FI99269C - Menetelmä ja sovitelma kuiturainan kuivatuslaitteen energian hyödyntämiseksi - Google Patents

Description

99269

Menetelmä ja sovitelma kuiturainan kuivatuslaitteen energian hyödyntämiseksi

Keksinnön kohteena on menetelmä kuiturainan kuiva-5 tuslaitteen energian hyödyntämiseksi, jossa kuivatuslait-teessa on kaksi päätöntä, ilmaa läpäisemätöntä, lämpöä hyvin johtavaa nauhaa, ensimmäiset kääntötelat, jolloin ensimmäinen nauha on asennettu kääntymään ensimmäisten kääntötelojen ympäri, ja toiset kääntötelat, jolloin toi-10 nen nauha on asennettu kääntymään toisten kääntötelojen ympäri, painekammio, jossa oleva paineväliaine on höyryä, ja joka painekammio on sovitettu kuumentamaan ensimmäistä nauhaa ja tiivistetty ensimmäistä nauhaa vasten ainakin yhdellä tiivisteellä, sekä höyrynkeruukammio, johon tii-15 visteen ja ensimmäisen nauhan välistä purkautuvaa höyryä ja lauhdetta saadaan kerättyä, jolloin toista nauhaa jäähdytetään ja jolloin kuituraina ja ainakin yksi huopa tai viira johdetaan nauhojen välissä niin, että kuituraina koskettaa kuumennettuun ensimmäiseen nauhaan ja huopa tai 20 viira vastaavasti on kuiturainan ja jäähdytetyn toisen nauhan välissä.

Edelleen keksinnön kohteena on sovitelma kuiturainan kuivatuslaitteen energian hyödyntämiseksi, jossa kui-: vatuslaitteessä on kaksi päätöntä, ilmaa läpäisemätöntä, 25 lämpöä hyvin johtavaa nauhaa, ensimmäiset kääntötelat, jolloin ensimmäinen nauha on asennettu kääntymään ensimmäisten kääntötelojen ympäri, ja toiset kääntötelat, jolloin toinen nauha on asennettu kääntymään toisten kääntö-telojen ympäri, painekammio, jossa oleva paineväliaine on 30 höyryä, ja joka painekammio on sovitettu kuumentamaan ensimmäistä nauhaa ja tiivistetty ensimmäistä nauhaa vasten ainakin yhdellä tiivisteellä, sekä höyrynkeruukammio, johon tiivisteen ja ensimmäisen nauhan välistä purkautuvaa höyryä ja lauhdetta saadaan kerättyä, jolloin toista nau-35 haa jäähdytetään ja jolloin kuituraina ja ainakin yksi 2 99269 huopa tai viira johdetaan nauhojen välissä niin, että kui-turaina koskettaa kuumennettuun ensimmäiseen nauhaan ja huopa tai viira vastaavasti on kuiturainan ja jäähdytetyn toisen nauhan välissä.

5 FI-patentissa 92735 on esitetty menetelmä ja lait teisto, missä kuiturainaa kuivataan kahden jatkuvasti liikkuvan metallinauhan välissä niin, että kuituraina johdetaan nauhojen väliin yhdessä kuivatushuovan kanssa, jolloin rainaa koskettava metallinauha on kuumennettu ja vas-10 taavasti huopaa koskettava metallinauha on jäähdytetty. Tällöin rainassa oleva vesi höyrystyy kuuman metallinauhan vaikutuksesta ja siirtyy höyryn paineen vuoksi huopaan työntäen samalla vettä edellään ja huopaan siirtynyt höyry lauhtuu kylmän jäähdytetyn nauhan vaikutuksesta, jolloin 15 rainasta siirtyy vettä huopaan ja raina kuivuu. Kuumennetun metallinauhan kuumennus tapahtuu höyrykammion avulla. Höyrykammio on tiivistetty kuumennettavaa metallinauhaa vasten tiivisteillä. Edelleen kyseisessä julkaisussa on esitetty, että höyrykammion päätytiivisteen yhteydessä 20 siinä päässä, jossa metallinauhat tulevat ulos kuumennus-ja jäähdytyskammioiden välistä on höyrynkeruukammio. Höy-rykammiosta tiivisteen ja kuumennetun nauhan välistä purkautuva höyry saadaan kerättyä höyrynkeruukammioon. Koska : tällöin purkautuva höyry ei pääse vapaaseen ilmaan, saa- 25 daan vältettyä meluhaittoja ja muita höyryhaittoja. Kuitenkaan kyseisessä julkaisussa ei ole esitetty minkäänlaista tapaa hyödyntää kerättyä höyryä.

Tuorehöyryn tuottaminen ja johtaminen käytettäväksi hyödyksi esimerkiksi paperinvalmistusprosessissa vaatii 30 huomattavan monimutkaiset ja kalliit laiteinvestoinnit. Tuorehöyryn valmistaminen tulee kalliiksi myös tuorehöyryn valmistamiseen tarvittavan energian kalleuden vuoksi. Nykyään esimerkiksi kuiturainan kuivatuslaitteelta purkautuvat höyryt purkautuvat esimerkiksi paperikonehuuvaan. Täl-35 löin ainoastaan osa purkautuvan höyryn energiasta saadaan 3 99269 otettua talteen paperikonehuuvan ilmanvaihdon lämmöntal-teenottolaitteen avulla, mutta tämän järjestelyn lämmön-talteenoton hyötysuhde on alhainen.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan mene-5 telmä ja sovitelma kuiturainan kuivatuslaitteen takapääty-tiivisteeltä vuotavan höyryn käyttämiseksi hyödyksi.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että höyrynkeruukammiosta talteenotettu höyry johdetaan käytettäväksi hyödyksi.

10 Edelleen keksinnön mukaiselle sovitelmalle on tun nusomaista se, että sovitelmaan kuuluu välineet höyrynkeruukammiosta talteenotetun höyryn johtamiseksi käytettäväksi hyödyksi.

Keksinnön olennainen ajatus on, että kuiturainan 15 kuivatuslaitteen takapäätytiivisteeltä vuotava höyry ja lauhde, joka höyrystyy kuuman teräsnauhan pinnalta kerätään talteen ja johdetaan edelleen käytettäväksi hyödyksi. Erään edullisen sovellutusmuodon ajatuksena on, että osa talteenotetusta höyrystä johdetaan kuiturainan kuivatus-20 laitteen ilmanpoistoyksikköön. Erään toisen edullisen sovellutusmuodon ajatuksena on, että osa talteenotetusta höyrystä johdetaan lämmöntalteenottoyksikköön. Vielä erään kolmannen edullisen sovellutusmuodon ajatuksena on, että . osa talteenotetusta höyrystä johdetaan höyrypuhaltimeen, 25 jossa suoritetaan paineenkorotus ja kyseinen höyry johdetaan hyötykäyttöön paineenkorotuksen jälkeen.

Keksinnön etuna on, että talteenkerätty lauhde ja höyry saadaan käytettyä hyödyksi, jolloin säästyy esimerkiksi ilmanpoistoyksikköön tarvittavaa tuorehöyryä tai 30 johonkin muuhun käyttöön tarvittavaa höyryä. Edelleen kek sinnön etuna on, että takapäätytiivisteeltä vuotavasta höyrystä voidaan saada sen sisältämä lämpö otettua talteen.

Keksintöä selitetään tarkemmin oheisissa piirustuk-35 sissa, joissa 4 99269 kuvio 1 esittää kaavamaisesti sivultapäin kuvattuna ja poikkileikattuna kuiturainan kuivatuslaitetta ja sen yhteydessä olevaa keksinnön mukaista sovitelmaa ja kuvio 2 esittää kaavamaisesti kuiturainan kuivatus-5 laitteen painekammion takapäädyn erästä sovellutusmuotoa poikkileikattuna.

Kuviossa 1 on kaavamaisesti esitetty eräs keksinnön mukainen kuivatuslaite sivusta katsottuna rainan kulkusuunnassa aukileikattuna. Kuivatuslaitteen muodostavat 10 päättömät, ilmaa läpäisemättömät ja lämpöä hyvin johtavat, edullisesti metallia olevat ensimmäinen nauha 1 eli ylä-nauha ja toinen nauha 2 eli alanauha, joiden toisiinsa päin olevien pintojen välissä kulkevat hienoviira tai -huopa 3, karkeaviira 4 ja kuituraina 5. Kuituraina 5 15 liikkuu nuolen A osoittamaan suuntaan. Ensimmäinen nauha l on asennettu kääntymään kuivatuslaitteen päissä sijaitsevien ensimmäisten kääntötelojen 6a ja 6b ympäri. Toinen nauha 2 on asennettu vastaavasti kääntymään myös kuivatus-laitteen päissä ensimmäisten kääntötelojen 6a ja 6b ala-20 puolella sijaitsevien toisten kääntötelojen 7a ja 7b ympäri. Viiroja 3 ja 4 tuetaan ja ohjataan ohjaustelojen 8 avulla. Koska kuivatusvyöhykkeellä nauhojen 1 ja 2 välisessä tilassa vallitsee yleensä eri paine kuin nauhojen 1 ja 2 ulkopuolella tai sivuilla, on laitteen molemmilla 25 sivuilla nauhojen 1 ja 2 välissä tai niiden reunojen tuntumassa tiivisteet, jotka estävät nesteen tai kaasun siirtymisen nauhojen 1 ja 2 välisestä tilasta sivuille ulos tai päinvastoin. Kuivatuksen tarvitseman höyrykuumennuksen aikaansaamiseksi on kuivatuslaitteessa painekammio 9, joka 30 sijaitsee ensimmäisen nauhan 1 yläpuolella. Ensimmäinen nauha l tiivistetään tiivisteillä 9a painekammioon 9 niin, että painekammiossa 9 oleva höyry pysyy sopivassa paineessa. Toisen nauhan 2 alapuolella on vesikammio 10, jossa on toista nauhaa 2 jäähdyttävää vettä. Vesikammion 10 reu-35 noissa on tiivisteet 10a, joilla toinen nauha 2 tiiviste- • 5 99269 tään vesikammioon 10.

Kuivatuslaitteen toiminta perustuu siihen, että rainaa 5 koskeva ensimmäinen nauha 1 kuumennetaan paine-kammioissa 9 olevalla kuumalla höyryllä, jolloin ensimmäi-5 sen nauhan 1 lämpötilan vuoksi rainassa 5 oleva vesi höyrystyy ja siirtyy viirojen 3 ja 4 läpi toisen nauhan 2 suuntaan. Toista nauhaa 2 puolestaan jäähdytetään koko ajan sen alapuolella olevalla vedellä, jolloin sen pintaan tullut höyry tiivistyy vedeksi ja poistuu nauhan 2 ja 10 viiran 4 mukana.

Painekammioon 9 johdetaan kyllästettyä höyryä putkesta 11. Painekammiossa 9 nauhan 1 pinnalta kerätään lauhdevettä lauhteenkerääjillä 12. Lauhteenkerääjiltä 12 lauhde poistetaan poistoputkia 13 pitkin. Vesikammioon 10 15 syötetään vettä tulojohtoa 14 pitkin. Käytetty jäähdytysvesi poistetaan poistoputkea 15 pitkin.

Viiraan 4 on sovitettu puhalluslaatikot 16a ja imu-laatikot 16b, joiden avulla viirasta 4 poistetaan niissä olevaa kosteutta. Veden poistamiseen viirasta 4 voidaan 20 käyttää joko viiran 4 vastakkaisilla puolilla sijaitsevia puhalluslaatikoita 16a ja imulaatikoita 16b tai vain jompaa kumpaa näistä.

Kuituraina 5 sekä viirat 3 ja 4 johdetaan ennen . niiden johtamista nauhojen 1 ja 2 väliin ilmanpoistoyksi- 25 kön 17 läpi, jossa rainan 5 ja viirojen 3 ja 4 huokosista poistetaan ilma mahdollisimman tarkoin esimerkiksi johtamalla niiden läpi tulistettua tai kyllästeistä, sopivan lämpötilaista höyryä, joka työntää ilmamolekyylit huokosista ulos korvaten ne höyryn vesimolekyyleillä.

30 Painekammion 9 yhteydessä siinä päässä, jossa nau hat 1 ja 2 tulevat ulos painekammion 9 ja vesikammion 10 välistä on höyrynkeruukammio 18. Painekammiosta 9 tiivisteen 9a ja kuumennetun nauhan 1 välistä purkautuva höyry saadaan kerättyä höyrynkeruukammioon 18. Vastaavalla ta-35 valla lauhde, joka vuotaa kyseisen tiivisteen 9a ja kuu- 6 99269 mennetun nauhan 1 välistä saadaan kerättyä höyrynkeruukam-mioon 1.8. Valtaosa kyseisestä lauhteesta höyrystyy kuumennetun nauhan 1 vaikutuksesta höyrynkeruukammiossa 18.

Kuviossa 2 on esitetty kuiturainan kuivatuslaitteen 5 painekammion takapääty poikkileikattuna. Kuvion 2 numerointi vastaa kuvion 1 numerointia. Selvyyden vuoksi ei kuviossa 2 ole esitetty toisen nauhan 2 alapuolista osaa. Tiivisteen 9a tiivistepinta koskettaa nauhan 1 pintaa ja pitää sen etäisyyden päässä painekammion 9 reunan pinnasta 10 niin, että painekammion 9 reunan alapinnan ja nauhan 1 yläpinnan välille jää höyryrako 27. Painekammion 9 reunassa on tiivisteet 9a ja 9a', joiden välissä on höyrynkeruu-kammio 18. Höyryä ja lauhdetta tunkeutuu tiivisteen 9a ja ylemmän nauhan 1 välistä höyryrakoa 27 pitkin höyrynkeruu-15 kammioon 18, josta se poistuu putkea 19 pitkin. Käyttämällä kevyesti nauhaa 1 koskettavaa tiivistettä 9a' voidaan estää höyryn vuotaminen ulos. Höyrynkeruukammiossa 18 on tarkoitus ylläpitää huomattavasti alhaisempaa painetta kuin varsinaisessa painekammiossa 9, jolloin varmistetaan 20 vuotavan lauhteen välitön höyrystyminen nauhan 1 pinnalta. Tiivisteenä voidaan käyttää erilaisia mitä tahansa käyttöön soveltuvia tiivisteitä, jotka sopivat liukuvan pinnan tiivistykseen. Tiiviste voi olla joko erillinen tiiviste , tai se voidaan muodostaa haluttaessa kammion reunaan muo- 25 toilemalla tiivistepinnaksi. Peräkkäisten tiivisteiden ja kammioiden lukumäärä voi vaihdella sopivan tiiviyden ja sopivan tiivisteiden käyttöiän aikaansaamiseksi.

Kammio 18 on mitoitettu sopivasti siten, että te-räsnauhan 1 pinnalla oleva lauhde ehtii höyrystyä kuuman 30 teräsnauhan pinnalta kammion 18 alueella.

Höyrynkeruukammiosta 18 höyry johdetaan putkea 19 pitkin uudelleen käyttöön kuviossa 1 esitetyllä tavalla. Höyryn virtausta putkea 19 pitkin säädetään säätölaitteella 21, joka ohjaa venttiiliä 20. Putken 19 avulla voidaan 35 ainakin osa höyrystä johtaa ilmanpoistoyksikköön 17. Höy- 7 99269 ryn kulkua putkistossa 19 ohjataan ja säädetään venttiilien 22 avulla. Kuten kuviossa 1 on esitetty, voidaan höyryä johtaa sopivasti ilmanpoistokammion eri vyöhykkeille venttiilien 22 avulla teräsnauhojen väliin jäävän ilmapi-5 toisuuden minimoimiseksi. Lisäksi ilmanpoistokammioon on järjestetty imu putken 28 avulla. Imun tehtävä on poistaa se osa höyrystä, joka ei lauhdu viiroihin 3 ja 4, kuitu-rainaan 5 ja ilmanpoistokammion rakenteisiin tai joka ei vuoda ulos ilmanpoistokammion liikkuvien pintojen välisis-10 tä saumoista.

Putkistosta 19 voidaan johtaa putkistohaaraa 23 pitkin osa talteenotetusta höyrystä lämmöntalteenottoyk-sikköön 24. Lämmöntalteenottoyksikössä 24 höyryssä olevaa lämpöenergiaa saadaan otettua talteen.

15 Putkistolla 19 voidaan osa höyrystä myös johtaa höyrypuhaltimelle 25 tai kompressorille. Höyryn kulkeutumista voidaan edelleen ohjata venttiileiden 22 avulla. Höyrypuhaltimellä 25 saadaan höyrynpainetta kasvatettua. Höyrynkeruukammiosta 18 saatavan höyryn paine on tyypilli-20 sesti luokkaa 20 - 30 kPa ylipainetta/ kompressorilla saadaan vielä korkeapaineisempaa höyryä. Höyrypuhalt imellä 25 saadaan höyrynpaine nostettua esimerkiksi paineeseen 60 -70 kPa ylipainetta. Tällainen höyry voidaan johtaa edelleen esimerkiksi putkistolla 26 johonkin muuhun höyryn-25 käyttökohteeseen.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä ei ole oleellista mitä väliainetta käy-30 tetään vesikammiossa 10. Vesikammion 10 väliaineena voidaan käyttää veden lisäksi esimerkiksi ilmaa tai jotain muuta sopivaa väliainetta. Kuumennettua ensimmäistä nauhaa 1 voidaan kuumentaa myös ennen kuin se tulee kuivatus-vyöhykkeelle esimerkiksi erillisessä kuumennusvyöhykkeessä 35 tai käyttämällä ensimmäisiä kääntöteloja 6a ja 6b kuumen- « 8 99269 nuseliminä. Jäähdytettyä toista nauhaa 2 voidaan vastaavasti jäähdyttää ennen kuivatusvyöhykettä esimerkiksi ilma- tai vesisuihkujäähdytyksellä tai syöttämällä toisen nauhan 2 teloihin esimerkiksi toisiin kääntöteloihin 7a ja 5 7b sopivaa jäähdytysväliainetta, kuten vettä.

«

Claims (8)

9 99269

1. Menetelmä kuiturainan kuivatuslaitteen energian hyödyntämiseksi, jossa kuivatuslaitteessa on kaksi päätön-5 tä, ilmaa läpäisemätöntä, lämpöä hyvin johtavaa nauhaa (1, 2), ensimmäiset kääntötelat (6a, 6b), jolloin ensimmäinen nauha (1) on asennettu kääntymään ensimmäisten kääntötelo-jen (6a, 6b) ympäri, ja toiset kääntötelat (7a, 7b), jolloin toinen nauha (2) on asennettu kääntymään toisten 10 kääntötelojen (7a, 7b) ympäri, painekaramio (9) , jossa oleva paineväliaine on höyryä, ja joka painekammio (9) on sovitettu kuumentamaan ensimmäistä nauhaa (1) ja tiivistetty ensimmäistä nauhaa (1) vasten ainakin yhdellä tiivisteellä (9a, 9a', 9·’), sekä höyrynkeruukammio (18), jo-15 hon tiivisteen (9a) ja ensimmäisen nauhan (1) välistä purkautuvaa höyryä ja lauhdetta saadaan kerättyä, jolloin toista nauhaa (2) jäähdytetään ja jolloin kuituraina (5) ja ainakin yksi huopa tai viira (3, 4) johdetaan nauhojen (1, 2) välissä niin, että kuituraina (5) koskettaa kuumen-20 nettuun ensimmäiseen nauhaan (1) ja huopa tai viira (3, 4) vastaavasti on kuiturainan (5) ja jäähdytetyn toisen nauhan (2) välissä, tunnettu siitä, että höyrynkeruu-kammiosta (18) talteenotettu höyry johdetaan käytettäväksi hyödyksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuivatuslaitteessa on ilman-poistoyksikkö (17) ilman poistamiseksi kuiturainasta (5) ja huovasta tai viirasta (3, 4) ja että ainakin osa höy-rynkeruukammiosta (18) talteenotetusta höyrystä johdetaan ·. 3 0 ilmanpoistoyksikköön (17) .

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin osa höyrynkeruukam-miosta (18) talteenkerätystä höyrystä johdetaan lämmöntal-teenottoyksikköön (24).

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 992.69 10 menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin osa höy-rynkeruukammiosta (18) talteenkerätystä höyrystä johdetaan höyrypuhaltimelle (25) tai kompressorille, missä höyryn paine nostetaan korkeammaksi ja höyry johdetaan edelleen 5 käytettäväksi hyödyksi.

5. Sovitelma kuiturainan kuivatuslaitteen energian hyödyntämiseksi, jossa kuivatuslaitteessa on kaksi päätöntä, ilmaa läpäisemätöntä, lämpöä hyvin johtavaa nauhaa (1, 2), ensimmäiset kääntötelat (6a, 6b), jolloin ensimmäinen 10 nauha (1) on asennettu kääntymään ensimmäisten kääntötelo-jen (6a, 6b) ympäri, ja toiset kääntötelat (7a, 7b), jolloin toinen nauha (2) on asennettu kääntymään toisten kääntötelojen (7a, 7b) ympäri, painekammio (9) , jossa oleva paineväliaine on höyryä, ja joka painekammio (9) on 15 sovitettu kuumentamaan ensimmäistä nauhaa (1) ja tiivis tetty ensimmäistä nauhaa (1) vasten ainakin yhdellä tiivisteellä (9a, 9a', 9'1), sekä höyrynkeruukammio (18), johon tiivisteen (9a) ja ensimmäisen nauhan (l) välistä purkautuvaa höyryä ja lauhdetta saadaan kerättyä, jolloin 20 toista nauhaa (2) jäähdytetään ja jolloin kuituraina (5) ja ainakin yksi huopa tai viira (3, 4) johdetaan nauhojen (1, 2) välissä niin, että kuituraina (5) koskettaa kuumennettuun ensimmäiseen nauhaan (1) ja huopa tai viira (3, 4) vastaavasti on kuiturainan (5) ja jäähdytetyn toisen nau-25 hän (2) välissä, tunnettu siitä, että sovitelmaan kuuluu välineet höyrynkeruukammiosta (18) talteenotetun höyryn johtamiseksi käytettäväksi hyödyksi.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että kuivatuslaitteessa on ilman- 30 poistoyksikkö (17) ilman poistamiseksi kuiturainasta (5) ja huovasta tai viirasta (3, 4) ja että sovitelmassa on välineet ainakin osan höyrynkeruukammiosta (18) talteenotetun höyryn johtamiseksi ilmanpoistoyksikköön (17).

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen sovitelma, 35 tunnettu siitä, että sovitelmaan kuuluu välineet 11 99269 ainakin osan höyrynkeruukammiosta (18) talteenkerätyn höyryn johtamiseksi lämmöntalteenottoyksikköön (24).

8. Jonkin patenttivaatimuksen 5-7 mukainen sovi-telma, tunnettu siitä, että sovitelmaan kuuluu 5 höyrypuhallin (25) tai kompressori, jolla höyryn painetta voidaan nostaa korkeammaksi sekä välineet ainakin osan höyrynkeruukammiosta (18) talteenkerätyn höyryn johtamiseksi höyrypuhaltimelle (25) tai kompressorille ja edelleen käytettäväksi hyödyksi. 12 99269