KR101058537B1 - 위생지 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 주 전원 공급부로부터 발생되며 제조 중단을 야기하는 문제점을 제거하는 한편, 위생지 제조에서 에너지를 보존할 수 있는 위생지 제조 방법을 구현하는 것이다. 이러한 목적을 위해, 터빈(1)에 의해 연소 가스로부터 발전하고, 터빈으로부터 나오는 연소 가스가 위생지의 건조(3)에 사용되고, 위생지 건조 공정으로부터 나오는 흡수식 냉동기(5)로 냉각되므로, 문제점에 대한 해결책이 제공되는 위생지 제조 방법이 구현된다.

Description

위생지 제조 방법{A COGENERATION APPLICATION IN PRODUCTING SANITARY PAPER}

본 발명은 위생지를 제조하는 방법으로서, 가스 터빈의 고온 배출가스가 프로세스 시스템에 의해 사용되는 동시에, 위생지 건조 공정에서 발전(열병합 발전)되는 것에 관한 것이다.

종이를 건조(drying)하는 것은, 위생지의 제조 공정에서 가장 많은 양의 에너지를 필요로 하는 절차 중 하나이다. 이와 같은 절차에서, 종이 시트는, 버너에 의해 발생되는 고온 공기를 통과함으로써 종이 시트를 권취하는 실린더의 후드에서 건조된다. 버너는 천연가스 또는 임의의 다른 액상 연료로 작동되고, 그 목적은 열을 발생시키는 것이다. 한편, 양키 실린더(Yankee cylinder)는 연료를 이용하여 증기 보일러로부터 얻어진다.

3 내지 5.5 미터의 폭과, 5%의 물을 포함하며, 2000 m/분의 속도로 제조되는 얇은 종이 시트는 99.8%의 물과 0.2%의 섬유를 함유하는 물 혼합물을 여과하여 얻 어진다. 상술한 바와 같이, 종이 시트는 "양키 건조기(Yankee Dryers)"로 불리는 대형의 가열식 실린더 상에 권취되어 건조된다. 양키 상에서 수행되는 이러한 절차는 에너지 소비 면에서 위생지 제조의 가장 중요한 단계이다.

근래에 에너지 비용이 계속하여 증대함에 따라, 상기 건조 절차에서의 높은 에너지 소모를 감소시켜 비용을 줄이는 것이 상기 공정에서 요구되는 개선 사항이다.

또한, 당해 기술에서, 전기 에너지로 작동하는 기계 및 장치들은 위생지 제조 플랜트 내에서 대부분의 절차에 사용된다. 이러한 상황은 주요부에서 중단되는 전력의 결과로서 발생하는 효율 감소 전에 플랜트 공정들이 보호받지 못하게 한다. 연료에서 생기는 높은 에너지 소비 및 비용 증대 및 변동은 액상 연료로 작동하는 모터 발전기의 작동에 비경제적이다. 더욱이, 네트워크 전기의 품질이 또 다른 문제점이다. 주요부에서의 전압 강하는 제조에 사용되는 대부분의 기계를 계속하여 작동하는데 방해하며, 그 중 몇몇을 고장 나게 할 수 있다. 이러한 상황은 제조 플랜트에서 효율 감소 및 장애를 일으키게 하는 한편, 고장 난 장치들에 대한 추가적인 비용을 부과하게 한다.

발전 플랜트에서는, 엔진 또는 터빈의 용도에 따라서, 전기 효율이 20-55%에서 변화되고, 에너지 입력의 45-80%는 열로 전환되어 대기로 배출된다. 이와 같이 공지된 종래의 시스템으로 발전하는 것은 환경을 오염시킬 뿐만 아니라, 에너지 입력의 큰 부분이 폐열로 손실되기 때문에 경제성 면에서 충분하지 않다.

가스 발화식 터빈으로 발전하고, 각종 발전 공정에서 이들 터빈으로부터 나오는 고온 배출가스 내의 열을 이용하는 것으로 정의될 수 있는 열병합 방법은, 다수의 제조 섹터에서 현재 사용되는 방법이다. 열과 전기를 동시에 발생시키는 가스 발화식 열병합 유닛에 의해 85-90%의 총효율이 달성될 수 있다.

예를 들면, 미국 특허 출원 US2005160618호에는, 위생지의 건조에 사용되는 열병합 시스템이 개시되어 있다. 그러나, 본 출원은 열 및 전기 소비를 최소화하는 것이라기보다는 증기를 이용하여 진공을 제공하는 것에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 주 전원 공급부로부터 발생하며 제조 중단을 야기하는 문제점을 제거하는 한편, 위생지 제조에서 에너지를 보존하는 위생지 제조 방법을 구현하는 것이다.

이러한 목적을 위해, 터빈에 의해 연소 가스로부터 발전하고, 터빈으로부터 나오는 연소 가스가 위생지의 건조에 사용되고, 위생지 건조 공정으로부터 나오는 가스가 증기 보일러 내에서 증기를 발생시키는데 우선 사용된 다음, 흡수식 냉동기로 국부적인 냉각에 사용되는 저온수가 얻어지므로, 문제점에 대한 해결책이 제공되는 위생지 제조 방법이 구현된다.

본 발명의 목적을 충족하기 위해 구현되는 위생지 제조에 적용되는 열병합에 대한 예시적인 도면이 첨부되어 있다.

도 1은 본 발명의 위생지 제조 방법의 예시적인 실시예에 대한 흐름도,

도 2는 본 발명의 위생지 제조 방법의 일 실시예에 사용되는 터빈의 특정한 특성 및 성능값을 나타내는 표.

도면에서의 구성요소들은 하기와 같은 별도의 도면번호를 갖는다.

1 : 가스 터빈

2 : 버너

3 : 종이 건조 실린더

4 : 증기 보일러

5 : 흡수식 냉동기

본 발명의 위생지 제조 방법은, 연소실로부터 나오는 연소 가스에 의한 회전 시에 가스 터빈을 발전하고, 제조 공정 내에서 전기로 작동하는 각종 기계 및 장치들에 발전된 전기를 공급하고, 종이 건조 실린더에 전달되며 종이 건조 실린더에 권취된 종이에 인가되는 상대적으로 손실된 에너지를 갖는 터빈으로부터 나오는 연소 가스로 종이를 건조하는 단계를 포함한다.

종이 건조 실린더로부터 나오며 수증기를 포함하는 고온 가스는 증기를 얻기 위해 증기 보일러를 통과한 다음, 흡수식 냉동기 유닛 내에서 저온수가 얻어진다.

상기 터빈은 천연가스로 작동되는 것이 바람직하며, 터보마흐(Turbomach) 등에서 제조된 "TBM-T70" 타입 및 "TAURUS 70-10301 Axial" 모델이 있다. 도 2는 상기 터빈의 특정한 특성 및 성능값을 나타내는 표이다. 터빈은 외부 환경으로부터 천연가스를 연소하기에 필요한 공기를 공급하며, 배기가스의 온도는 외부 환경의 온도에 따른 터빈 변화로부터 나온다. 예를 들면, 외부 환경의 온도가 -10℃이면, 터빈에서 나오는 배기가스의 온도는 약 480℃로 예상되고, 터빈 배기가스의 온도는 외부 환경의 온도가 증가함에 따라 증가한다.

터빈 배기가스는 파이프를 거쳐 채널형 버너(channel type burner)로 전달된다. 또한, 상기 버너는 연료로서 천연가스를 사용한다. 터빈 배기가스의 온도가 종이 건조 공정에 사용하기에 충분하기 않은 경우에는, 종이 건조 실린더에 전달되는 가스의 온도를 증가시키기 위해 버너 내에 추가적인 연소 에너지가 제공된다. 터빈 배기가스가 연소를 위해 충분한 양의 산소를 함유하고 있지 않는다면, 외부 환경으로부터 추가적인 공기 보충을 할 수 있다. 터빈 배기가스의 온도가 종이 건조 공정에 사용되기에 충분하다면, 터빈 배기가스는 임의의 공정을 받지 않고서 버너를 통과한다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 터빈 배기가스의 온도가 종이 건조 공정에 사용되기에 충분하다면, 터빈 배기가스는 바이패스 파이프에 의해 직접 순환하여, 버너를 바이패스 하는 동안에 종이 건조 실린더로 전달된다.

종이 건조 공정에 사용되기에 충분한 온도를 갖는 가스는 양키 종이 건조 실린더로 전달된다. 양키 종이 건조 실린더는 구멍 없는 표면을 갖고, 실린더 외부면에 권취된 수성 종이 시트를 가지며, 비교적 큰 직경을 갖는 실린더이다. 증기에 의해 실린더 내로부터 가열이 수행된다. 이 시점에서는, 종이 건조 실린더의 외부에서 종이에 작용하는 고온 가스와, 실린더 내로부터 종이에 작용하는 증기를 가짐으로써, 종이 내의 습기가 증발되는 것이 보장된다.

양키 종이 건조 실린더로부터 나오는 비교적 냉각되고 습기 있는 가스는 증기 보일러와 흡수식 냉동기로 전달된다. 흡수식 냉동 방법은 당해 기술에 공지된 방법으로서, 리튬브로마이드 액체 등의 화학 물질에 의해 배기가스로부터 증기와 저온수가 성취된다. 이에 따라, 압축기 냉각 시스템에서와 같이 전기에 의존하지 않는 냉각 시스템이 제공된다.

본 발명의 상술한 과정은 단일의 일련 장비를 거쳐 수행될 수 있는 반면, 평행하게 작동하는 2개 이상의 일련 장치를 거쳐 수행될 수도 있다. 상기 터빈, 버너, 종이 건조 실린더, 흡수식 냉동기 등의 주요 장비들 사이에 있는 파이프 시스템은, 본 방법을 적용하는 특정 시스템에 따라 사용의 용이성, 안전성 및 작동 유연성을 제공하도록 당해 기술에 잘 공지된 설계 방법으로 설계될 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예의 흐름도를 도 1에 도시한다.

본 방법에 개시된 모든 구성요소들은 투자 비용 또는 기존의 폐쇄된 영역을 줄이기 위해 외부 배치로 설계된다.

본 발명의 기초적인 원리를 본 명세서에 기술하였다. 이러한 기본적인 원리의 범위 내에서, 본 발명의 각종 실시예를 개발 가능하다. 본 발명은 실질적으로 청구범위에 따른다.

Claims (1)

1. 위생지 제조 방법(sanitary paper production method)에 있어서,

   천연가스로 작동하는 터빈의 연소실로부터 나오는 가스를 수집하는 단계;

   상기 나오는 가스의 에너지에 의해 회전할 때, 터빈 전기를 발생시키는 단계;

   제조 공정 내에서 전기로 작동하는 각종 기계 및 장치에 발생된 전기를 공급하는 단계;

   상기 터빈으로부터 나오며 상대적으로 손실된 에너지를 갖는 연소 가스를 바이패스 파이프에 의해 종이 건조 실린더에 전달하는 단계;

   상기 종이 건조 실린더에 권취된 종이 상에 상기 연소 가스를 인가하는 단계;

   상기 파이프를 통과하는 가스로 상기 종이를 건조하는 단계;

   흡수식 냉동기 유닛을 통해 건조하는 동안에 얻어진 고온 가스를 통과시키는 단계; 및

   상기 흡수식 냉동기 유닛으로부터 저온수를 얻는 단계;를 포함하는 위생지 제조 방법.

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