FI104284B - Menetelmä paperitehtaan tuoreen veden kulutuksen pienentämiseksi jäähdytystornin avulla sekä jäähdytystorni - Google Patents

Description

% 104284

Menetelmä paperitehtaan tuoreen veden kulutuksen pienentämiseksi jäähdytystornin avulla sekä jäähdytystomi Förfarande för att minska konsumtionen av färskt vatten i en pappersfabrik med hjälp av ett kyltom samt ett kyltorn 5

Keksinnön kohteena on menetelmä paperitehtaan tuoreen veden ja energian kulutuksen pienentämiseksi, jossa menetelmässä paperitehtaalle johdetaan tuoretta vettä eri käyttö-10 kohteisiin ja jossa menetelmässä käytetään hyväksi jäähdytystornia, jolla paperinvalmistusprosessissa lämmennyttä vettä jäähdytetään.

Keksinnön kohteena on myös jäähdytystomi, jossa on sisääntulo(t) jäähdytettävän veden johtamiseksi jäähdytystomiin, suuttimet tai vastaavat sisäänjohdetun jäähdytettävän veden 15 hajottamiseksi lämmönsiirtopinnoille, täytekappaleita ja/tai -levyjä, jotka hajottavat jäähdytettävää vettä sen ja jäähdyttävän ilman välisen kontaktipinta-alan lisäämiseksi, ulostulo(t) jäähdytetyn veden poisjohtamiseksi jäähdytystornista, sekä puhaltimet jäähdyttävän ilman puhaltamiseksi jäähdytystornin läpi.

20 Tekniikan tason mukaisissa paperitehtaissa tarvitaan runsaasti tuorevettä jäähdytykseen sekä pesutarpeisiin viiraosalla ja puristusosalla ja laimennukseen massanvalmistuslaitok-sella. Eräitä tekniikan tason mukaisia ratkaisuja on esitetty seuraavassa.

Patenttijulkaisussa FI 73 364 esitetään tietyn tyyppinen pintalauhdutin, jossa kondensoi-25 daan haihduttimilta tulevaa höyryä vedeksi palautettavaksi höyryjärjestelmään. Lauhdutti-meen johdetaan kaksi toisistaan erillistä jäähdyttävää vesivirtaa: tuorevirta esimerkiksi joesta sekä "kiertovettä" jäähdylystomista. Nämä vesivirrat eivät sekoitu missään vaiheessa toisiinsa, vaan pysyvät erillään lauhduttimessa sekä sitä ennen sekä sen jälkeen. Lauhduttimessa lämmennyt tuorevesi ohjataan lämminvesitankin jälkeen osittain 30 prosessiin ja ylimäärä takaisin lauhduttimeen. Jäähdytystornin vesipiiri on suljettu. Lauhduttimessa voidaan jakaa lämpöpinta tarpeen mukaan näiden kahden vesivirran välille.

2 104234

Hakemusjulkaisussa DE 4 420 813 esitetään paperitehtaan massa- ja vesisäiliöiden pinnan säätöä sumealogiikkasäädön avulla tuotannon vesitasapainon hallinnan parantamiseksi sekä tuotantohäiriöiden ja jätevesimäärän vähentämiseksi.

5 Patenttijulkaisussa GB 1 482 002 on kuvattu kytkentä- ja puhdistusmenetelmä, jossa esitetään paperikoneen viiravesien kulku, mutta ei kiertovesihaihdutusta ja siihen liittyvää jäähdytystomia vesikytkentöineen. Viiravesillä tarkoitetaan massasta viiran läpi suotautuvaa kiertovettä eikä tällöin huomioida paperikoneen pesuvesien selektiivistä keräilyä ja pesupotentiaalia, vaan ainoastaan puhdistetaan likaista jätevettä. Menetelmä 10 ei koske veden puhdistusta uusilla laiteyhdistelmillä tai sen vierasainekonsentraation palauttamista vastaavaksi kuin se oli paljon ennen valkaisua. Menetelmässä lisätyt kemikaalit eivät vähennä veteen liuenneen aineen määrää vaan päinvastoin lisäävät sitä.

Patenttijulkaisussa US 4 913 710 esitetään jäähdytystornin konstruktio, joka kootaan 15 liittämällä jäähdytyskennostorakenteita toisiinsa ja niiden päälle yhteinen ilman kokooja-kanava, jossa on yksi horisontaalipuhallin. Modulaarisuus koskee vain jäähdytyskennora-kenteita ja kuljetusta, jolloin torni kokoonpannaan paikanpäällä.

Julkaisussa EP 0 115 377 esitetään säätömenetelmä, jossa jäähdytystornin puhaltimia 20 ohjataan ulkoilman lämpötilan perusteella.

Patenttijulkaisussa DE 4 105 385 esitetään jäähdytystornikonstruktio, jossa on yksi alhaalta puhaltava puhallin tuoreilman alastulokanavassa. Puhaltimesta on sivuvirta ylös ulkoilmaan suutinraon kautta, jonka tehtävänä on estää ilmaverhon avulla ylös menevän 25 kostean ilman kierto takaisin puhaltimelle. Tämän julkaisun ratkaisussa ei ole modulaari-rakennetta.

Tuore raakavesi on tavallisesti kylmää ja makeaa pintavettä, joka otetaan joista tai järvistä. Tämä raakavesi on puhdistettava kemiallisesti ennen käyttöä. Raakavettä 30 käytetään m.m. täydentävänä vetenä sekä pesutarpeisiin massan ja paperin tuotannossa ja se on lämmitettävä ennen käyttöä.

104284 3

Massan ja paperin valmistus kuluttaa tunnetusti paljon lämpö- ja sähköenergiaa, joka siirtyy kierto- ja jäähdytysvesiin. Pääosa menetettävästä lämpöenergiasta on ensin höyrynä, joka lauhdutetaan kylmällä tuorevedellä lauhduttimilla. Tietty lämpöener-giaosuus massa- ja paperitehtaassa siirretään lämpimään veteen erilaisten epäsuorien 5 lämmönvaihtimien kautta. Lauhduttimista ja lämmönvaihtimista saadusta lämminvedestä ainoastaan osa tulee hyötykäyttöön ja ylimäärä menee viemäriin. Paperituotannon muutoksien takia kylmän ja lämpimän tuoreveden kulutus vaihtelee, mikä aiheuttaa eri vesien ominaisuuksien, kuten lämpötilan ja pH.n muutoksia, mikä johtaa epätasaiseen massan ja paperin laatuun. Jäähdyttävillä vesillä, jotka virtaavat biologiseen käsittelyyn, 10 on negatiivinen vaikutus ulosmenevien prosessi- ja jätevesien käsittelyn tehokkuuteen ja kustannuksiin.

Ennestään tunnetusti lauhduttimista ja lämmönvaihtimista tuleva lämmennyt jäähdytysvesi kierrätetään takaisin ilmajäähdytystomiin, jossa haihtuva vesi menetetään ilmake-15 hään. Jäähdytystomin ulostulovesi menee lauhduttimiin ja lämmönvaihtimiin takaisin. Jäähdytystornissa tapahtuva haihtuminen ja mikro-organismien kasvu aiheuttavat sen, että veden kemiallinen käsittely, puhdistus ja vaihtaminen on välttämätöntä sen jäähdy-tystehokkuuden ylläpitämiseksi.

20 Jäähdytystomi on lämmönvaihdin veden jäähdyttämiseksi, mikä yleensä tapahtuu suoralla kontaktilla jäähdyttävän ilman ja jäähdytettävän nesteen välillä. Jäähdytys tapahtuu siten, että veden annetaan virrata mahdollisimman suuren kontaktipinnan yli samaan aikaan kun tätä pintaa jäähdytetään jäähdytysilmalla, joka tuodaan tornin ulkopuolelta. Kontaktipintana toimii jäähdytystomin täytekappaleet ja/tai levystöt ja niiden tehtävänä on 25 maksimoida jäähdyttävän ilman ja jäähdytettävän veden välistä kontaktipintaa. Toiminta periaate perustuu pääasiassa n.k. haihdutusjäähdytykseen ("evaporative cooling"), koska veden suuri höyrynmuodostusentalpia antaa suhteellisen suuren energiaoton vesifaasista, vaikka haihdutus ei ole erityisen suuri. 1

Ennestään tunnetaan jäähdytystomeja, jotka toimivat luonnollisella vedolla tai risti- tai vastavirtaperiaatteella. Useimmiten jäähdytystomit on varustettu puhaltimilla. Kun 104284 4 jäähdytystarve on suurempi (suuremmat vesivirtaukset) rinnankytketään usein pienempiä yksiköitä suuremmaksi kokonaisuudeksi.

Keksinnön kohteena olevan menetelmän päätarkoituksena on paperitehtaan tuorevesiku-5 lutuksen vähentäminen.

Tämän keksinnön kohteena on myös uusi jäähdytystomi, jonka tarkoituksena on soveltua erityisen hyvin toteuttamaan keksinnön mukaista menetelmää. Korostettakoon kuitenkin, että keksinnön mukainen jäähdytystomi soveltuu käytettäväksi myös muissa kuin 10 keksinnön mukaisessa menetelmä- ja prosessiympäristöissä.

Keksinnön mukaisen menetelmän yhteydessä keksinnön jäähdytystornia sovellettaessa on laitekeksinnön päätarkoituksena, kuten keksinnön mukaisella menetelmällä, minimoida paperitehtaan tuoreveden kulutusta.

15

Ennestään tunnetuissa jäähdy tystorneissa on ollut tiettyjä epäkohtia, joiden eliminoiminen on tämän hakemuksen laitekeksinnön tarkoituksena. Epäkohtia tunnetuissa jäähdytystor-neissa on ollut niiden rakenteen ja toiminnan huono soveltuvuus jäähdytyskapasiteetin vaihdellessa. Epäkohtana on myös jäähdytystomin suuri koko, etenkin korkeus ja 20 ympäristön maisemaa pilaava ulkonäkö sekä melu-, sumu- ja muut emissiohaitat. Meluhaitat ovat erityisen korostuneita sellaisissa tunnetuissa jäähdytystorneissa, joissa käytetään jäähdytysilman kiertoon jäähdytystomin yläosassa olevaa suurta potkuria, jonka äänenvaimennus on vaikeaa, jopa mahdotonta.

25 Esillä olevan keksinnön lisätarkoituksena on saada aikaan sellainen jäähdytystomi, jonka . jäähdytyskapasiteettia voidaan sovelluskohteen asettamien vaatimusten täyttämiseksi säätää varsin laajoissa rajoissa.

Keksinnön lisätarkoituksena on aikaansaada sellainen jäähdytystomi, jonka haitalliset 30 ympäristövaikutukset voidaan minimoida. Tähän päämäärään pääsemiseksi keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen jäähdytystomi, jonka aikaansaama melu sekä 5 104284 pisarapäästö ja sumu on entistä pienempi ja joka voidaan konstruoida korkeudeltaan entistä pienemmäksi maisemahaittojen vähentämiseksi.

Esillä olevan keksinnön ei-välttämättömänä lisätarkoituksena on aikaansaada sellainen 5 jäähdytystomi, jonka jäähdytyskapasiteetti voidaan modulaarisen rakenteen ansiosta mitoittaa ensinnäkin kulloisenkin kapasiteettivaatimuksen mukaiseksi ja lisäksi sellaiseksi, että kapasiteettia voidaan ilman kalliita rakennemuutoksia myöhemmin tarpeen mukaan lisätä tai jopa vähentää ja/tai hajauttaa paperitehtaalla lähemmäksi jäähdytys-tarpeen ilmenemiskohteita.

10

Keksinnön ei-välttämättömänä lisätarkoituksena on aikaansaada sellainen jäähdytystomi, jonka kytkentä jäähdytysvesien kierron osalta voidaan järjestää optimaaliseksi ja myöhemmin myös helposti muuttaa kulloistenkin käyttötarpeiden mukaiseksi.

15 Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi menetelmäkek-sinnölle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että menetelmässä paperitehtaan kaikki tuorevedet tai olennainen osa tuorevesistä tuodaan prosessiin jäähdytystomin vesijärjestelmän kautta. 1 2 3 4 5 6 30

Keksinnön mukaiselle jäähdytystomille, joka käsittää vähintään kaksi jäähdytysmoduulia, 2 jotka sijaitsevat vierekkäin toisiinsa nähden ja jotka on mekaanisesti liitetty toisiinsa 3 rinnakkain, kukin jäähdytysmoduuli käsittää sisääntulonit) jäähdytettävän veden johtami 4 seksi jäähdytystomiin, suuttimet tai vastaavat sisäänjohdetun jäähdytettävän veden 5 hajottamiseksi lämmönsiirtopinnoille, täytekappaleita ja/tai täytelevyjä, jotka hajottavat 6 jäähdytettävää vettä sen ja jäähdytettävän ilman välisen kontaktipinta-alan lisäämiseksi, on puolestaan tunnusomaista, että kukin jäähdytysmoduuli käsittää ulostulon/ulostulot jäähdytettävän veden pois johtamiseksi jäähdytysmoduulilta ja vähintään yhden puhalti-men jäähdyttävän ilman puhaltamiseksi jäähdytysmoduulin läpi, ja että vierekkäisten moduulien välissä on väliseinä, jolloin eri vesivirrat voidaan pitää erillään toisistaan.

104284 6 Jäähdytystomi on koostettu jäähdytysmoduuleista, joissa kussakin on edellä mainitut elementit ja joiden jäähdytysmoduulien lukumäärä ja korkeus on valittu jäähdytyska-pasiteettitarpeen mukaisesti ja että mainitut jäähdytysmoduulit on mekaanisesti liitetty toisiinsa rinnakkain ja kytketty jäähdyttävän ilman kulun ja jäädytettävän veden kulun 5 kannalta selektiivisesti ja optimaalisesti.

Vaikka edellä ja seuraavassa onkin puhuttu jäähdytyetomista, niin tällä ei tarkoiteta välttämättä korkeaa ja kapeaa rakennelmaa, vaan keksinnön ansiosta voidaan jäähdy-tystorni edullisesti tehdä rakenteeltaan varsin matalaksi ja ympäröivää maisemaa 10 pilaamattomaksi rakennelmaksi.

Keksinnön edullisilla suoritusmuodoilla on alivaatimuksissa esitetyt tunnusmerkit.

Esimerkkeinä tämän keksinnön erityisen edullisista sovellusympäristöistä viitataan tämän 15 hakemuksen kanssa samanaikaisesti jätettäviin hakijan FI-patenttihakemuksiin nrot 962176 ja 962177.

Seuraavassa selostetaan useita erilaisia keksinnön edullisia sovellusesimerkkejä, mutta jo tässä yhteydessä on syytä korostaa, ettei keksinnön mukaisessa jäähdytystomissa ole aina 20 välttämättä seuraavassa esitettäviä tunnuspiirteitä, ei ainakaan kaikkia niitä yhtäaikaa.

Keksintöä sovelletaan edullisesti sellaisessa paperitehtaassa, jossa järjestetään vesikierrot siten, että ne suljetaan kokonaan tai osittain ja kerätään syntypaikan mukaan selektiivisesti talteen paperikoneen kudosten ja muiden laitteiden pesuvedet sekä valmistettavasta 25 paperirainasta poistetut vedet ja että ainakin osa mainittuja kerättyjä eri vesiä puhdistetaan omilla puhdistusjärjestelmillä ja puhdistettuja vesiä kierrätetään niiden pesupotenti-aalin kannalta sopiviin uudelleenkäyttökohteisiin paperinvalmistusprosessissa, jolloin saadaan vähemmän tuorevettä vaativa paperitehdas.

104284 7 Jäähdytystomissa jäähdytetään vettä, joka on lämmennyt lauhduttimilla ja lämmön-vaihtimilla. Jäähdytystomin vesijärjestelmä on kytketty paperitehtaan muuhun vesikier-toon tuorevesikulutuksen minimoimiseksi.

5 Keksinnöllä saadaan uusi vähämeluinen ilmapuhalluksella toimiva jäähdytystomirakenne, jolla on laajat kytkentä- ja säätömahdollisuudet, ja jolla voidaan ottaa huomioon jäähdytettävän veden ja jäähdyttävän ilman ja veden lämpötilat ja niiden määrät. -Tornin jäähdytystarvetta voidaan vähentää tuomalla jäähdytystomista ulostulevaan jäähdytettyyn veteen haluttu/tarvittava määrä kylmää tuorevettä.

10

On arvioitu, että optimaalisesti järjestetty jäähdytys- sekä tuoreveden käyttö tämän keksinnön mukaisesti vähentää huomattavasti ympäristön kuormitusta ja on edullisempaa verrattuna tuoreveden runsaaseen käyttöön ja siitä johtuvaan suureen puhdistustarpee-seen.

15

Koska keksinnön mukainen jäähdytystomi on modulaarirakenteinen, sen jäähdytyska-pasiteetti voidaan mitoittaa alunperin ja myöhemmin muuttaa aina käyttöympäristön vaatimusten mukaiseksi. Keksinnön mukainen modulaarirakenne mahdollistaa myös erilaiset jäähdytettävän veden kytkentä- ja kiertovaihtoehdot kulloinkin optimaalisen 20 jäähdytysefektin aikaansaamista varten. Modulaarirakenteen ansiosta voidaan jäähdytys-torni tehdä helposti huollettavaksi, korkeudeltaan pieneksi ja täyttämään tiukatkin ympäristövaatimukset, ulkonäön, emissioiden ja melusaasteen suhteen. Jäähdytystomin modulaarinen rakenne tekee myös hajautetun jäähdytysjärjestelmän sovellukset mahdollisiksi.

25 . Keksinnön mukainen jäähdytystomi on tehty ympäristön kannalta vähämeluiseksi. Melun * *: vähentämiseksi käytetään äänenvaimentimia ja/tai -eristimiä imupuolella sekä jäähdytys- tornin yläosassa. Jäähdytystomi voi tarvittaessa täyttää myös hyvin vaativat meluntorjun-tavaatimukset esim. Lp (1 m) = 65 dB(A). Ääneneristyslevyt myös estävät lämpimän 30 kostean ulostuloilman sekoittumista sisäänimettyyn ilmaan, mikä heikentäisi tornin tehokkuutta. Jäähdytystornilla on alhaiset ilman, veden ja kemikaalien päästöt.

104284 8

Keksinnön mukaisella jäähdytystomilla saadaan hyvä säätökapasiteetti järjestämällä jäähdytysilmapuhaltimet pyörimisnopeudeltaan säädettäviksi tai käyttämällä kaksinopeus-puhaltimia ja/tai säätölapapuhaltimia.

5 Jäähdytystomi on vapaasti seisova ja tukevarakenteinen ja vaatii vähän tilaa ja se voidaan tehdä leveäksi, jos halutaan matalampi, vähemmän näkyvä jäähdytystomi.

Keksinnön mukaisen jäähdytystomin erityisenä tunnusmerkkinä on, että se on elementtirakenteinen, eli jäähdytystomi on koostettu n.k. moduuleista. Täten sen rakenne voidaan 10 tehdä joustavasti halutun kokoiseksi ja mitoittaa käytettävissä olevan tilan mukaan. Jäähdytysmoduulit koostetaan edullisesti standardiseinäelementeistä, jotka ovat esim. SS 2343 haponkestävästä teräksestä, ja jotka elementit liitetään toisiinsa pulttiliitoksella ja tiivistemateriaalilla. Moduulin korkeus mitoitetaan halutun jäähdytystehokkuusvaa-timuksen mukaan. Korkeus ja leveys ovat myös muuttujia jäähdytystehon kannalta.

15

Yleisesti ottaen jäähdytystornien yhteydessä puhutaan n.k. "Approach temperature"-käsitteestä, mikä tarkoittaa jäähdytetyn veden ja sisään tulevan ilman märkälämpötilan eroa. Mitä pienempi tämä ero on, sitä tehokkaampi jäähdytystomi on. Keksinnön mukainen moduulirakenne tekee mahdolliseksi käyttää pienempiä portaita jäähdytystomin 20 tehon lisäämisessä, kun k.o. lämpötilaeroa pyritään pienentämään, joten tämä voidaan tehdä pienemmillä investointikustannuksilla.

Jäähdytystomin toiminta on myös entistä luotettavampi pienempien yksiköiden ansiosta sekä se on entistä helpommin huollettavissa, koska sen yläosassa on poistettavat 25 pisaranerotinelementit. Seinissä on puhdistus- ja huoltoaukot. Siinä on myös vesisuihku-. putkien sisäiset osat, jotka helposti voidaan purkaa. Äänenvaimentimet ja -eristimet ovat - helposti poistettavissa puhaltimien imupuolelta.

Keksinnön mukaisella jäähdytystornilla jäähdytyskapasiteettia voidaan tarpeen mukaan 30 säätää kolmella eri tavalla: 104284 9 1) moduulien lukumäärällä ja/tai mitoituksella ja/tai sijoituksilla ja/tai kytkennällä, mitä useampaa moduulia käytetään, sitä enemmän kapasiteettia saadaan; 2) täytekappalekerroksen mitoituksella voidaan myös säätää kapasiteettia, sillä kor-5 keammilla täytekappalekonstruktioilla saadaan pidempi kontaktiaika ja siten tehokkaampi jäähdytys; 3) ilmapuhaltimet on varustettu kierrosnopeussäädöllä tai ne ovat kaksinopeuspu-haltimia ja kun käytetään useaa puhallinta, niitä voidaan säätää on/off ja/tai eri 10 nopeuksille ja sitä kautta vaikuttaa jäähdytykseen; 4) säätämällä tuoreveden määrää, jolloin vastaavasti säädetään jäähdyttävän ilman määrää tai päinvastoin.

15 Seuraavassa keksinnön eräitä edullisia sovellusesimerkkejä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisten piirustusten kuvioihin, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole kuitenkaan tarkoitus rajoittaa.

Kuviossa 1 on kaaviollinen esitys siitä osasta paperinvalmistusprosessia ja sen vesikier-20 toja, joihin jäähdytystomi on liitetty.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukainen jäähdytystomi päätypystypoikkileikkauksena.

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukainen jäähdytystomi päätykuvantona.

25

Kuviossa 4 on esitetty keksinnön mukainen jäähdytystomi poikkileikkauksena, josta f 1 : ilmenee sen moduulirakenne.

Kuvioissa 5A ja 5B on esitetty kaksi esimerkkiä keksinnön mukaisessa jäähdytystomissa 30 käyttökelpoisesta täytekappaleesta.

104234 10

Kuvio 6A esittää edestä keksinnön mukaisen jäähdytysmoduulin seinämäelementin erästä edullista toteutusta.

Kuvio 6B esittää vaakaleikkausta B-B kuviossa 6A.

5

Kuvio 6C esittää pysty leikkausta C-C kuviossa 6A.

Kuvio 7A esittää yksityiskohtaa DET.X kuviossa 2.

10 Kuvio 7B esittää vaakaleikkausta A-A kuviossa 4.

Kuviossa 8A on esitetty poikkileikkaus jäähdytystomista, jossa jäähtyminen perustuu suoraan ilma-vesi-kontaktiin.

15 Kuviossa 8B on esitetty suljetulla vesikierrolla varustetun keksinnön mukaisen jäähdy-tystornin eräs edullinen suoritusmuoto.

Kuvion 1 mukaisesti tuorevettä tuodaan paperitehtaan jäähdytystomin 100 vesikiertoon yhdettä 1 pitkin. Paperitehtaalla puhdistettujen vesien rejektit tuodaan yhdessä S pitkin 20 säiliöön 97 haihduttimille 76 syötettäväksi. Rejektit haihduttimista 76 poistetaan yhdettä 98 pitkin, ja puhdas vesi menee lauhduttimien 99 läpi jäähdytystornille 100. Konsentraa-tit lauhduttimista 99 tai lauhduttimista johdetaan pois yhdettä 56 pitkin. Puhdas lauhde haihduttimista 76 johdetaan yhdettä 80 pitkin lämmin vesisäiliöön 87. Haihduttimien 76 höyry menee lauhduttimille 99, joihin tuodaan jäähdytysvettä jäähdytystomista 100. 25 Jäähdytysveden lämpötilaa säädetään säätölaitteen 54 avulla. Lauhduttimilla 99 lämmen-. nyt vesi johdetaan jäähdytystomin 100 yläosaan yhdettä 101 pitkin.

• I

Kuvion 1 mukaisessa keksinnön edullisessa sovellusmuodossa jäähdytystomin 100 jälkeen tuorevettä johdetaan tuoreveden lämmin vesisäiliöön 2 yhdettä 102 pitkin 30 lauhduttimien 99 kautta. Lämminvesisäiliöstä 87 vettä johdetaan lämmönvaihtimen 88 läpi kuumavesisäiliöön 89 yhdettä 13’ pitkin esim. puristinosan ja viiraosan suihkuvetenä 104284 11 käytettäväksi. Säiliöiden 2 ja 87 pinnankorkeussäätäjät 103 ja 104 toimivat yhdessä siten, että säiliön 87 vedensaanti on varmistettu. Ylimäärä lämmintä vettä johdetaan muuhun käyttöön. Osa tuorevedestä johdetaan kuitenkin myös suoraan lämminvesisäiliöön 87 yhdettä 1 pitkin.

5

Kuviossa 2-7 on esitetty yksityiskohtaisesti keksinnön mukaisen jäähdytystomin 100 edullinen rakenne-esimerkki. Jäähdytettävä vesi Wjn johdetaan sisään yhteitä 10 pitkin. Jäähdytettävä vesi suihkutetaan alas suuttimista 13. Suuttimien 13 yläpuolella on ns. pisaraloukku 14, jolla estetään jäähdytysilmaa kulkemasta suoraan ylös, jotta jäähdytettä-10 vän veden pisarat kasvaisivat tarpeeksi isoiksi eivätkä menisi ilman mukana ulos. Pisaraloukku 14 voidaan purkaa helposti pois tieltä huoltotöitä varten. Jäähdytettävä vesi juoksee alas täytelevyjä ja/tai -kappaleita 15 pitkin, joiden avulla saadaan mahdollisimman suuri kontaktipinta jäähdytettävän veden Wjn -* WQut ja jäähdyttävän ilman A-n -* Aout välillä. Näiden täytelevyjen tai -kappaleiden 15 ottaman tilan korkeus voidaan 15 mitoittaa niin, että saadaan tarpeeksi pitkä kontaktiaika ja siten riittävän tehokas jäähdy-tysefekti. Jäähdytetty vesi Wout tulee ulos yhteestä 17. Jäähdytystomissa on jäähdytysil-man Aout ulostulossa äänenvaimennin 18 ja lisäksi ääneneristyselementtejä 19,19’, jotka on sovitettu jäähdytystomin sivuille. Ääneneristyselementit 19,19’ varmistavat myös sen, että kylmä ilma A^ tulee alapuolelta ja siten estetään lämmenneen ja kostuneen ilman 20 pääsy takaisin kiertoon Ajn -* Aout. Pohja-altaan 20 tarkoitus on jäähdytetyn veden kerääminen jäähdytyksen jälkeen. Viitenumerolla 21 on merkitty jäähdytystomin seinämä- ja tukirakenteita. Puhaltimia, joilla jäähdyttävä ilma A-n puhalletaan jäähdy-tystomiin, on merkitty viitenumeroilla 23. 1 2 3 4 5 6

Kuviossa 3 jäähdytystomi on esitetty päätykuvantona. Jäähdytettävä vesi johdetaan 2 sisään yhteitä 10 pitkin. Jäähdyttävä ilma A^ puhalletaan jäähdytystomiin puhaltimilla 3 ’ 23. Kuviossa 3 näkyy myös ilmanohjauslevyt 16, joilla ilmaa ohjataan ylöspäin. Jäähdy 4 tetty vesi WQut johdetaan ulos yhteen 17 kautta. Lisäksi kuviossa 3 näkyvät lisä- 5 äänen va imennin 18 ja äänenerityselementit 19,19’, jotka on sovitettu jäähdytystomin 6 sivuille. Kuviossa näkyy myös viitenumerolla 21 merkityt jäähdytystomin seinämien tukirakenteet.

* 12 104284

Kuviosta 4 selviää keksinnön mukaisen jäähdytystornin modulaarirakenne. Kuvion 4 mukaisesti jäähdytystomi on koostettu kuudesta keskenään identtisestä jäähdytysmoduu-lista 30^...30^, jotka on mekaanisesti kytketty toisiinsa suuremmat pystysivut vastakkain. Moduulit 30(N = 6) ovat suorakulmaisen särmiön muotoisia elementtejä, 5 joissa on kussakin kaksi puhallinta 23 lyhyemmän pystyseinämän alaosassa. Moduulit 301. ..30^ on kytketty sekä jäähdyttävän ilmavirtauksen Ajn -* Aout että jäähdytettävän vesivirtauksen Wjn -* WQUt suhteen rinnan. Jäähdytettävän vesivirtauksen osalta muutkin kytkennät ovat mahdollisia ja eri moduuleihin 30^...30^ voidaan johtaa jäähdytettäviä vesi eri lähteistä, ja jäähdytettävät vesivirtaukset WQut voidaan johtaa eri käyttökohtei-10 siin niiden määrän ja lämpötilan mukaan. Myös erilaisia toiminnallisia lohkoja voidaan jäähdytystomiin järjestää kytkemällä yksi tai useampia elementtejä 30 rinnan eri vesivirtojen jäähdyttämistä varten. Näin ollen keksinnön mukainen moduulirakenne mahdollistaa sekä jäähdytyskapasiteetin että eri vesivirtojen selektiivisen jäähdytyksen ja edelleen johtamisen hyvin monenlaiset variaatiot aina käyttötarpeiden mukaisesti. 15 Moduulien 30 välissä voi olla väliseinä, jolloin eri vesivirtoja voidaan pitää erillään.

Kuviossa 5A ja 5B on esitetty kaksi esimerkkiä keksinnön mukaisessa jäähdytystomissa käyttökelpoisesta täytekappaleista ja -levyistä 15. Kuviossa 5A jäähdytettävä vesi virtaa alaspäin täytelevyjen 15 aallotettuja pintoja pitkin ja täten muodostuva nestekalvo lisää 20 jäähdytyskontaktipintaa. Kuvion 5B mukaisten täytekappaleiden ideana on hajottaa . . jäähdytettävä vesi monimutkaisilla osapinnoillaan pienemmiksi pisaroiksi kontaktipinnan suurentamiseksi.

Kuvioissa 6A - 6C on esitetty jäähdytystornimoduulin 30 seinämäelementti 128, joka on 25 esim. haponkestävää terästä. Viitenumerolla 129 on merkitty laippaliitosta puhallinta 23 varten. Kuvioissa 6A - 6C näkyy jäähdytystornin 100 tukirakenteita 21. Kuvio 6B on pystypoikkileikkaus kuvioon 6A merkitystä kohdasta B-B. Elementit 130 tehdään esim.

2-3 mm:n paksuisesta haponkestävästä teräslevystä tai vastaavasta taivuttamalla. Elementissä 130 on esim. lattarautajäykiste 21a. Kuvio 6C on leikkaus kuvioon 6A 30 merkityssä tasossa C-C. Viitenumerolla 131 on esitetty pulttireikiä laippaliitosta varten • · 104284 13 sim. äänenvaimentimen kiinnittämiseksi. Kuviossa 6C näkyy myös kulmaprofiili 132, joka on hitsattu elementin 130 seinään.

Kuviossa 7A on esitetty kuvioon 2 merkittyä yksityiskohtaa DET.X. Tästä kuviosta 5 näkyy jäähdytettävän veden Wjn tuloputken 10 liitoslaippa 135 ja putkeen 10 liitetyn suutinputken liitoslaippa 128. Suutinputkeen on liitetty kuviosta 7A näkyvällä tavalla jäähdytettävän veden suihkusuuttimet 13, jotka levittävät jäähdytettävän veden alla oleville täytelevyille ja/tai kappaleille 15. Kuviossa 7A näkyy myös eräs edullinen toteutus tuloputken 10 yläpuolella olevasta pisaraloukusta, joka käsittää labyrinttimaisen 10 rakenteen.

Kuvio 7B on vaakapoikkileikkaus kuvioon 4 esitetystä kohdasta A-A. Näin ollen kuviosta näkyy vierekkäisten jäähdytystomimoduulien 30n ja 30n+j sivuseinämien pystyliitos, jossa seinäelementtien sivulaipat 136 tulevat vastakkain ja ne liitetään 15 toisiinsa pulttiliitoksella 137. Laippojen 136 väliin tulee myös vierekkäisten moduulien välinen pystysuuntainen erotusseinämä, jos sitä käytetään. Tällä seinämällä erotetaan vierekkäisten moduulien 30n ja 30n+j vesi- ja ilmavirtaukset. Kuviossa 7B esitetyn liitoksen on oltava tiivis ja siinä käytetään tarvittaessa tiivistemateriaalia, kuten silikonia, kumia tms.

20 . , Kuviossa 8A on esitetty jäähdytystomi, jossa on ennestään tunnetusti suora kontakti jäähdyttävän ilman Ajn -» Aout ja jäähdytettävän veden Wjn -* Wout välillä. Jäädytettävää vettä Wjn tulee sisään yhdettä 10 pitkin ja jäähtynyt vesi WQut tuodaan ulos yhdettä 12 pitkin. Kuviossa 8A esitettyä jäähdytystomia voidaan käyttää keksinnön 25 mukaisessa menetelmässä esimerkiksi edellä kuviossa 1 esitetyssä ympäristössä.

Kuviossa 8B on esitetty hyvin kaaviollisesti eräs edullinen keksinnön mukainen suljetulla vesikierrolla varustettu jäähdytystomi. Jäähdytettävää vettä W-n johdetaan putken 138 sisällä. Raakavettä johdetaan jäähdytystomin sisään yhdettä 11" pitkin, jota käytetään 30 pitämään jäähdytystomin putkien ulkopinta kosteana. Tässä suoritusmuodossa vältetään 14 104284 suora kontakti jäähdyttävän ilman Ain -* AQut ja jäähdytettävän veden WQUt kanssa. Tällä jäähdytystornilla voidaan jäähdytettävä vesi pitää puhtaampana.

Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen 5 puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella ja poiketa huomattavastikin edellä vain esimerkinomaisesti esitetyistä.

Claims (17)

15 104284

1. Menetelmä paperitehtaan tuoreen veden ja energian kulutuksen pienentämiseksi, jossa menetelmässä paperitehtaalle johdetaan tuoretta vettä eri tarpeisiin ja jossa menetelmässä 5 käytetään hyväksi jäähdytystornia (100), jolla paperinvalmistusprosessissa lämmennyttä vettä jäähdytetään jäähdytysilmalla, tunnettu siitä, että menetelmässä paperitehtaan kaikki tuorevedet tai olennainen osa tuorevesistä tuodaan prosessiin jäähdytystomin vesijärjestelmän kautta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paperitehtaan vesijärjestelmän jäähdyttimiin ja lauhdutinlaitteisiin (99) johdetaan jäähdytysvettä jäähdy-tystornista (100) ja säädettävä osuus mainitun vesijärjestelmän haihdutusjärjestelmän (76) lauhdutinlaitteiden (99) ja/tai jäähdyttimien ulostulosta saatavasta lämpimästä vedestä kierrätetään takaisin mainittuun jäähdytystomiin (100) jäähdytettäväksi. 15

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säädettävä osuus jäähdytystomin (100) ulostulosta tulevasta kylmästä jäähdytetystä vedestä johdetaan yhdessä säädettävän määrän kylmän tuoreen veden virtauksen kanssa vesijärjestelmän haihdutusjärjestelmän (76) mainituille lauhdutinlaitteille (99) ja/tai jäähdyttimille 20 jäähdytysvedeksi.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainituista lauhduttimista (99) ja jäähdyttimistä saatavan lämpimän veden säädettävä osuus palautetaan ja sekoitetaan jäähdytystomiin (100) menevään lämpimän veden 25 syöttöön. ·' 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lauhduttimissa (99) ja/tai jäähdyttimissä lämmennyt vesi johdetaan lämpimän tuoreveden puskurivarastosäiliöön (2), josta tietty määrä käytetään paperitehtaan tuorevesitarpeisiin. 30 104284 16

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesijärjestelmän lauhdutinlaitteilta (99) tai jäähdyttimiltä tulevaa lämmintä vettä varastoidaan muiden paperitehtailta tulevien lämpimien vesien kanssa puskurivarastosäiliöön (2).

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu jäähdytystomi (100) varustetaan säädettävällä jäähdytyskapasiteetilla, jonka avulla säädetään kylmän ja lämpimän veden käyttöä niin, että tuoreveden kulutus ja ylivuoto viemäriin saadaan minimoiduksi. 10 8. Jäähdytystomi, joka käsittää vähintään kaksi jäähdytysmoduulia (30^..30^), jotka sijaitsevat vierekkäin toisiinsa nähden ja jotka on mekaanisesti liitetty toisiinsa rinnakkain, kukin jäähdytysmoduuli (30j...30j^) käsittää sisääntulonit) (10) jäähdytettävän veden (W-n) johtamiseksi jäähdytystorniin (100), suuttimet (13) tai vastaavat sisäänjoh-detun jäähdytettävän veden hajottamiseksi lämmönsiirtopinnoille, täytekappaleita ja/tai 15 täytelevyjä (15), jotka hajottavat jäähdytettävää vettä sen ja jäähdytettävän ilman välisen kontaktipinta-alan lisäämiseksi, tunnettu siitä, että kukin jäähdytysmoduuli (30^...30^) käsittää ulostulon/ulostulot (17) jäähdytettävän veden (WQUt) pois johtamiseksi jäähdytysmoduulilta (30) ja vähintään yhden puhaltimen (23) jäähdyttävän ilman puhaltamiseksi (Ajn -»AQUt) jäähdytysmoduulin (30) läpi, ja että vierekkäisten moduuli- 20 en (30|...30^) välissä on väliseinä, jolloin eri vesivirrat voidaan pitää erillään toisis-. . taan.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen jäähdytystomi, tunnettu siitä, että jäähdy-tysmoduulien (30) suutinputkien (13) yläpuolella on pisaraloukku (14), joka estää ilmaa 25 virtaamasta suoraan ylöspäin, jolloin jäähdytettävän veden pisarakoko kasvaa riittävän suureksi eivätkä pisarat mene ilman mukana ulos. 1 2 3 4 Patenttivaatimuksen 8 tai 19 mukainen jäähdytystomi, tunnettu siitä, että 2 jäähdytysmoduulien (30) puhaltimien (23) ympärillä on äänenvaimennin ja/tai 3 30. eristyselementti (19,19’), joka ääneneristämisen lisäksi, varmistaa, että jäähdytys- 4 torniin (100) menevä ilma on jäähdytystomin (100) alapuolelta otettua kylmempää ilmaa. 17 104284

11. Jonkin patenttivaatimuksen 8-10 mukainen jäähdytystomi, tunnettu siitä, että jäähdytysmoduulien (100) pisaraloukun (14) yläpuolella on äänenvaimennin (18).

12. Jonkin patenttivaatimuksen 8-11 mukainen jäähdytystomi, tunnettu siitä, että 5 jäähdytysmoduuleissa (30) on ohjauslevyjä (16), jotka ohjaavat ilman ylös myös reunoilla ja estävät siten ilman imun alaspäin reunoilla ejektiovaikutuksesta.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 8-12 mukainen jäähdytystomi, tunnettu siitä, että jäähdytysmoduulien (30) täytekappaleiden tai -levyjen (15) täyttämän tilan korkeus on 10 mitoitettu tarvittavan kontaktiajan saamiseksi jäähdytettävän veden (W-n -* WQUt) ja jäähdyttävän ilman (Ajn -»> Aout) välillä.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 8-13 mukainen jäähdytystomi, tunnettu siitä, että jäähdytysmoduulien (30) puhaltimet (23) on varustettu kierrosnopeussäädöllä, kak- 15 sinopeusmoottorilla ja/tai säätölapapotkureilla jäähdytystornin (100) jäähdytystehon säätämiseksi.

15. Jonkin patenttivaatimuksen 8-14 mukainen jäähdytystomi, tunnettu siitä, että jäähdytysmoduulien (30) vaakapoikkileikkauksen mitoitus on järjestetty vakiolliseksi ja 20 että jäähdytysmoduulien (30) jäähdytysteho on valittu jäähdytysmoduulien (30) korkeuden mitoituksen valinnalla.

16. Jonkin patenttivaatimuksen 8-15 mukainen jäähdytystomi, tunnettu siitä, että jäähdytettävää vettä johdetaan jäähdytystomiin (100) putken (138) tai putkiston sisällä, 25 jolloin vältetään jäähdyttävän ja jäähdytettävän väliaineen keskeinen suora kontakti (FIG. 8B). 1 2 • . 30 Jonkin patenttivaatimuksen 8-16 mukainen jäähdytystomi, tunnettu siitä, että 2 jäähdytysmoduulit (30) ovat keskenään identtisiä. 104284 18

18. Jonkin patenttivaatimuksen 8-17 mukainen jäähdytystomi, tunnettu siitä, että jäähdytysmoduulit (30) ovat ulkovaipaltaan olennaisesti suorakulmaisen särmiön muotoisia elementtejä, jotka on järjestetty liitettäviksi mekaanisesti vierekkäin suuremmat pystysivut vastakkain. 5

19. Jonkin patenttivaatimuksen 8-18 mukainen jäähdytystomi, tunnettu siitä, että jäähdytysmoduulien (30) pystysivuseinien alaosiin on kytketty ilmapuhallin (23) ja että jäähdytysmoduulien (30) alapäässä on siinä jäähtynyttä vettä keräävä pohjaosa (20), jossa on jäähdytetyn veden poistoliitäntä (17) tai liitännät. 10

20. Jonkin patenttivaatimuksen 8-19 mukainen jäähdytystomi, tunnettu siitä, että jäähdytystomi (100) on koostettu useista mekaanisesti toisiinsa kytketyistä jäähdy-tysmoduuleista (30), joiden jäähdytettävän veden kulut (Wjn -* WQUt) on kytketty yksitellen ja/tai ryhmittäin eri jäähdytettävän veden tulokohteisiin ja/tai että eri jäähdy- 15 tysmoduulien (30) jäähdytysveden eri ulostuloliitännät (17) on kytketty selektiivisesti yksitellen tai ryhmittäin jäähdytetyn veden (WQut) eri lähtöliitäntöihin eri kohteisiin johdettavaksi lämpötilan ja/tai puhtausasteen ja/tai muun ominaisuuden perusteella selektiivisesti valittuna. 1 19 104284