EP4709925A1 - Verfahren zur behandlung von abluft einer papier-, karton- und/oder tissue-herstellungsmaschine sowie zur durchführung eines solchen verfahrens eingerichtete anlage - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Abluft einer Papier-, Karton- und/oder Tissue-Herstellungsmaschine (2), das die Schritte aufweist: a) Zufuhr der aus einer Trocknerhaube (7) einer Trocknungsstation (5) der Herstellungsmaschine (2) austretenden, Geruchsstoffe und Wasserdampf aufweisenden Abluft in zumindest einen mit Kühl- und Waschwasser betriebenen Wäscher (3), b) Entfernen zumindest eines Teils der in der Abluft enthaltenen Geruchsstoffe und Kondensieren zumindest eines Teils des in der Abluft enthaltenen Wasserdampfes, indem die Abluft mit dem Kühl- und Waschwasser des Wäschers (3) in Kontakt gebracht wird, und c) Abführen des durch den Kontakt mit der Abluft erwärmten Kühl- und Waschwassers aus dem Wäscher (3) und Zuführen dieses erwärmten Kühl und Waschwassers in einen Wärmetauscher eines Wärmepumpenverdampfers (8) einer Wärmepumpe (4) zur Verdampfung des Wärmepumpenarbeitsmediums. Ferner betrifft die Erfindung eine Anlage (1) zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Description

Beschreibung

Verfahren zur Behandlung von Abluft einer Papier- , Karton- und/oder Tissue-Herstellungsmaschine sowie zur Durchführung eines solchen Verfahrens eingerichtete Anlage

Die vorliegende Erfindung betri f ft ein Verfahren zur Behandlung von Abluft einer Papier- , Karton- und/oder Tissue-Herstellungsmaschine . Ferner betri f ft die vorliegende Erfindung eine zur Durchführung eines solchen Verfahrens eingerichtete Anlage .

Papier- , Karton- und/oder Tissue-Herstellungsmaschinen der eingangs genannten Art sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt . Sie weisen normalerweise mehrere Stationen auf , die nach Art einer Fertigungsstraße hintereinander angeordnet sind, darunter eine Trocknungsstation, deren Haupt funktion darin besteht , zwischen, an und in den Fasern der in den vorhergehenden Stationen gefertigten Faserbahn vorhandenes Wasser, das mechanisch nicht beseitigt werden kann, thermisch zu entfernen . Hierzu wird die zu trocknende Faserbahn normalerweise über einen Zylinder geführt , dessen Wandung mit überhitztem Wasserdampf erhitzt wird . Die Faserbahn nimmt die Wärme des Zylinders auf , wodurch wiederum das in der Faserbahn enthaltene Wasser verdampft wird . Das bei der Erhitzung des Zylinders mittels überhitzten Dampfes entfallende Kondensat wird gesammelt , erneut überhitzt und dann wieder dem Zylinder zugeführt . Die nach dem Verdampfen des Wassers Geruchsstof fe und Wasserdampf aufweisende Abluft wird über eine Trocknerhaube der Trocknungsstation abgeführt . Diese Abluft ist sehr heiß und feucht . Entsprechend ent- stehen Dampf Schwaden beim Ablassen der Abluft in die Umgebungsluft , was nicht wünschenswert ist . Darüber hinaus ist die Abluft sehr geruchsintensiv, was ebenfalls unerwünscht ist und in Bezug auf die Herstellungsmaschine auch genehmigungsrechtliche Probleme nach sich ziehen kann . Zudem wird dem Prozess durch die feuchte Abluft Wasser entzogen, was nicht ressourcenschonend ist .

Zur zumindest teilweisen Behebung der zuvor genannten Probleme wurde bereits vorgeschlagen, die in der Abluft enthaltene Abwärme rückzugewinnen und beispielsweise zur Vorwärmung der Frischluft , zur Behei zung des Wassers , zur Behei zung der Maschinenhalle oder zur Fernwärmeversorgung einzusetzen .

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens bereitzustellen .

Zur Lösung dieser Aufgabe schaf ft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Behandlung von Abluft einer Papier- , Karton- oder Tissue-Herstellungsmaschine , das die Schritte aufweist : a) Zufuhr der aus einer Trocknerhaube einer Trocknungsstation der Herstellungsmaschine austretenden, Geruchsstof fe und Wasserdampf aufweisenden Abluft in zumindest einen mit Kühl- und Waschwasser betriebenen Wäscher, b) Entfernen zumindest eines Teils der in der Abluft enthaltenen Geruchsstof fe und Kondensieren zumindest eines Teils des in der Abluft enthaltenen Wasserdampfes , indem die Abluft mit dem Kühl- und Waschwasser des Wäschers in Kontakt gebracht wird, c) Abführen des durch den Kontakt mit der Abluft erwärmten Kühl- und Waschwassers aus dem Wäscher und Zuführen dieses erwärmten Kühl- und Waschwassers in einen Wärmetauscher eines Wärmepumpenverdampfers einer Wärmepumpe zur Verdampfung des Wärmepumpenarbeitsmediums .

Indem die in Schritt b ) aus der Trocknerhaube kommende , Geruchsstof fe und Wasserdampf aufweisende Abluft mit dem Kühl- und Waschwasser des Wäschers in Kontakt gebracht wird, werden zum einen in der Abluft enthaltene Geruchsstof fe vom Kühl- und Waschwasser aufgenommen, wodurch eine deutliche Herabsetzung der Geruchsbelastung beim Ablassen der Abluft in die Umgebung erzielt werden kann .

Zum anderen wird die Abluft durch das Kühl- und Waschwasser abgekühlt , was eine deutliche Reduktion der Schwadenbildung nach sich zieht . Das Kühl- und Waschwasser nimmt seinerseits Wärme von der Abluft auf und speist mit dieser Wärme in Schritt c ) den Wärmetauscher eines Wärmepumpenverdampfers einer Wärmepumpe . Die im Wärmetauscher abgegebene Wärme wird dann zum Verdampfen des Wärmepumpenarbeitsmediums genutzt . Entsprechend wird hier in der Abluft enthaltenen Abwärme rückgewonnen .

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach der Durchführung des Schrittes c ) das im Wärmetauscher des Wärmepumpenverdampfers abgekühlte Kühl- und Waschwasser zumindest teilweise zurück in den Wäscher geleitet , wodurch Ressourcen geschont werden .

Bevorzugt wird nach der Durchführung des Schrittes c ) ein Teil des im Wärmetauscher des Wärmepumpenverdampfers abgekühlten Kühl- und Waschwassers vom Kühl- und Waschwasserstrom abgetrennt und einer Wasseraufbereitung zugeführt , beispielsweise einer Kläranlage . Hier können die im Kühl- und Waschwasser enthaltenen Geruchsstof fe geklärt werden .

Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein Kondensatstrom aus der Trocknungsstation der Herstellungsmaschine abgeführt , einem Wärmetauscher eines Wärmepumpenkondensators der Wärmepumpe zugeführt , durch Wärmetausch mit dem Wärmepumpenarbeitsmedium verdampft und im verdampften Zustand wieder zurück in die Trocknungsstation der Herstellungsmaschine geleitet . Auf diese Weise wird die der Abluft entzogene Abwärme dem Fertigungsprozess wieder zugeführt .

Ferner schaf ft die vorliegende Erfindung zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe eine Anlage umfassend eine Papier- , Karton- , Faserbahn- oder Tissue-Herstellungs-ma- schine mit einer zumindest eine Trocknerhaube aufweisenden Trocknungsstation, zumindest einen Wäscher und eine Wärmepumpe mit einem Wärmepumpenverdampfer, einem Wärmepumpenverdichter, einem Wärmepumpenkondensator und einer Wärmepumpendrossel , wobei die Anlage zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist .

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich . Darin ist

Figur 1 eine schematische Ansicht einer Anlage gemäß einer ersten Aus führungs form der vorliegenden Erfindung und

Figur 2 eine schematische Ansicht einer Anlage gemäß einer zweiten Aus führungs form der vorliegenden Erfindung . Gleiche Bezugs zi f fern beziehen sich nachfolgend auf gleiche oder gleichartige Bauteile .

Figur 1 zeigt eine Anlage 1 gemäß einer Aus führungs form der vorliegenden Erfindung, die als Hauptkomponenten eine Papier- , Karton- oder Tissue-Herstellungsmaschine 2 , einen Wäscher 3 und eine Wärmepumpe 4 aufweist .

Die Herstellungsmaschine 2 umfasst eine Reihe von nach Art einer Fertigungsstraße hintereinander angeordneten Stationen, darunter eine Trockenstation 5 mit zumindest einem Zylinder 6 und zumindest einer Trocknerhaube 7 . Die Wärmepumpe 3 weist in bekannter Weise einen Wärmepumpenverdampfer 8 , einen Wärmepumpenverdichter 9 , einen Wärmepumpenkondensator 10 und eine Wärmepumpendrossel 11 auf . Der Zylinder 6 der Trocknungsstation 5 der Herstellungsmaschine 2 und der Wärmetauscher des Wärmepumpenkondensators 10 sind über eine Wasserdampf zuführleitung 12 und eine Kondensatrückführleitung 13 miteinander verbunden . Ferner führt von der Trocknerhaube 7 eine Abluft zuführleitung 14 zum Wäscher 3 und eine Abluftauslassleitung 15 aus dem Wäscher 3 hinaus . Der Wäscher 3 wird über eine Kühl- und Waschwasserzuführleitung 16 mit Kühl- und Waschwasser gespeist , das über eine Kühl- und Waschwasserauslassleitung 17 den Wäscher 3 wieder verlässt . Die Kühl- und Waschwasserauslassleitung 17 ist mit dem Wärmetauscher des Wärmepumpenverdampfers 8 verbunden . Gleiches gilt für die Kühl- und Waschwasserzuführleitung 16 . Von der Kühl- und Waschwasserzuführleitung 16 zweigt vorliegend eine Abführleitung 18 ab, die zu einer Wasseraufbereitungseinrichtung 19 führt , beispielsweise zu einer Kläranlage oder dergleichen . Ferner kann aufbereitetes Wasser und/oder Frischwasser der Kühl- und Waschwasserzuführleitung 16 über eine Zuführleitung 20 wieder zugeführt oder über eine Ablassleitung 21 abgelassen werden . Zudem ist eine Frischwasserzuführleitung 22 vorgesehen über die der Zuführleitung 20 Frischwasser zugeführt werden kann . Der Wärmepumpenverdampfer 8 , der Wärmepumpenverdichter 9 , der Wärmepumpenkondensator 10 und die Wärmepumpendrossel 11 sind ebenfalls in bekannter Weise über Leitungen 23 , 24 , 25 und 26 miteinander verbunden, durch die ein geeignetes Wärmetauschermedium zirkuliert werden kann .

Während des Betriebs der Anlage 1 wird dem Zylinder 6 der Trocknungsstation 5 der Herstellungsmaschine 2 über die Wasserdampf zuführleitung 12 überhitzter Wasserdampf zugeführt . Auf diese Weise wird die Oberfläche des Zylinders 6 erhitzt , über die eine in den vorangehenden Stationen der Herstellungsmaschine 2 gefertigte , noch Restfeuchte aufweisende Faserbahn 25 geführt wird . Durch den Kontakt mit dem heißen Zylinder 6 verdampft das in der Faserbahn 27 enthaltene Wasser . Der beim Erhitzen des Zylinders 6 abkühlende Wasserdampf wird als Kondensat über die Kondensatrückführleitung 13 zum Wärmetauscher des Wärmepumpenkondensators 10 geleitet .

Die in der Trocknungsstation 5 entstehende , Geruchsstof fe und Wasserdampf aufweisende Abluft wird über die Trocknerhaube 7 und die Abluft zuführleitung 14 zum Wäscher 3 geleitet . Im Wäscher 3 wird zumindest ein Teil der in der Abluft enthaltenen Geruchsstof fe entfernt und zumindest ein Teil des in der Abluft enthaltenen Wasserdampfes kondensiert , indem die Abluft innerhalb des Wäschers 3 mit dem Kühl- und Waschwasser des Wäschers 3 in Kontakt gebracht wird, das dem Wäscher 3 über die Kühl- und Waschwasserzuführleitung 16 zugeführt wird . Die von den Geruchsstof fen gereinigte und abgekühlte Abluft wird dann über die Abluftauslassleitung 15 aus dem Wäscher 3 abgelassen . Das durch den Kontakt mit der Abluft erwärmte Kühl- und Waschwasser wird über die Kühl- und Waschwasserauslassleitung 17 aus dem Wäscher 3 abgeführt und dem Wärmetauscher des Wärmepumpenverdampfers 8 zugeführt . Das Kühl- und Waschwasser gibt in dem Wärmetauscher des Wärmepumpenverdampfers 8 Wärmeenergie an das Wärmepumpenmedium ab, das entsprechend verdampft wird . Das abgekühlte Kühl- und Waschwasser verlässt dann den Wärmetauscher des Wärmepumpenverdampfers 8 über die Kühl- und Waschwasserzuführleitung 16 und wird zurück in Richtung des Wäschers 3 geleitet . Ein Teilstrom kann über die Abführleitung 18 abgezweigt und einer Wasseraufbereitung zugeführt werden . Aufbereitetes Kühl- und Waschwasser und/oder Frischwasser kann dann über die Zuführleitung 20 zurück in den Kühl- und Waschwasserkreislauf eingeleitet werden .

Das im Wärmepumpenverdampfer 8 verdampfte Wärmepumpenmedium wird über die Leitung 23 dem Wärmepumpenverdichter 9 zugeführt , im Wärmepumpenverdichter 9 verdichtet , dann über die Leitung 24 dem Wärmetauscher des Wärmepumpenkondensators 10 zugeführt , in dem es kondensiert wird, wobei die Wärme an das vom Zylinder 6 der Trocknungsstation 5 der Herstellungsmaschine 2 kommende Kondensat abgegeben wird, das wiederum verdampft und über die Wasserdampf zu- führleitung 12 zurück zum Zylinder 6 geleitet wird . Das im Wärmepumpenkondensator 10 kondensierte Wärmepumpenmedium wird dann über die Leitung 25 zur Wärmepumpendrossel 11 und über die Leitung 26 weiter zum Wärmetauscher des Wärmepumpenverdampfers 8 geleitet , wo es erneut verdampft wird .

Die in Figur 2 dargestellte Anlage 1 unterscheidet sich dahingehend von der in Figur 1 dargestellten Anlage , dass mehrere Wäscher 3 vorgesehen sind . Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde , so ist die Erfindung nicht durch die of fenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Unabhängig vom grammatikalischen Geschlecht eines bestimmten Begri f fes sind Personen mit männlicher, weibli- eher oder anderer Geschlechteridentität mit umfasst .

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Behandlung von Abluft einer Papier-, Karton- und/oder Tissue-Herstellungsmaschine (2) , das die Schritte aufweist: d) Zufuhr der aus einer Trocknerhaube (7) einer Trocknungsstation (5) der Herstellungsmaschine (2) austretenden, Geruchsstoffe und Wasserdampf aufweisenden Abluft in zumindest einen mit Kühl- und Waschwasser betriebenen Wäscher ( 3 ) , e) Entfernen zumindest eines Teils der in der Abluft enthaltenen Geruchsstoffe und Kondensieren zumindest eines Teils des in der Abluft enthaltenen Wasserdampfes, indem die Abluft mit dem Kühl- und Waschwasser des Wäschers (3) in Kontakt gebracht wird, f) Abführen des durch den Kontakt mit der Abluft erwärmten Kühl- und Waschwassers aus dem Wäscher (3) und Zuführen dieses erwärmten Kühl- und Waschwassers in einen Wärmetauscher eines Wärmepumpenverdampfers (8) einer Wärmepumpe (4) zur Verdampfung des Wärmepumpenarbeitsmediums .

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Durchführung des Schrittes c) das im Wärmetauscher des Wärmepumpenverdampfers (8) abgekühlte Kühl- und Waschwasser zumindest teilweise zurück in den Wäscher (3) geleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Durchführung des Schrittes c) ein Teil des im Wärmetauscher des Wärmepumpenverdampfers (8) abgekühlten Kühl- und Waschwassers vom Kühl- und Waschwasserstrom abgetrennt und einer Wasseraufbereitung zugeführt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kondensatstrom aus der Trocknungsstation (5) der Herstellungsmaschine (2) abgeführt, einem Wärmetauscher eines Wärmepumpenkondensators (10) der Wärmepumpe (4) zugeführt, durch Wärmetausch mit dem Wärmepumpenarbeitsmedium verdampft und im verdampften Zustand wieder zurück in die Trocknungsstation (5) der Herstellungsmaschine (2) geleitet wird.

5. Anlage (1) umfassend eine Papier-, Karton-, Faserbahn- oder Tissue-Herstellungsmaschine (2) mit einer zumindest eine Trocknerhaube (7) aufweisenden Trocknungsstation (5) , zumindest einen Wäscher (3) und eine Wärmepumpe (4) mit einem Wärmepumpenverdampfer (8) , einem Wärmepumpenverdichter (9) , einem Wärmepumpenkondensator (10) und einer Wärmepumpendrossel (11) , dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (1) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist .