SE518049C2 - Förfarande vid torkning av ett banformigt material - Google Patents

Description

ou un. 10 15 20 25 30 35 518 049 2 materialet. Den kritiska kontrollparametern är fukthalten i den färdigtorkade banan. Om banans fukthalt ligger över specificerat gränsvärde ökas tillförseln av ànga till cylindrarna och dà detta i sin tur, p.g.a. ökad vattenavgàng fràn det banformiga materialet, leder till att vattenhalten i bortledd processluft ökar regleras frànluftens volymflöde uppàt så att börvärdet àter uppnàs.

Vid ändring av kvaliteten av det banformiga materialet och vid start efter banbrott, tar inställningen relativt làng tid. Detta beror till stor del pà den termiska trögheten i de tjockväggiga cylindrarna.

För att förutsäga behovet av ànga i beroende av egenskaper hos det banformiga materialet och för att styra àngtillförseln vid kvalitetsändringar har t.ex. i US-5,7l8,060 (SE 505 480) förfarande innefattande självadapterande system föreslagits. ett komplicerat símulerings- UPPFINNINGENS SYFTE Ett huvudsyfte med föreliggande uppfinning är att erbjuda en enkel metod för övervakning och reglering av fukthalten hos ett banformigt material, i första hand papper, vilken förmàr minska den tid som erfordras för att ändra betingelserna vid exv. pappersframställning. Avsikten är således att minimera risken för att det torkade banformiga materialet inte uppfyller angiven specifikation pà torrhalt.

Ett andra syfte med föreliggande uppfinning är att erbjuda en enkel metod att minska det tidsintervall under vilket det banformiga materialet inte uppfyller given specifikation efter banbrott eller kvalitetsändringar och därmed minska den producerade mängden undermàligt material, s.k. utskott. cupen 10 15 20 25 30 35 51 8 0-49 3 SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning avser ett förfarande vid torkning av ett banformigt material, företrädesvis en pappersbana. Det banformiga materialet förs i kontakt med och värms av upphettade cylindrar i vars inre ànga avger värme under kondensering. Det vatten som i form av ànga avgår fràn det banformiga materialet, blandas med och bortföres av processluft som företrädesvis till en del recirkuleras medan den icke recirkulerade processluften bortföres som frànluft och ersättes med en motsvarande andel torr och varm tilluft. Ångtrycket inuti cylindrarna samt flödet av frànluft anpassas sà att man, vid önskad torrhalt pà det torkade banformiga materialet, under stationär drift får ett förutbestämt vatteninneháll i frànluften.

Vid förfarandet enligt uppfinningen ändrar man,“vid en detekterad avvikelse fràn önskad torrhalt pà det torkade banformiga materialet, processluftens vatteninnehàll genom att man vid en minskad torrhalt, i det banformiga materialet, minskar processluftens vatteninnehàll och omvänt, i syfte att àter fà önskad torrhalt pà det torkade banformiga materialet. Därefter anpassar man, med en jämförelsevis làngsamare förändring, àngtrycket i cylindrarna i beroende av vatteninnehàllet i fránluften sá att en torrare frànluft medför en ökning av àngtrycket och omvänt, i syfte att ge ett förutbestämt vatteninnehàll i frànluften.

ALLMÄN BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Uppfinningstanken bygger pà insikten att reglering av värmetillförsel via tjockväggiga cylindrar alltid kommer att vara förbunden med en relativt läng tidskonstant. Fràn den tidpunkt då en förändring initieras till dess att pà nytt stationaritet ràder kan det gà 10-20 minuter. Under denna tidsrymd kan man inte vänta sig att kvaliteten pá exv. en 10 15 20 25 30 35 5518 049 4 pappersbana ligger inom givna gränser för aktuell specifikation.

För att lösa detta problem föreslås enligt föreliggande uppfinning att man, istället för att reglera torkningen med varierat àngtryck i torkcylindrarna, använder sig av den väsentligt snabbare regleringen av vatteninnehàllet i ett processluftsflöde som tillföres nära det banformiga materialet vid de fria dragen mellan torkcylindrarna.

Alternativet att öka processluftsflödet har vanligtvis en avgjord nackdel i att denna àtgärd förändrar banföringen och bör inte tillgripas. Fickventilationen har ett avgörande inflytande pà exv. banfladder och en förändring av volymflödet för processluften kan mycket väl leda till frekventa banbrott. Det är därför väsentligt fördelaktigare att söka hälla processluftsflödet konstant eller väsentligen konstant och reglera torkeffekten via processluftens vatteninnehàll.

Att ett minskat vatteninnehàll i ett processluftsflöde ger ökad torkeffekt och ett ökat vatteninnehàll ger en minskad torkeffekt är i sig endast ett logiskt konstaterande byggt pà välkända fysikaliska samband. Uppfinningens nytänkande ligger i den fördomsfria insikten att man skall avstà frán den konventionella regleringen av ángtrycket i cylindrarna i en cylindertork som funktion av fukthalten i den torkade materialbanan, och istället korrigera materialbanans fukthalt genom en primär àtgärd nära materialbanan där processluftens förändrade vatteninnehàll snabbt pàverkar materialbanan, och làta àngtrycket styras av, den av denna primära àtgärd orsakade, förändringen av fukthalt/vatteninnehàll i frànluften. Ångtrycket korrigeras uppàt eller nedàt i syfte att hälla frànluftens vatteninnehàll vid ett förutbestämt värde.

Processluften intill materialbanan sammansätts lämpligtvis av recirkulerad processluft och varm tilluft med làgt vatteninnehàll. Inom uppfinningens ram kan man dock även avstå fràn att recirkulera processluft där sà bedöms lämpligt. Tilluftens temperatur kan vara 100-l40°C och dess vatteninnehàll bör ligga under 0,05 kg vatten per kg torr 10 15 20 25 30 35 518 049 5 luft. Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen regleras vatteninnehàllet i processgasen av relationen mellan recirkulerad processluft och tilluft.

Inom uppfinningens ram finns också möjligheten att vatteninnehàllet i processgasen förändras genom att varierande mängder av vatten eller vattenånga insprutas i ett eller flera av flödena för processluften, tilluften eller den recirkulerade processluften. Med tilluft avses här endast den luft som förs direkt eller nästan direkt till de ventilerade fria dragen. Inläckande luft eller luft som inblàses pà annat sätt för att exv. undvika kondensation inräknas inte.

Ett alternativt utförande är att man reglerar processluftens vatteninnehàll genom att man tillför en varierbar mängd varm luft med högt vatteninnehàll och blandar med, processluften, den recirkulerade processluften och/eller tilluften. Denna varma luft med högt vatteninnehàll kan exv. koma fràn externa vakuumpumpar som är anslutna till speciella torkvalsar mellan de upphettade torkcylindrarna.

Förändringar i processgasens vattenhalt komer att àterspeglas i förändringar i frànluften. Om tilluftens volymflöde ökar komer en överordnad styrenhet att tillse att frànluftens flöde ökar pà motsvarande sätt. Frànluftens vatteninnehàll kommer därvid att förändras. Om tillförsel av vatten eller vattenånga i nagot av gasflödena enligt ovan, ändras kommer också vatteninnehàllet i frànluftens flöde att förändras.

Enligt uppfinningen använder man det förändrade frànluftsflödet via i frànluften detekterat vatteninnehàll som styrparameter för àngtrycket i cylindrarna. Ångtrycket förändras làngsamt till dess att frànluftens vatteninnehàll àtergàr till det förutbestämda värdet.

Uppfinningens stora fördel ligger i regleringen vid snabba förändringar, som byte av producerad kvalitet eller uppstart efter banbrott. 10 15 20 25 30 35 n.. o 518 049 KORTFATTAD FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall nu närmare beskrivas i anslutning till bifogad ritning där Fig. 1 schematiskt visar en anordning lämplig för utövande av förfarandet enligt uppfinningen BESKRIVNING Av FÖRESLAGEN UTFÖRINGSFORM Fig. 1 visar en papperstork 1 med en kàpa 2 innefattande fem torkcylindrar 3 över vilka en pappersbana 4 förs, eventuellt tillsammans med en icke visad torkvira. Till torkcylindrarna 3 leds överhettad vattenànga via ledningar 7 och fràn torkcylindrarna 3 avleds kondensat via andra ledningar 8.

Den våta pappersbanan 4 förs in i kàpan 2 genom en första öppning 16 och den torkade pappersbanan uttages genom en andra öppning 17. Varm luft, temperatur exv. l30°C, med làgt vatteninnehàll, exv. x=0,03, införes genom en inloppskanal 5 med ett reglerdon 25 och blàses som processluft av en fläkt 21 genom munstycken 22 placerade nära materialbanan 4 mot densama. Uppströms fläkten 21 blandas tilluften med en andel recirkulerad processluft som suges genom munstycken 23 via reglerdon 24. Resten av den mot materialbanan 4 blàsta processluften strömar ut i kàpan 2 och utsuges därifrån med en fläkt 9 i en utloppskanal 6. En styrenhet 10 reglerar varvtalet pà fläkten 9 sà att frànluftsflödet kompenseras vid variation i tilluft och inläckage sà att trycket i kàpan som detekteras med en tryckgivare 15, hàlles konstant.

Fukthalten i den torkade pappersbanan mäts med en givare 12 och mätvärdet överförs till styrenheten 10 som ställer in reglerdonen 25 för tilluften och 24 för den recirkulerade processluften sà att önskad torrhalt uppnås.

Fukthalten i frànluften i utloppskanalen 6 mätes med en givare 14 och via styrenheten 10 regleras tillförseln av ànga till cylindrarna 3 med ett reglerorgan 11. 10 15 20 25 30 35 518 049 7 Figuren är kraftigt förenklad i avsikt att underlätta förståelsen av uppfinningen. Speciellt måste noteras att munstycken 22 för tillförsel av processluft och munstycken 23 för utsugning av processluft oftast bör vara speciellt utformade för sin placering och för att ge stabil banföring.

Vidare bör munstycken 22,23 placeras i samtliga eller nästan samtliga cylinderfickor. I figuren är de för åskådlighetens skull schematiskt ritade bara som ett enkelt tillförselmunstycke 22 och ett enkelt utsugningsmunstycke 23.

Vid stationär drift registreras fukthalten i den torkade pappersbanan av styrenheten lO via givaren 12 och den, via ledningarna 7 och reglerorganet ll, till cylindrarna 3 förda mängden ånga styrs så att önskat värde för pappersbanans torrhalt erhålles. Fläktens 9 varvtal injusteras så att ett önskat värde på frånluftens fukthalt, exv l60g/mf registreras via givaren 14.

Vid en ökning av fukthalten, eller ett för högt värde rent allmänt, för den torkade pappersbanan, registrerad av givaren 12, går från styrenheten 10 signaler till reglerdonen 25 och 24 för processluften. Dessa korrigeras så att vatteninnehållet i processluften minskas och på detta sätt erhålls en ökad torkeffekt. Relativt snabbt uppnår man åter den önskade fukthalten för den torkade pappersbanan.

Denna snabba återhämtning reducerar produktionen av papper utanför specifikationen till priset av en kortvarigt ökad energiåtgång. Ett eventuellt ökat tilluftsflöde kompenseras av styrenheten l0 genom att flödet av frånluft ökas i motsvarande grad av frånluftsfläkten 9 så att trycket i kåpan 2 hàlles oförändrat. Styrenheten 10 ger samtidigt, som följd av minskat ànginnehàll i frànluften, detekterat av givaren 14 för detta, via reglerorganet ll ett ökat ángtryck i cylindrarna 3 och i takt med att detta relativt långsamt ger en ökad värmeöverföring från cylindrarna 3 till pappersbanan 4 korrigeras reglerdonen 24,25 för processluften med stigande fukthalt i processluften som följd eftersom pappersbanans fukthalt kommer att ligga under 10 15 20 25 30 518 049 8 den önskade. Detta fortsätter till dess att frànluften àter har det förutbestämda vatteninnehàllet. Under detta förlopp korrigeras automatiskt flödet av frànluft. När frànluftens ànginnehàll/fukthalt nár ett förutbestämt värde och pappersbanans fukthalt är den önskade blir driften àter stationär.

Vid en plötslig minskning av fukthalten i den torkade pappersbanan sker förloppet i omvänd riktning.

ALTERNATIVA UTFÖRINGSFORMER Uppfinningen är givetvis inte begränsad till ovan beskrivna utföringsexempel utan kan varieras pá ett flertal sätt inom ramen för efterföljande patentkrav.

Sá kan exv. olinjära reglerorgan, som integrerande, deriverande eller kombinationer därav, och/eller komplicerade styralgoritmer användas.

Vidare kan man använda en förutbestämd andel av recirkulerad processluft och avstå fràn reglerdonen 24,25, och reglera processluftens vatteninnehàll med en varierad tillförsel av vatten eller vattenånga i tilluft, processluft eller recirkulerad processluft. Man kan också helt avstå fràn recirkulation, och reglera processluftens vatteninnehàl med en varierad tillförsel av vatten eller vattenånga i tilluften.

Uppfinningen är tillämpbar i sàväl två-Vira-system som system med enkelvira, s.k. slalomvira. Den kan också med fördel användas i samanhang där en del av torkningen sker genom att det banformiga materialet får passera över vakuumvalsar mellan de upphettade cylindrarna.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 518 (149 9 PATENTKRAV

1. Förfarande vid torkning av ett banformigt material, företrädesvis en pappersbana, varvid det banformiga materialet förs i kontakt med och värms av upphettade cylindrar i vars inre ànga avger värme under kondensering och avgående från det banformiga materialet, i form av ànga, vatten blandas med och bortföres av processluft, av vilken eventuellt en del recirkuleras medan den icke recirkulerade processluften bortföres som frànluft och ersättes med en motsvarande andel varm tilluft med lågt vatteninnehàll, under reglering av àngtrycket inuti cylindrarna samt flödet av frànluft, k ä n n e t e c k n a t av att man vid en detekterad avvikelse fràn önskad torrhalt pà det torkade banformiga materialet, ändrar processluftens vatteninnehàll genom att man vid en minskad torrhalt, i det banformiga materialet, minskar processluftens vatteninnehàll, och vid ökad torrhalt ökar processluftens vatteninnehàll, i syfte att åter fà önskad torrhalt pà det torkade banformiga materialet och att man, med en jämförelsevis làngsamare förändring, anpassar àngtrycket i cylindrarna i beroende av vatteninnehàllet i frànluften så att man vid en torrare frànluft ökar i syfte att ge ett förutbestämt àngtrycket, och omvänt, vatteninnehàll i frànluften.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, varvid man recirkulerar en del av processluften, k ä n n e t e c k n a t av att 10 15 20 25 30 35 518 049 10 man ändrar processluftens vatteninnehàll genom att ändra relationen mellan mängden recirkulerad processluft och mängden tilluft.

3. Förfarande enligt patentkrav l eller 2, varvid man sprutar in en varierbar mängd vattenånga i tilluften, k ä n n e t e c k n a t av att man ändrar processluftens vatteninnehàll genom att man varierar den mängd vattenànga som sprutas in.

4. Förfarande enligt patentkrav l eller 2, varvid man sprutar in en varierbar mängd vatten i tilluften, k ä n n e t e c k n a t av att man ändrar processluftens vatteninnehàll genom att man varierar den mängd vatten som sprutas in.

5. Förfarande enligt patentkrav l eller 2, varvid man recirkulerar en del av processluften och sprutar in en varierbar mängd vattenånga, i processluften, i den recirkulerade processluften och/eller i tilluften, k ä n n e t e c k n a t av att man ändrar processluftens vatteninnehàll genom att man varierar den mängd vattenànga som sprutas in.

6. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, varvid man recirkulerar en del av processluften och sprutar in en varierbar mängd vatten, i processluften, i den recirkulerade processluften och/eller i tilluften, k ä n n e t e c k n a t av att man ändrar processluftens vatteninnehàll genom att man varierar den mängd vatten som sprutas in. 518 0-49 11

7. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, varvid man tillför en varierbar mängd varm luft med högt vatteninnehàll och blandar med, processluften, den recirkulerade processluften och/eller tilluften, 5 k ä n n e t e c k n a t av att man ändrar processluftens vatteninnehàll genom att man varierar den mängd varm luft med högt vatteninnehàll som tillföres. 10