DE102018121506A1

DE102018121506A1 - Method for operating a machine for producing or processing a fibrous web, in particular including a calender, and machine or calender for operating according to the method

Info

Publication number: DE102018121506A1
Application number: DE102018121506.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Walther; Sören Köster
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2018-09-04
Filing date: 2018-09-04
Publication date: 2020-03-05

Abstract

Ein Verfahren zum Betrieb einer Maschine zur Herstellung oder Bearbeitung einer Faserstoffbahn, insbesondere einschließlich eines Kalanders, oder eines Kalanders unter Einsatz wenigstens eines ersten thermischen Prozesses, ist dadurch gekennzeichnet, dass die bei dem wenigstens einen ersten thermischen Prozess freiwerdende Wärmeenergie exergetisch, insbesondere zur Stromgewinnung, genutzt wird.A method for operating a machine for producing or processing a fibrous web, in particular including a calender, or a calender using at least one first thermal process, is characterized in that the thermal energy released in the at least one first thermal process is exergetic, in particular for power generation, is being used.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Maschine zur Herstellung oder Bearbeitung einer Faserstoffbahn, insbesondere einschließlich eines Kalanders, oder eines Kalanders unter Einsatz wenigstens eines ersten thermischen Prozesses.The invention relates to a method for operating a machine for producing or processing a fibrous web, in particular including a calender, or a calender using at least one first thermal process.

Die Papierindustrie ist prädestiniert für einen großumfänglichen Betrieb unter Einsatz der Kraft-Wärme-Kopplung. Hinsichtlich des Dampfbedarfs und des Biogas-Potentials wird dieses Potential bereits in hohem Maße durch werkseigene Kraftwerke und/oder Blockheizkraftwerke erfüllt.The paper industry is predestined for large-scale operation using combined heat and power. With regard to the steam requirement and the biogas potential, this potential is already largely met by in-house power plants and / or combined heat and power plants.

Allerdings wird in einer Maschine zur Herstellung oder Bearbeitung einer Faserstoffbahn während des Fertigungsprozesses entstehendes thermisch verwertbares Gas gegenwärtig noch nicht genutzt.However, in a machine for producing or processing a fibrous web, thermally usable gas generated during the manufacturing process is not currently used.

Insbesondere in Brennern, beispielsweise in Pralllufttrocknern (Impingement-Trocknern) entstehende warme Abluft wird nicht wieder genutzt, was eine Exergieverschwendung darstellt und die Lufttrocknung zu einem teuren Prozess macht; dabei wird unter Exergie der Teil der Gesamtenergie eines Systems bezeichnet, der Arbeit verrichten kann, wenn dieses in das thermodynamische (thermische, mechanische und chemische) Gleichgewicht mit seiner Umgebung gebracht wird. Exergie ist ein Potential zwischen mindestens zwei Zuständen, wobei einer davon meist der Umgebungszustand ist.In particular in burners, for example in impingement dryers, warm exhaust air generated is not reused, which is a waste of exergy and makes air drying an expensive process; Exergy is the part of the total energy of a system that can do work if it is brought into thermodynamic (thermal, mechanical and chemical) equilibrium with its surroundings. Exergy is a potential between at least two states, one of which is usually the ambient state.

Im Stand der Technik sind Gasturbinen bekannt; sie haben einen hohen Verstromungswirkungsgrad, der jedoch einen großen Nebenstrom erfordert; dies bedeutet einen hohen Massenstrom und eine niedrige Ablufttemperatur. Infolge der hohen Verbrennungstemperatur entsteht auch ein hoher Schadstoffausstoß, insbesondere ein hoher Gehalt an Stickoxiden. Die Abluft lässt sich als Zuluft im Rahmen der Pralllufttrocknung oder der Schwebetrocknung nutzen. Der Gesamtwirkungsgrad ist niedrig, da nur eine geringe Rezirkulation möglich ist. Bei Verwendung der Abluft für Abhitzekessel ist der Gesamtwirkungsgrad niedrig, da die Luft aus dem Nebenstrom das Temperaturniveau verringert.Gas turbines are known in the prior art; they have a high power conversion efficiency, but this requires a large bypass flow; this means a high mass flow and a low exhaust air temperature. As a result of the high combustion temperature, there is also a high emission of pollutants, in particular a high nitrogen oxide content. The exhaust air can be used as supply air in the context of impingement drying or suspended drying. The overall efficiency is low because only a low recirculation is possible. When using the exhaust air for waste heat boilers, the overall efficiency is low because the air from the bypass reduces the temperature level.

Brennstoffzellen sind als Hochtemperatur-Brennstoffzellen für den Einsatz von Wasserstoff und einige andere Brennstoffe verfügbar. Hinsichtlich der Abgastemperatur gilt dasselbe wie für Gasturbinen.Fuel cells are available as high temperature fuel cells for the use of hydrogen and some other fuels. With regard to the exhaust gas temperature, the same applies as for gas turbines.

Aus DE 36 21 001 A1 und DE 10 2006 009 406 A1 ist die Zwischenkühlung nach einer Gasturbine zur Reduktion des Schadstoffausstoßes bei einer anschließenden Nachverbrennung in einem Abhitzekessel zur Dampferzeugung bekannt geworden. Dieses Konzept wird in einer Heißdampf-Dampferzeugung mit anschließender Stromerzeugung und Nutzung des Abdampfes in einer Trockenpartie einer Papiermaschine umgesetzt. Nachteilig an diesem System ist, dass sich die Wärme des Systems nur für eine Dampftrocknung oder eine Dampfheizung verwenden lässt.Out DE 36 21 001 A1 and DE 10 2006 009 406 A1 Intermediate cooling after a gas turbine to reduce pollutant emissions during subsequent afterburning in a waste heat boiler for steam generation has become known. This concept is implemented in a superheated steam generation with subsequent electricity generation and use of the exhaust steam in a dryer section of a paper machine. A disadvantage of this system is that the heat of the system can only be used for steam drying or steam heating.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb einer Maschine zur Herstellung oder Bearbeitung einer Faserstoffbahn, insbesondere einschließlich eines Kalanders, oder eines Kalanders der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass das Arbeitsvermögen eines Brennstoffs maximal genutzt wird.It is the object of the invention to improve a method for operating a machine for producing or processing a fibrous web, in particular including a calender, or a calender of the type mentioned at the beginning in such a way that the working capacity of a fuel is used to the maximum.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, wie in Patentanspruch 1 angegeben.According to the invention, this object is achieved, as stated in claim 1.

Nach der Erfindung soll das Arbeitsvermögen soweit ausgeschöpft werden, dass es vor der thermischen Verwertung exergetisch, beispielsweise zur Verstromung, genutzt wird.According to the invention, the working capacity should be exhausted to the extent that it is used exergetically, for example for electricity generation, before thermal utilization.

Die Erfindung ist einsetzbar an sämtlichen Maschinen zur Herstellung oder Weiterverarbeitung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Bedruckstoffbahn, beispielsweise an Papiermaschinen, Streichmaschinen, Tissuemaschinen und Kartonmaschinen, die mit einem, insbesondere durch Gas befeuerten, Impingement-(Prallluft-), Schwebeluft- oder Durchlufttrockner ausgestattet sind. Derartige Maschinen sind beispielsweise mit Yankee- und/oder TAD- (= Through Air Drying) Hauben oder mit Schwebelufttrocknern ausgestattet. Ebenso lässt sich die Erfindung bei Kalandern einsetzen, die insbesondere mit Gas befeuerte Kalander-Heizungen aufweisen.The invention can be used on all machines for the production or further processing of a fibrous web, in particular a printing web, for example on paper machines, coating machines, tissue machines and cardboard machines, which are equipped with an impingement (impingement), floating air or through-air dryer, in particular gas-fired . Such machines are equipped, for example, with Yankee and / or TAD (= through air drying) hoods or with floating air dryers. The invention can also be used for calenders which have gas-fired calender heaters in particular.

Die Erfindung bezieht sich ebenso auch auf eine Maschine zur Herstellung oder Bearbeitung einer Faserstoffbahn, insbesondere einschließlich eines Kalanders, oder auf einen alleinstehenden Kalander, wobei die Maschine bzw. der alleinstehende Kalander unter Einsatz wenigstens eines ersten thermischen Prozesses, insbesondere durch wenigstens einen Impingement-, Schwebeluft- oder Durchlufttrockner, betreibbar sind.The invention also relates to a machine for producing or processing a fibrous web, in particular including a calender, or to a stand-alone calender, the machine or the stand-alone calender using at least one first thermal process, in particular by at least one impingement, Floating air or through-air dryers can be operated.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine derartige Maschine so zu verbessern, dass sich die Wirtschaftlichkeit der Lufttrocknung nachhaltig erhöht und der Betrieb gegen Energiepreissteigerungen weitgehend unabhängig ist.It is the object of the invention to improve such a machine in such a way that the economy of air drying increases sustainably and the operation is largely independent of energy price increases.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Maschine ein Aggregat zur exergetischen Nutzung, insbesondere zur Stromgewinnung, der in dem wenigstens einen ersten thermischen Prozess freiwerdenden Wärmeenergie, insbesondere zur Stromgewinnung, umfasst.According to the invention, this object is achieved in that the machine comprises a unit for exergetic use, in particular for power generation, which comprises thermal energy released in the at least one first thermal process, in particular for power generation.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen. Advantageous developments of the invention result from the respective subclaims.

Vorzugsweise wird wenigstens ein Teil der bei dem ersten thermischen Prozess entstehenden Verbrennungsluft als rezirkulierende Luft, insbesondere zusammen mit Frischluft, mindestens einem Brenner zugeführt. Der Anteil der rezirkulierenden Luft, der dem Brenner zugeführt wird, liegt zwischen 0 und 1. Die rezirkulierende Luft wird von einem oder mehreren Impingement-, Schwebeluft-, Durchlufttrocknern wie Yankee- oder TAD-Hauben u. dgl. zusammen mit Frischluft mindestens einem Brenner zur Erzeugung heißer Trocknungsluft zugeführt. Bei Heizungsanlagen, insbesondere für Kalander als Teil einer Papiermaschine oder für außerhalb einer Papiermaschine alleinstehend betriebene Kalander entfällt die rezirkulierende Luft. Es wird in jedem Fall ein zur exergetischen Verwertung geeigneter Netto-Drucksprung während der Verbrennung erzeugt. Auch eine zweite Feuerung im Anschluss nach der exergetischen Nutzung ist erfindungsgemäß realisierbar, insbesondere unter Ausnutzung des in der Abluft der ersten Stufe noch vorhandenen Restsauerstoffs.At least part of the combustion air produced in the first thermal process is preferably fed as recirculating air, in particular together with fresh air, to at least one burner. The proportion of the recirculating air that is fed to the burner is between 0 and 1. The recirculating air is supplied by one or more impingement, floating air, through-air dryers such as Yankee or TAD hoods and the like. Like. At least one burner for generating hot drying air supplied together with fresh air. In heating systems, in particular for calenders as part of a paper machine or for calenders operated alone outside of a paper machine, the recirculating air is eliminated. In any case, a net pressure jump suitable for exergetic utilization is generated during the combustion. A second firing after the exergetic use can also be implemented according to the invention, in particular using the residual oxygen still present in the exhaust air from the first stage.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass das Exergiepotential in der hochwertigen Primärenergie ausgeschöpft wird, die der thermischen Nutzung, z. B. in einer Lufttrocknung oder einer Kalanderheizung, zugeführt wird. Damit wird das Einsatzfeld für die Kraftwärmekopplung insbesondere im Herstellungsprozess von Faserstoffbahnen erweitert. Das System hat eine hohe Elastizität und weist eine lange Betriebsdauer auf. Es entstehen nur niedrige Netto-Energiekosten. Die Schadstoffwerte sind ebenfalls niedrig.The solution according to the invention has the advantage that the exergy potential in the high-quality primary energy is exploited, the thermal use, z. B. is supplied in an air dryer or a calender heating. This extends the field of application for combined heat and power, particularly in the manufacturing process of fibrous webs. The system has a high elasticity and a long service life. There are only low net energy costs. The pollutant levels are also low.

Hierbei ist es von Vorteil, wenn als rezirkulierende Luft Trocknungsluft, Leckluft oder feuchte Leckluft eingesetzt wird.It is advantageous here if drying air, leakage air or moist leakage air is used as the recirculating air.

Vorzugsweise wird die rezirkulierende Luft in wenigstens einem Impingement-, Schwebeluft- oder Durchlufttrockner erzeugt wird.The recirculating air is preferably generated in at least one impingement, floating air or through-air dryer.

Ein vorteilhaftes erfindungsgemäßes Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die rezirkulierende Luft bei wenigstens einem zweiten thermischen Prozess genutzt wird.An advantageous method according to the invention is characterized in that the recirculating air is used in at least one second thermal process.

Mit Vorteil wird wenigstens der zweite thermische Prozess in einer Gasturbine durchgeführt wird.At least the second thermal process is advantageously carried out in a gas turbine.

Vorzugsweise wird die von der Gasturbine erzeugte Verbrennungsluft einer Zwischenkühlung unterworfen.The combustion air generated by the gas turbine is preferably subjected to intermediate cooling.

Vorzugsweise zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass die in der Zwischenkühlung freiwerdende Wärme zur Stromerzeugung eingesetzt wird.The method is preferably characterized in that the heat released in the intermediate cooling is used to generate electricity.

Von Vorteil ist es ebenso, wenn in dem Verfahren der Strom in einem ORC-Prozess („Organic Rankine Cycle“-Prozess), in einer Dampf-Wärme-Kraftmaschine, in einem Prozesstauscher für Prozesswärme, in einem Stirling-Motor, in einer Kältemaschine, insbesondere in einer Absorptionskältemaschine, in einer Wärmepumpe oder einem Wärmetransformator erzeugt wird.It is also advantageous if the process uses electricity in an ORC process ("Organic Rankine Cycle" process), in a steam-heat engine, in a process exchanger for process heat, in a Stirling engine, in a refrigeration machine , in particular in an absorption refrigerator, in a heat pump or in a heat transformer.

Ebenso ist von Vorteil, wenn die Abluft der Gasturbine, insbesondere in einem Heißlufttrockner oder in einer Kalanderheizung, nachverbrannt wird.It is also advantageous if the exhaust gas from the gas turbine is afterburned, in particular in a hot air dryer or in a calender heater.

Vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Verfahrens, gemäß der die Abluft der Gasturbine einer Wärmerückgewinnung zugeführt wird, insbesondere zu einer Zwischenkühlung oder zu dem wenigstens einen ersten thermischen Prozess.An embodiment of the method according to which the exhaust air of the gas turbine is fed to heat recovery is advantageous, in particular for intermediate cooling or for the at least one first thermal process.

Das Verfahren lässt sich vorteilhaft so durchführen, dass als erster thermischer Prozess ein Verpuffungsstrahltriebwerk betrieben wird, dem eine Turbine zur Durchführung eines zweiten thermischen Prozesses nachgeschaltet wird.The method can advantageously be carried out in such a way that a deflagration jet engine is operated as the first thermal process, followed by a turbine for carrying out a second thermal process.

Mit Vorteil lässt sich vorsehen, dass die Turbine ein Getriebe, eine Kupplung oder einen Generator antreibt.It can advantageously be provided that the turbine drives a transmission, a clutch or a generator.

Ein vorteilhaftes Verfahren zeichnet sich beispielsweise dadurch aus, dass dem Verpuffungsstrahltriebwerk rezirkulierende Luft, insbesondere mit Leckluft und Feuchte angereicherte Trocknungsluft, zur Brennerluftvorwärmung und/oder als Kühlluft für die nachgeschaltete Turbine zugeführt wird.An advantageous method is characterized, for example, in that recirculating air, in particular drying air enriched with leakage air and moisture, is fed to the deflagration jet engine for preheating the burner air and / or as cooling air for the downstream turbine.

Bei dem Verfahren wird in vorteilhafter Weise das Verpuffungsstrahltriebwerk, insbesondere Ventile des Verpuffungsstrahltriebwerks, durch Sensoren, insbesondere durch piezoelektrische Sensoren, gesteuert werden.In the method, the deflagration jet engine, in particular valves of the deflagration jet engine, is advantageously controlled by sensors, in particular by piezoelectric sensors.

Eine nach einem der oben beschriebenen Verfahren betriebene Maschine weist mit Vorteil eine Gasturbine auf. Es lassen sich kleine Gasturbinen einsetzen, die Verstromungswirkungsgrade von beispielsweise 25 % erreichen. Der Abluft-Sauerstoffgehalt beträgt beispielsweise etwa 16 %. Das hierbei verwendete Konzept entspricht dem aus den beiden eingangs genannten Patentdokumenten bekannten „System Hutter“.A machine operated according to one of the methods described above advantageously has a gas turbine. Small gas turbines can be used that achieve electricity efficiency of 25%, for example. The exhaust air oxygen content is, for example, about 16%. The concept used here corresponds to the "System Hutter" known from the two patent documents mentioned at the beginning.

Vorzugsweise wird eine Zwischenkühlung vorgesehen. Dies bedeutet, dass der Gasturbine eine Zwischenkühlvorrichtung, insbesondere eine Vorwärmvorrichtung zur Vorwärmung von Rezirkulationsluft, eine Dampfturbine, eine Maschine zur Durchführung eines ORC-Prozesses, ein Stirling-Motor, eine Kältemaschine oder ein Wärmetauscher, nachgeschaltet ist. Die Kältemaschine ist beispielsweise eine Absorptionskältemaschine; ebenso lassen sich ein Wärmetransformator oder eine Wärmepumpe einsetzen.Intermediate cooling is preferably provided. This means that the gas turbine has an intermediate cooling device, in particular a preheating device for preheating recirculation air, a steam turbine, and a machine for Implementation of an ORC process, a Stirling engine, a chiller or a heat exchanger, is connected downstream. The chiller is, for example, an absorption chiller; a heat transformer or a heat pump can also be used.

Mit Vorteil wird vorgesehen, dass von der Zwischenkühlung abgekühlte Verbrennungsluft einer Nachverbrennung, einem Heißlufttrockner und/oder einer Kalanderheizung zuführbar ist.It is advantageously provided that combustion air cooled by the intermediate cooling can be fed to an afterburning, a hot air dryer and / or a calender heating.

In der Gasturbine wird die Prozessabluft nachverbrannt. Dadurch lässt sich die Prozessabluft bis auf einen Rest-Sauerstoffanteil von bis zu 3 % ausschöpfen, während gleichzeitig Trocknungszuluft mit den geforderten Eigenschaften erzeugt wird.The process exhaust air is burned in the gas turbine. This means that the process exhaust air can be exhausted down to a residual oxygen content of up to 3%, while at the same time drying supply air with the required properties is generated.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Maschine ist vorgesehen, dass sie ein Verpuffungsstrahltriebwerk in Verbindung mit einer diesem nachgeschalteten Turbine umfasst.In another advantageous embodiment of the machine, it is provided that it comprises a deflagration jet engine in connection with a turbine connected downstream of it.

Vorzugsweise wird von dem Verpuffungsstrahltriebwerk erzeugte Trocknungsluft zur Brennerluftvorwärmung, insbesondere in einem Impingement-, Schwebeluft- oder Durchlufttrockner, eingesetzt.Drying air generated by the deflagration jet engine is preferably used for preheating the burner air, in particular in an impingement, floating air or through-air dryer.

Mit Vorteil ist die Maschine dadurch gekennzeichnet, dass das Verpuffungsstrahltriebwerk Flatterventile oder eine sensorgesteuerte Zuluftregelung, insbesondere eine piezoelektrisch gesteuerte Zuluftregelung, umfasst.The machine is advantageously characterized in that the deflagration jet engine comprises flap valves or a sensor-controlled supply air control, in particular a piezoelectrically controlled supply air control.

Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn das Verpuffungsstrahltriebwerk ein Gebläse umfasst.It is also advantageous if the deflagration jet engine comprises a blower.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zwischen dem Verpuffungsstrahltriebwerk und der Turbine ein Strömungsegalisierer angeordnet ist.According to a further advantageous embodiment, it is provided that a flow leveler is arranged between the deflagration jet engine and the turbine.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass dem Verpuffungsstrahltriebwerk und/oder der Turbine wenigstens ein Schalldämpfer zugeordnet ist und/oder dass das Verpuffungsstrahltriebwerk und/oder die Turbine, insbesondere zur Schalldämpfung, eine Einhausung aufweisen.It is preferably provided that at least one silencer is assigned to the deflagration jet engine and / or the turbine and / or that the deflagration jet engine and / or the turbine have a housing, in particular for soundproofing.

Das auch als Pulso-Schubrohr bezeichnete Verpuffungsstrahltriebwerk weist entweder Flatterventile oder eine vorzugsweise sensorgesteuerte piezoelektrische Zuluftregelung auf. Dem Verpuffungstrahltriebwerk ist eine Turbine mit einer Anbindung an ein Getriebe, eine Kupplung und einen Generator nachgeordnet. Die rezirkulierende, mit Leckluft und Feuchte angereicherte Trocknungsluft lässt sich teilweise zur Brennerluftvorwärmung und als Kühlluft für die nachgeschaltete Turbine und das Pulso-Schubrohr einsetzen.The deflagration jet engine, which is also referred to as the pulso thrust tube, has either flutter valves or a preferably sensor-controlled piezoelectric supply air control. A turbine with a connection to a gearbox, a clutch and a generator is arranged downstream of the deflagration jet engine. The recirculating drying air, which is enriched with leakage air and moisture, can be used partly for preheating the burner air and as cooling air for the downstream turbine and the pulso push tube.

Der hohe Kraftstoffverbrauch und die hohen Verbrennungstemperaturen sind in diesem Fall nicht störend, da letzten Endes eine thermische Nutzung angestrebt wird.The high fuel consumption and the high combustion temperatures are not disturbing in this case, since ultimately thermal use is sought.

Da Verpuffungstrahltriebwerke bekanntermaßen Lärm entwickeln, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, das Verpuffungstrahltriebwerk, insbesondere zusammen mit der Turbine, einzuhausen oder sowohl dem Verpuffungstrahltriebwerk als auch der Turbine Schalldämpfer vor- bzw. nachzuschalten. Zur Verringerung des Lärms lässt sich zwischen dem Verpuffungstrahltriebwerk und der Turbine auch ein Strömungsegalisierer anordnen.Since deflagration jet engines are known to develop noise, it is proposed according to the invention to house the deflagration jet engine, in particular together with the turbine, or to connect upstream or downstream of the silencers to both the deflagration jet engine and the turbine. A flow straightener can also be arranged between the deflagration jet engine and the turbine to reduce the noise.

Zur Schadstoffreduzierung kann ein Katalysator in den Luftstrom integriert werden. Der Vorteil des Einsatzes einer piezoelektrischen Steuerung sind ein einfacheres Anschwingen des Systems und Optimierungsmöglichkeiten im Betrieb sowie eine gegenüber dem Einsatz von Flatterventilen längere Lebensdauer. Das System lässt sich auch als Brenner mit einem Gebläse betreiben.A catalyst can be integrated into the air flow to reduce pollutants. The advantage of using a piezoelectric controller is that the system starts to vibrate more easily and that it can be optimized during operation, as well as having a longer service life than using flutter valves. The system can also be operated as a burner with a fan.

Durch die Erfindung lässt sich erreichen, dass die Kosten des für den thermischen Bedarf eingesetzten Gases mittels des erzeugten Stroms kompensiert werden. Die Abdampfturbine ist vorzugsweise ein Synchron-Turbogenerator, um dem Dampf möglichst viel Arbeit zu entziehen.The invention makes it possible to compensate for the cost of the gas used for the thermal requirement by means of the electricity generated. The steam turbine is preferably a synchronous turbogenerator to remove as much work as possible from the steam.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Ausführungsform der Erfindung mit einem Düsentrockner oder einem Prallströmungslufttrockner und
2 eine andere Ausführungsform mit einem Verpuffungstrahltriebwerk.

The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. Show it:

1 an embodiment of the invention with a nozzle dryer or a baffle air dryer and
2 another embodiment with a deflagration jet engine.

Ein Düsentrockner (1) umfasst einen Gastrockner 1, dem Verbrennungsluft 2 aus einem Verbrennungsvorgang und Frischluft 2 zugeführt werden. Dem Gastrockner 1 ist eine Einrichtung 4 zur Zwischenkühlung nachgeordnet, die entweder zur Vorwärmung von Rezirkulationsluft oder zum Betrieb einer Dampfturbine dient. Wenn zur Zwischenkühlung ein ORC-Aggregat (ORC = Organic Rankine Cycle), ein Stirling-Motor, eine Kältemaschine oder ein Wärmetauscher eingesetzt werden, lässt sich eine Abkühlung um 100 bis 150° C erzielen.A nozzle dryer ( 1 ) includes a gas dryer 1 , the combustion air 2 from a combustion process and fresh air 2 be fed. The gas dryer 1 is a facility 4 downstream for intermediate cooling, which either serves to preheat recirculation air or to operate a steam turbine. If an ORC unit (ORC = Organic Rankine Cycle), a Stirling engine, a refrigeration machine or a heat exchanger are used for intermediate cooling, cooling of 100 to 150 ° C can be achieved.

Dem aus der Einrichtung 4 herausströmenden Luftstrom wird gegebenenfalls weitere Verbrennungsluft 5 zugesetzt und einem Aggregat 6 zur Nachverbrennung zugeführt. Dem aus dem Aggregat 6 herausströmenden Luftstrom wird zur Kühlung Luft 7 aus der Einrichtung 4 zur Zwischenkühlung zugeführt. Der Luftstrom strömt über ein Ventil 8 entweder zu einem Heißlufttrockner 9 und/oder zu einer Kalanderheizung 10. Der in den Heißlufttrockner 9 einströmende Luftstrom wird an einem weiteren Ventil 11 nochmals aufgeteilt in einen Teilstrom, der in den Heißlufttrockner 9 eingeleitet wird, und einen weiteren Teilstrom 12, der zu der Einrichtung 4 zur Zwischenkühlung zurückgeleitet wird. Der Heißlufttrockner 9 gibt seinerseits Feuchte und Leckluft 12 ab, die über einen Abzug 13 für die Massenbilanz einer Vorrichtung 14 zur Wärmerückgewinnung zugeführt werden. In der Abluftleitung ist ein Ventil 15 angeordnet.The one from the facility 4 The air stream flowing out may become additional combustion air 5 added and an aggregate 6 fed for afterburning. The one from the unit 6 The air stream flowing out becomes air for cooling 7 from the facility 4 fed for intercooling. The air flow flows through a valve 8th either to a hot air dryer 9 and / or to a calender heater 10 , The one in the hot air dryer 9 incoming air flow is at another valve 11 again divided into a partial flow that goes into the hot air dryer 9 is initiated, and another substream 12 going to the facility 4 is returned to the intermediate cooling. The hot air dryer 9 in turn gives moisture and leakage air 12 starting with a deduction 13 for the mass balance of a device 14 be supplied for heat recovery. There is a valve in the exhaust air duct 15 arranged.

Anstelle der Gasturbine 1, der Einrichtung 4 und dem Aggregat 6 ist dem in 2 dargestellten Heißlufttrockner 9 ein Verpuffungstrahltriebwerk 20 in Verbindung mit einer Turbine 21 vorgeordnet. Frischluft F1, Kühlluft K1 und Rezirkulationsluft R1, die nach dem Gegenstromprinzip entlang der Turbine 21 und dem Verpuffungstrahltriebwerk 20 in Gegenrichtung zu der Strömung im Inneren des Verpuffungstrahltriebwerks 20 und der Turbine 21 entlangströmen, werden über ein eingangsseitiges Ventil 22 durch einen am Eingang des Verpuffungstrahltriebwerks 20 angebrachten Schalldämpfer 23 in das Verpuffungstrahltriebwerk 20 und durch die Turbine 21 hindurchgeführt. Über einen ausgangsseitigen Schalldämpfer 24 strömen die Gase aus der Turbine 21 heraus und werden dem Heißlufttrockner 9 zugeführt, der aufgebaut ist, wie anhand von 1 bereits dargestellt. Ebenfalls zur Schalldämpfung dient eine Einhausung 25, die das Verpuffungstrahltriebwerk 20 und die Turbine 21 gemeinsam umgibt.Instead of the gas turbine 1 , the establishment 4 and the aggregate 6 is that in 2 illustrated hot air dryer 9 a deflagration jet engine 20th in connection with a turbine 21 upstream. Fresh air F1 , Cooling air K1 and recirculation air R1 that work according to the counterflow principle along the turbine 21 and the deflagration jet engine 20th in the opposite direction to the flow inside the deflagration jet engine 20th and the turbine 21 flow along, are via an inlet-side valve 22 by one at the entrance to the deflagration jet engine 20th attached silencer 23 into the deflagration jet engine 20th and through the turbine 21 passed through. Via an output silencer 24 the gases flow out of the turbine 21 out and become the hot air dryer 9 fed, which is constructed as based on 1 already shown. A housing also serves to dampen noise 25th that the deflagration jet engine 20th and the turbine 21 surrounds together.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant has been generated automatically and is only included for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 3621001 A1 [0007]
DE 102006009406 A1 [0007]

Claims

Method for operating a machine for producing or processing a fibrous web, in particular including a calender, or a calender using at least one first thermal process, characterized in that the thermal energy released in the at least one first thermal process is used exergetically, in particular for generating electricity .

Procedure according to Claim 1 , characterized in that at least part of the combustion air generated in the first thermal process is fed as recirculating air, in particular together with fresh air, to at least one burner (9, 20).

Procedure according to Claim 2 , characterized in that drying air, leakage air or moist leakage air is used as the recirculating air and that the recirculating air is preferably generated in at least one impingement, floating air, hot air (9) or through-air dryer.

Procedure according to one of the Claims 2 to 3 , characterized in that the recirculating air is used in at least one second thermal process.

Procedure according to one of the Claims 1 to 4 , characterized in that at least the second thermal process is carried out in a gas turbine (1, 21).

Procedure according to Claim 5 , characterized in that the combustion air generated by the gas turbine (1, 21) is subjected to intermediate cooling (4).

Procedure according to one of the Claims 5 to 6 , characterized in that the exhaust air from the gas turbine (1, 21), in particular in a hot air dryer (9) or in a calender heater (10), is afterburned and that the exhaust air from the gas turbine (1, 21) is preferably fed to heat recovery, in particular for intermediate cooling (4) or for the at least one first thermal process.

Procedure according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that a deflagration jet engine (20) is operated as the first thermal process, followed by a turbine (21) for carrying out a second thermal process.

Procedure according to Claim 8 , characterized in that the turbine (21) drives a transmission, a clutch or a generator.

Procedure according to Claim 8 or 9 , characterized in that recirculating air, in particular drying air enriched with leakage air and moisture, is fed to the deflagration jet engine (20) for preheating the burner air and / or as cooling air for the downstream turbine (21).

For producing or processing a fibrous web, in particular including a calender, or stand-alone calenders, the machine or the single calender using at least one first thermal process, in particular by at least one impingement, Schwebeluft- or through-air dryer, operable in machine characterized that the machine or the calender comprises an aggregate for exergetic use, in particular for power generation, of the thermal energy released in the at least one first thermal process, in particular for power generation.

Machine after Claim 11 , characterized in that the unit is a gas turbine (1, 21).

Machine after Claim 12 that the gas turbine (1) is followed by an intermediate cooling device (4), in particular a preheating device for preheating recirculation air, a steam turbine, a machine for performing an ORC process, a Stirling engine, a refrigeration machine or a heat exchanger.

Machine after Claim 13 , characterized in that combustion air cooled by the intermediate cooling device (4) can be fed to an afterburning, a hot air dryer (9) and / or a calender heating (10).

Machine according to one of the Claims 11 to 14 , characterized in that it comprises a deflagration jet engine (20) in connection with a turbine (21) connected downstream thereof.