DE19882466C2

DE19882466C2 - Verfahren und Anordnung zur Rückgewinnung von Wärme aus Abluft in einem Vakuumsystem einer Papier-,Karton- oder Stoffmaschine

Info

Publication number: DE19882466C2
Application number: DE19882466T
Authority: DE
Inventors: Pertti Heikkilae
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Metso Paper Oy
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 2002-04-25
Anticipated expiration: 2018-05-30
Also published as: FI102625B1; FI972322A0; WO1998056986A1; FI102625B; DE19882466T1; AU7533798A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung gemäß den Oberbegriffen der beigefügten unabhängigen Ansprüche zur Rückgewinnung von Wärme aus Ab luft in dem Vakuum- bzw. Unterdrucksystem einer Papier-, Karton- oder Stoffmaschine.

Ein solches Verfahren bzw. eine solche Anordnung ist bei spielsweise aus der GB 12 16 858 bekannt. Darin ist ein Wärmerückgewinnungssystem für einen Trockner beschrieben, mit dem Wärme aus angesaugter feuchter Trocknerabluft einen Wasserkreislauf erwärmt. Diese Wärmerückgewinnung kann zweistufig erfolgen, d. h. zunächst wird ein Wasserkreislauf in einem ersten Wärmetauscher erwärmt, wonach die Abluft aus dem ersten Wärmetauscher zur Erwärmung eines zweiten Wasserkreislaufs genutzt wird. Dieser Wärmeaustausch kann in einem Wärmetauscher oder durch Einsprühen von Wasser in die Abluft aus dem ersten Wärmetauscher und anschließendes Sammeln des erwärmten Wassers erfolgen.

In den Sieb- und Pressenpartien einer Papiermaschine wird Wasser mechanisch aus der Bahn gezogen. Ein Vakuumsystem wird verwendet, um die Entwässerung zu intensivieren, wobei mit diesem Vakuumsystem ein für die Entwässerung benötigter Unterdruck in Saugkästen, Saugwalzen, etc. dadurch auf rechterhalten wird, dass von diesen der zur Aufrechterhal tung des Unterdrucks notwendige Luftstrom herausgezogen wird. Neben einer Entwässerung wird das Vakuum auch bei spielsweise benötigt für einen Bahntransfer und zur Filz konditionierung in der Sieb- und Pressenpartie. Zusammen mit von den Vakuumsystemen kommender Abluft wird Wärme, die wiedergewonnen werden soll, aus den Prozessen abgeleitet.

Für ziemlich lange Zeit sind entweder Ringwasserpumpen oder Mehrstufenzentrifugalgebläse in den Vakuumsystemen von Pa pier-, Karton- oder Stoffmaschinen verwendet worden. In Ringwasserpumpen kühlt Abdichtwasser die Abluft bis zu ei nem solchen Ausmaß ab, dass es nicht Wert ist, die Abluft in einer Wärmerückgewinnung anzuwenden. Somit wird Abluft von den Ringwasserpumpen normalerweise geradewegs abgelei tet.

Die Ablufttemperatur eines Mehrstufenzentrifugalgebläses, eines sogenannten Turbogebläses, beträgt etwa 120-160°C und die Feuchtigkeit etwa 100-150 gH₂O/kg Trockenluft. Die Aus beute solcher Abluft in der Wärmerückgewinnung ist wertvoll und auch generelle Praxis. Es ist typisch für Mehrstufen zentrifugalgebläse, dass Saugluft auch zwischen den Stufen entnommen wird, so dass die Saugstellen, die den größten Unterdruck erfordern, alle Stufen passieren, und Saugstel len, die weniger Unterdruck erfordern, lediglich durch so viele Stufen gehen, wie es für das besondere Unterdruckni veau erforderlich ist. Von dem Gebläse kommende Abluft ent hält dann eine Mischung aus Luft von allen Saugstellen, wo bei diese als ein Einzelstrom zu einer Wärmerückgewinnung gefördert werden kann.

Einzelstufenhochgeschwindigkeitszentrifugalgebläse ohne Zwischenauslässe, die kleiner und beträchtlich billiger sind als die Mehrstufenzentrifugalgebläse, repräsentieren die neueste Technologie bei Vakuumgebläsen. Aufgrund ihrer geringen Größe können diese Gebläse nahe eines jeden, einer Saugung unterworfenen Elements installiert werden, und zwar beispielsweise auf dem Papiermaschineniveau, wobei für die se Gebläse kein separater Kellerboden benötigt wird. Im Ge gensatz zu dem Vorhergehenden erfordern es Einzelstufenge bläse, dass ein separates Gebläse für jedes Unterdruckni veau vorgesehen ist. Abluftströme, die von verschiedenen Druckniveaus kommen, mischen sich nicht automatisch mitein ander, außer sie werden kombiniert. Abluftströme von den unteren Druckniveaus sind relativ kalt, so dass es generell nicht profitabel ist, diese zur Wärmerückgewinnung zu nut zen. Andererseits sollte es möglich sein, die Abluftströme von den höheren Druckniveaus zu nutzen.

Es ist bereits früher vorgeschlagen worden, dass von den Mehrstufenzentrifugalgebläsen kommende heiße Abluft ange wendet wird, indem sie direkt zu der Trocknungspartie ge leitet wird, um als eine Zusatzluft verwendet zu werden. Allerdings werden diese Arten von Anordnungen nicht länger gebaut und sind aufgrund verschiedener Probleme sogar die alten auseinander gebaut worden. Derzeit ist es somit emp fehlenswert, dass von den Zentrifugalgebläsen kommende Ab luft verwendet wird zur Erwärmung von Zusatzluft von Pa pier-, Karton- und Stoffmaschinen in separaten Plattenwär metauschern. Es ist dann oftmals notwendig, lange Kanalpar tien zum Transfer der Abluft von den Saugstellen zu den Wärmetauschern in der Trocknungspartie anzuordnen. Es kann immer noch profitabel sein, die von den Mehrstufenzentrifu galgebläsen kommende Abluft zu transportieren, wobei es al lerdings nicht profitabel erscheint, verschiedene Abluft ströme von Einzelstufenzentrifugalgebläsen, die in ver schiedenen Saugstellen, beispielsweise in dem Nassende der Papiermaschine, angeordnet sind, zu der Trocknungspartie zu transportieren.

Somit liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes Verfahren und eine Anordnung zur Wärme rückgewinnung aus Abluft in Vakuumgebläsen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren bzw. der Anordnung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 bzw. 9 gelöst.

Luft wird aus einer Saugstelle typischerweise bei einer Temperatur von 35-45°C und einem Unterdruck von 10-70 kPa bezogen auf dem atmosphärischen Druck entnommen; wobei die se relativ zu der Feuchtigkeit bei dieser Temperatur und den Druckniveaus gesättigt ist. Somit wird der Wasseranteil der Luft größer, je größer der Unterdruck an der Saugstelle ist. Demgemäß gilt: Je mehr die Luft in dem Gebläse erwärmt wird, desto größer ist der Unterdruck an der Saugstelle.

Somit verschaffen die Saugstellen mit verschiedenen Unter druckniveaus nach den Turbogebläsen Abluftströme, deren Temperatur und Feuchtigkeit größer werden, je größer der Unterdruck an der Saugstelle ist.

In der Wärmerückgewinnung gilt: Je größer die Temperatur und die Feuchtigkeit der Abluft sind, desto nützlicher ist die Abluft, da einerseits der Abluft-Energiegehalt größer ist und andererseits dieser für die Erwärmung des wärmeauf nehmenden Stromes zu einer größeren Temperatur verwendet werden kann. Wenn die Abluft einen großen Feuchtigkeitsge halt hat, findet ein Wärmetransfer in großem Maßstab da durch statt, dass der in der Luft enthaltene Dampf auf den Wärmetransferoberflächen der Wärmetauscher kondensiert. Dies geschieht, wenn die Temperatur an der Wärmetransfer oberfläche unterhalb der Taupunkttemperatur für Abluft ist. Die Taupunkttemperatur für Abluft ist umso größer, je grö ßer dessen Feuchtigkeitsniveau ist.

Durch ein separates Führen von Abluftströmen mit verschie denen Temperatur- und Feuchtigkeitsniveaus durch eine Wär merückgewinnung ist es möglich, das Gegenstromprinzip für Wärmetransfer in einer besseren Weise anzuwenden als in ei ner Situation, in der verschiedene Abluftströme vor der Wärmerückgewinnung miteinander vermischt werden.

Durch die Erfindung ist es möglich, Wärmeenergie von aus Einzelstufenzentrifugalgebläsen kommenden heißen Abluft strömen zur Wärmerückgewinnung optimal zu nutzen.

Mit der Erfindung ist es möglich, Wärme aus Abluft in Tur bogebläsen ohne lange Abluft-Transportkanäle rückzugewin nen. Ferner kann mit der Erfindung Wärme aus Abluft in Zentrifugalgebläsen in einer optimalen Weise für verschie denartige Zwecke zurückgewonnen werden.

Die Anordnung ermöglicht es, einen oder mehrere Ströme ei nes wärmeaufnehmenden Mediums mit verschiedenen Abluftströ men zu erwärmen, so dass die Temperatur- und Feuchtigkeits niveaus der Abluftströme und die Temperaturniveaus der wär meaufnehmenden Ströme relativ zu dem Wärmetransfereffekt optimiert werden. Somit ist es möglich, die Abluftströme separat optimal zu nutzen, wobei die Temperaturdifferenz derselben über 20°C und selbst über 40°C sein kann.

Die Abluftströme von Einzelstufenzentrifugalgebläsen können beispielsweise zur Erwärmung von frischem Prozesswasser, Rückwasser/Wasser vom Siebwassersammelbecken, Umlaufwasser in dem Papiermaschinenraum und Zusatzluft in der Trock nungspartie verwendet werden.

Typischerweise werden die verschiedenen Abluftströme ver wendet, um einen wärmeaufnehmenden Strom zu erwärmen, wobei dessen Eintritt mit dem kältesten Abluftstrom überein stimmt, und dessen Austritt mit dem heißesten Abluftstrom übereinstimmt. Andererseits können die Abluftströme natür lich verwendet werden, um mehrere verschiedene wärmeaufneh mende Ströme zu erwärmen, in welchem Falle der heißeste Ab luftstrom vorteilhafterweise verwendet wird zur Erwärmung einer Strömung eines Mediums, das eine größere Temperatur hat, oder eines Mediums, das auf eine größere Temperatur zu erwärmen ist.

Ein Wärmetransfer in dem Wärmerückgewinnungsturm findet ty pischerweise in Plattenwärmetauscherzellen einer Luft/Wasser-Bauart statt, wobei dies auch in Plattenwärme tauscherzellen einer Luft/Luft-Bauart oder beispielsweise, sofern Prozesswasser erwärmt wird, selbst mit Rieseltürmen oder einer Kombination dieser Wärmetauscher, stattfinden kann.

Typischerweise bewegt sich jeder Abluftstrom durch ver schiedene Wärmetauscherzellen in dem Wärmerückgewinnungs turm. Falls erwünscht, kann eine Wärmetauscherzelle, ein Plattenwärmetaucher, etc. allerdings über eine Abtrennung in zwei oder mehrere Teile unterteilt sein, wobei einer der Abluftströme eingeführt werden kann, um durch den ersten Teil zu verlaufen, und der zweite der Abluftströme durch den zweiten Teil verläuft, so dass sich die Abluftströme im Wesentlichen nicht miteinander vermischen.

Die verschiedenartigen Abluftströme sind vorteilhafterweise eingerichtet, um durch den Wärmerückgewinnungsturm - durch den gesamten Turm oder lediglich durch einen Teil davon - zu verlaufen, und zwar als benachbarte und parallele Ab luftströme durch die Seite an Seite angeordneten Wärmetau scherzellen. Die Abluftströme werden vorteilhafterweise le diglich am Ausgang des Wärmerückgewinnungsturmes oder in einem separaten, unterhalb des Turmes angeordneten Bodenbe hälterteil kombiniert.

Falls erwünscht ist es natürlich möglich, einen Teil der Abluftströme von unten nach oben durch den Wärmerückgewin nungsturm zu führen, und einen anderen Teil der Abluftströ me von oben nach unten zu führen, so dass diese Abluftstromteile in Gegenrichtungen relativ zueinander verlaufen. Es ist natürlich auch denkbar, dass die verschiedenen Ab luftströme bereits im Wärmerückgewinnungsturm miteinander kombiniert werden, bevor sie durch einen der letzten Wärme tauscherzellen gefördert werden.

Die Anordnung der Erfindung ermöglicht es, die heißen Ab luftströme, die als Nebenprodukte aus den verschiedenen Einzelstufenzentrifugalgebläsen erzeugt wurden, in vieler lei Anwendungen zu befördern. Somit können die Abluftströme beispielsweise zu Wärmerückgewinnungstürmen nahe den, einer Saugung unterworfenen Elementen geführt werden, die sich in der Umgebung des Siebes oder der Pressenpartie befinden. Andererseits kann Abluft zu den Wärmerückgewinnungstürmen gefördert werden, die bereits in der Trocknungspartie der Papiermaschine vorhanden sind, oder zu einem separaten Turm in der Trocknungspartie. Die kältesten Abluftströme mit dem geringsten Feuchtigkeitsanteil, die etwa 30% des Gesamt luftstromes aufweisen können, können ungenutzt belassen werden, sofern für diese keine Anwendung gefunden wird. An dererseits haben etwa 30% der Abluftströme derart große Temperaturen und Feuchtigkeitsniveaus, dass aus diesen rückgewonnene Wärme äußerst profitabel ist.

Separate Wärmerückgewinnungstürme, die nahe von, in dem Nassende einer Papiermaschine einer Saugung unterworfenen Elementen angeordnet sind, beispielsweise Rückwassertürme, Frischwassertürme oder Prozesswassertürme oder Kombinatio nen davon, können die folgenden Vorteile verschaffen: ge ringer Platzverbrauch, kurze Kanäle erforderlich, geringe Investitionskosten und hohe Einsparungen im Energiepotenzi al. Eine profitable Wärmerückgewinnung aus Abluft in Pro zesswasser, Rückwasser oder Umlaufwasser wird mit lediglich einem Wärmerückgewinnungsturm erzielt.

Sofern nicht ausreichend Bedarf besteht, verschiedenes Was ser zu erwärmen, können die Abluftströme oder ein Teil da von zu dem Wärmerückgewinnungsturm in der Trocknungspartie geführt werden, so dass diese verwendet werden können zur Erwärmung von zunächst der Zusatzluft (make-up air) in der Trocknungspartie und sekundär von einigen der oben erwähn ten Wasserströme. In den Wärmerückgewinnungstürmen in der Trocknungspartie kann eine Wärmerückgewinnung aus dem Hau benabluftstrom auch kombiniert werden mit einer Wärmerück gewinnung aus dem Abluftstrom der Turbogebläse.

Nachfolgend wird die Erfindung ausführlicher anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Wärmerückgewin nungsanordnung; und

Fig. 2 bis 7 schematische Ansichten weiterer Wärmerück gewinnungsanordnungen der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine schematische und beispielhafte Ansicht eines Wärmerückgewinnungsturmes 12, der in Verbindung mit einer Sieb- und Pressenpartie 10 einer Papiermaschine ange ordnet ist, welcher Turm zur Rückgewinnung von Wärme aus zwei Abluftströmen 22 und 24 verwendet wird, die mittels Turbogebläsen 18 und 20 aus zwei verschiedenen Unterdruck niveaus 14 und 16 ausgelassen werden. In diesem Falle be trägt beispielsweise ein Unterdruck jeweils am ersten Un terdruckniveau 14 beispielsweise 45 kPa und am zweiten Un terdruckniveau 16 65 kPa, so dass die Temperatur des ersten Luftstromes 22 102°C beträgt und die des zweiten Abluft stromes 160°C. Die Feuchtigkeit des Stromes 22 beträgt je weils 95 gH₂O/kg Trockenluft, wobei die Feuchtigkeit des Stromes 16 160 gH₂O/kg Trockenluft beträgt.

Die beiden benachbarten Wärmetauscherzellengruppen 26 und 28 in dem Wärmetauscherturm 12 sind jeweils mit drei über einander gelagerten Wärmetauscherzellen versehen. Die erste Gruppe 26 hat aufeinanderfolgend die Wärmetauscherzellen 26', 26", 26''', wobei die zweite Gruppe 28 die Wärmetau scherzellen 28', 28" und 28''' aufweist, so dass jeweils der erste Abluftstrom 22 durch die ersten Zellen 26' bis 26''' geführt wird und der zweite Abluftstrom durch die zweiten Zellen 28' bis 28''' geführt wird. Die Abluftströme 22 und 24 mischen sich, während sie durch die Wärmetau scherzellen strömen, nicht miteinander.

Der wärmeaufnehmenden Mediumstrom 30, wie etwa Prozesswas ser, Umlaufwasser oder Rückwasser, ist eingerichtet, um durch die Wärmetauscherzellen in einen Wärmetransferkontakt mit den Abluftströmen 22, 24 zu strömen. Die Abluftströme und der Mediumstrom vermischen sich nicht miteinander, wäh rend diese durch den Wärmerückgewinnungsturm strömen. Auf grund der großen Wassermenge wird der Mediumstrom 30 in Form von drei Teilströmen 30', 30", 30''' zunächst durch die erste Wärmetauscherzellengruppen 26 von geringerer Tem peratur derart geführt, dass jeder Teilstrom 30'-30''' durch eine Wärmetauscherzelle 26'-26''' geführt wird. Von der ersten Wärmetauscherzellengruppe 26 werden die Medium ströme 30'-30''' weiter zu den Wärmetauscherzellen 28'- 28''' höherer Temperatur und durch diese hindurch aus dem Wärmerückgewinnungsturm geführt. Außerhalb des Turmes wer den die Teilmediumströme in einen beheizten Mediumstrom 32 kombiniert.

Die in den Wärmetauscherzellen gekühlten Abluftströme 22, 24 werden von dem Wärmerückgewinnungsturm durch einen un terhalb des Turmes befindlichen Bodenbehälterteil 34 ausge lassen. Das Bodenbehälterteil enthält Tropfenabscheider 36 zum Separieren des kondensierten Wassers.

In der erfindungsgemäßen Anordnung kann derselbe Wärmerück gewinnungsturm natürlich auch mehr als zwei benachbarte Wärmetauscherzellengruppen aufweisen, wobei zusätzlich zu den drei gezeigten Zellen jede Gruppe lediglich eine, zwei oder mehr als drei separate Zellen aufweisen kann. Die Me diumströme sind jeweils in zweckmäßige Anteile unterteilt. Die Mediumströme, die verschiedene Temperaturen aufweisen, wenn diese aus den Wärmetauscherzellen 28'-28''' heraustre ten, müssen natürlich nicht in einen Strom kombiniert wer den, sofern sie als separate Ströme anwendbar sind.

In Fig. 2 ist eine Wärmerückgewinnungsanordnung der in Fig. 1 gezeigten Bauart gezeigt, in der allerdings zwei ver schiedene Medien unter Anwendung der Abluftströme, die in dem vorangegangenen Beispiel gezeigt sind, erwärmt werden. Wo anwendbar, werden in Fig. 2 dieselben Bezugszeichen wie in der Fig. 1 verwendet. Ein heißeres Medium, beispiels weise ein Prozesswasserstrom 38 von 30 kg/s und 50°C, kann in den ersten Wärmetauscherzellen 26' und 28' weiter bis zu der Temperatur von 59°C in der Bewegungsrichtung der Ab luftströme erwärmt werden. Ein kälteres Medium, beispiels weise ein Umlaufwasserstrom 40 mit der Temperatur von 25°C aus dem Maschinenraum, welches eine beträchtliche Menge an Glykol enthält und aufgrund der großen Wassermenge in zwei Teilströme 40', 40" unterteilt ist, wird bis zu der Tempe ratur von 42°C in den Wärmetauscherzellen 26", 28" und 26''' und 28''' erwärmt.

In Fig. 3 ist eine weitere Wärmerückgewinnungsanordnung ähnlich der in Fig. 1 gezeigt, in der zwei Medien ver schiedener Temperaturen mittels der in dem vorangegangenen Beispiel gezeigten Abluftströme erwärmt werden. In diesem Fall ist - im Vergleich zu der Abwandlung in Fig. 2 - der Verlauf der Mediumströme etwas unterschiedlich abgewandelt.

Wo anwendbar, werden in Fig. 3 dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet. In diesem Fall ist der heißere Medi umstrom 44 eingerichtet, um lediglich durch die Wärmetau scherzellen 28'-28''' zu strömen, die in Wärmetransferkon takt mit dem heißeren Abluftstrom 24 sind, und befindet sich dieser im Gegenstrom zu dem Abluftstrom 24, d. h. er wird durch die Zelle 28''' eingebracht und aus der Zelle 28' genommen. Somit es ist möglich, beispielsweise Prozess wasser von 60 kg/s und 40°C auf 53°C zu erwärmen. In diesem Falle ist der kältere Mediumstrom 46 jeweils angeordnet, um lediglich durch die Wärmetauscherzellen 26'-26''' zu strö men, die sich in einem Wärmetransferkontakt mit dem kälte ren Abluftstrom 22 befinden, und zwar im Gegenstrom zu dem Abluftstrom 22, d. h. dieser wird durch die Zelle 26''' ein gebracht und durch die Zelle 26' herausgebracht. Somit kann Umlaufwasser von 60 kg/s und 25°C auf 37°C erwärmt werden.

Aus der Fig. 4 ist eine dritte Wärmerückgewinnungsanord nung bekannt, die der in Fig. 1 gleicht, in welcher ein Medium erwärmt wird. In diesem Fall ist der Verlauf der Me diumströme im Vergleich zu den Änderungen gemäß Fig. 2 und 3 etwas unterschiedlich abgewandelt. Wo anwendbar, wer den in Fig. 4 dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 ver wendet. In diesem Fall wird der Mediumstrom 48 in den Wär merückgewinnungsturm 12 am Ausgang des kälteren Abluft stroms 22 durch die letzte Wärmetauscherzelle 26''' in der ersten Wärmetauscherzellengruppe eingeführt, und wird die ser weiter im Gegenstrom zum Abluftstrom 22 geführt. Von der ersten Wärmetauscherzelle 26' in dieser Gruppe wird der Mediumstrom zu der zweiten Wärmetauscherzellengruppe 28 zum Ausgang des zweiten heißeren Abluftstroms 24 geführt und von dort weiter im Gegenstrom zu dem heißeren Abluftstrom 24. Schließlich wird der Mediumstrom aus dem Wärmerückge winnungsturm durch die heißeste Wärmetauscherzelle 28' geleitet. Somit kann Prozesswasser von 30 kg/s und 5°C auf 56°C erwärmt werden.

In Fig. 5 ist ein Wärmerückgewinnungsturm gezeigt, der an stelle von zwei Wärmetauscherzellengruppen 26 und 28 drei benachbarte Wärmetauscherzellengruppen 26, 27, 28 aufweist. In diesem Fall kann die heißere Abluft 24 durch zwei Wärme tauscherzellengruppen 28 und 27 geleitet werden. Der heiße, aus dem Wärmerückgewinnungsturm kommende Abluftstrom wird anschließend zunächst durch die Wärmetauscherzellengruppe 28 geleitet, in welcher der Mediumstrom 30 abschließend er wärmt wird, bevor er aus dem Turm 12 ausgelassen wird. Von der untersten Zelle 28''' wird der immer noch relativ heiße Abluftstrom abermals bis zu dem Niveau der ersten Zellen geleitet und, gesehen von dem Mediumstrom aus, zu der o bersten Zelle 27' der vorangegangenen Wärmetauscherzellen gruppe 27 geleitet. Der Abluftstrom 24 wird aus dem Turm durch die Zelle 27''' ausgelassen. Der Abluftstrom 24 kann einfach von der Zelle 28''' entlang eines in Fig. 5 nicht gezeigten Kanals zu der Zelle 27' transferiert werden. Mit der Anordnung gemäß Fig. 5 können die Abluftströme zur Er wärmung von Prozesswasser von 60 kg/s und 50°C bis zu der Temperatur von 61°C verwendet werden.

Fig. 6 beschreibt eine Anordnung ähnlich der in Fig. 5; allerdings wird in dieser Anordnung Abluft sowohl ausgehend von dem Abluftstrom 22 als auch dem Strom 24 zu der Wärme tauscherzellengruppe 27 geleitet. Von dem Abluftstrom 22 bewegt sich ein Teil 22' durch die Wärmetauscherzellengrup pe 26 und ein Teil 22" durch die Wärmetauscherzellengruppe 27. Nach der Zelle 28''' wird der Abluftstrom 24 weiter ge leitet, um als Abluftstrom 24' ausgehend von Zelle 27' zur Zelle 27''' durch die Wärmetauscherzellengruppe 27 zu ver laufen, sofern die Temperatur des Abluftstromes 24 in der Wärmetauscherzellengruppe 28 nicht wesentlich unter die Temperatur des Abluftstroms 22 gefallen ist. Der mit Hilfe von Thermometern 49 und 49' gemessene Temperaturunterschied ΔT der Abluftströme 22 und 24' wird verwendet, um eine Steuerklappeneinrichtung 50 einzustellen, die den Abluft strom 24' unmittelbar zu dem Bodenbehälterteil 34 des Tur mes führt, sofern ΔT anzeigt, daß die Temperatur des Ab luftstroms 24' derart gering ist, dass sie den Abluftstrom 22" übermäßig abkühlen würde, wenn diese damit gemischt werden würde. Allerdings strömt ein Teil des Abluftstromes 22, d. h. der Strom 22", durch die Wärmetauscherzellengrup pe 27.

In Fig. 7 ist noch eine etwas unterschiedliche Wärmerück gewinnungsanordnung gezeigt, in der die Abluftströme 22 und 24 von dem unteren Teil des Turmes 12 zu Rieseltürmen 52 und 54 gefördert werden, in welchen Prozesswasser 58 von 40 kg/s und 35°C auf Prozesswasser 58' von 41 kg/s und 63°C erwärmt wird.

Claims

1. Verfahren zur Rückgewinnung von Wärme aus Abluft in einem Vakuumsystem einer Papier-, Karton- oder Stoffmaschi ne unter Anwendung eines Wärmerückgewinnungsturmes (12), so dass
ein gewünschtes, unterschiedliches Unterdruckniveau (14, 16) in zwei oder mehreren, einer Saugung unterworfenen Elementen oder in Gruppen von einer Saugung unterworfenen Elementen mit Hilfe eines Vakuumgebläses (18, 20) aufrecht erhalten wird;
der Abluftstrom (22, 24), der mit Hilfe des Vakuumge bläses (18, 20) ausgehend von einem einer Saugung unterwor fenen Element oder einer Gruppe von einer Saugung unterwor fenen Elementen ausgelassen wird, zu einem Wärmerückgewin nungsturm (12) gefördert wird; und
Wärme vom Abluftstrom (22, 24) über Wärmetauscherzel len (26; 27; 28) in dem Wärmerückgewinnungsturm (12) zu ei nem wärmeaufnehmenden Mediumstrom (30; 38; 40) transferiert wird;
dadurch gekennzeichnet, dass
zwei oder mehrere Abluftströme (22, 24), die mit Hilfe von zumindest zwei verschiedenen, verschiedene Unterdruck niveaus vorsehenden Vakuumgebläsen (18, 20) aus zwei oder mehreren, einer Saugung unterworfenen Elementen oder aus Gruppen von einer Saugung unterworfenen Elementen ausgelas sen werden, als separate Abluftströme (22, 24) zu dem Wär merückgewinnungsturm (12) gefördert werden, in welchem die separaten Abluftströme (22, 24) dazu gebracht werden, durch verschiedene Wärmetauscherzellen (26; 27; 28) derart zu passieren, dass sie sich im Wesentlichen nicht miteinander vermischen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei verschiedene Abluftströme (22, 24) dazu gebracht werden, sich durch den gesamten Wärmerückgewin nungsturm als parallele Abluftströme zu bewegen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der separaten Abluftströme (22, 24) dazu gebracht wird, sich in dem Wärmerückgewinnungsturm durch mehrere Wärmetauscherzellen zu bewegen, die in der Richtung des Abluftstromes aufeinanderfolgend angeordnet sind, wobei in den verschiedenen Wärmetauscherzellen Wärme zu verschiedenen wärmeaufnehmenden Mediumströmen transfe riert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein wärmeaufnehmender Mediumstrom dazu ge bracht wird, sich in dem Wärmerückgewinnungsturm (12) zu mindest durch zwei Wärmetauscherzellen (26; 28) zu bewegen, durch welche verschiedene Abluftströme (22, 24) derart pas sieren, dass Wärme ausgehend von den zumindest zwei ver schiedenen Abluftströmen zu dem wärmeaufnehmenden Medium strom transferiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei wärmeaufnehmende Mediumströme dazu gebracht wer den, im Wärmerückgewinnungsturm jeweils durch eine unter schiedliche Wärmetauscherzelle zu strömen, durch die sich Abluftströme derart bewegen, dass Wärme ausgehend von den beiden Abluftströmen zu den beiden wärmeaufnehmenden Medi umströmen transferiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Wärme mittels eines Plattenwärmetauschers in den Wär metauscherzellen in einen flüssigen Mediumstrom (38), wie etwa Prozesswasser oder Umlaufwasser, oder in einen gasför migen Mediumstrom, wie etwa Haubenzusatzluft, rückgewonnen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Wärme im Wärmetauscherturm mittels eines Rieselturmes (52, 54) in das Prozesswasser, etc. rückgewonnen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Abluftströme zu dem Wärmerückgewinnungsturm ge fördert werden, wobei die Temperatur der Ströme zumindest 90°C und der Temperaturunterschied zumindest etwa 15°C, be vorzugt zumindest etwa 40°C beträgt.

9. Anordnung zur Rückgewinnung von Wärme aus Abluft in einem Vakuumsystem einer Papier-, Karton- oder Stoffmaschi ne, mit
zumindest zwei Vakuumgebläsen (18, 20), wie etwa Ein zelstufenturbogebläse oder parallel verbundene Turbogeblä segruppen, zur Erzeugung von Unterdruck in den einer Sau gung unterworfenen Elementen oder in den Gruppen von einer Saugung unterworfenen Elementen der Vakuumanordnung;
einem Wärmerückgewinnungsturm (12) mit zumindest zwei Wärmetauscherzellen zur Wärmerückgewinnung von den Abluft strömen (22, 24) der Turbogebläse;
Elementen zum Fördern der Abluftströme von den Vaku umgebläsen zu dem Wärmerückgewinnungsturm (12); Elementen zum Fördern der Abluftströme durch den Wär merückgewinnungsturm; und
Elementen zum Fördern des wärmeaufnehmenden Medium stromes durch den Wärmerückgewinnungsturm;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anordnung Elemente aufweist zum Leiten von zumin dest zwei separaten Abluftströmen (22, 24) von zumindest zwei separaten, verschiedene Unterdruckniveaus vorsehenden Vakuumgebläsen (18, 20) oder parallel verbundenen Vakuumge bläsegruppen als separate Abluftströme zu dem Wärmerückge winnungsturm (12) und durch zumindest einen Teil davon.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmerückgewinnungsturm aufweist
eine erste Wärmetauscherzelle (26) und Elemente zum Fördern des ersten Abluftstromes (22) durch die erste Zel le;
eine zweite Wärmetauscherzelle (28) und Elemente zum Fördern des zweiten Abluftstromes (24) durch die zweite Zelle; und
Elemente zum Leiten des wärmeaufnehmenden Mediums auf einanderfolgend durch die erste und die zweite Wärmetau scherzelle, so dass es sich alternierend mit dem ersten und dem zweiten Abluftstrom in Wärmeaustauschkontakt befindet.

11. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Wärmetauscherzellen Plattenwär metauscher sind.

12. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Richtung des Abluftstromes nach den Wärmetau scherzellen (26, 28) ein Tropfenabscheider (36) in dem Wär merückgewinnungsturm angeordnet ist.

13. Anordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Ele mente zum Kombinieren der separaten Abluftströme nach dem Wärmerückgewinnungsturm oder an seinem Ende.

14. Anordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine oder mehrere sogenannte gemeinsame Wärmetauscher zellen (26, 27, 26) für zwei Abluftströme; und Elemente zum Leiten eines optionalen Abluftstroms durch die gemeinsame Wärmetauscherzelle.

15. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmerückgewinnungsturm ferner herkömmliche Wärme tauscherelemente für die Wärmerückgewinnung beispielsweise aus Haubenabluft aufweist.

16. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumgebläse (18, 20) Einzelstufenturbogebläse sind.

17. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmerückgewinnungsturm ein gemeinsames Bodenbe hälterteil (34) und einen gemeinsamen Auslasskanal für die separaten Abluftströme aufweist.

18. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Wärmetauscherzellen aus einer gemeinsa men Zellenstruktur mit Hilfe von einer Trennwand oder von Trennwänden gebildet sind, wodurch verhindert wird, dass sich die Abluftströme miteinander mischen.