FI108465B - F÷rfarande och torkparti f÷r en fiberbanas avvattning - Google Patents

Description

1 108465 Förfarande och torkparti för en fiberbanas avvattning

Uppfinningens bakgrund

Uppfinningen avser ett förfarande för en fiberbanas avvattning, vil-ket torkparti företrädesvis är för torkning av pappersmaskiners pappersbanor, 5 cellulosabanor och kartongbanor, och vilket torkparti omfattar ett antal torkcy-lindrar, vid vitka bildas ett inloppsnyp vid löpande fiberbana.

Uppfinningen avser ocksa ett torkparti för en fiberbanas avvattning, vilket torkparti företrädesvis är för torkning av pappersmaskiners pappersbanor, cellulosabanor och kartongbanor, och vilket torkparti omfattar ett antal 10 torkcylindrar, vid vilka bildas ett inloppsnyp vid löpande fiberbana

Pappersmaskinens torkparti är en väsentlig del av pappersmaski-nen. Torkpartiets avsikt är att minska pappersbanans (eller annan fiberbanas) inledningsvis höga fukthalt sa att dess torrämneshalt stiger tili ca 90 - 97 % da den lämnar torkpartiet. I och med att pappersmaskinerna genom tiderna blivit 15 allt snabbare, har man värit tvungen att göra deras torkpartier i motsvarande grad längre. Detta har i praktiken inneburit att torkpartiet kan vara av ansenlig längd, t.ex. ca 80 m, samt utgöra en stor volym upptagande del av pappers-maskinen och innehällande ett stort antal torkcylindrar.

Önskvärt är givetvis att astadkomma ett sadant torkparti att fiberba-20 nans transporthastighet, d.v.s. pappersmaskinens hastighet, kan ytterligare höjas frän det sedvanliga utan att göra torkdelen mycket komplicerad och stor till sitt format.

Kort redogörelse över uppfinningen I « | f. Föreliggande uppfinning har som ändamäl att astadkomma ett nytt v*‘ 25 förfarande och torkparti för avvattning av fiberbanor i torkpartiet hos maskiner «!·('* ‘ t' som behandlar fiberbanor, t.ex. pappersmaskiner, vilket förfarande och tork- \v parti innebär en väsentlig förbättring genom att maskinernas hastighet kan • · t : ? höjas väsentligt samtidigt som man kan minska pä torkcylindrarnas antal.

För att uppnä sagda syfte är för förfarandet enligt uppfinningen ·:·; 30 kännetecknat av följande steg att utföras som kombination för snabbare av-.'1 ' vattning, enligt vilka steg vattenanga eller fuktig luft tillförs i torkcylinderns inloppsnyp me-delst fuktillföringsmedel som är anordnade vid torkcylinderns inloppsnyp, och \ fiberbanans yttemperatur höjs vid torkcylinderns inloppsnyp me- \ 35 deist uppvärmningsmedel baserande sig pa uppvärmning medelst straining 2 108465 med en väglängd som aktiverar vattenmolekyler och vilka är anordnade vid torkcylinderns inloppsnyp.

För att uppnä sagda syfte är torkpartiet enligt uppfinningen känne-tecknat av en kombination för snabbare avvattning, omfattande 5 fukttillföringsmedel som är anordnade vid inloppsnypet av en torkcylinder för att tillföra vattenanga eller fuktig luft i torkcylinderns inloppsnyp, och uppvärmningsmedel baserande sig pa uppvärmning medelst straining med en väglängd som aktiverar vattenmolekyler och som är anordnade 10 vid torkcylinderns inloppsnyp för att höja fiberbanans yttemperatur vid inloppsnypet.

Med begreppet ’’fuktig luft” eller ”luft” avses i denna text luft inne-hällande vattenanga.

De i uppfinningen använda uppvärmningsmedlen baserar sig pä 15 uppvärmning medelst elektromagnetiska vägor, företrädesvis IR-strälar (infraröda stralar) eller mikrovagor.

Uppvärmningsmedlen är företrädesvis riktade mot fiberbanan, var-vid erhälles en mycket effektiv uppvärmning av fiberbanans yta. Torkpartiets föredragna utföringsformer finns angivna i bifogade patentkrav 2 -11.

20 Uppfinningen baserar sig säledes pä iden att astadkomma effektiv avvattning av en fiberbana genom att öka fukthalten i inloppsnypet samtidigt som man höjer pa fiberbanans yttemperatur vid inloppsnypet. Att bläsa fuktig anga in i inloppsnypet vid transport av en pappersbana är känt, varvid avsik-ten da är att förbättra papperskvaliteten. Trots att den fuktiga angans tempe-i i . 25 ratur vid sadan kvalitetskontrollapplikation är 100 - 200 °C, förmär ängan inte \\ höja pappersbanans yttemperatur, eftersom pappersbanan transporters med /..: stora hastigheter, t.ex. 20 m/s. Att använda sig av IR-stralar i avsikt att erhalla önskad fuktprofil i pappersbana är känt.

* · · I föreliggande uppfinning utförs - i motsats till den kända tekniken - « · · ‘ 30 fukttillförseln och uppvärmningen inte för att lokalt öka pa avdunstningsinten- siteten, utan för att eftersträva ett förhöjt kontaktvärmeövergangstal mellan fi- berbanan och torkcylindern. Da man i inloppsnypet använder sig av upp- värmningsmedel baserande sig pa uppvärmning medelst elektromagnetiska , \ vagor i kombination med fukttillförsel, kan man märkbart höja pä fiberbanans ///.: 35 yttemperatur. Att hindra torr luft att komma in i nypet och i stället öka fukthal- • · ten eller fuktkvoten, d.v.s. massan vatten per kg torr luft, i inloppsnypet kan • · * · » « » 3 108465 verka synnerligen märkligt vid en process där man strävar att minska fiberba-nans fukthalt. En ökning av luftens fukthalt i inloppsnypet har emellertid som följd att kontaktvärmeövergangstalet mellan fiberbanan och torkcylindern ökar. Ett sa högt kontaktvärmeövergängstal som möjligt är eftersträvansvärt, med 5 tanke pä en snabb torkningsprocess. Värmeövergängen mellan fiberbanan och torkcylindern är i kända torkpartier tämligen dalig pä grund av att mellan fiberbanan och torkcylindern finns luft med förhällandevis lag fukthalt trots att luftlagret mellan fiberbanan och torkcylindern är mättad. I föreliggande uppfin-ning strävar man att uppnä en optimal fuktkvot i inloppsnypet. Härigenom er-10 hälls mellan fiberbanan och torkcylindern en fukthalt som kan t.o.m. vara hög-re än luftlagrets fuktkvot vid utloppsnypet. Det kan med fördel appliceras en pressvals invid inloppsnypet, vilken pressvals pressar fiberbanan mot torkcylindern. Pressvalsen minskar pä storleken hos luftlagret mellan fiberbanan och torkcylindern, men kan inte borttaga detta luftlager i sin helhet. En pressvals 15 förmar emellertid inte som sadan, d.v.s. utan att man upphettar fiberbanan och tillför fukt i inloppsnypet, försnabba torkprocessen väsentligt.

Föreliggande uppfinning möjliggör inbesparing av energikostnader samt ett torkparti med bättre verkningsgrad än känt. Torkningen av fiberbanan kan göras snabbare och med mindre antal torkcylindrar. Totalkostnaderna för 20 att avdunsta vattnet frän fiberbanan har beräknats sjunka med ca 10 %. Fi-berbanans transporthastighet kan ökas med 20 - 30 %.

Figurbeskrivning

Uppfinningen beskrivs i det följande medelst en fördelaktig utfö-ringsform under hänvisning tili bifogade ritning i vilken • § · I.. 25 figur 1 avser en del av torkpartiet hos en pappersmaskin och ** *. figur 2 är en delförstoring tagen ur figur 1.

• · :V: Detaljerad beskrivning av uppfinningen ϊ Figur 1 visar en del av ett torkparti enligt uppfinningen. I figur 1 mätäs en pappersbana 1 anliggande mot en vira 2 over en torkcylinder 3 och 30 fortsätter efter denna över övriga cylindrar 4 och 5. I stället för en pappersba-' na kan man vid applicerandet av uppfinningen ha i torkpartiet en annan fiber- bana, sasom cellulosabana eller kartongbana. Ett inloppsnyp som bildas mel- ' · - ' lan pappersbanan 1 och torkcylindern 3 är allmänt betecknat med hänvis- ningssiffra 6 och nypet är i förstoring visat i figur 2. En pressvals 9 är anord- ·*: 35 nad att pressa pappersbanan 1 mot torkcylindern 3.

• · ♦ · * 4 108465

Torkcylindern 3 avser torkpartiets första torkcylinder. Dennas yttemperatur är ca 60 - 70 °C. Pappersbanans 1 hastighet är t.ex. 25 m/s och banans 1 temperatur är strax innan nypet 6 50 - 60 °C. Intill nypet 6 har an-ordnats ett uppvärmningsmedel 7 baserande sig pa upphettning medelst infra-5 röda stralar (IR), vilket uppvärmningsmedel är riktat mot pappersbanans 1 yta, vilket äskadliggjorts medelst ett antal vinkelrätt mot pappersbanan ritade pilar. Uppvärmningsmedlet 7, som far sin energi medelst gasenergi, är anordnat att uppvärma pappersbanans 1 yttemperatur vid inloppsnypet 6 med 1 - 40 °C. Ifall man transporterar en tung fiberbana, säsom en cellulosa- eller kartongba-10 na, höjs ytttemperaturen 0,5 - 25 °C. För fiberbanor med hög fukthalt eller hög ytvikt blir alltsä temperaturhöjningen mindre än för lätta fiberbanor. Exempel pä lätta fiberbanor är pappers- eller finpappersbanor.

Pappersbanans yttemperatur vid en punkt C i spalten mellan pappersbanan och torkcylindern 3 är ca 60 °C. Vid mitten av torkpartiet har pap-15 persbanans yttemperatur vid inloppsnypet stigit till t.ex. 75 °C och temperatu-ren i spalten mellan pappersbanan och torkcylindern (ej visad) är 75 - 85 °C (75 °C vid inloppsnypet och 85 °C vid utloppsnypet); torkcylinderns temperatur t0 är t.ex. 95 °C vid punkien C. Dä pappersbanan 1 lämnar torkdelen vid den sista torkcylindern (ej visad), är dess temperatur ca 90 - 100 °C. Den sista 20 torkcylinderns yttemperatur kan vara 100-130 °C.

Hänvisningssiffra 8 avser ett fukttillföringsmedel, vilket är avsett att mata in änga eller fuktig luft in inloppsnypet 6. Fukttillföringsmedlet omfattar ett antal ejektorer eller dysor 8 vilka riktats i inloppsnypet 6 sälunda, att de bläser . ( in i nypets spets sälunda, att ängan eller den fuktiga luften lämnar nypet inte 25 bara längs med papperbanans 1 yta utan ocksä längs med torkcylinderns 3 • » 1 *·/,’ yta i motsatt riktning till pappersbanans och torkcylinderns rörelse. Tack vare • · '·'·1 detta kan den myckettunna luftspalten som finns mellan pappersbanan 1 och torkcylindern 3 i omradet vid pressvalsen 9 erhälla en hög fuktkvot.

• · V\: Medelst ejektorerna säkras att fuktkvoten höjs i inloppsnypet 6. All- :T: 30 mänt beskriver en förhöjning i fuktkvot en förhöjning av väta termometerns temperatur, i det följande benämnd endast som vät temperatur. En önskad vät temperaturs förändringsintervall kommer att motsvara delvis pappersbanans yttemperaturförhöjning (1 - 40 °C) i det betraktade nypet och kommer med ·' andra ord att vara 1-50 °C. Härigenom kan den väta temperaturen vara inom :... 35 intervallet 51 -101 °C. Till exempel dä pappersbanans yttemperatur höjs frän • · « 5 108 465 75 till 76 °C medför detta att fuktkvoten förändras fran 0,38 till 0,41 kg H20/kg torr luft, eller mera eftersträvansvärt i detta fall är en förhöjning med 10 °C, vil-ket motsvarar fuktkvotsförändringen 0,38 till 0,83 kg H20/kg torr luft. Säsom exemplet antyder, är det fördelaktigt att beskriva luftens fuktkvotsförändring 5 med vata temperaturens temperaturintervall. Härvid kan med fördel bl.a. Daltons sats och Antoines tillständsekvation för luft och ängblandningar använ-das vid beskrivningen av sambandet mellan fuktkvot och uppmätt vat tempe-ratur. Vid insprutning av änga eller fuktig luft mot torkcylindern och pappers-banan är det fördelaktigt att eftersträva att den vata temperaturen överstiger 10 torkcylinderns yttemperatur. Den torra temperaturen för ängan eller den fukti-ga luften som biases in medelst ejektorer kan tänkas vara 100 - 300 °C men även temperaturer utanför detta omräde är möjliga.

Ur figur 1 kan ytterligare ses, att vid utloppsnypet 10 av torkcylindern 3 anordnats ett antal luftdysor 11 för att bläsa fuktig luft mot pappersba-15 nan.

Uppfinningen har i det föregäende beskrivits endast medelst ett exempel, och därför framhälls att uppfinningen till sinä detaljer kan varieras pä manga sätt inom ramen för bifogade patentkrav. Saledes kan man tänka sig att använda uppvärmningsmedel baserande sig pa elektromagnetiska vigor 20 med annan vaglängd än vaglängden för IR-stralning. Uppvämningsmedlet be- höver inte nödvändigtvis fa sin energi fran gas, utan kan tänkas vara eldrivet om elektricitet fas billigt. Vidare, t.ex. antalet torkcylindrar kan variera; och pressvals är ej nödvändig fastän man kan räkna med att erhalla bättre resul- tat medelst en sadan. Temperaturen hos torkcylindrarna kan variera. Upp- ... 25 värmningsmedel och pressvalsar kan tänkas att anordnas antingen vid alla ·.·. eller en del av torkpartiets torkcylindrar.

• · « ··« ♦· • « • « * « «* ♦ • · * • · ' ♦ « • · < «t •«· • ·

Claims (11)

1. Förfarande för en fiberbanas (1 ) avvattning i ett torkparti, vilket torkparti företrädesvis är för torkning av pappersmaskiners pappersbanor, cellulosabanor och kartongbanor, och vilket torkparti omfattar ett antal torkcy-5 lindrar (3), vid vilka bildas ett inloppsnyp (6) vid löpande fiberbana, k ä n -netecknat av följande steg att utföras som kombination för snabbare avvattning, enligt vilka steg vattenanga eller fuktig luft tillförs i torkcylinderns (3) inloppsnyp (6) medelst fuktillföringsmedel (8) som är anordnade vid torkcylinderns in-10 loppsnyp, och fiberbanans (1) yttemperatur höjs vid torkcylinderns (3) inloppsnyp (6) medelst uppvärmningsmedel (7) baserande sig pä uppvärmning medelst straining med en vaglängd som aktiverar vattenmolekyler och vilka är anordnade vid torkcylinderns inloppsnyp.

2. Torkparti för en fiberbanas (1) avvattning, vilket torkparti företrä desvis är för torkning av pappersmaskiners pappersbanor, cellulosabanor och kartongbanor, och vilket torkparti omfattar ett antal torkcylindrar (3), vid vilka bildas ett inloppsnyp (6) vid löpande fiberbana, kännetecknat av en kombination för snabbare avvattning, omfattande 20 fukttillföringsmedel (8) som är anordnade vid inloppsnypet (6) av en torkcylinder (3) för att tillföra vattenanga eller fuktig luft i torkcylinderns (3) inloppsnyp (6), och uppvärmningsmedel (7) baserande sig pa uppvärmning medelst straining med en vaglängd som aktiverar vattenmolekyler och som är anord- ; 25 nade vid torkcylinderns (3) inloppsnyp (6) för att höja fiberbanans (1) yttempe- / .*. ratur vid inloppsnypet.

3. Torkparti enligt patentkravet 2, kännetecknat av att uppvärmningsmedlen (7) är riktade mot fiberbanan (1). « · ·

4. Torkparti enligt patentkravet 2, för torkning av lätta fiberbanor, *·* ' 30 sasom finpapperbanor, kännetecknat av att uppvärmningsmedlen (7) är anordnade att uppvärma den lätta fiberbanans (1) yttemperatur 1-40 °C.

5. Torkparti enligt patentkravet 2, för torkning av tunga fiberbanor, sasom cellulosa- och kartongbanor, kännetecknat av att uppvärm- 35 ningsmedlen (7) är anordnade att uppvärma den tunga fiberbanans yttemperatur 0,5 - 25 °C. I I 4 ' I I c I · • 4 « I * « I · 7 108465

6. Torkparti enligt patentkravet 2, kännetecknat av att uppvärmningsmedlens (7) energi baserar sig pa elektricitet.

6 108465

7. Torkparti enligt patentkravet 2, kännetecknat av att uppvärmningsmedlens (7) energi baserar sig pa gas.

8. Torkparti enligt patentkravet 2, kännetecknat av att fukttillföringsmedlen (8) är anordnade att höja den väta temperaturen i in-loppsnypet (6) 1 - 50 °C.

9. Torkparti enligt patentkravet 2, kännetecknat av att fukttillföringsmedlet omfattar ett antal ejektorer (8).

10. Torkparti enligt patentkravet 9, kännetecknat av att ejektorerna (8) är anordnade att blasa anga eller fuktig luit in i inloppsnypet (6) sälunda, att angan efter inmating lämnar inloppsnypet längs med torkcylin-derns (3) yta och längs med fiberbanan (1). T

11. Torkparti enligt nagot föregäende patentkrav 2-10, kän-15 netecknat av att en pressvals (9) anordnats intill inloppsnypet (6) för att trycka fiberbanan (1) mot torkcylindern (3). > · I < • » I • 4 1 » · · « · • · • · · • 1 *· · • · • · · • 1 · • · • ·· • · 1 • · · • · t ( » 1 · 4 4 4 4 · 4 · • 1 · 8 108465