φ φ ·»· φφ φφφφφ φφφφ · φφ · φφφφ φφφφ ·· φφφ φφ φφ ·· ··
    - 26
  6. 6. Vysoušeč podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že dále obsahuje zachycovací komoru, která má vstup ve spojení s uvedeným ventilovým prostředkem.
  7. 7. Vysoušeč podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že dále obsahuje prostředek pro zavedení spalitelného paliva do uvedeného alespoň jednoho teplosměnného sloupce.
  8. 8. Vysoušeč podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že teplosměnný materiál obsahuje katalyzátor.
  9. 9. Vysoušeč podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že teplosměnný sloupec má první konec a druhý konec prostorově oddělený od prvního konce a umístěný blíže ke spalovací zóně než první konec, přičemž teplosměnný materiál v teplosměnném sloupci je uspořádán v teplosměnném sloupci tak, že alespoň část materiálu bližší ke druhému konci je skloněna vzhledem k vodorovnému směru.
  10. 10. Vysoušeč podle nároku 9, vyznačující se tím, že uvedená část teplosměnného materiálu bližší k druhému konci je skloněna pod úhlem větším než je úhel, pod nímž je skloněn teplosměnný materiál bližší prvnímu konci.
  11. 11. Vysoušeč podle nároku 9, vyznačující se tím, že úhel, pod nímž je skloněn teplosměnný materiál bližší prvnímu konci, je 0°, a úhel, pod nímž je skloněn teplosměnný materiál bližší druhému konci, je 1 až 10°.
    φ φ φφφ φ ·
    - 27
  12. 12. Vysoušeč podle nároku 9, vyznačující se tím, že úhel, pod nímž je skloněn teplosměnný materiál bližší druhému konci, je 1,6°.
  13. 13. Vysoušeč podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje prostředek snímání teploty v regeneračním zdroji tepla a k němu obtokový prostředek pro odvedení části plynů z regeneračního zdroje tepla, když prostředek snímání teploty naměří předem určenou hodnotu teploty.
  14. 14. Vysoušeč podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje senzor pro snímání koncentrace těkavého organického rozpouštědla uvedeného plynu směrovaného do vstupu pro plyn.
  15. 15. Vysoušeč podle nároku 7, vyznačující se tím, že dále obsahuje senzor pro snímání koncentrace těkavého organického rozpouštědla uvedeného plynu směrovaného do uvedeného vstupu, přičemž množství zavedeného spalitelného paliva je voleno v závislosti na detekované koncentraci.
  16. 16. Vysoušeč podle nároku 1, vyznačující se tím, že teplosměnný materiál obsahuje množství desek umístěných mezi prvním uložením monolitických bloků na prvním konci teplosměnného sloupce a druhým uložením monolitických bloků na druhém konci teplosměnného sloupce.
  17. 17. Vysoušeč podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje regulační prostředek, přidružený ke spalovací zóně a směšovací komoře, pro řízení množství plynu, který plyne ze spalovací zóny ke směšovací komoře.
    « · ··· · · ·· · · · * · ·»·····*· · « · · ···· « ·» · ·· ··· ·· ·· ·· ··
  18. 18. Vysoušeč podle nároku 17, vyznačující se tím, že regulační prostředek obsahuje pouzdro, lopatku a hřídel.
  19. 19. Vysoušeč podle nároku 17, vyznačující se tím, že regulační prostředek je vyroben z vysoce legovaných slitinových materiálů,
  20. 20. Způsob vysoušení běžící sítě materiálu, podle kterého se přepraví síť do vysoušeče, který má vysoušeči atmosféru a množství přívodních zón, ohřátý vzduch se přivádí na síť množstvím trysek, část atmosféry vysoušeče se natahuje do integrovaného regeneračního tepelného výměníku obsahujícího alespoň jeden teplosměnný sloupec obsahující teplosměnný materiál a ve spojení se spalovací zónou pro ohřátí uvedené atmosféry vysoušeče, těkavé nečistoty přítomné v atmosféře vysoušeče se spalují v integrovaném regeneračním tepelném výměníku, část spáleného plynu se směruje ze spalovací zóny ke směšovací komoře ve spojení s množstvím přívodních zón, zavádí se přídavný vzduch z vnějšku obalu vysoušeče do směšovací komory ventilátorem s proměnlivou rychlostí, mísí se přídavný vzduch s částí spáleného plynu ve směšovací komoře, a uvedená směs se směruje k jedné nebo více tryskám v množství přívodních zón.
  21. 21. Vysoušeč podle nároku 1, vyznačující se tím, že směšovací komora obsahuje vstup pro přídavný vzduch, vstup pro vzduch ze spalovací zóny a výstup pro směs přídavného vzduchu a vzduchu spalovací zóny.
    φ φ ΦΦΦ
    ΦΦΦ* φ φ
    Φ Φ · · Φ φ· ΦΦΦ ·Φ • Φ φ Φ ΦΦ ·· t * Φ ·· - 29 - Vysoušeč podle nároku 21, vyznačuj ící s e tím, že směšovací komora dále obsahuje vstup pro recirkulační vzduch z obalu vysoušeče.
  22. 23. Vysoušeč pro síť materiálu s integrovaným regeneračním zdrojem tepla, obsahující obal pouzdra, který obsahuje vstup pro síť a výstup pro síť, prostorově oddělený od vstupu, množství trysek pro vysoušení sítě, regenerační zdroj tepla obsahující alespoň první a druhý teplosměnný sloupec, kde každý sloupec má vstup pro plyn a výstup pro plyn, je ve spojení se spalovací zónou, a obsahuje teplosměnný materiál, ventilový prostředek pro střídavé směrování plynu z vysoušeče do vstupu pro plyn jednoho z uvedených alespoň prvního a druhého teplosměnného sloupce, a vodní odpařovací cívku v obalu pouzdra a ve spojení se spalovací zónou, přičemž část plynu ve spalovací zóně obchází jeden z prvního a druhého teplosměnného sloupce a je vedena k vodní odpařovací cívce.
  23. 24. Způsob vysoušení běžící sítě materiálu, podle kterého se přepraví síť do obalu vysoušeče, který má vysoušeči atmosféru, ohřátý vzduch se přivádí na síť množstvím trysek, část atmosféry vysoušeče se natahuje do integrovaného regeneračního tepelného výměníku obsahujícího alespoň první a druhý teplosměnný sloupec obsahující teplosměnný materiál a ve spojení se spalovací zónou pro ohřátí uvedené atmosféry vysoušeče, těkavé nečistoty přítomné v atmosféře vysoušeče se spalují v integrovaném regeneračním tepelném výměníku, a jeden z prvního a druhého teplosměnného sloupce se obchází směrováním části plynu ze spalovací zóny k vodní odpařovací cívce ve spojení se spalovací zónou.
CZ20032133A 2001-01-12 2001-11-21 Web dryer with fully integrated regenerative heat source and control thereof CZ20032133A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/759,681 US6651357B2 (en) 2001-01-12 2001-01-12 Web dryer with fully integrated regenerative heat source and control thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ20032133A3 true CZ20032133A3 (en) 2004-03-17

Family

ID=25056560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20032133A CZ20032133A3 (en) 2001-01-12 2001-11-21 Web dryer with fully integrated regenerative heat source and control thereof

Country Status (8)

Country Link
US (2) US6651357B2 (cs)
EP (1) EP1350069A4 (cs)
JP (2) JP3962686B2 (cs)
AU (1) AU2002219933B2 (cs)
CA (2) CA2432109C (cs)
CZ (1) CZ20032133A3 (cs)
MX (1) MXPA03006183A (cs)
WO (1) WO2002055946A1 (cs)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7066091B2 (en) * 2003-06-16 2006-06-27 R.R. Donnelley & Sons Company Methods and apparatus for controlling impurity levels in an enclosed printing press environment
US7017280B2 (en) * 2003-06-27 2006-03-28 General Electric Company Clothes dryer apparatus and method
JP4319532B2 (ja) * 2003-12-03 2009-08-26 富士フイルム株式会社 帯状体の加熱方法および帯状体加熱装置
WO2005085730A2 (en) 2004-03-02 2005-09-15 Nv Bekaert Sa Infrared drier installation for passing web
FR2867263B1 (fr) * 2004-03-02 2006-05-26 Solaronics Irt Installation de sechage pour une bande defilante, notamment pour une bande de papier
JP3919798B2 (ja) * 2005-06-28 2007-05-30 シャープ株式会社 洗濯乾燥機
GB2428569B (en) 2005-07-30 2009-04-29 Dyson Technology Ltd Dryer
GB0515749D0 (en) 2005-07-30 2005-09-07 Dyson Technology Ltd Drying apparatus
GB0515754D0 (en) 2005-07-30 2005-09-07 Dyson Technology Ltd Drying apparatus
GB0515750D0 (en) 2005-07-30 2005-09-07 Dyson Technology Ltd Drying apparatus
GB2434094A (en) 2006-01-12 2007-07-18 Dyson Technology Ltd Drying apparatus with sound-absorbing material
GB2434095B (en) * 2006-01-17 2011-08-17 Dyson Technology Ltd Drying Apparatus
US7958650B2 (en) * 2006-01-23 2011-06-14 Turatti S.R.L. Apparatus for drying foodstuffs
JP4527670B2 (ja) 2006-01-25 2010-08-18 東京エレクトロン株式会社 加熱処理装置、加熱処理方法、制御プログラムおよびコンピュータ読取可能な記憶媒体
US7877895B2 (en) 2006-06-26 2011-02-01 Tokyo Electron Limited Substrate processing apparatus
SE532746C2 (sv) * 2008-06-11 2010-03-30 Bio Energy Dev North Ab Förfarande och apparatur för framställning av torrefierat lignocellulosamaterial
US8142727B2 (en) * 2008-12-09 2012-03-27 Eisenmann Corporation Valveless regenerative thermal oxidizer for treating closed loop dryer
AU2010256680B2 (en) 2009-06-05 2013-04-18 Durr Systems, Inc. Improved infrared float bar
JP2014502365A (ja) 2010-11-01 2014-01-30 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. プリンタの蒸気処理の予熱
JP5993628B2 (ja) * 2012-06-21 2016-09-14 株式会社ミマキエンジニアリング インクジェット記録装置
WO2017148540A1 (en) * 2016-03-04 2017-09-08 Hewlett-Packard Development Company L.P. Curing apparatus
EP3378989B1 (en) * 2017-03-20 2019-10-09 Valmet Technologies Oy Arrangement and method for monitoring a yankee cylinder

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2936162A (en) 1956-07-26 1960-05-10 Wulff Process Company Ceramic checker and assembly thereof
US3870474B1 (en) 1972-11-13 1991-04-02 Regenerative incinerator systems for waste gases
US3895918A (en) 1973-01-16 1975-07-22 James H Mueller High efficiency, thermal regeneration anti-pollution system
GB1429972A (en) * 1973-08-24 1976-03-31 Duur Kg Otto Process of and apparatus for heating circulating air in drying quipment
US4046318A (en) * 1976-02-18 1977-09-06 Mervyn Ripley Automatic boiler damper
GB1504218A (en) * 1976-04-26 1978-03-15 Whiteley Ltd Driers for textile materials
US4270283A (en) * 1979-01-10 1981-06-02 Ellis James F Air recycling apparatus for drying a textile web
US4337585A (en) 1979-07-26 1982-07-06 Hebrank William H Heat recovery and air preheating apparatus for textile dryer ovens
US4343769A (en) * 1980-08-11 1982-08-10 W. R. Grace & Co. Catalytic solvent vapor incinerating apparatus
US4390123A (en) * 1980-12-01 1983-06-28 Mccabe Francis J Thermally activated, automatic, single blade damper and damper operator
DE8122473U1 (de) * 1981-07-31 1983-05-19 Sachs Systemtechnik Gmbh, 8720 Schweinfurt Torsionsschwingungsdämpfer mit seitenverschieblichem Dämpfelement
US4491300A (en) * 1981-11-27 1985-01-01 Amsted Industries Incorporated Valve with improved sealing structure
US4398700A (en) * 1982-09-29 1983-08-16 Midland-Ross Corporation Annealing furnace with an improved cooling section
US4501318A (en) 1982-09-29 1985-02-26 Hebrank William H Heat recovery and air preheating apparatus
DE3635833A1 (de) 1986-10-22 1988-05-05 Hilmar Vits Durchlauftrockner fuer materialbahnen, insbesondere offset-trockner und verfahren zum thermischen betreiben eines durchlauftrockners
FR2621377B1 (fr) * 1987-10-02 1989-12-01 Abg Semca Segment d'etancheite pour vanne a papillon
EP0326228A1 (en) 1988-01-29 1989-08-02 Stork Contiweb B.V. Heating appliance
US5207008A (en) 1988-06-07 1993-05-04 W. R. Grace & Co.-Conn. Air flotation dryer with built-in afterburner
US4966228A (en) 1989-02-16 1990-10-30 Sedum Corporation Regenerative gas-to-gas heat exchanger
NL8902825A (nl) 1989-11-15 1991-06-03 Stork Contiweb Droger met verbeterde configuratie van de luchtkanalen.
US5303484A (en) * 1992-04-09 1994-04-19 Thermo Electron Web Systems, Inc. Compact convective web dryer
US5240403A (en) * 1992-09-01 1993-08-31 Moco Thermal Industries, Inc. Regenerative thermal oxidation apparatus and method
US5259411A (en) * 1992-11-02 1993-11-09 The Field Controls Division Of Heico, Inc. Flow control
US5601789A (en) * 1994-12-15 1997-02-11 W. R. Grace & Co.-Conn. Raw gas burner and process for burning oxygenic constituents in process gas
US5555635A (en) * 1995-01-18 1996-09-17 W. R. Grace & Co.-Conn. Control and arrangement of a continuous process for an industrial dryer
US5640784A (en) * 1995-03-21 1997-06-24 W.R. Grace & Co.-Conn. Non-contact flotation web guide/dryer
US5937535A (en) * 1996-10-15 1999-08-17 M&R Printing Equipment, Inc. Dryer assembly for curing substrates
DE19713529A1 (de) * 1997-04-01 1998-10-08 Heidelberger Druckmasch Ag Trockner für eine Materialbahn mit Abgasezirkulation
DE19717187A1 (de) 1997-04-24 1998-10-29 Pagendarm Technologie Gmbh Vorrichtung zur Behandlung, insbesondere Trocknung von Materialbahnen
DE69920684T2 (de) * 1998-05-07 2006-02-23 MEGTEC Systems, Inc., De Pere Warenbahntrockner mit völlig integrierter regenerativer heizquelle
US6213758B1 (en) * 1999-11-09 2001-04-10 Megtec Systems, Inc. Burner air/fuel ratio regulation method and apparatus
US6264464B1 (en) * 2000-05-12 2001-07-24 Megtec Systems, Inc. Angled bed for regenerative heat exchanger

Also Published As

Publication number Publication date
US20030096208A1 (en) 2003-05-22
US6681497B2 (en) 2004-01-27
CA2432109A1 (en) 2002-07-18
EP1350069A4 (en) 2011-01-19
CA2693283A1 (en) 2002-07-18
JP3962686B2 (ja) 2007-08-22
JP2007183095A (ja) 2007-07-19
WO2002055946A1 (en) 2002-07-18
US20020092198A1 (en) 2002-07-18
CA2693283C (en) 2012-05-08
JP2004521301A (ja) 2004-07-15
AU2002219933B2 (en) 2005-10-06
CA2432109C (en) 2011-01-04
MXPA03006183A (es) 2003-12-11
US6651357B2 (en) 2003-11-25
EP1350069A1 (en) 2003-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ20032133A3 (en) Web dryer with fully integrated regenerative heat source and control thereof
JP3866919B2 (ja) 再生式熱源完全統合型ウェブ乾燥機
AU2002219933A1 (en) Web dryer with fully integrated regenerative heat source and control thereof
US4942676A (en) Control system for air flotation dryer with a built-in afterburner
WO2010132143A2 (en) Regenerative heat exchanger and method of reducing gas leakage therein
JP4121457B2 (ja) 2チャンバ型再生式酸化装置用モジュールvoc閉じ込めチャンバ
AU2002355927A1 (en) Modular voc entrapment chamber for a two-chamber regenerative oxidizer
MXPA00010726A (en) Web dryer with fully integrated regenerative heat source