FI82961B - Anordning foer att aotervinna vaerme i avluften fraon en pappersmaskins tork. - Google Patents

Description

! 82961

Laitteisto paperikoneen kuivaajan poistoilmassa olevan lämmön talteenottamiseksi. - Anordning för att ätervinna värme i avluften frän en pappersmaskins tork.

Keksinnön kohteena on laitteisto paperikoneen kuivaajan poistoilmassa olevan lämmön talteenottamiseksi pienpai-nepuolella poistoilmalla syötettävän kompressorilämpöpumpun avulla, jolla pumpulla korkeapainepuolella syöttövedestä synnytetään prosessihöyryä kuivaustelojen lämmittämiseksi ja lisäksi kuivaukseen käytetyn ilman esilämmittämiseksi.

Paperinvalmistuksen yhteydessä paperikoneissa tiivistetään aluksi suhteellisen ohutjuoksuinen kuitumassa ensiksi kuitu-matoksi ja sen jälkeen siitä poistetaan tyhjöimurilla ja vapautusvalssien avulla ja lopuksi puristinosassa märkäpuristimien avulla vettä. Jäännösvesi poistetaan sen jälkeen paperikoneen kuivausosassa, jossa on joukko kuivauskammioon järjestettyjä pienpainehöyryllä lämpötiloihin noin 140 - 150eC lämmitettyjä teloja. Kuivaustelojen lämmitykseen käytettävä prosessihöyry on tällöin tähän saakka käytännössä muodostettu fossiilisia polttoaineita polttavissa pienpainehöyrykatti-loissa, mikäli höyryä ei ole ollut käytettävissä muista lähteistä, esimerkiksi sähkön tuottamisesta. Kuivauksen yhteydessä muodostuva lämmin, suuren suhteellisen kosteuden omaava poistoilma on tällöin tähän saakka luovutettu ympäröivään ilmaan, mikä toisaalta energiatalouden kannalta on epäedullista ja toisaalta erityisesti ulkoilman ollessa kylmää - se kuormittaa myös höyry- tai sumumuodostuksella ympäristöä.

Näin ollen sekä energian säästön että myös ympäristön kuormituksen vähentämisen suhteen on tarvetta johtaa lämpimässä ja kosteassa poistoilmassa vielä oleva lämpöenergia mahdollisimman tarkoin takaisin paperinvalmistusprosessiin, ja näin välttää kuvatut epäkohdat. Erityisen soveltuvia suhteellisen alhaisen lämpötilatason omaavan 2 82961 poistolämmön käyttöön ovat lämpöpumput, joita jo on ehdotettu siirtämään kuivauskammion poistoilmassa oleva lämpö kuivauskammioon kuivaustarkoituksessa johdettavaan puhallusilmaan kompressorilämpöpumpun avulla (DE-OS 26 30 853). Myös prosessihöyryn muodostamiseksi syöttövedestä kuivaustelojen lämmittämiseksi ja puhallusilman lämmittämiseksi on selostettu puhtaasti teoreettisesti kompressorilämpöpumppujen käyttöä (artikkeli: "Eine Betrachtung iiber die Einsatzmöglich-keiten von wärmepumpen bei der Papiertrockung", J.

Kappel, F. Schweinzer, A. Weinmann, "Wochenblatt fiir Paperifabrikation" 7, 1984, s. 133-238). Tällöin kuitenkin käsiteltiin pelkästään yksiainekompressorilämpöpumppu-jen soveltamista, joita tällöin on riittävän lämpötilan kohoamisen toteuttamiseksi suhteellisen alhaisen lämpötilan omaavan poistolämmön yhteydessä järjestettävä ainakin kaksi riviin peräkkäin kytkettyä kompressoriläm-pöpumppua, kun puhallusilman lämmittämisen ohella myös tulee aikaansaada höyryä kuivaustelojen lämmittämiseen. Peräkkäin kytketyissä pumpuissa on tällöin käytettävä kulloisellekin lämpötila-alueelle soveltuvia erilaisia työaineita, mikä johtaa monimutkaiseen järjestelmään. Mainitussa artikkelissa kirjoittajat viittaa-; vat siihen, että erilaisten kyseeseen tulevien työainei- : den tutkimuksissa ei ole löydetty termodynaamisesti '. optimaalista ainetta. Kirjoittajat päätyvät sen vuoksi lopputulokseen, että suljettujen kompressorilämpöpump-pujen käyttö sähkömoottorikäytöllä tosin on periaatteessa mahdollista, mutta että silloiset kuivaajan kastepisteet olivat epätaloudellisia.

Paperinvalmistuksessa esiintyy kuitenkin myös määrättyjen käyttöolosuhteiden vuoksi ongelmia, jotka vaikeuttavat lämpöpumppujen käyttöä kuivaustelojen lämmityk-: seen vaadittavan prosessihöyryn tuottamista. Tuotannosta johtuvista syistä tapahtuu usein koneessa paperin 1 repeämisiä, mistä on seurauksena, että paperikone il 3 82961 on lyhytaikaisesti pysäytettävä, kunnes paperi on jälleen ohjattu koneeseen. Tänä seisokkiaikana ei kuitenkaan tapahdu paperin kuivausta, joten yksiaineläm-pöpumpun höyrystimeen ei myöskään ole käytettävissä poistoilmasta saatavaa lämpöä. Paperikoneen uudelleen-käynnistämisen yhteydessä ei lämpöpumppu näin ollen voisi toimittaa höyryä, joten koneen jatkokäyttö on mahdollista ainoastaan silloin, kun on käytettävissä ainakin tietyn ylimenoajän höyryä muista lähteistä kuivaustelojen lämmittämiseen. Tämä ongelma käynnistyy vielä paperikoneen pidempiaikaisen seisokin jälkeen tapahtuvan uudelleenkäynnistämisen yhteydessä, esimerkiksi huoltojen tai korjausten jälkeen. Investoinnit pienpainehöyrykattilaa varten pelkästään paperikoneen seisokin jälkeistä käynnistymistä varten olisivat tällöin myös ottamalla huomioon lämpöpumpun avulla saatavat energiasäästöt taloudellisesti kannattamattomia. Lisäksi vielä paperikoneen kuivausosan poisto-ilmassa olevat paperikuidut ja muut epäpuhtaudet muodostavat ongelman, koska ne pakosta johtavat likaantumisiin lämpöpumpun höyrystimen pinnoilla, joita poisto-ilma kuormittaa.

Keksinnön tehtävänä on näin ollen voida taloudellisesti hyödyntää paperikoneen kuivausosassa syntyvän kostean poistoilman sisältämää poistolämpöä pienpaineprosessi-höyryn muodostamiseksi kompressorilämpöpumpun avulla suureen energiasäästöön johtavalla tavalla. Tällöin tulee periaateessa olla mahdollista tulla toimeen paperikoneen lyhytaikaisten seisokkien jälkeen tapahtuvan käynnistymisen yhteydessä ilman ylimääräisiä ulkopuolisia höyrylähteitä kuivaustelojen lämmittämiseen.

Alussa mainitunlaisessa laitteistosta lähtien tämä tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaisesti siten, että lämpöpumppu on muodostettu kaksiainekompressorilämpö-pumpuksi, jossa on rikasta ja laihaa liuosta johtavien * 82961 johtojen korkeapaineisiin osiin kytketty lämmönvaihdin, että poistoilman lämmöllä syötettävä lämpöpumpun kaasunpoistimen puoli on kytketty kuivaajasta kosteaa poistoilmaa poisjohtavaan johtoon ja resorberin vesihöyryn poistopuoli on liitetty prosessihöyryjohdon välityksellä paperikoneen kuivaajan prosessihöyryn sisäänmenopuolen kanssa, että lämmönvaihtimen ja kuristinelimen väliseen osaan rikasta liuosta resorberista kaasunpoistimeen johtavassa johdossa on kytketty vähintään yksi lämmönvaihdin, jossa rikas liuos jäähtyy kuivaukseen käytettävän ilman avulla, että resorberin ja lämmönvaihtimen välissä olevasta osasta rikasta liuosta johtavassa johdossa on haarajohto rikasta liuosta varten ja se on johdettu takaisin lämmönvaihtimen ja kuristinelimen väliseen johdon osaan, ja että haarajohtoon on kytketty vähintään yksi lämmönvaihdin, jonka perään on kytketty sarjaan vähintään yksi lämmönvaihdin kuivaukseen käytettävän ympäristön ilman läpivirtauksen suhteen. Käyttämällä tällaisen rakenteen omaavaa kaksiainelämpöpumppua optimoituvat sekä lämpöpumppuprosessiin tehoarvot että myös kuivaukseen käytetty ilman esilämmitys, ts. lämpöpumppulaitoksen investoinnit kuolettuvat suhteellisen nopeasti.

Mikäli rikkaan liuoksen optimaalista jäädyttämistä varten tarvitaan kuivausilman vaadittavan määrän ylittävä ilmamäärä, on suositeltavaa järjestää laite veden ruiskuttamiseksi ainakin yhden lämmönvaihtimen osaan, jonka lävitse kuivausilmana käytettävä ympäristön ilma virtaa. Vaadittava jäähdytys saadaan tällöin aikaan ruiskutettavan veden höyrystymisen vaativan lämmön seurauksena myös pienemmällä läpimenevällä ilmamäärällä. Lisäksi poistoilman kyllästyslämpötila kasvaa, joten kaasu poistetaan sekundääripuolella korkeammassa lämpötilassa, ts. kaasu voidaan poistaa suhteellisesti korotetussa paineessa, jolloin lämpöpumpun 5 82961 kompressorin käyttöön vaadittava teho pienenee.

Toinen lämpöpumppuprosessin parannus kompressorin vaatiman käyttötehon suhteen sekä samanaikainen mahdollisuus kuivaukseen käytettävän ympäristön ilman esiläm-mittämiseen saadaan edelleenkehitelmällä, jolle on tunnusomaista, että kaasunpoistimesta poistettavan kaasumaisen työainekomponentin resorberiin johtavaan johtoon on kytketty vähintään yksi kaksiportainen kompressori tai vähintään kaksi peräkkäin sarjaan kytkettyä yksiportaista kompressoria, ja että moniportaisen kompressorin ensimmäisen portaan taakse ja viimeisen portaan eteen tai ensimmäisen kompressorin taakse ja viimeisen kompressorin eteen on kaasumaista työainekomponenttia johtavaan johtoon kytketty vähintään yksi lämmönvaihdin, jonka lävitse tapahtuva virtaus kaasumaisen työainekomponentin jäähdyttämiseksi tapahtuu kuivaukseen käytettävän ympäristön ilman avulla. i

Kaasumaisen työainekomponentin välijäähdytyksen asemesta tai sen lisäksi voi olla järjestetty siten, että laihan liuoksen kaasunpoistimesta resorberiin johtavaan johtoon on järjestetty kaksi liuospumppua peräkkäin kytketysti, ja liuospumppujen väliseen johdon osaan on kytketty toiselta puolelta kuivaukseen käytettävän ympäristön ilman, joka toimii jäähdytysaineena, läpi-virtaaman lämmönvaihtimen kanssa, jonka osaan, jonka lävitse laiha liuos virtaa, johtaa lisäksi haarajohdon yksi pää, jonka toinen pää on liitetty moniportaisen kompressorin portaiden väliin tai kompressorien väliin kaasumaista työainekomponenttia johtavassa johdossa, jolloin kaasumainen työainekomponentti siirtyy lämmönvaihtimen osassa, jonka lävitse laiha liuos virtaa ja luovuttamalla resorptiolämmön lämpöpumpun resorberin painetta alhaisemmassa paineessa resorboituu laihaan liuokseen.

6 82961

ProsessihÖyryn käytettävissäolo-ongelma välittömästi uudelleenkäynnistyksen yhteydessä paperin repeämisen seurauksena tapahtuneen lyhytaikaisen paperikoneen seisokin jälkeen ratkaistaan keksinnön mukaisen edelleen-kehitelmän avulla siten, että prosessihöyryjohtoon on liitetty kaasunpoistimen poistoilman syöttöpuolelle johdettu haarajohto, jolloin on järjestetty ohjauslaitteet prosessihöyryjohtoon syötetyn vesihöyryn johtamiseksi paperikoneen lyhytaikaisen seisokin yhteydessä haarajohtoon. Lyhytaikaisen paperin repeämisen vuoksi tapahtuneen paperikoneen pysäyttämisen aikana voidaan lämpöpumppua näin ollen edelleenkäyttää, jolloin resor-berissa syöttövedestä muodostettua prosessihöyryä ei tällöin käytetä kuivaustelojen lämmitykseen vaan kaksiainetyöaineen kaasunpoistoon. Konetta uudelleen-käynnistettäessä on näin ollen välittömästi käytettävissä prosessihöyryä kuivaustelojen lämmitykseen.

Keksinnön edullisessa edelleenkehitelmässä voi tällöin olla järjestetty siten, että ohjauslaitteessa on haarajothoon kytketty ja sen lävitse paperikoneeseen tapahtuvan höyryn syötön katkaisemisen yhteydessä prosessihöyryjohtoon nousevan höyrypaineen kytkevä ; ylivirtausventtiili.

• Jotta varmistettaisiin kaasunpoistimen poistoilman tai vesihöyryn kanssa tekemisissä olevien pintojen tehokas puhdistus, on edullisesti järjestetty siten, että kaasunpoistimen vaippatilan sisäpuolelle poisto-lämmön tai vesihöyryn kuormittamiin pintoihin on järjestetty useita oleellisesti tasaisesti jaettuja, haarajohtoon liitettyjä höyrynpoistosuuttimia pienin välein, jotka suuttimet suunnatusti puhaltavat paperin repeämisen seurauksena tapahtuneen paperikoneen lyhytaikaisen seisokin aikana kaasunpoistimen lävitse ohjattua vesihöyryä useina puhdistussuihkuina puhdistettaville pinnoille, jolloin näiltä pinnoilta irtoaa kiinnitarttu- I.

7 82961 neet ja lämmönsiirtoa heikentävät epäpuhtaudet.

Keksinnön mukaisen laitteiston edullisessa sovellutus-muodossa on järjestetty siten, että paperikoneen uudelleen- tai jälleenkäynnistämiseksi pidemmän seisokin jälkeen lämpöpumpun ollessa poiskytkettynä on järjestetty maakaasulla, kevyellä polttoöljyllä tai muulla fossiilisella polttoaineella lämmitettävä lämmityslaite kaasunpois-timeen johdettavan ympäristön ilmaan liittyen, jolla laitteella paperikonetta käynnistettäessä kaksiaine-työaineesta poistetaan kaasua niin kauan, kunnes jälleen käyttöön otetusta paperikoneesta on saatavissa poistolämpö.

Seuraavassa keksintöä selostetaan lähemmin sovellutusesimerkein viittaamalla oheisiin piirustuksiin.

Kuvio 1 esittää kaaviollista kytkentäkaaviota laitteistosta, jossa paperikoneen kuivausvyöhykkeestä tulevan kostean poistoilman sisältämästä lämmöstä kehitetään kaksiainekompressorilämpöpumpun avulla höyryä, jolloin elimet kuivausilman ylimääräiseksi lisälämmittämiseksi on selvyyden vuoksi jätetty pois.

Kuvio 2 esittää kuviota 1 vastaavaa laitteiston esitystä pidemmän seisokin jälkeen tapahtuvan käynnistyksen yhteydessä.

Kuvio 3 esittää leikkausta laitteistossa käytettävän kaksiainekompressoripumpun kaasunpoistimen osasta.

Kuvio 4 esittää leikkausta kaasunpoistimen osasta kuvion 3 nuolien 4-4 suuntaan nähtynä.

8 82961

Kuvio 5 esittää kaaviollista kytkentäkaaviota keksinnön mukaisella tavalla muodostetun liuoskiertopiirillä varustetun kaksiainekompressorilämpöpumpun sovellutusesimerkissä, jolloin on esitetty mahdollisuudet rikkaan liuoksen jäähdyttämiseen lämmönvaihtimen avulla esilämmittämänä samanaikaisesti kuivaukseen käytettävä ympäristön ilma.

Kuvio 6 esittää kuviossa 5 pistekatkoviivoilla esitetyn osan 6 sisäpuolella olevaa kaksiainekompressori-lämpöpumpun kytkentäkaavion osaa, jossa lisäksi on kaaviollisesti esitetty mahdollisuus veden ruiskuttamiseen esilämmitetyn ympäristön ilman läpivirtaamaan osaan rikkaan liuoksen jäähdytystä varten järjestetyssä lämmönvaihtimessa.

Kuvio 7 esittää kaaviollista kytkentäkaaviota kuviossa 5 esitetyn pumpun suhteen edelleen parannetusta kaksiainekompressorilämpöpumpusta.

Kuvioissa 1 ja 2 on paperikoneen pelkästään kaaviollisesti esitetty suljetuksi kammioksi muodostettu kuivaus-osa 10, jossa paperirainaa 12, josta vesi on esipois-tettu, ohjataan useilla lämmitetyillä teloilla 14 ja kuivataan niiden avulla. Telojen 14 lämmitykseen käytettävä pienpaineprosessihöyry muodostetaan kokonaisuudessaan viitenumerolla 16 merkityssä, selvyyden vuoksi aluksi yksinkertaistettuna esitetyssä kaksiaine-kompressorilämpöpumpussa, josta se johdetaan prosessi-höyry johdon 18 välityksellä teloihin 14. Teloihin liitetyn yhteisen lauhteenpoistojohdon 20 avulla johdetaan teloissa muodostuva lauhde pois.

Paperirainan 12 kuivauksen yhteydessä kuivausvyöhykkeelle johdetusta ja seuraavassa kuvioiden 5 ja 7 yhteydessä - vielä tarkemmin esitettävällä tavalla esilämmitetystä 9 82961 ympäristön ilmasta paperirainasta poistetun kosteuden vastaanottamisen vuoksi syntyvä kostea poistoilma imetään imupuhaltimella 22 varustetun johdon 24 välityksellä kuivausosan päällä olevasta paperikoneen kuvusta 26 ja johdetaan lämpöpumpun 16 kaasunpoistimen 28 vaippatilaan, jossa sen sisältämän poistolämmön avulla poistetaan kaksiainetyöaineen yksi komponentti, esimerkiksi ammoniakki, kaasumaisena lämpöpumpun työaineena käytetystä, ammoniakki-vesiseoksesta muodostetusta rikkaasta seoksesta. Tällöin jäähtynyt poistoilma joutuu johdon 30 välityksellä kaasunpoistimesta ympäristön ilmaan, kun taas jäähtymisen yhteydessä syntyvä lauhde johdetaan lauhdejohtimen 32 välityksellä pois. Kaksiainekompressorilämpöpumpussa 16, joka kuvioissa 1 ja 2 on esitetty yksinkertaistettuna pääkomponent-tiensa avulla, johdetaan ammoniakin poistamisen avulla pienpainepuolelle järjestetyssä kaasunpoistimessa 28 syntyvä rikas liuos johdon 34 välityksellä liuos-pumpun 36 ollessa päällekytkettynä paineenkohotuksella korkeapainepuolelle järjestettyyn resorberiin 38. Kaasunpoistimessa 28 kaasumaisena poistettavan työaineen, ts. ammoniakin komponentti johdetaan toisaalta kompressorin 42 avulla, joka kompressori on kytketty kaasunpoistimen ja resorberin yhdistävään johtoon, paineen-kohotuksen avulla resorberiin 38, ja sieltä poistamalla resorptiolämpötila ulos resorboidaan uudelleen liuokseen. Tällöin jälleen rikas liuos virtaa johtoa 44 pitkin takaisin kaasunpoistimeen 28, jolloin johtoon 44 kytketyn kuristinelimen 46 avulla rikkaan liuoksen paine lasketaan. Kaasunpoistimessa voidaan tällöin jälleen ottaa lämpöä poistoilmasta ja poistaa ammoniakki kaasumaisena rikkaasta liuoksesta. Liuoskiertopiirin johtoihin 34 ja 44 on tällöin tarkoituksenmukaisesti kytketty - kaksiainekompressorilämpöpumpuissa tavanomainen - lämpötilavaihdin 48.

Resorptiolämpö luovutetaan resorberissa 38 johdon 10 82961 50 välityksellä syötettyyn syöttöveteen, joka tällöin höyrystyy ja joka sitten syötetään 3 barin paineella tai pienpaineprosessihöyryn painetta korkeammalla paineella prosessihöyryjohtoon 18. Teloihin 14 menevän höyryn lämpötila voi tällöin olla - vastaten prosessihöyryn lämpötilaa tavanomaisissa paperikoneissa - 140 - 150°C.

Kaasunpoistimen vaippatila on lisäksi yhdistetty haara-johdon 52 välityksellä prosessihöyryjohdon 18 kanssa, jolloin prosessihöyryn siirtyminen kaasunpoistimeen estetään haarajohtoon kytketyn ja tavallisesti suljetun ylivirtausventtiilin 53 avulla. Mikäli paperikone täytyy paperirainan 12 repeytymisen vuoksi lyhytaikaisesti pysäyttää, ts. kytkeä höyrynsyöttöteloihin 14 pois päältä, avautuu ylivirtaus'v/enttiili 53 paineen kohoamisen prosessi-höyryjohdossa 18 tunnistavan ohjauslaitteen 54 avulla ja näin resorberissa muodostunut prosessihöyry tulee johdetuksi kaasunpoistimen lävitse. Lämpöpumppua voidaan näin ollen käyttää jatkuvasti edelleen ilman, että tarvitaan ylimääräistä höyrylähdettä. Käynnistettäessä paperikone uudelleen on näin ollen välittömästi käytössä jälleen prosessihöyryä telojen 14 lämmittämiseksi, jolloin yksinkertaisesti prosessihöyryjohdon 18 pääsy teloille avataan ja ylivirtausventtiili 53 suljetaan.

Paperikonetta ensimmäisen kerran käynnistettäessä tai käynnistettäessä pidemmän seisokkijakson jälkeen lämpö-pumpun ollessa poiskytkettynä ei sitä vastoin ole käytettävissä lainkaan prosessihöyryä. Tätä tapausta varten on kuviossa 2 esitetty mahdollisuus prosessihöyryn muodostamiseksi lämpöpumpun 16 avulla. Tämä mahdollisuus muodostuu siitä, että kaasunpoistinta 28 syötetään lämmitetyllä ilmalla, joka saadaan lisäpolttimessa 56 poltettavasta maakaasusta tai kevyestä'polttoöljystä ennen paperikoneen varsinaisen käynnistyksen aloittamista, jolloin lämmitettävä ilma imetään ympäristöstä puhaltimen 58 avulla ja joka ilma syötetään kostean poistoilman asemesta kaasun- 11 82961 poistimeen. Niin pian kuin paperikoneen uudelleenkäynnistä-misen jälkeen on jälleen käytettävissä kosteaa poistoilmaa kuivausosasta, voidaan poltin 56 kytkeä pois päältä ja käyttää laitteistoa edellä kuvatulla tavalla.

Kuvioissa 3 ja 4 on esitetty kaasunpoistimen 28 sovellutus-muoto, joka mahdollistaa paperikoneen lyhytaikaisen pysäy-tyksen yhteydessä kaasunpoistimeen syötetyn prosessihöyryn johtamisen edelleen ei ainoastaan rikkaan liuoksen kaasun-poistoprosessiin vaan samanaikaisesti myös mahdollisesti kerrostuneiden likakerrosten poistamisen putkien 60, joiden lävitse liuos virtaa, ulkopinnoille muodostetuilta lämmön-siirtopinnoilta kaasunpoistimen vaippatilassa. Tätä tarkoitusta varten järjestetään putkiin 60 järjestelmä, joka koostuu haarajohtoon 52 tiheästi vierekkäin järjestetyistä höyrynpuhallusputkista 62, jotka on tasavälein varustettu useilla suutinporauksilla 64, joista - paperin repeämisen seurauksena tapahtuvan paperikoneen seisokin yhteydessä - johdettu höyry puhalletaan putkien 60 järjestettyyn osaan. Suutinporausten 64 lukumäärä ja järjestely on tällöin valittu siten, että putkien 60 koko ulkopinta tulee puhalletuksi ja siten puhdistetuksi suunnatun vesi-höyrysyötön avulla.

Kuviossa 5 on esitetty kaksiainekompressorilämpöpumppu 16', joka on kuvion 1 yhteydessä esitetyssä kaaviollisessa laitteistossa käytetyn lämpöpumpun 16 suhteen parannettu monin tavoin keksinnön mukaisesti erityisesti kuvaustehtävän suhteen. Periaatteelliselta rakenteeltaan lämpöpumppu 16' vastaa lämpöpumppua 16, joten riittää, että seuraavassa selostetaan ainoastaan lämpöpumpun 16' tosiasialliset edelleenkehitelmät verrattuna yksinkertaistetusti esitettyyn lämpöpumppuun 16 samalla, kun molempien lämpöpumppujen samoja osia on piirustuksissa merkitty samoilla viitenumeroilla.

Voidaan havaita, että kuristinelimen 46 ja lämpötilavaih- i2 82961 timen 48 väliseen rikasta liuosta johtavan johdon 44 osaan on kytketty lämmönvaihdin 70, jonka lävitse toisaalta johdon 72 välityksellä imetään ympäröivää ilmaa, joka jäähdyttää johdossa 44 virtaavan liuoksen ja sen jälkeen poistuu johtoon 74.

Lämpötilavaihtimen 48 ja resorberin 38 välissä olevasta johdon 44 osasta erkanee lisäksi haarajohto 44', joka on ohjattu lämpötilavaihtimen 48 jälkeen ja ennen kuristin-elintä 46 takaisin johtoon 44. Haarajohtoon 44' on kytketty toinen lämmönvaihdin 76, joka sekundääripuolelta on kytketty johtoon 74. Lämmönvaihtimessa 70 jo esilämmitettyä ilmaa käytetään näin ollen lämmönvaihtimessa 76 uudelleen rikkaan liuoksen osavirran jäähdyttämiseen ja sieltä se johdetaan edelleen lämmenneenä johdon 78 välityksellä ulos lämmönvaihtimesta 76. Johto 78 on tällöin ajaltetava pidennetyksi kammioksi muodostettuun kuivausosaan 10.

Ts. rikkaan seoksen jäähdytykseen lämmönvaihtimissa 70 ja 76 käytettyä ja tällöin portaittain esilämmitettyä ympäristön ilmaa käytetään kuivausilmana. Tällöin pienenee prosessihöyryn avulla lämmitettyjen telojen 14 kuivatukseen johdettava energia, ts. voidaan käyttää alhaisempi-lämpötilaista prosessihöyryä tai - mikäli prosessihöryn lämpötilaa ei lasketa - kuivausteho nousee.

Edellä selostettujen toimenpiteiden lisäksi on lämpö-pumpussa 16' kaasumaiset työainekomponentit kaasunpoisti-mesta 28 paineen kohotuksella resorberiin 38 johtava kompressori 42 jaettu kahdeksi, paineen portaittaisesti kohottavaksi kompressoriksi 42a, 42b. Kompressorien 42a ja 42b väliin on kytketty kaasumaisia työainekomponentteja johtavaan johtoon 40 lämmönvaihdin 80 kaasumaisten työaine-komponenttien välijäähdyttämiseksi kuivausilmana kuivaus-osaan 10 edelleenjohdetun ympäristön ilman johtamiseksi johdon 82 välityksellä lämmönvaihtimeen ja sen jälkeen esilämmityksen jälkeen johdon 84 kautta.

i3 82961

Kuviossa 6 on lisäksi esitetty mahdollisuus rikkaan liuoksen jäähdyttämiseen lämmönvaihtimissa 70 ja 76 vaadittavan ilmamäärän pienentämiseksi, joka mahdollisuus muodostuu laitteesta 86, jolla ruiskutetaan syöttöjohdon 88 välityksellä tuotua vettä lämmönvaihtimen 70 osaan, jonka lävitse ilma virtaa. Tätä mahdollisuutta käytetään tarkoituksenmukaisesti silloin, kun paperikoneen kuivausosassa tarvittava kuivausilmamäärä ei riitä lämmönvaihtimissa 70, 76 olevan rikkaan liuoksen jäähdyttämiseksi halutussa määrin. Veden ruiskutuksen avulla valmistetun rikkaan liuoksen jäähdytyksen ohella kohotetaan lisäksi myös kyllästys-lämpötilaa kuivausilmassa ja siten kuivausosasta 10 kaasun-poistimeen 28 johdetussa ilmassa, jolloin sekundääripuo-lella voidaan kaasunpoisto suorittaa korkeammassa lämpötilassa, ts. korkeammassa paineessa. Lämpöpumpun kompres-soriteho tulee näin vastaavasti pienemmäksi.

Kuviossa 7 on vielä lopuksi esitetty kaaviollisesti liuos-kiertopiirillä varustettu kaksiainekompressorilämpöpumppu 16', jossa tapahtuu lämpöpumpun 16* yhteydessä kuvattujen toimenpiteiden lisäksi kaasunpoistimessa 28 poistettavan kaasumaisen työainekomponentin osan resorptio resorbe-rissa 38 vallitsevaa painetta alhaisemmassa paineessa laihassa liuoksessa. Tätä tarkoitusta varten on laihaa liuosta kaasunpoistimesta 28 resorberiin 38 johtavaan johtoon 38 järjestetty kaksi liuospumppua 36a ja 36b peräkkäin, ja näiden liuospumppujen väliseen johdon 34 osaan on kytketty lämmönvaihdin 90, jonka laihan liuoksen läpi-virtaama osa on yhdistetty haarajohdon 92 välityksellä kaasumaista työainekomponenttia johtavaan johtoon 40 -ja lisäksi sen kompressorien 42a ja 42b väliseen osaan.

Ts. johdosta 40 voi siirtyä välipaineessa olevat kaasumaiset työainekomponentit lämmönvaihtimen 90 liuoksen läpi-virtaamaan osaan ja sieltä vastaavasti resorboitua vallitsevaan keskipaineeseen. Vastaavaa resorptiolämpöä käytetään lämmönvaihtimesta 90 johdon 94 välityksellä syötetyn ja johdon 96 välityksellä paperikoneen kuivausosaan 10 kui- 14 82961 vausilmana edelleensyötetyn ympäristön ilman esilämmittä-miseksi.

Portaittainen paineenkohotus laihaa liuosta johtavassa johdossa 34 kahden liuospumpun 36a ja 36b avulla asettaa tällöin myös kahden lämpötilanvaihtimen 48a ja 48b käytön ilmeiseksi edellä esitetyissä järjestelmissä käytetyn lämpötilavaihtimen 48 asemesta.

Lopuksi on vielä viitattava siihen, että keksinnön mukaisissa laitteistoissa käytetyissä kaksiäänikompressori-lämpöpumpuissa 16, 16', 16" on piirustuksissa esitetty ainoastaan niiden toiminnan ymmärtämisen kannalta oleelliset perusosat, kun taas apulaitteet, kuten kompressorien käyttömoottorit, poistoilmaimupuhaltimet, syöttövesipumput, tai myös puhaltimet lämmönvaihtimissa esilämmitetyn ympäristön ilman johtamiseksi samoinkuin laitteiston käytön vaatimat mitta-ohjaus- ja säätöelimet on selvyyden vuoksi jätetty pois.

Claims (8)

1. Laitteisto paperikoneen kuivaajan poistoilmassa olevan lämmön talteenottamiseksi pienpainepuolella poistoilmalla syötettävän kompressorilämpöpumpun avulla, jolla pumpulla korkeapainepuolella syöttövedestä synnytetään prosessihöyryä kuivaustelojen lämmittämiseksi ja lisäksi kuivaukseen käytetyn ilman esilämmittämiseksi, tunnettu siitä, että lämpöpumppu on muodostettu kaksiainekompresso-rilämpöpumpuksi (16, 16', 16"), jossa on rikasta ja laihaa liuosta johtavien johtojen (44, 34) korkeapaineisiin osiin kytketty lämmönvaihdin (48), että poistoilman lämmöllä syötettävä lämpöpumpun (16; 16'; 16") kaasunpois-timen (28) puoli on kytketty kuivaajasta kosteaa poistoilmaa poisjohtavaan johtoon (24) ja resorberin (38) vesihöyryn poistopuoli on liitetty prosessihöyryjohdon (18) välityksellä paperikoneen kuivaajan (10) prosessihöyryn sisäänmenopuolen kanssa, että lämmönvaihtimen (48) ja kuristinelimen (46) väliseen osaan rikasta liuosta resorberista (38) kaasunpoistimeen (28) johtavassa johdossa (44) on kytketty vähintään yksi lämmönvaihdin (70), jossa rikas liuos jäähtyy kuivaukseen käytettävän ilman avulla, että resorberin (38) ja lämmönvaihtimen (48) välissä olevasta osasta rikasta liuosta johtavassa johdossa (44) on haarajohto (44') rikasta liuosta varten ja se on johdettu takaisin lämmönvaihtimen (48) ja kuristinelimen (46) väliseen johdon (44) osaan, ja että haarajohtoon (44') on kytketty vähintään yksi lämmönvaihdin (76), jonka perään on kytketty sarjaan vähintään yksi lämmönvaihdin (70) kuivaukseen käytettävän ympäristön ilman läpivirtauksen suhteen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu laitteesta (86) veden ruiskuttamiseksi ainakin yhden lämmönvaihtimen (70) tai (76) osaan, jonka lävitse kuivausilmana käytettävä ympäristön ilma virtaa. i6 82961

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kaasunpoistimesta (28) poistettavan kaasumaisen työainekomponentin resorberiin (38) johtavaan johtoon (40) on kytketty vähintään yksi kaksiportainen kompressori tai vähintään kaksi peräkkäin sarjaan kytkettyä yksiportaista kompressoria (42a; 42b), ja että moniportaisen kompressorin ensimmäisen portaan taakse ja viimeisen portaan eteen tai ensimmäisen kompressorin (42a) taakse ja viimeisen kompressorin (42b) eteen on kaasumaista työainekomponenttia johtavaan johtoon (40) kytketty vähintään yksi lämmönvaihdin (80), jonka lävitse tapahtuva virtaus kaasumaisen työainekomponentin jäähdyttämiseksi tapahtuu kuivaukseen käytettävän ympäristön ilman avulla.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laihan liuoksen kaasunpoistimesta (28) resorberiin (38) johtavaan johtoon (34) on järjestetty kaksi liuospumppua (36a; 36b) peräkkäin kytketysti, ja liuospumppujen (36a; 36b) väliseen johdon (34) osaan on kytketty toiselta puolelta kuivaukseen käytettävän ympäristön ilman, joka toimii jäähdytysaineena, läpivirtaaman lämmönvaihtimen (90) r kanssa, jonka osaan, jonka lävitse laiha liuos virtaa, johtaa lisäksi haarajohdon (92) yksi pää, jonka toinen pää on liitetty moniportaisen kompressorin portaiden väliin tai kompressorien (42a; 42b) väliin kaasumaista työainekomponenttia johtavassa johdossa (40), jolloin kaasumainen työainekomponentti siirtyy lämmönvaihtimen (90) osassa, jonka lävitse laiha liuos virtaa ja luovuttamalla resorptiolämmön lämpöpumpun (16") resorberin (38) painetta alhaisemmassa paineessa resorboituu laihaan liuokseen.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että prosessihöyryjohtoon (18) on liitetty kaasunpoistimen (28) poistoilman syöttöpuolelle johdettu haarajohto (52), jolloin on 17 82961 järjestetty ohjauslaitteet (53, 54) prosessihöyryjohtoon (18) syötetyn vesihöyryn johtamiseksi paperikoneen lyhytaikaisen seisokin yhteydessä haarajohtoon (52).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ohjauslaitteessa on haarajohtoon (52) kytketty ja sen lävitse paperikoneeseen tapahtuvan höyryn syötön katkaisemisen yhteydessä prosessihöyry-johtoon (18) nousevan höyrypaineen kytkevä ylivirtaus-venttiili (53).

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kaasunpoistimen (28) vaippatilan sisäpuolelle poistolämmön tai vesihöyryn kuormittamiin pintoihin (putkiin 60) on järjestetty useita oleellisesti tasaisesti jaettuja, haarajohtoon liitettyjä höyrynpoistosuuttimia (64) pienin välein.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että paperikoneen uudelleen-tai jälleenkäynnistämiseksi pidemmän seisokin jälkeen lämpöpumpun (16) ollessa poiskytkettynä on järjestetty maakaasulla, kevyellä polttoöljyllä tai muulla fossiilisella polttoaineella lämmitettävä lämmityslaite (poltin 56) kaasunpoistimeen (28) johdettavaan ympäristön ilmaan liittyen, jolla laitteella paperikonetta käynnistettäessä kaksiaine-työaineesta poistetaan kaasua niin kauan, kunnes jälleen käyttöön otetusta paperikoneesta on saatavissa poistolämpö. 18 82961 Pat exit krav