WO2012072283A1 - Trocknersysteme einer bedruckstoff be- und/oder verarbeitenden druckmaschine sowie verfahren zum betrieb eines trockners einer bedruckstoff be- und/oder verarbeitenden druckmaschine - Google Patents

Trocknersysteme einer bedruckstoff be- und/oder verarbeitenden druckmaschine sowie verfahren zum betrieb eines trockners einer bedruckstoff be- und/oder verarbeitenden druckmaschine Download PDF

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WO2012072283A1
WO2012072283A1 PCT/EP2011/063380 EP2011063380W WO2012072283A1 WO 2012072283 A1 WO2012072283 A1 WO 2012072283A1 EP 2011063380 W EP2011063380 W EP 2011063380W WO 2012072283 A1 WO2012072283 A1 WO 2012072283A1
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WO
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dryer
heat
heat exchanger
heating
supply
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PCT/EP2011/063380
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Andreas BAHNMÜLLER
Gerhard Raudasch
Ulrich Speck
Eberhard Wahl
Original Assignee
Koenig & Bauer Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41FPRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F23/00Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing
    • B41F23/04Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing by heat drying, by cooling, by applying powders
    • B41F23/0403Drying webs
    • B41F23/0423Drying webs by convection
    • B41F23/0426Drying webs by convection using heated air
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41FPRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F23/00Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing
    • B41F23/04Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing by heat drying, by cooling, by applying powders
    • B41F23/0483Drying combined with cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B13/00Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
    • F26B13/10Arrangements for feeding, heating or supporting materials; Controlling movement, tension or position of materials

Definitions

  • the invention relates to dryer systems of a printing material processing and / or processing printing machine and a method for operating a dryer of a printing material processing and / or processing printing machine according to the preamble of claim 1, 3, 5 and 19 respectively.
  • EP 1 046 874 A2 discloses a hot-air dryer, wherein a heating zone, an evaporation zone, a cooling zone and a cooling / conditioning unit are provided.
  • the hot air conducted into the dryer for drying the web exits from a burner unit in which the hot air is heated directly by a gas burner, wherein a portion of the combustion gas can be recirculated via a pipe within the burner unit.
  • a heat exchanger seems to preheat the burner
  • Afterburning for the loaded exhaust gas may optionally be provided.
  • WO 2009/155889 A1 relates to a dryer installation for drying one or more paper webs printed and / or coated in a printing process, wherein the paper web is brought into contact with a hot drying gas for drying.
  • a hot drying gas for drying As the drying gas, the exhaust gases of an internal combustion engine upstream of the drying plant is used at least in part.
  • Several dryers are supplied in parallel with the exhaust gas of the internal combustion engine as a drying gas. Parallel to the dryers, a part of the exhaust gas is supplied to a Absorpionshimltemaschine via a control and regulating unit, which in turn cold for
  • Heat exchanger of oil recovery and / or for cooling other printing-specific machines or air conditioning Part of the exhaust air from the oil recovery can be cooled to 20-30 ° C instead of being released into the environment, and returned to the dryer as a support and / or barrier gas.
  • EP 1 953 489 A1 discloses a dynamic heat accumulator and a method for storing heat.
  • the heat storage is in a closed medium circuit between a heat source and a heat consumer as
  • Energy storage connected in parallel. It has a plurality of chambers which can be flowed through by the medium both for its loading with heat and for discharging.
  • the chambers are connected via a dome in the upper, hot Shen area, have openings with flaps in the lower, cold area. They are preferably filled with ceramic honeycomb blocks for heat storage. That through the heat storage to its
  • Loading guided medium is returned to the heat source, where it is heated again.
  • EP 2 213 939 A2 discloses an oxidation system for exhaust gas purification and a method for its operation.
  • the oxidation system has a plurality of chambers, which are each carried out in the interior with a heat bed and open at an upper end all in a combustion chamber with a gas burner. Hydrocarbons introduced into a hot chamber to be cleaned exhaust air is z.
  • DE 101 23 489 B4 discloses a device for cooling a material web, wherein waste heat of a hot air dryer is used for evaporative cooling of a cooling medium, by means of which a cooling roller cooling the web is cooled.
  • DE 10 2008 042 122 A1 relates to a thermo-drying device for drying a printing substrate, wherein the supply air stream to be supplied to the dryer is preheated by a heater first in a preheating exchange device by a downflow from a cooling device prior to heating.
  • DE 298 19 202 U1 discloses a device for drying and cooling a freshly printed web, wherein thermal energy of a waste air stream originating from the dryer is used in an absorption refrigeration machine for obtaining refrigeration capacity for a condenser downstream of the dryer.
  • DE 200 08 740 U1 relates to a hot-air drying device, wherein dryer air is heated via a heat exchanger by waste heat of a blown air compressor unit.
  • DE 10 2004 040 131 A1 discloses drying of webs with integrated catalytic combustion of pollutants, wherein the dryer exhaust air is heated in countercurrent to the cleaned exhaust air, subsequently in direct current to a combustion gas and finally by direct mixing with the combustion gas.
  • a method and a device for drying printed webs wherein a heated liquid from a refrigerator for preheating combustion air for a heating fan of the dryer is used.
  • the invention is based on the object, drying systems of a printing substrate and / or processing printing press and a method for operating a
  • the achievable with the present invention consist in particular in that the indirectly heated dryer is particularly well regulated and / or as a heat sink in one
  • Entire system can use accumulating heat and / or - in contrast to
  • dryer internal post-combustion allows at least partial recovery of hydrocarbons.
  • By running as at least partially indirectly heated dryer is given by the heat source in certain areas independent and better control option.
  • the heat input By varying the heat input, the flow rate essential to the stability of the web can be maintained, i. H. Heat input and volume flow can be decoupled. In particular, this is advantageous in connection with a heat storage. In this embodiment can not be used for the dryer heating and / or possibly additionally used in addition to this unloaded heating means for heat storage. Further advantages are mentioned in detail in connection with the following explanations and developments.
  • 1 is a schematic diagram of an overall system of a printing press or
  • Printing press system with exemplary representation of a variety of foreseeable aggregates, accessories and energy and fluid flows;
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an overall system of a printing press or
  • Printing press system with exemplary representation of a variety of predictable aggregates, ancillaries and energy and fluid flow in a variant with additional steam generator;
  • Fig. 3 shows an embodiment of a dryer system with indirect heating
  • Fig. 4 shows an embodiment for the design and / or heating of a
  • Fig. 6 is a detailed, primarily a supply of energy
  • Section of an overall system of Figure 1 with an exemplary representation of a variety of predictable units, ancillaries, customers and consumers, energy and fluid streams.
  • Fig. 7 shows an embodiment of a heat accumulator in spatial (a) and side view (b);
  • Fig. 8 is a detailed, primarily a conditioning of the dryer
  • FIG. 9 shows an embodiment of a printing machine system contained in the overall system with several commercial printing machine lines
  • Fig. 10 shows an embodiment of a printing machine or printing machine system contained in the overall system with multiple printing towers.
  • a material processing and / or processing machine 01 in particular a printing material 1 1 processing and / or processing printing machine 01 or more press lines having printing machine 01 (which also abbreviated as
  • At least one printing unit 02 through which a printing substrate 1 1, in particular a printing substrate, one or both sides one or more colors can be printed. Furthermore, it has z. B. at least one dryer 03, through which the
  • Substrate is supported after printing in its drying process. It may have other energy consuming aggregates, such as. B. one of
  • Printing unit 02 upstream printing material supply (eg., As a roll changer), and / or a retractable, further the printing material 1 1 transporting Wegaggregate and / or the dryer 03 downstream processing stage 04, of which in the figures, only the latter example as another consumer, eg , B. as a cutting device and / or as a folder 04, is indicated.
  • the units 02; 03; 04 or carried out there process or process stages is to supply energy in the form of electrical E e or thermal energy in the form of heat E w and / or for thermal management, if necessary, also thermal energy to withdraw, which is shown shortened here as a supply of cold E K becomes.
  • heat E w or cooling E K again requires electrical energy E e and / or the conversion of energy E B contained in fuels (such as gas, coal, oil, etc.).
  • the printing machine 01 leaving media streams and / or the printing press leaving product may still exergy, ie lead energy at a potential which is increased over that of the normal conditions (environmental conditions), such. Pressure, temperature, kinetic, chemical energy.
  • electrical energy E e for example, drives, z.
  • engines in units of pressure 02 or as a folder 04 etc. formed units 02; 03, optionally by electric energy-powered dryer (eg radiation or IR dryer), and for example, not explicitly shown heaters for tempering and / or
  • thermal energy in the form of heat E w are particularly through a hot fluid flowed through dryer 03, z. B. hot air dryer 03, particularly relevant, wherein the fluid is to be heated, for example, directly or indirectly by fuel or otherwise.
  • a conventional method for the provision of the cooperating with the substrate 1 1 hot gas is the direct use of the hot exhaust gas of a gas burner, which is for example structurally provided directly on the dryer 03.
  • the auxiliary unit 09 can basically as a burner or
  • Hot steam generator be provided, but is preferably as a combined heat and power unit 09, z. B. formed as internal combustion engine 09.
  • a trained only as a burner accessory 09 could be structurally dry in a conventional manner or provided on the dryer 03 integrated.
  • Chiller 06 in particular absorption chiller 06 for providing cold for to be cooled or tempered components of z.
  • auxiliary units 07; 08 also energy-consuming
  • Conditioning devices 07; 08 be provided by which polluted process media, eg. As exhaust air or wastewater, conditioned and freed of their pollutant load. Consuming energy here is also the need for cold E k to grasp, which is only to generate energy expenditure.
  • An entire system 12 of a printing machine 01 or printing press 01 with the printing process units concerned 02; 03; 04 and the printing press 01 or printing machine 01 sidelined ancillary units 06; 07; 08; 09 is thus to supply at least energy in the form of electrical energy E e and / or in the form of fuel E b from the outside in order to operate the units and ancillaries accordingly.
  • An energetically and / or environmentally relevant process stage is the drying of the printed substrate in the dryer 03 and associated with this process stage ancillary processes, which z. As concerns the process control, the provision of hot air and the treatment of the exhaust air. Also of energetic importance is - if any - the production of cold.
  • the combined heat and power unit 09 can also generally, or in certain
  • Trocknersystems in an energy supply and / or -mangagementsystem, in which, depending on consumption and accumulation energy of different forms won and / or stored and / or moved in order to reduce the consumption overall energy, in particular to optimize.
  • the amount of energy required in the dryer 03 per unit of time is highly dependent on the operating situation of the printing press 01, d. H. from the current one
  • Production speed and the currently produced print product For example, at higher production speeds, increased dryer performance is needed than at low speed. Also the characteristics and the properties of the currently used printing material 1 1 (eg paper or foil as material,.
  • Substrate width eg web width
  • the printing substrate thickness the substrate to be dried
  • Oversized operated dryer 03 in addition to energy consumption also has quality disadvantages.
  • the dryer system described below solves this problem by the dryer heating can follow the varying conditions in the entire system 12, with an optimization in the overall system can be achieved from an energetic point of view.
  • Combustion process as is the case with direct drying, heated, but only by heat exchange with a heating fluid.
  • the heating fluid of the in the heat exchanger 16; 21 on a so-called "hot" side entering hot Edelfluidzustroms 17, 22 contains in a first embodiment - at least partially - a gaseous or liquid fluid accumulating in the overall system 12
  • the Schuffluidzustroms 17 contains; 22 or is formed by z. B. ab Strukturde process fluid, or exhaust gas or exhaust air of an exhaust or exhaust air stream 13 of an aggregate or auxiliary unit of the printing press 01 and the entire system 12, an otherwise incurred and existing process heat-carrying fluid flow, such. a waste heat at high temperature dissipating process heat flow, a stream of a system already existing or generated steam and / or one by a
  • Energy storage 24 in particular heat storage 24, heated or heated
  • Fluid flow 26, z. B. hot air stream 26 The dryer to be heated supply air is heated directly by the media stream 13 here. The heating takes place indirectly, by not the media stream 13 itself, but is fed through this heated dryer supply air.
  • At least one further heat exchanger 20 is provided, which via corresponding fluid lines on the hot side o. G. hot
  • the dryer air to be heated is here indirectly, d. H. via a further fluid flow and a further heat exchange, through the
  • Heat exchanger 20 is a fluid located on the "cold" side of heat exchanger 20 and / or supplied to heat exchanger 20 on the cold side in a fluid flow 30 (eg, wholly or predominantly water 30 or an aqueous fluid) by indirect means
  • a fluid flow 30 eg, wholly or predominantly water 30 or an aqueous fluid
  • at least part of the heated fluid leaving the "cold" side of the heat exchanger 20 via a corresponding fluid line forms at least part of the flow in the heating fluid inflow 17; 22 the at least one heat exchanger 16; 21 of the dryer system during drying operation supplied heating fluid.
  • the heat exchanger 20 is designed as a steam generator 20, which is heated on the hot side by the hot medium flow 13 (13.1), and in which on the "cold" side by heating a liquid, preferably an aqueous liquid, especially predominantly water (> 90%), vapor is finally obtained, or at least partially, for heating the at least one heat exchanger 16, 21 of the dryer system to this or these heat exchanger (s) 16, 21 via corresponding fluid lines.
  • the or the heat exchanger 16, 21 of the dryer system is or are then preferably designed as a steam / gas heat exchanger.
  • the temperature and / or the volume flow of the dryer to be introduced into the dryer 03 dryer 18; 23 controllable and / or controllable.
  • Dryer inlet in the dryer inlet 18; 23, is preferably controllable via a control and / or regulation of the volume flow on the "hot side" of the heat exchanger 16, 21, ie the volume flow of the heating fluid passed through the heat exchanger 16, 21. This can be done by control and / or regulation of
  • a preferred dryer system thus has at least the Hei ß Kunststofftrockner 03 and at least one heat exchanger 16 through which dryer supply of at least one first in the dryer 03 to be fed dryer inlet 18 is indirectly heated.
  • the heat exchange takes place here with separation of the heat exchanging media, d. H. the dryer supply to be heated in the heat exchanger 16 ("cold side" of the heat exchanger 16, 21) and the heat-emitting heating fluid ("hot side” of the heat exchanger 16, 21), instead.
  • the heating fluid entering the heat exchanger 16 (21) on the hot side can, as stated above, in the first variant exhaust gas or exhaust air of a
  • this steam comprises or is formed therefrom, which is formed via an interposed heat exchanger 20 (see above).
  • inlet air stream 14 is heated to a temperature T18, for example, 100 ° C to 300 ° Q preferably 150 ° C to 290 ° C and as a (first) dryer inlet 18 the Dryer 03 supplied.
  • the feed in the dryer 03 itself preferably takes place in known manner, not to be described in detail.
  • the guided in a dryer inlet 18 dryer supply air is guided through appropriate piping in the dryer 03 and to a variety of the effluent to be dried Betikstoff outlets, eg. As nozzles distributed. Such outlets or nozzles can be provided on both sides of the printing material, wherein the expression and thus the nature and strength of the flow for lower and upper outlets can be quite different.
  • influencing actuator 27 (48) (eg a flap), depending on the
  • corresponding sensor 28 measured temperature T1 or a temperature T1 1 of the printing substrate 1 1 (eg measured in the dryer inside by a corresponding sensor, eg., An aimed at the substrate 1 1 IR sensor) control and / or adjustable or Controlled and / or regulated ..
  • the temperature measurement of one of these temperatures T18; T1; T1 1 and the actuator 27 form a control loop, by which the temperature T18; T1; T1 is adjustable to a manually or in particular by a controller predetermined target temperature.
  • the controller can hereby use data on the current operating state of the printing machine 01 and / or the dryer 03 and automatically according to predetermined rules to specify the control circuit
  • a bypass 29 may be provided, via which the dryer 03 can be fed, bypassing the heat exchanger 16, to the dryer supply air.
  • the bypass 29 preferably opens into the line of the dryer inflow 18, so that it can be supplied to the dryer 03 optionally through the heat exchanger 16, or the heat exchanger 16 immediate supply air.
  • the bypass 29 actuators 31; 32 provided. Through this is - z. B. in the event that an extension of the control area and / or faster
  • Reaction times is desirable - for example, a distribution between the amounts simultaneously through heat exchanger 16 and bypass 29 guided supply air adjustable.
  • the volume flow of the supply air can be adjusted via the preferably arranged in the supply air flow actuator 14.
  • the dryer 03 has an inlet side 33 and an outlet side 34 for the
  • the dryer feed from the above-described (first) dryer feed 18 is preferably in at least a portion of the
  • Substrate 1 1 brought into contact, which is in view of the transport path of the printing material through the dryer 03 in a first half of the dryer 03.
  • a region near the outlet side is provided in the dryer 03, in which no dryer supply air heated by the (first) heat exchanger 16 flows via outlets into the dryer interior.
  • the introduced into the dryer 03 supply air is via at least one Dryerabluftstrom 15 (39), z. B. main exhaust stream 15 taken.
  • This is preferably done by a blower 44 (41) provided in the dryer exhaust air flow 15 (39), e.g. B. exhaust fan 4, which preferably sucks the air from the inside of the dryer and delivers in the event of a pollutant limits compliant exhaust air quality as exhaust air to the environment, otherwise a conditioning 07 described in more detail below; 09; 10 feeds.
  • the dryer 03 with respect to the transport path of the printing material through the dryer 03 successively several areas 36; 37, z. B. zones 36; 37, on, in which the printing material 1 1 with dryer supply different temperature T36; T37 can be flown through corresponding outlets.
  • the dryer 03 has z. B.
  • a drying zone 36 on, in which dryer supply a first temperature T36, z. B. in dry operation at least 150 ° C, preferably at least 200 ° G is supplied through the outlets provided there.
  • dryer supply air is supplied to a second temperature T37 through the outlets or nozzles provided therein, which advantageously in the dry operation of the dryer 03 significantly lower, z. B. at least 50 ° C lower and / or highest temperature T37 of z. B. 130 ° C, preferably at most 100 ° C, is as the temperature T36 of the at least one first zone 36.
  • the zones 36; 37 can alone by the supply of supply air of different temperature 36; 37 be marked.
  • a constriction 38 of the adjacent free cross-section in the dryer interior, z. B. a wall 38 preferably with a slot-shaped passage opening for the printing material 1 1, provided so that on both sides of the constriction 38 zones 36; 37 in the form of chambers.
  • a plurality of first zones 36 may be provided in a common such chamber or in a plurality, each also separated by narrowings 38 chambers. The same applies in the case of several second zones 37.
  • first and / or several second zones 36; 37 close all first zones 36 from each other from the inlet side 33 and all second zones 37 from each other from the outlet side 34 forth, so possibly at only one point of the dryer 03, a first of a second zone 36; 37 is adjacent.
  • the dryer exhaust air stream 15 (or in the case of several dryer exhaust air streams 15, 39 of the main exhaust air stream) takes the dryer inside the exhaust air in the
  • Drying zone (s) 36 preferably in a region of the drying zone 36 or in one of several drying zones 36, which is closer to the first or single cooling zone 36 than to a preferably slot-shaped inlet opening 35 for the entry of the printing material 1 1 in the Dryer 03.
  • this cooling zone 37 can also be assigned a dryer inlet 23, through which the dryer supply air flows with one compared to the temperature T36 for the heating zone 36 lower temperature T37 is supplied or is.
  • This fresh air or exhaust air or exhaust gas is in this case directly, d. H. without being exposed to further energy before entering the dryer 03, if necessary via appropriate outlets or nozzles in the cooling zone (s) 37 out (ie, without passing through a heat exchanger).
  • the dryer supply absorbs the energy and is heated.
  • the now heated dryer supply the cooling zone (s) 37 discharged in a Dryerabluftstrom 39 and discharged in the event of a pollutant emission exhaust air quality as exhaust air to the environment, otherwise a conditioning 07 described in more detail below; 08; 10 are supplied. Also can be dryer inside for this
  • Dryer exhaust stream 39 may be provided an afterburner, for example, a gas burner.
  • the dryer waste air stream 39 is preferably sucked out of the dryer interior by a blower 41 in order to generate at least a slight negative pressure in the dryer or at least to avoid an overpressure in the dryer 03.
  • care is taken to ensure that no contaminated air exits through the pressure medium for the printing material 1 1, preferably slit-shaped outlet opening 42 at the output end of the dryer 03, but possibly fresh air enters from the environment in the dryer 03, as indicated by arrows designated 43 in the figures.
  • the dryer exhaust air stream 39 is supplied with the already heated and / or possibly a pollutant load leading dryer exhaust air of the cooling zone (s) 37 total or at least partially the heat exchanger 16 as supply air stream 14 or at least as part of the supply air stream 14.
  • a pollutant load leading dryer exhaust air of the cooling zone (s) 37 total or at least partially the heat exchanger 16 as supply air stream 14 or at least as part of the supply air stream 14. This can, for example, on the here z. B. as
  • the already pre-heated and / or loaded with a pollutant load dryer exhaust air from the cooling zone 37 is subsequently guided in the supply air flow 14 of the heat exchanger 16, by the heat exchange in
  • Heat exchanger 16 further heated and finally fed via the dryer inlet 18 via the corresponding outlets of the drying zone or one of the drying zones 36.
  • Recycling of such a dryer exhaust partial stream can be independent of the
  • the circulating air flow through the bypass 46 may, for. B. via an actuator 47 on or off and possibly with respect. The amount to be controlled or regulated.
  • a further heat exchanger 21 is provided as a secondary heat exchanger 21, through which the to be introduced into the cooling zone (s) 37 dryer supply separation of the heat exchanging media, d. H. in the heat exchanger 21 to
  • heating dryer inlet (“cold side” of the heat exchanger 21) and the heat-emitting heating fluid ("hot side” of the heat exchanger 21), can be heated or heated.
  • Dryer supply air is supplied to the heat exchanger 21 before entering the dryer 03 in a supply air stream 19, where it is heated or heated by indirect thermal contact with a heating fluid, and the thus heated or heated dryer supply in the dryer inlet 23 in the dryer 03 out.
  • the heating fluid of the hot heating fluid inflow 22 entering the heat exchanger 21 on the so-called "hot" side contains, for example, also here - at least partially - a gaseous or liquid fluid in the
  • This Bankfluidzustrom 22 may also preferably exhaust or exhaust air of an exhaust or exhaust air stream 13 of an aggregate or auxiliary unit of the printing press 01 and the entire system 12, an otherwise incurred and existing process heat bearing fluid flow, a stream of a system already existing or generated steam and / or or a by an energy storage 24, in particular heat storage, heated or heated air stream 26 included or be formed thereof.
  • the supply air flow 19 can as in the previous
  • the Wienfluidzustrom 22 by gaseous or Liquid fluid from the Schwarzfluidstromes 13 of the same origin fed as the Bankfluidzustrom 17 of the above-described, here the primary heat exchanger 16 performing heat exchanger 16.
  • the heating can then be parallel to the
  • Heat exchanger 16 leaving Bankfluidabstrom 25 are subsequently passed through the hot side of the second heat exchanger 21, it may be provided to control the amount of energy to be transmitted parallel to the path through the heat exchanger 21, a bypass, wherein one of the parallel currents by means of an actuator 48 with respect Volumetric flow can be regulated.
  • Media stream may be provided as a heating fluid in the secondary heat exchanger or be.
  • the dryer supply air discharged into the dryer interior should have a temperature of 70 to 110 ° C., preferably 80 to 100 ° C.
  • the temperature and / or the volumetric flow of the dryer inlet 23 to be led into the dryer 03 can preferably be controlled and / or regulated.
  • An energy transfer in the heat exchanger 21, and thus the temperature of the dryer inlet in the dryer inlet 23, is preferably via a control and / or regulation of the volume flow on the "hot side" of the heat exchanger 21, i.e. the volume flow of the through
  • Heat exchanger 21 guided heating fluid control and / or adjustable. In principle, however, this can be done by controlling and / or regulating the volume flow of the heating fluid or after the heat exchanger 21, ie in the Schufluidzustrom 22 or in Schufluidabstrom 45 done.
  • This control or regulation is particularly advantageous in the case of use of heating fluid of high temperatures, for example T13 -.150 ° C, which may be caused by fluid from the same medium flow 13, for example when feeding the secondary heat exchanger 21 and the primary heat exchanger 16. If, in this case, no additional cold air is added to the supply air flow 19, then a lower temperature for the dryer feed 23 can be set, at least by reducing the volume flow.
  • a comparable control loop is preferably also provided for the dryer feed 23 of the cooling area for the purpose of control or regulation.
  • the energy supply through the heat exchanger 21 in the dryer supply air is preferably by means of a setting member 48, z. B. a flow rate influencing actuator 48 (eg., A flap), depending on the temperature T23 in the dryer inlet 23 or a measured in the dryer 03 by a corresponding sensor 49 temperature T2 controlled and / or controlled or / and or regulated.
  • the temperature measurement of one of these temperatures to be used T23; T2 and the actuator 48 form a control loop, by which the temperature T23; T2 can also be regulated here to a target temperature that can be set manually or in particular by a controller.
  • the controller can use data on the current operating state of the printing press 01 and / or of the dryer 03 and automatically determine the target temperature to be preset for the control loop according to established rules.
  • Energy input by the secondary heat exchanger 21 associated control loop can be provided in a common control.
  • the indirect heating of the dryer 03 is at least in dry operation (ie during production) thus using two heat exchangers 16; 21, which - concerning the fluid flow - on the Dryer interior, in particular a cooling zone 37 of the dryer 03, are connected in series.
  • the power supply to the heat exchangers 16; 21 can in principle be carried out by fluid of different or the same origin.
  • About the primary heat exchanger 16 is at least one drying zone 36, over the
  • Secondary heat exchanger 21 supplies at least one cooling zone 37 of the dryer 03 with supply air, wherein at least a portion of the at least one cooling zone 37 of the dryer 03 discharged Trocknungsab Kunststoffstroms 39 forms at least a part of the entering into the primary heat exchanger 16 supply air flow 14.
  • the dryer supply air formed by fresh air or exhaust air / exhaust gas medium temperature is first in
  • Secondary heat exchanger 21 on z. B. 80 to 100 ° C, preferably about 90 ° C ( ⁇ 5 ° C) preheated.
  • the energy supply z. B. by means of the actuator 48 on the hot side of the secondary heat exchanger 21 as a function of actual temperature (T2; T23) and target temperature regulated.
  • the supply air then flows in the region of the cooling zone (s) 37 of the dryer 03 by forced or free flow in the region of
  • Dryer exhaust air flow 39 where it is conveyed out of the cooling zone 37 and, if necessary together with a Trocknerab Kunststoffteilstrom, to the primary heat exchanger 16 by the blower 41.
  • a regulation of the optionally provided dryer exhaust air flow can be done in dependence on the required negative pressure conditions in the dryer 03.
  • the energy supply is regulated, for example, via the actuator 27 on the hot side of the primary heat exchanger 16 as a function of the actual temperature (T1, T1, T1) and the target temperature.
  • the primary heat exchanger 16 z. B. in stand-by mode, ie without heat transfer to the dryer supply operated.
  • the z. B. originating at least partially from the cooling zone 37 dryer supply with appropriate adjustment of the actuators 31; 32 via the bypass 29 am Primary heat exchanger 16 over and led directly to the dryer 03.
  • This stand-by mode allows you to achieve the desired speed when starting up in the shortest possible time
  • Dryer temperature is available.
  • the dryer exhaust air discharged from the dryer 03 through the dryer exhaust air stream 15 is preferably drawn off in the region of the last of several or in the last third of a continuous drying zone 36.
  • the exhaust air is in this case in the dryer exhaust air 15 by not shown sensors with respect to a pollutant load, in particular with regard to at least the cargo of hydrocarbons and / or solvents, concentration monitored.
  • the suitable supply air flow rate through the two heat exchangers 16; 21 are set and guaranteed.
  • the stated indirect dryer heating it may be provided in the region of the outlet opening 42 of the dryer 03, also blown through the heat exchanger 21 preheated supply air.
  • a partial flow 51st branched and guided via corresponding lines in the region of the outlet opening 42 and there blown as preheated blocking air 53 in the outlet opening 42 on both sides of the printing material 1 1 between the wall and substrate 1 1.
  • This can be counteracted particularly effectively a possible condensation of oils at the dryer outlet.
  • the effect can be further increased if, instead of an end-side outlet opening 42 in the dryer 03 on the outlet side 34th
  • the dryer 03 with the zones 36; 37 having dryer interior or dryer tunnel, with the integrated tuyeres or outlets and the corresponding dryer inside piping and possibly with a built-in dryer housing combustion chamber with burner and possibly heat exchanger for afterburning the dryer exhaust air 39.
  • Trocknersystem the at least one or both not necessarily be provided within a dryer housing or not necessarily directly adjacent heat exchanger 16; 21 on.
  • the latter are here conceptualized and summarized in the figures together with their actuators as energy transfer means with the reference numeral 55, although the parts taken hereunder, however, each in its own right or in groups spatially decentralized or all compact
  • remote and structurally separate from the dryer 03 can be arranged directly on the dryer 03 or even within a common dryer lining.
  • the heat exchange near the combined heat and power unit 09, in other cases stored near the dryer 03 may be appropriate.
  • the piping for the fluid streams is then adjusted accordingly.
  • the dryer 03 is by the indirect heating via a heat exchanger 16; 21 thus within certain limits thus basically independent of the energy for the drying supplying unit 09 operable and vice versa, if the unit 09 z. B. provides at least the heat required for drying. Both for power and / or heat-providing as well as for power and / or heat-consuming processes, the respective efficiency is often dependent on the operating point of the process and therefore can in deviation from a -. B. depending on the design of the unit in question - decrease significantly optimal operating point. The applied energy is in this case partly not used for the process result but goes z. B. in residues for use or otherwise lost as anergy.
  • an energy supply and / or management system which includes aggregates from the printing process and ancillary equipment as energy sources and sinks.
  • Starting from the dryer system is on one side downstream of the dryer system leaving the dryer 03, in addition to z. B. to be removed pollutants at least exergy in thermal and / or chemically bonded form and / or possibly raw materials containing dryer exhaust 15 (see below) and / or the or the heat exchanger 16; 21 leaving exergiereiche Bankfluidabstrom 25 to make usable.
  • corresponding fluid lines, in particular piping, between the respectively connected by the fluid flows processes, customers, consumers, Aggregates and ancillaries or supply lines to these provided.
  • an actuator for controlling and / or regulating the fluid flow can be provided in the process, customer, consumer, aggregate or auxiliary fluid supplying fluid line or the corresponding fluid input to the process, the customer, the consumer, the unit or the auxiliary unit.
  • the supply of the dryer 03 with heat is preferably to be designed such that the heat generation can be operated with constant high efficiency, with power fluctuations in heat demand, however, loss energy is minimized based on the overall system.
  • Process heat for the dryer 03 providing aggregate 09 is here preferably a combined heat and power unit 09, in particular an internal combustion engine 09 such as a gas turbine or a gas engine used, the hot exhaust gas, if necessary, additionally heated by a support burner, in the hot medium stream 13 at least mainly the heat energy for the dryer 03 or the above
  • Drying system provides. In principle, in addition to this hot
  • the temperature T13 of the Wienfluidstromes 13 is preferably at least 150 ° and is in the case of the exhaust gas flow of the power unit 09 formed or at least predominantly formed by this Schufluidstromes 13 advantageously between 300 and 800 ° C, preferably between 300 and 500 ° C.
  • the upper limit for the above-mentioned ranges for the temperature T13 of the Schufluidstromes 13 may be extended to up to 1000 ° C.
  • Output side of the heat exchanger 20 and the gas turbine 09 is provided, via which the gas turbine 09, if necessary, to increase the electric power to be generated steam can be fed or is fed.
  • the combined heat and power unit 09 is z. B. designed so that it in his preferred operating point or area a particular, z. B. in the planning to be determined proportion of the maximum through the dryer 03 (and possibly others to be supplied with heat Processes) required heat output covers. This proportion to be determined may be dependent on whether and in which amount other heat flows which constantly accumulate in the overall system are used, whether and, if so, to what extent back-up systems, eg. As support burners, etc., are provided for peak performance, and if and at what level, if necessary, other processes next to the dryer 03 with heat from the combined heat and power unit 09 to be supplied.
  • back-up systems eg. As support burners, etc.
  • the operating point or range would amount to a share of, for example, approximately 100% (possibly plus a slight safety margin of, for example). 2 to 10%) of the maximum required for the dryer 03 heat energy (plus line and heat exchange losses) to settle. Irrespective of the amount of the more or less fixed portion, however, there are regular operating situations of the printing press 01 or of the dryer 03, in which the full heat output is not called up or even one
  • a process or an aggregate or ancillary unit carrying out this process may be coupled, the heat requirement of which does not correlate strictly with the operational management of the printing press 01, at least in a base load, but either largely independent of the current operating situation or at least of the short-phase fluctuations during the Operating layer of the printing press, or the need for the provided by the heat-reducing process
  • the process product correlates, the process product - at least in the Magnitude of the short-phase operating fluctuations corresponding periods (eg up to 0.5 hours) - can be stored without significant losses (stored thermal heat or cooling energy, for example, less than 10% of the Exergieinhaltes).
  • heating units 05 and / or refrigeration machines 06 having thermal compressors.
  • a heating unit 05 which for example provides heat for a building heating 54 as a consumer 54, can represent a base load of heat demand in the winter months, which can save the use of other primary energy to be used depending on the accumulation of excess heat from the combined heat and power unit 09.
  • a heating unit 05 Independent of the season can be coupled as a customer of excess heat, a heating unit 05, which as a consumer 56 of heat z. B. supplied a steam generator 56 for providing process steam, wherein the steam, for example, by o. G. To meet short-phase consumption fluctuations in a - possibly correspondingly isolated - memory, for. B. pressure tank, is cached or is.
  • a further or other consumer 57 of heat can by the or another couplable heating unit 05 a z. B. vorzuggiariades member 57 (or an interposed temperature control) be.
  • independent pontoon steam generation or preheating can be a thermal coupling with a refrigeration unit 06 for
  • refrigerants for consumers requiring refrigeration 58; 59, 61; 62, z. B. in process stages or units or ancillaries 02; 07, done.
  • the refrigerant for example, to meet the above-mentioned short-phase consumption fluctuations in turn be cached in a - possibly correspondingly isolated - memory or be.
  • Such process refrigeration is, for example, a component 59 to be tempered of a printing unit 02 as a consumer 59 (or an intermediate one
  • heating or cooling units 05; 06 are, as preferably provided, several different heating or cooling units 05; 06 as customer 05; 06 and / or several consumers 54; 56; 57; 74; 58; 59; 61; 62 coupled directly or indirectly to the media stream 13, the susceptibility to individual consumption fluctuations on the customer side is cushioned, so that the likelihood of remaining under the capacity use of the excess heat of the media stream 13 is reduced.
  • the dryer 03 in addition to the dryer 03 at least one heating unit 05 and at least one cooling unit 06 to the media stream 13 thermally coupled, wherein z. B. on at least one of the two customers 05; 06 different types at least one seasonal consumer 56; 57; 74; 59; 61; 62 is integrated.
  • At least one heating unit 05 is provided to the media stream 13 thermally coupled, wherein one or more coupled heating units 05 two mutually different consumers 54; 56; 57; 74 supply or supply, preferably at least one of the consumers 56; 57; 74 is seasons independent in the above sense.
  • one or more coupled heating units 05 two mutually different consumers 54; 56; 57; 74 supply or supply, preferably at least one of the consumers 56; 57; 74 is seasons independent in the above sense.
  • Embodiment variant is one or more cooling units 06 are provided to the media flow thermally coupled, wherein by the at least one cooling unit 06 two mutually different consumers 58; 59; 61; 62 (cold consumer) supplied with cold, again preferably at least one of the consumers 59; 61; 62 in o. G. Meaning is independent of seasons.
  • the latter two variants are to be executed as a particularly variable embodiment variants at the same time.
  • the thermally coupled to the media stream 13 heating unit 05 can here in the
  • the Z. B. at least one, thermally coupled to the media stream 13 cooling unit 06 is, as already mentioned, preferably as absorption chiller 06, d. H. based on thermal compression, formed.
  • absorption chiller 06 d. H. based on thermal compression, formed.
  • waste heat from process streams can be used, which is located at a temperature level which prevails above the prevailing under the present process conditions
  • Evaporation temperature in the expeller is. This minimum temperature depends on the media mixture used and may for example be 150 to 200 ° C. for an ammonia-water absorption refrigeration system. For many
  • Consumer 58; 59; 61; 62 or groups of consumers 58; 59; 61; 62, a common or more of these absorption chillers 06 may be provided.
  • downstream branching 63 divides the fluid leading line into at least two branches, one of which in the case of direct heating directly to the dryer 03 and for the preferred case indirect
  • the branching point 63 may be at least one controllable and / or controllable actuator, for.
  • one or more adjustable flaps be assigned, by which a deliberate distribution of the Schufluidstromes 13 in Walkerfluidteilströme 13.1; 13.2 is adjustable.
  • Such a flap can this example, in the customer 05; 06 or consumers 54; 56; 57 leading
  • such an additional flap for the case of or with respect to the volume flow adjustable heat exchanger 16; 21 or omitted in the case of a steam generator 20 with controllable on the hot side flow, so that the ratio of the partial streams 13.1; 13.2 on the decrease by the heat exchanger 16; 21 independently.
  • a flap may additionally be provided.
  • the dryer system Depending on the decrease in energy through the dryer 13 or the dryer system is a more or less large amount of heating fluid or thermal energy from the Schufluidstrom 13 for waste heat recovery by the / the takers 05; 06 or consumers available. If, for example, during a production interruption no or very little energy and thus no or very little heating fluid needed, is the entire or approximately total amount of heating fluid from the Schufluidstrom 13 from the heat source 09 to supply the 05 customers; 06 (or consumers 54, 56, 57, 58, 59, 61, 62). By contrast, if the dryer 03 is operated at full load, that for the customer (s) 05 is minimized. 06 (or consumer 54; 56; 57; 58; 59; 61; 62) usable waste heat quantity.
  • the "Heizfluidteilstrom" 13.2 can lead the entire Schufluidstrom 13.
  • the heat storage 24 itself or around it may preferably be a bypass line for a
  • the Schufidbypassstrom 13.2b can in one mode or operating situation (complete heat decrease) lead the entire Schufluidteilstrom 13.2 (13), in a second mode of operation or operating situation (excess heat: mixing operation) only a portion of the Schufluidteilstrom 13.2 (13) lead, the other Part is supplied to the memory 24 or is. In a third operating mode or operating situation (no direct acceptance by consumers: storage operation) is or will the entire Schufluidteilstrom 13.2 (13) led into the memory 24 wherein the bypass leads no heating fluid.
  • the discharge discharge 26 as the hot fluid flow 26 in the case of direct heating on the input side of the dryer 03 itself, and in the case of indirect heating on the input side, the at least one heat exchangers 16; 21 (or the input side, the energy transfer means 55) are supplied or be.
  • the supply to the input side of the dryer 03 and the heat exchanger 16; 21 can be done either by a dedicated line or by the already provided for the partial flow 13.2 between branch point 63 and memory 24 line, but in the reverse flow direction.
  • Flow direction of the heating fluid in the heat exchanger 16; 21 is supplied or is.
  • the latter can be heated by the discharge current 26.
  • the dryer 03 in a mode of operation with the power-heat engine 09 through the media stream 13, and for example in the event of interruption now from the memory 24, z. B. via the branch 63 continues in the "forward mode” or o. G. "Reverse mode” indirectly or even directly heated.
  • Such a high-temperature accumulator 24 can basically be designed and / or operated as a discontinuously operating accumulator 24, whereby a "loading" and an “unloading” do not take place simultaneously but in successive steps.
  • a "loading" and an "unloading” do not take place simultaneously but in successive steps.
  • Beladezustrom 13.2a is guided into the memory 24. This can be done in a mutually same way at a partial load operation of the printing machine 01 and the dryer 03.
  • waste heat from the heat source 09 in this case the combined heat and power unit 09, can be supplied to the storage 24 and stored there.
  • the charge flow fed through the storage means 64 of the storage 24 to charge it is 13.2; 13.2a leaves the memory 24 at a reduced temperature in one
  • the reservoir 24 is "charged” by heating the storage means 64 provided in the reservoir 24 by direct or indirect thermal contact with the heating fluid Temperature heated, which depends on the temperature of the heating fluid asymptotically approaches the loading time of the incoming heating fluid.
  • This capacitive stored after loading in the memory 24 heat can now be withdrawn in case of need the memory 24 again and used elsewhere.
  • this heated fluid leaving the accumulator 24 can now be delivered to one or more customers / consumers 05; 06; 54; 56; 57 and / or the dryer 03 or dryer system to be supplied. The delivery to one or more
  • the heat storage 24 has, for example, one or more, for. Four,
  • Memory elements 68, z. B. chambers 68 which is or which can be flowed through by a fluid from a defined input side to a defined output side or are.
  • d. H With a plurality of such memory elements 68, these can be configured cuboid in their base and be arranged in close arrangement to each other.
  • a plurality of chambers 68 may be advantageous if z. B. the possibility of energy shifts within the memory 24 and / or the possibility of partial loading or partial unloading of
  • Heat storage 24 forming containers 68 provided so their interiors on the same page - z. B. at the respective upper or lower end - with a same space 69, z. B. an overhead Dom 69, in conjunction.
  • the (respective) memory element 68, z. B. formed in the manner of a container 68 is in the interior with a high temperature resistant (eg., To at least 800 ° C, especially at least 1000 ° C) and / or preferably refractory and / or inert material (eg Heat capacity, eg c p 0.6 J / (g * K) and / or thermal conductivity ⁇ - ⁇ 0.8 W / (m * K)), which essentially the storage means 64 for the reception and delivery which forms heat.
  • a high temperature resistant eg., To at least 800 ° C, especially at least 1000 ° C
  • / or preferably refractory and / or inert material eg Heat capacity, eg c p
  • the material can basically z. B. any kind of rock, natural stone or stone form.
  • the material is formed as a ceramic material.
  • the type of filling with this material should on the one hand ensure a flow through (without excessive pressure losses), on the other hand have a large coming into contact with the fluid flow through the surface. This can be achieved by loose fillings on the one hand, preferably equipped with mold elements consisting of the material, which forms a substantially defined arrangement and structure of flow channels in the container interior.
  • the filling is formed by mold elements which form a honeycomb body system.
  • each individually operable butterfly valves 75 which z. B. in the case of a multi-chamber system can be connected by pipes with a common supply and discharge.
  • This page preferably represents the "cold" side of the
  • the chambers 68 are connected to each other, for example by the common dome 69, in the lower area separated or separable by the above-mentioned flaps can preferably be designed with a drive, for example an electro-pneumatic drive, and advantageously with an end position monitoring.
  • a drive for example an electro-pneumatic drive
  • temperature sensors are provided for monitoring the temperatures of the ceramic filling, the Beladezustroms and / or the discharge.
  • the temperature sensors in the ceramic filling are z.
  • each chamber 68 may include sensors for monitoring the pressure loss, for example for indicating the temperature and for determining the energy content ("thermal level") of the memory 24 in a control device.
  • the heating of a still cold heat accumulator 24 takes place by controlling along a ramp ramp along a controlled temperature rise to overheat the material, particularly the honeycomb ceramic, and a localized heat Overheat and / or prevent overshoot.
  • a loading of the memory 24 is effected by supplying a particular originating from the heat source 09 hot Beladezustromes 13; 13.2; 13.a.
  • the feed takes place from the "hot" side, here via, for example, the common dome 69.
  • the incoming charge inflow 13, 13.2, 13.a, for example is divided.
  • a defined division of the Beladeluft can be provided on the individual chambers 69 via flaps corresponding to the cold side in the hot side.
  • z. B. a temperature T13 of z. B. 300 to 800 ° C (optionally up to 1000 ° C at high temperature gas turbine), preferably 300 to 500 ° C, in particular 350 to 400 having heating fluid, in particular exhaust gas of the heat source, combined heat and power unit 09, flows through the chamber (n ) 69 of the memory 24 and this heat energy to the ceramic heat storage mass, ie the storage means 64, from.
  • the heating fluid is thereby cooled to a lower temperature level while the storage means are heated accordingly strong.
  • a discharge of the heating fluid as Beladeabstrom 66 finally takes place on the "cold" side, eg.,
  • Loading only a part of chambers 69 in the multi-chamber system can be effected by the fact that flaps remain closed at the outlet of individual chambers 69, so that no fluid flow flows through these chambers 69.
  • This can be advantageous if currently only little power to be stored is available and therefore only a portion of the memory 24 is to be loaded to a working temperature within a limited period of time.
  • At the end of a loading process is now one or more with heat energy at a sufficiently high temperature level, for. B. at least 250 °, preferably at least 300 °, at least at the hot end of the loaded chambers 69 available, which can be supplied at a heat demand on a discharge of a use.
  • Discharging takes place from the "cold" side via a discharge flow 67, which may comprise air from the environment (so-called "fresh air") and / or low or medium temperature exhaust air which has already been heated over the environment.
  • a defined division of the discharge flow 67 to one or more chambers 68 can be selected depending on the energy requirement via the flaps.
  • the cold fluid flows through the chambers 68 of the memory 24, taking in the filling material, for. As the ceramic material, contained heat energy.
  • the cold fluid, z. B. discharged air is thereby heated to a higher temperature level and the filler cooled accordingly
  • the delivery of the heated fluid in a discharge discharge 65 takes place on the hot side, here for example via the common Dom 69. From here it can for one or more customers 03; 05; 06 or Verbrauscher 54; 56; 57; 58; 59; 61; 62 are provided in the above-described manner optionally or in parallel.
  • the pipes 68 connecting the chambers 68 can be provided with a blower 73 or fan 73 in addition to the pipes serving the supply and discharge, by means of which heat can be displaced from one to the other chamber 68 by means of appropriate fluid flows.
  • the memory 24 is preferably a control device, for.
  • memory control assigned by which based on previously defined parameters automatic operation of the memory 24 (control / regulation of the fluid flows and temperatures, control of the damper actuators) is feasible. It can, for example
  • Interfaces to the printing press control exist which is the memory control operating data of the printing press and possibly directed in the near future planning data for the operation and needs of the printing press available. Entrance to the
  • Memory control preferably find temperature data and / or data
  • the information about at least current storage temperatures and / or the data for the hot Entladeabstrom 65 are z. B. delivered to a control room of the printing press or printing press 01. The operation of the hot Entladeabstrom 65
  • Memory 24 may have one connected to the memory controller
  • the memory controller can also be designed as part of a controller, which at the same time also at least one other unit or auxiliary unit of the entire system, in particular a Konditioniercut 07; 08; 10, is assigned.
  • the memory controller can be used for
  • Eingans paragraph of the dryer 03 - which is the main energy flows - is thus z.
  • primary energy sources eg. B. by gas firing
  • a dryer exhaust treatment 07; 08, 10, briefly an exhaust treatment 07, 08, 10, integrated which either without or at least with a minimum of primary energy supply, and / or used for exhaust air purification at least partially traceable back into the overall system and makes usable.
  • the latter can be done by storing heat in a separate, attributable to the exhaust gas purification heat recovery unit or heat storage, or - if provided in an advantageous embodiment in the overall system - combined with the above heat storage 24 for storing coming from the cogeneration heat from excess heat.
  • the treatment of the dryer exhaust air stream 15 takes place; 15.1 without upstream of a recovery by purely thermal means.
  • Dryer exhaust gas stream 15 (15.1, 15.2) is discharged via a pipe 76 from the dryer 03 and fed directly (without intermediate process stage) designed as a thermal exhaust air purification stage 10 conditioning 10, in which the hydrocarbons contained in the dryer exhaust stream 15 are oxidized.
  • a burner 83, z. B. be provided a gas burner.
  • the thermal exhaust air purification stage 10 is designed to be regenerative in such a way that on the one hand the thermal energy released during the oxidation and / or the energy introduced into the exhaust gas by the burner 83 remains in the system at least to a large extent.
  • the stored energy for subsequently to be oxidized gas in the system can be obtained, so that only little Zufeuerung must take place or -. B. in the case of high hydrocarbon cargo - even an autothermal oxidation process can take place.
  • the exhaust air purification stage 10 has for this purpose at least two, z. B. three chambers 78; 79; 81, which are each designed, for example, in the form of containers and in the interior with a high-temperature-resistant (eg up to at least 800 ° C., in particular at least up to 1000 ° C.) and / or preferably refractory and / or inert material (preferably high heat capacity ) is filled.
  • the material is a ceramic material.
  • This material forms in each case a flow-through heat bed.
  • the heat bed can be equipped either by loose fillings, but preferably with mold elements consisting of the material, which forms a substantially defined arrangement and structure of flow channels in the container interior.
  • the filling is formed by mold elements which a
  • the chambers 78; 79; 81 each have openings in the region of two opposing sides and can be flowed through in either direction between the two openings.
  • the at least two chambers 78; 79; 81 are on openings on a same page - z. B. at the respective upper end - with a same space 82, z. B. an overhead Dom 82, and therefore in conjunction.
  • This room 82 may u.U. also be designed only as a pipeline.
  • this space 82 for example, at least one mouth of a burner 83, z. B. gas burner 83, provided by which at least in startup phases a system heating can be supported. Possibly. After heating the system, the heating system can be dispensed with and the oxidation can proceed autothermally.
  • each flaps 85, z On the opposite side of the chamber 82 of the chambers 78; 79; 81 are each flaps 85, z.
  • raw gas flaps provided, which with each other and with a common pipe 84, z. B. crude gas pipeline 84, are in communication.
  • the raw gas pipe 84 possibly via a fan 87, with the leading out of the dryer pipe 76 without the interposition of further process stages in connection.
  • Clean gas pipeline 86 communicate.
  • the dryer waste air stream 15 (15.1; 15.2) to be cleaned, depending on the setting of the clean and raw gas flaps, one or more chambers 78; 79; 81 supplied.
  • the purified exhaust gas through a fireplace to the environment, or via the correspondingly guided clean gas pipe 86 piping a heat storage (24) and / or directly a consumer -.
  • a heat storage (24) and / or directly a consumer -.
  • the exhaust air purification stage 10 is started manually, externally or via a programmable timer. At the start of operation, the system is heated by means of the burner 83. By control measures, the cooling of the system at standstill - by, for example, rearrangements of the heat contents - may have been minimized, and the restart of the system after a shutdown in a shorter time previously done. Is a predetermined required setpoint temperature in the room 82, z. B.
  • Combustion chamber 82 reaches, so is one of the raw gas flaps of the chambers 78; 79; 81 opened. The raw gas is then via the corresponding raw gas flap of a chamber 78; 79; 81 supplied.
  • This first through-flow chamber 78; 79; 81 acts as a heat exchanger in which the raw gas -. B. already almost to the combustion chamber temperature - preheated ("raw gas heat exchanger") .In this case, for example, already on the ceramic material of the heat bed a pre-reaction (partial oxidation) of the pollutants or
  • the hot clean gas now flows from the combustion chamber space 82 via a second chamber 78, 79; 81 ("pure gas heat exchanger") and thereby gives off a large portion of the heat energy contained in the ceramic material of the heat bed., The clean gas is thereby cooled accordingly, heated the ceramic material the exhaust air purification stage 10 and is supplied either to the environment, or a heat exchanger (24) .
  • the hot clean gas can also flow back through two chambers 78, 79, 81 and heat them.
  • the chamber 78 operating as a raw gas heat exchanger cools; 79; 81 by the incoming raw gas (which, for example, a lower
  • the described regenerative heat exchange process is thus a batch process, i. H. the exhaust air volume flow is cyclically indexed and the respective heat exchanger previously heated by the hot clean gas is used in a next or at least subsequent cycle for heating the cold raw gas.
  • a programmable controller controls the reaction cycles in accordance with the respective operating conditions, thus achieving extremely high efficiencies and lowest operating costs.
  • the extracted air is z. B. by means of speed control of the fan 87 automatically and steplessly delivered to the previous process
  • an operating mode in which the chambers 78, 79, 81 are automatically cleaned one after the other by heating them to a sufficiently high temperature ( ⁇ 450 ° C.) for a defined time so that the condensates are vaporized again and then oxidized in the combustion chamber space 82.
  • the process of the "burn-out" process takes place, for. B. in several temperature levels depending on the composition of the condensed hydrocarbons and z. B. off-line - ie when no raw gas is cleaned - performed.
  • the burner system can for controlling the at least one burner 83rd
  • a burner control can be provided, which takes into account a varying power requirement.
  • Typical gas burner systems have a predetermined power range in which they work. However, if the hydrocarbon concentration is in the range of the autothermal point, then a minimum output of a typical gas burner system would be z. B. higher than the actual power required, d. H. it will then be supplied more gas than required. In the preferred here
  • an excessively high temperature increase in the combustion chamber space 82 may occur at high solvent concentrations due to the excess of energy.
  • the exhaust air purification stage 10 can therefore with a Bypass line be executed.
  • Clean gas pipeline 86 sluiced.
  • the required amount is regulated depending on the temperature via a hot gas flap provided in the bypass line.
  • the exhaust air purification stage 10 is preferably associated with a control device, by means of which based on previously defined parameters automatic operation of the exhaust air purification stage 10 (control / regulation of fluid flows and temperatures, control of damper actuators) is feasible.
  • the control and control parameters are z. B. set during commissioning.
  • the controller can do the
  • Exhaust air purification stage 10 for example, operated fully automatically, with z. B. all essential operating data can be displayed via a display device.
  • the operation of the exhaust air purification stage 10 may be connected via a connected to the control device process visualization, eg. As a touch screen, panel).
  • the memory control can also be designed as part of a control, which at the same time also at least one further unit or accessory of the
  • control device can be used for data transmission with superordinate or sibling controls of the entire system in a local network, eg. B. Ethernet, the printing press 01 or printing press 01 be involved.
  • Dryer exhaust stream 15 without previous stage of the exhaust air purification stage 10 is supplied, the exhaust gas is still at an elevated temperature level, so that the oxidation of the hydrocarbons contained only little or in autothermal phase of operation even no energy must be supplied.
  • even a return of heat energy contained in the clean gas is provided in a heat storage (24). However, no raw materials are recovered in this embodiment.
  • the exhaust air purification stage 10 is arranged in the dryer exhaust gas flow 15 designed as a recovery device 07 conditioning 07 for coarse separation of hydrocarbons, which at least one, for example, at most two serially connected Abscheidecutn 88; 89, z.
  • a recovery device 07 conditioning 07 for coarse separation of hydrocarbons which at least one, for example, at most two serially connected Abscheidecutn 88; 89, z.
  • heat exchangers 88; 89 has.
  • Heat exchanger 88; 89 or separation stages 8; 89 be passed by the dryer exhaust stream 15. It may also be a first heat exchanger 88 and a first
  • Abscheidecut 88 with fresh air and serially a second heat exchanger 89 and a second separation stage 89 may be provided with coolant as cooling fluid.
  • Each stage can also serially several, operated by the same cooling fluid heat exchanger 88; 89 include.
  • the one or two separation stages 88; 89 can be
  • Droplet 92 be downstream, in which the now partially cooled dryer exhaust gas is freed of moisture. That on the cool surfaces on the
  • Exhaust side of the heat exchanger (s) 88; 89 precipitating oil / water mixture is, for example, fed to an oil separator 93, in which the oil or solvent to be recovered is separated from the water and both can be recycled.
  • oil separator 93 in which the oil or solvent to be recovered is separated from the water and both can be recycled.
  • several of these series can be arranged parallel to one another from one or two separation stages and possibly a droplet separator, with the incoming dryer exhaust gas stream 15 correspondingly dividing and being recombined at the end of the conditioning apparatus 07. In this -.
  • Separation stages 88; 89; 91 - each with one or more serially arranged heat exchangers - serially provided, wherein at least one of the separation steps 88; 89; 91 is operated at below ambient temperature (eg below 20 ° C) cooling liquid.
  • ambient temperature eg below 20 ° C
  • first or second embodiments -. B. in the event that the directly coming out of the dryer 03 or from the conditioning device 07 dryer exhaust stream 15; 15.1 has a low hydrocarbon concentration and / or low temperature, the thermal exhaust air purification stage 10 may be preceded by a conditioning device 08 designed as a concentration device 08.
  • Recovery device 07 originating dryer exhaust stream 15;
  • 15.1 is brought into contact with an adsorber material 94, which adsorbs the hydrocarbons contained in the gas stream.
  • the thus purified dryer exhaust air stream 15; 15.1 leaves after cleaning the concentrator 08 as a clean gas stream 97.
  • the loaded adsorbent 94 is contacted by one of the dryer exhaust air stream 15; 15.1 different fluid flow 96, z. B. desorption 96, from the
  • the z. Gaseous fluid stream 96 faces the dryer exhaust stream 15; 15.1 a higher temperature and a much lower flow rate, z. B. a maximum of half, in particular a maximum of a quarter of
  • the dryer exhaust air stream 15; 15.1 freed from the hydrocarbon load, the desorpion stream 96 hereby loaded.
  • the desorbing stream 96 is contacted by contact with the adsorber material 94 Heating means 74, z. B. an air heater 74, heated.
  • the desorption stream 96 may in principle be part of the incoming dryer exhaust air stream 15; 15.1 or the
  • the desorption stream 96 can be heated in the heating means 74 and finally discharged as a concentrated dryer exhaust air stream 15.2 from the concentration device 08.
  • an embodiment is advantageous, wherein a part of the
  • the heating means 74 by one of a
  • the heating means 74 then provides a
  • an injection point 74 may be provided for a hot gas originating from the storage 24, this feed-in point being visible as a direct consumer 74.
  • the adsorber 94, z. B. as hydrophobic zeolite, is here preferably arranged on a rotor 98 as adsorber 98 or formed as such.
  • the rotating or rotatable adsorber 98 is, for example, in a spatially fixed portion with the dryer exhaust stream 15 to be cleaned; 15.1 in contact.
  • Clean gas flow 97 prevents, but is at least impeded. This can be, for example by separating elements which are adjacent as closely as possible to the adsorber 97 and / or by a negative pressure prevailing in relation to the adsorption region
  • the concentration device 08 can be operated continuously or be.
  • the adsorber 98 may be spatially fixed and immovable, wherein alternately adsorb and desorb in - except for the areas - in each case above-mentioned type.
  • two such adsorbers 94 are preferably provided in separate chambers, which are operated alternately for adsorption and desorption for the possibility of a total continuous operation.
  • the purified by the adsorber 94 clean gas stream 97 is either z. B. a fireplace to the environment, or at a sufficiently high temperature (eg., At least 150 °) supplied to a heat sink (24) and / or used to heat the heating means 74.
  • a sufficiently high temperature eg., At least 150 °
  • the concentrated dryer exhaust stream 15.2 is now an oxidatively effective
  • this can also be purely catalytic, d. H. without the necessity of adding fuel via a burner 83.
  • at least one, for example, easily accessible and exchangeable portion of the material in the or the through-flow chamber (s) 78; 79; 81 and / or introduced into the dome 82 material at least superficially catalytically active material. Is - in comparison with a catalyst significantly lower temperature - the oxidation of a portion of the hydrocarbon in the
  • the exhaust air purification stage 10 may also be designed as a mixed system, with a burner 83, but also as a back-up or for the introduction of support energy
  • Catalyst material is provided.
  • a common unit 10 In a further embodiment of a system having an exhaust-air purification stage 10 and a storage 24, these can be designed in combination design as a common unit 10, 24.
  • chambers 78; 79; 81 and to the memory 24 described chambers 68 are designed in a same manner and provided in a common unit, for example, a common Dom Suite means for forming interconnected and separate groups of chambers 68; 78; 79; 81 or previously separate areas for groups of chambers 68; 78; 79; 81.
  • a heat accumulator 24 for storing excess heat to the dryer 03 is integrated (eg connected in parallel) through which variable energy is supplied to one or more downstream of the dryer Trockners 03 provided conditioning devices 07; 08; 10 is moved or can be.
  • the concentration may in turn be operated using heat released in the exhaust air purification and / or stored in the storage 24.
  • the indirectly heated dryer system and / or an above-mentioned embodiment for the generation, storage and / or use of energy in the overall system can be used particularly advantageously in printing machines 01 or printing press systems 01 of a larger extent.
  • the printing press lines per line a plurality of horizontally successively from a web to be printed 1 1 continuous printing units 02 and a dryer 03 on.
  • the printing units are in this case z. B. formed as so-called. I-printing units with two vertically stacked interacting printing units.
  • Plurality of such printing machine lines and the plurality of dryers 03 requires increased demand for energy in a variety of forms, in turn providing excess or thermal energy to an increased degree.
  • Of particular advantage is the integration of an o. G. Embodiment for the generation, storage and / or use of energy for an embodiment of, or at least one of the printing press lines with printing units 02, which are designed for waterless offset printing, d. H. with printing units, which are formed without dampening units.
  • Printing machine 01 or printing press system 01 which has a plurality of printing units 02 formed as printing towers 02. In this case, several webs 1 1 are printed simultaneously and one or z. B. also several webs 1 1 dried.
  • Towers 02 in this case have vertically on top of each other several pressure points, through which a substantially vertically guided by the printing tower 02 web 1 1 is printed on both sides multi-colored.
  • a printing machine 01 in particular newspaper printing machine
  • one or more of the printing towers 02 with Printing units are designed for waterless offset printing, ie with printing units, which are formed without dampeners.
  • This printing machine is also characterized by the fact that originating from several towers webs 1 1 are fed together or fed to a folder 04.
  • Heating unit aggregate, auxiliary unit, customer
  • Heating mediums air heaters, consumers (heat) Butterfly valves

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Abstract

Die Erfindung betrifft Trocknersysteme einer Bedruckstoff (11) be- und/oder verarbeitenden Druckmaschine (01) mit einem Trockner (03), durch welche der Bedruckstoff (11) führbar, und beim Hindurchführen zu dessen Trocknung im Trocknerinnern mit heisser Trocknerzuluft in Kontakt bringbar ist, wobei zur Aufheizung der Trocknerzuluft wenigstens ein erster Wärmetauscher (16; 23) vorgesehen ist, durch welchen auf der kalten Seite zumindest ein Teil der in den Trockner (03) zu führenden Trocknerzuluft als Zuluftstrom (14), und auf der heissen Seite ein im Wärmetauscher (16; 21) Wärme an die zu erwärmende Trocknerzuluft abgebendes, von einer Trocknerabluft verschiedenes Heizfluid geführt ist, wobei der Trockner (03) mindestens eine Heizzone (36) und mindestens eine Kühlzone (37) umfasst, und die durch den ersten Wärmetauscher (16) erhitzte Trocknerzuluft einer Heizzone (36) des Trockners (03) zugeführt ist, und dass ein Trocknerabluftstrom (39) aus der Kühlzone (37) insgesamt oder zumindest teilweise dem ersten Wärmetauscher (16) als Zuluftstrom (14) oder zumindest als Teil des Zuluftstroms (14) zugeführt ist.

Description

Beschreibung
Trocknersysteme einer Bedruckstoff be- und/oder verarbeitenden Druckmaschine sowie Verfahren zum Betrieb eines Trockners einer Bedruckstoff be- und/oder verarbeitenden Druckmaschine
Die Erfindung betrifft Trocknersysteme einer Bedruckstoff be- und/oder verarbeitenden Druckmaschine sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Trockners einer Bedruckstoff be- und/oder verarbeitenden Druckmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 , 3, 5 bzw. 19.
Durch die EP 1 046 874 A2 ist ein Heißlufttrockner bekannt, wobei eine Heizzone, eine Verdampfzone, eine Kühlzone sowie eine Kühl-/Konditioniereinheit vorgesehen sind. Die in den Trockner zur Trocknung der Bahn geleitete Heißluft tritt aus einer Brennereinheit aus, in welcher die Heißluft direkt durch einen Gasbrenner erhitzt wird, wobei über ein Rohr innerhalb der Brennereinheit ein Teil des Verbrennungsgases rezirkuliert werden kann. Ein Wärmetauscher scheint hier der Vorwärmung eines dem Brenner
zuzuführenden Luftstroms zu dienen. Eine trocknerinterne oder trocknerexterne
Nachverbrennung für das beladene Abgas kann optional vorgesehen sein.
Die WO 2009/155889 A1 betrifft eine Trockneranlage zur Trocknung einer bzw. mehrerer in einem Druckprozess bedruckten und/oder beschichteten Papierbahn, wobei die Papierbahn zur Trocknung mit einem heißen Trocknungsgas in Kontakt gebracht wird. Als Trocknungsgas wird zumindest zum Teil die Abgase einer der Trocknungsanlage vorgeschalteten Verbrennungskraftmaschine verwendet. Es werden mehrere Trockner parallel mit dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine als Trocknungsgas versorgt. Parallel zu den Trocknern wird über eine Steuer- und Regeleinheit ein Teil des Abgases einer Absorpionskältemaschine zugeführt, wobei diese wiederum Kälte für
Wärmetauscher einer Ölrückgewinnung und/oder zur Kühlung sonstiger druckereispezifischer Maschinen oder Klimatisierung bereitstellt. Ein Teil der aus der Ölrückgewinnung stammenden Abluft kann anstatt in die Umwelt abgegeben zu werden auf 20-30 °C abgekühlt, und als Stütz- und/oder Sperrgas in den Trockner zurück geführt werden.
Durch die EP 1 953 489 A1 ist ein dynamischer Wärmespeicher sowie ein Verfahren zur Speicherung von Wärme bekannt. Der Wärmespeicher ist in einem geschlossenen Medienkreislauf zwischen einer Wärmequelle und einem Wärmeabnehmer als
Energiespeicher parallel geschaltet. Er weist mehrere Kammern auf, die von dem Medium sowohl zu dessen Beladung mit Wärme als auch zur Entladung durchströmbar sind. Die Kammern sind über einen Dom im oberen, hei ßen Bereich verbunden, weisen im unteren, kalten Bereich Öffnungen mit Klappen auf. Sie sind zur Wärmespeicherung vorzugsweise mit keramischen Wabensteinen befüllt. Das durch den Wärmespeicher zu dessen
Beladung geführte Medium wird wieder zur Wärmequelle zurückgeführt, wo es wieder erhitzt wird.
Die EP 2 213 939 A2 offenbart eine Oxidationsanlage zur Abgasreinigung sowie ein Verfahren zu deren Betrieb. Die Oxidationsanlage weist mehrere Kammern auf, welche jeweils im Innern mit einem Wärmebett ausgeführt sind und an einem oberen Ende sämtlich in einen Brennraum mit einem Gasbrenner münden. Kohlenwasserstoffe der in eine heiße Kammer eingeleiteten zu reinigenden Abluft wird z. B. teils bereits in der Kammer und schließlich in der Brennkammer oxidiert und durch eine andere Kammer zu deren Beheizung schließlich an die Umgebung abgegeben. Nach Umtaktung und ggf. zwischenzeitlichem Spülbetrieb kann die Abgasführung durch die Kammern dann im nächsten Zyklus in umgekehrter Richtung erfolgen.
In einem Prospekt„CleanAir Abluftreinigungssysteme" der KBA-MetalPrint sind unterschiedliche Abgasreinigungssysteme dargelegt, von denen eines eine Kombination aus einer thermischen Abluftreinigungseinheit mit mehreren über eine Brennkammer verbundenen Wärmebettkammern und einer vorgeschalteten Aufkonzentrationsstufe betrifft.
Die DE 101 23 489 B4 offenbart eine Vorrichtung zum Kühlen einer Materialbahn, wobei Abwärme eines Heißlufttrockners zur Verdampfungsabkühlung eines Kühlmediums genutzt wird, mittels welchem eine die Bahn kühlende Kühlwalze gekühlt wird.
Die DE 10 2008 042 122 A1 betrifft eine Thermo-Trocknungseinrichtung zur Trocknung eines Bedruckstoffes, wobei der dem Trockner zuzuführende Zuluftstrom vor dem Aufheizen durch eine Heizeinrichtung zunächst in einer Vorwärmtauscheinrichtung durch einen Abstrom aus einer Kühleinrichtung vorgewärmt wird.
Durch die DE 298 19 202 U1 ist eine Vorrichtung zum Trocknen und Kühlen einer frisch bedruckten Bahn bekannt, wobei thermische Energie eines vom Trockner stammenden Abluftstromes in einer Absorptionskältemaschine zur Gewinnung von Kälteleistung für einen dem Trockner nachgeordneten Kühler verwendet wird.
Die DE 200 08 740 U1 betrifft eine Heißluft-Trockeneinrichtung, wobei Trocknerluft über einen Wärmetauscher durch Abwärme einer Blasluft-Verdichtereinheit beheizt wird.
Durch die DE 10 2004 040 131 A1 ist eine Trocknung von Bahnen mit integrierter katalytischen Schadstoffverbrennung offenbart, wobei die Trocknerabluft im Gegenstrom zur gereinigten Abluft, anschließend im Gleichstrom zu einem Verbrennungsgas und schließlich durch direkte Vermischung mit dem Verbrennungsgas aufgeheizt wird.
Durch die DE 33 24 130 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen bedruckter Bahnen bekannt, wobei eine von einer Kältemaschine erwärmte Flüssigkeit zur Vorwärmung von Verbrennungsluft für ein Heizgebläse des Trockners dient. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Trocknersysteme einer Bedruckstoff be- und/oder verarbeitenden Druckmaschine sowie ein Verfahren zum Betrieb eines
Trockners einer Bedruckstoff be- und/oder verarbeitenden Druckmaschine zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 , 3, 5 bzw. 19 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass der indirekt beheizte Trockner besonders gut regelbar ist und/oder als Wärmesenke in einem
Gesamtsystem anfallende Wärme nutzen kann und/oder - im Gegensatz zur
trocknerinternen Nachverbrennung - eine zumindest teilweise Rückgewinnung von Kohlenwasserstoffen ermöglicht. Durch die Ausführung als zumindest teilweise indirekt beheizter Trockner ist eine von der Wärmequelle in gewissen Bereichen unabhängige und bessere Steuerungsmöglichkeit gegeben. Bei Variation des Wärmeeintrages kann die für die Stabilität der Bahn wesentliche Strömungsmenge aufrechterhalten werden, d. h. Wärmeeintrag und Volumenstrom lassen sich entkoppeln. Insbesondere ist dies von Vorteil im Zusammenhang mit einer Wärmespeicherung. In dieser Ausführung kann nicht für die Trocknerbeheizung benötigtes und/oder ggf. zusätzlich hierzu unbelastetes Heizmittel für die Wärmespeicherung genutzt werden. Weitere Vorteile sind im einzelnen im Zusammenhang mit im folgenden dargelegten Ausführungen und Weiterbildungen genannt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Gesamtsystems einer Druckmaschine bzw.
Druckmaschinenanlage mit beispielhafter Darstellung einer Vielzahl von vorsehbaren Aggregaten, Nebenaggregaten und Energie- sowie Fluidstromen;
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung eines Gesamtsystems einer Druckmaschine bzw.
Druckmaschinenanlage mit beispielhafter Darstellung einer Vielzahl von vorsehbaren Aggregaten, Nebenaggregaten und Energie- sowie Fluidstromen in einer Variante mit zusätzlichem Dampferzeuger;
Fig. 3 eine Ausführung eines Trocknersystems mit indirekter Beheizung;
Fig. 4 eine Ausführung für die Ausgestaltung und/oder Beheizung einer
Trockneraustriffsöffnung;
Fig. 5 Ausführungen von Energieübertragungsmittels zur indirekten Trocknerbeheizung mit paralleler (a) und serieller (b) Heizfluidzufuhr;
Fig. 6 einen detaillierter, vornehmlich eine Versorgung mit Energiebetreffenden
Ausschnitt aus einem Gesamtsystem aus Fig. 1 mit beispielhafter Darstellung einer Vielzahl von vorsehbaren Aggregaten, Nebenaggregaten, Abnehmern und Verbrauchern, Energie- sowie Fluidstromen;
Fig. 7 eine Ausführung eines Wärmespeichers in räumlicher- (a) und Seitenansicht (b);
Fig. 8 eine detaillierter, vornehmlich eine Konditionierung der den Trockner
verlassenden Abgase betreffenden Ausschnitt aus einem Gesamtsystem aus Fig. 1 mit beispielhafter Darstellung einer Vielzahl vorsehbarer Aggregate, Nebenaggregate, Abnehmer bzw. Verbraucher, Energie- sowie Fluidströme;
Fig. 9 eine Ausführung einer im Gesamtsystem enthaltenen Druckmaschinenanlage mit mehreren Illustrationsdruckmaschinenlinien; Fig. 10 eine Ausführung einer im Gesamtsystem enthaltenen Druckmaschine bzw. Druckmaschinenanlage mit mehreren Drucktürmen.
Eine Materialbe- und/oder verarbeitende Maschine 01 , insbesondere eine Bedruckstoff 1 1 be- und/oder verarbeitende Druckmaschine 01 oder mehrere Druckmaschinenlinien aufweisende Druckmaschinenanlage 01 (was im Folgenden verkürzt auch als
„Druckmaschine" bezeichnet ist), weist mehrere Aggregate und/oder Verfahrens- bzw. Prozessstufen auf. Die als Druckmaschine 01 ausgebildete Maschine 01 weist z. B.
mindestens eine Druckeinheit 02 auf, durch welche ein Bedruckstoff 1 1 , insbesondere eine Bedruckstoffbahn, ein- oder beidseitig ein- oder mehrfarbig bedruckbar ist. Des weiteren weist sie z. B. mindestens einen Trockner 03 auf, durch welchen der
Bedruckstoff nach dem Bedrucken in seinem Trocknungsprozess unterstützt wird. Sie kann weitere Energie verbrauchende Aggregate aufweisen , wie z. B. eine der
Druckeinheit 02 vorgeordnet Bedruckstoffzuführung (z. B. als Rollenwechsler), und/oder ein Einzugwerk, weitere den Bedruckstoff 1 1 transportierende Zugaggregate und/oder eine dem Trockner 03 nachgeordnete Verarbeitungsstufe 04, von welchen in den Figuren lediglich letztere exemplarisch als weiterer Verbraucher, z. B. als Schneideinrichtung und/oder als Falzapparat 04, angedeutet ist. Den Aggregaten 02; 03; 04 bzw. dort durchgeführten Verfahrens- bzw. Prozessstufen ist Energie in Form elektrischer Ee oder thermischer Energie in Form von Wärme Ew zuzuführen und/oder zur Temperierung ggf. thermische Energie auch zu entziehen, was hier verkürzt als Zufuhr von Kälte EK dargestellt wird. Die Bereitstellung von Wärme Ew oder Kälte EK bedarf wiederum elektrischer Energie Ee und/oder der Umwandlung von in Brennstoffen (wie z. B. Gas, Kohle, Öl etc.) enthaltener Energie EB. Des weiteren können die Druckmaschine 01 verlassende Medienströme und/oder das die Druckmaschine verlassende Produkt noch Exergie aufweisen, d. h. Energie auf einem Potential führen, welches gegenüber demjenigen der Normalbedingungen (Umgebungsbedingungen) erhöht ist, wie z. B. Druck, Temperatur, kinetische, chemische Energie. Als Verbraucher elektrischer Energie Ee sind beispielsweise Antriebe, z. B. Motoren, in als Druckeinheiten 02 oder als Falzapparat 04 etc. ausgebildeten Aggregaten 02; 03, ggf. durch elektrische Energie gespeiste Trockner (z. B. Strahlungs- oder IR-Trockner), sowie beispielsweise nicht explizit dargestellte Heizgeräte zum Temperieren und/oder
Vorwärmen von Komponenten oder Medienströmen, Pumpen, Ventilatoren, Stellantriebe etc. anzusehen. Als Verbraucher thermischer Energie in Form von Wärme Ew sind besonders durch ein heißes Fluid durchströmte Trockner 03, z. B. Heißlufttrockner 03, besonders relevant, wobei das Fluid beispielsweise direkt oder indirekt durch Brennstoff oder in anderer Weise zu erhitzen ist. Eine herkömmliche Methode für die Bereitstellung des mit dem Bedruckstoff 1 1 zusammenwirkenden Heißgases ist die direkt Nutzung des heißen Abgases eines Gasbrenners, welcher beispielsweise baulich direkt am Trockner 03 vorgesehen ist. In den Figuren ist schematisch ein baulich vom Trockner 03 getrennt dargestelltes Aggregat 09 als Wärmequelle 09, im Hinblick auf den lediglich indirekten Zusammenhang zum Druckprozess selbst z. B. als Nebenaggregat 09 bezeichnet, vorgesehen, durch welches die für den Trockner 04 erforderliche Heizenergie
bereitgestellt wird. Das Nebenaggregat 09 kann grundsätzlich als Brenner oder
Heißdampferzeuger vorgesehen sein, ist jedoch vorzugsweise als Kraft-Wärme-Aggregat 09, z. B. als Verbrennungskraftmaschine 09 ausgebildet. Ein lediglich als Brenner ausgebildetetes Nebenaggregat 09 könnte baulich in herkömmlicher Weise trocknernah bzw. am Trockner 03 integriert vorgesehen sein. Andererseits transportiert z. B. ein Trocknerabluftstrom 15 des als Heißlufttrockner 03 ausgebildeten Trockners 03 in seiner Restwärme ein erhebliches thermisches Energiepotenzial, welches bei ungenutzter Abgabe an die Umwelt zuvor als Verlustenergie aufzubringen wäre.
Schließlich sind der Druckmaschine 01 neben den den Druckprozess direkt betreffenden Aggregaten 02; 03; 04 und dem Nebenaggregat 09 weitere, ebenfalls Energie in unterschiedlicher Form verbrauchende Aggregate 05; 06; 07; 08, im Hinblick auf den lediglich indirekten Zusammenhang zum Druckprozesse selbst z. B. als Nebenaggregate 05; 06; 07; 08 bezeichnet, zugeordnet, wie sie beispielsweise ein Heizaggregat 05 (z. B. Gebäudeheizung 05 und/oder Dampferzeuger 05), ein Kühlaggregat 06 (z. B.
Kältemaschine 06, insbesondere Absorptionskältemaschine 06) zur Bereitstellung von Kälte für zu kühlende bzw. zu temperierende Komponenten von z. B. Druckeinheiten 02 oder anderen Aggregaten und/oder zur Raumklimatisierung darstellt. Des weiteren können als Nebenaggregate 07; 08 ebenfalls Energie verbrauchende
Konditioniereinrichtungen 07; 08 vorgesehen sein, durch welche schadstoffbelastete Prozessmedien, z. B. Abluft oder Abwasser, konditioniert und von ihrer Schadstofffracht befreit werden. Als Energie verbrauchend ist hier auch der Bedarf an Kälte Ek zu fassen, welche nur unter Energieaufwand zu erzeugen ist.
Einem Gesamtsystem 12 einer Druckmaschine 01 bzw. Druckmaschinenanlage 01 mit den Druckprozess betreffenden Aggregaten 02; 03; 04 und der Druckmaschine 01 bzw. Druckmaschinenanlage 01 nebengeordneten Nebenaggregaten 06; 07; 08; 09 ist somit zumindest Energie in Form elektrischer Energie Ee und/oder in Form von Brennstoff Eb von außen zuzuführen um die Aggregate und Nebenaggregate entsprechend betreiben zu können. Eine energetisch und/oder umwelttechnisch besonders relevante Prozessstufe stellt die Trocknung des bedruckten Bedruckstoffs im Trockner 03 und die mit dieser Prozessstufe verbundenen Nebenprozesse dar, was z. B. die Prozessführung, die Bereitstellung der Heißluft und die Behandlung der Abluft betrifft. Ebenfalls von energetischer Bedeutung ist - falls vorhanden - die Erzeugung von Kälte. Durch das Kraft-Wärme-Aggregat 09 kann auch generell, oder aber in bestimmten
Betriebszuständen elektrische Energie Ee nach Außen, d. h. in das öffentliche Netz, eingespeist werden.
Im Folgenden ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung eines Trocknersystems, und anschließend die Einbindung eines Trockners 03, insbesondere des bevorzugten
Trocknersystems, in ein Energieversorgungs- und/oder -mangagementsystem, in welchem je nach Verbrauch und Anfall Energie unterschiedlicher Form gewonnen und/oder gespeichert und/oder verschoben wird, um den Verbrauch gesamtenergetisch betrachtet zu vermindern, insbesondere zu optimieren.
Die Menge an im Trockner 03 pro Zeiteinheit benötigter Energie ist stark abhängig von der Betriebssituation der Druckmaschine 01 , d. h. von der aktuellen
Produktionsgeschwindigkeit und dem gerade produzierten Druckprodukt. So wird beispielsweise bei höherer Produktionsgeschwindigkeit eine erhöhte Trocknerleistung benötigt als bei niedriger Geschwindigkeit. Auch die Ausprägung und die Eigenschaften des gerade verwendeten Bedruckstoffs 1 1 (z. B. Papier oder Folie als Material,.
Oberflächenbeschaffenheit und/oder -behandlung, Papierart) und/oder die
Bedruckstoffbreite (z. B. Bahnbreite), die Bedruckstoffstärke, die zu trocknende
Farbmenge (Druckbilddichte) und - im Fall des Nassoffsets - die Feuchtmittelführung können Einfluss nehmen und Schwankungen im Leistungsbedarf hervorrufen.
Andererseits kann ein zu starkes Austrocknen des Bedruckstoffs zu Beschädigungen (z. B. Rissen oder Wellen etc.) führen, sodass ein zur Sicherheit grundsätzlich
überdimensioniert betriebener Trockner 03 neben den Energieverbrauch betreffende auch qualitätstechnische Nachteile birgt. Das nachfolgend beschriebene Trocknersystem löst diese Problematik, indem die Trocknerbeheizung den variierenden Bedingungen im Gesamtsystem 12 folgen kann, wobei aus energetischer Sicht eine Optimierung im Gesamtsystem erzielbar ist.
Erreicht wird dies hier beispielsweise zum einen dadurch, dass der Trockner 03 nicht direkt mit einem energiereichen Abgas- oder Abluftstrom eines vorangehenden Prozesses oder dem Abgas eines Gasbrenners beaufschlagt wird. Stattdessen wird hier
Trocknerzuluft vor Eintritt in den Trockner 03 (bzw. das vom Bedruckstoff 1 1
durchlaufenen Trocknerinnere) durch Wärmetausch indirekt erwärmt bzw. erhitzt, indem die Trocknerzuluft zunächst in einem Zuluftstrom 14; 19 einem Wärmetauscher 16 zugeführt wird, dort durch indirekten thermischen Kontakt mit einem Heizfluid erwärmt bzw. erhitzt wird, und die so erwärmte bzw. erhitzte Trocknerzuluft in einem Trocknerzustrom 18; 23 als Heiß- bzw. Trocknerluft in den Trockner 03 geführt wird. Die Trocknerzuluft wird nach Aufheizen im Wärmetauscher also nicht durch einen
Verbrennungsprozess, wie dies bei direkter Trocknung der Fall ist, aufgeheizt, sondern lediglich durch Wärmetausch mit einem Heizfluid.
Das Heizfluid des in den Wärmetauscher 16; 21 auf der sog.„heißen" Seite eintretenden heißen Heizfluidzustroms 17; 22 enthält in einer ersten Ausführung - zumindest teilweise - ein gasförmiges oder flüssiges Fluid eines im Gesamtsystem 12 anfallenden
exergiereichen Medienstroms 13 hoher Temperatur (z.B. T13 -.150 °, insbesondere -i 250° , vorzugsweise.; 350 °) als Heizfluidstrom 13 (13.1 ). Insbesondere enthält der Heizfluidzustroms 17; 22 oder ist gebildet durch z. B. abzuführende Prozessflüssigkeit, oder Abgas bzw. Abluft eines Abgas- oder Abluftstroms 13 eines Aggregates oder Nebenaggregates der Druckmaschine 01 bzw. des Gesamtsystems 12, einen anderweitig angefallenen und vorhandene Prozesswärme tragenden Fluidstrom, wie z.B. einen Abwärme auf hohem Temperatur abführenden Prozesswärmestrom, einen Strom eines im System bereits vorhandenen oder erzeugten Dampfs und/oder einen durch einen
Energiespeicher 24, insbesondere Wärmespeicher 24, erwärmten bzw. erhitzten
Fluidstrom 26, z. B. Heißluftstrom 26. Die zu erhitzende Trocknerzuluft wird hierbei unmittelbar durch den Medienstrom 13 beheizt. Die Beheizung erfolgt indirekt, indem nicht der Medienstrom 13 selbst, sondern durch diesen erhitzte Trocknerzuluft zugeführt wird.
In einer alternativen Ausführung ist zwischen dem den heißen Medienstrom 13
abgebenden Aggregat bzw. Nebenaggregat und dem Eintritt in den Wärmetauscher 16; 21 des Trocknersystems wenigstens ein weiterer Wärmetauscher 20 vorgesehen, welchem über entsprechende Fluidleitungen auf der heißen Seite ein o. g. heißer
Medienstrom 13 (aus einer oben zur ersten Variante genannten Quelle und/oder
Beschaffenheit) zuführbar ist. Die aufzuheizende Trocknerzuluft wird hier mittelbar, d. h. über einen weiteren Fluidstrom und einen weiteren Wärmetausch, durch den
Medienstrom 13 beheizt. Hierbei erfolgt die Beheizung des Trockners 03 wiederum nicht durch den Medienstrom 13 direkt, sondern im Ergebnis indirekt. Durch den
Wärmetauscher 20 wird ein auf der„kalten" Seite des Wärmetauschers 20 befindliches und/oder dem Wärmetauscher 20 eingangsseitig der kalten Seite in einem Fluidzustrom 30 (z. B. ganz oder zu überwiegendem Anteil Wasser 30 bzw. ein wässriges Fluid) zugeführtes Fluid durch indirekten thermischen Kontakt mit dem heißen Medienstrom 13 erhitzt bzw. ist erhitzbar. Zumindest ein Teil des die„kalte" Seite des Wärmetauschers 20 über eine entsprechende Fluidleitung verlassenden erhitzten Fluids bildet in dieser Ausführung wenigstens einen Teil des im Heizfluidzustrom 17; 22 dem mindestens einen Wärmetauscher 16; 21 des Trocknersystems bei Trocknungsbetrieb zugeführten Heizfluids. Bevorzugter Weise ist in dieser alternativen Ausführung der Wärmetauscher 20 als Dampferzeuger 20 ausgebildet, welcher auf der heißen Seite durch den heißen Medienstrom 13 (13.1 ) beheizt wird, und in welchem auf der„kalten" Seite durch Erhitzen einer Flüssigkeit, vorzugsweise einer wässrigen Flüssigkeit, insbesondere weit überwiegend Wasser (> 90 %), Dampf gewonnen wird. Dieser wird bzw. ist schließlich zumindest zum Teil zur Beheizung des wenigstens einen Wärmetauschers 16; 21 des Trocknersystems diesem bzw. diesen Wärmetauscher(n) 16; 21 über entsprechende Fluidleitungen zugeführt. Der bzw. die Wärmetauscher 16; 21 des Trocknersystems ist bzw. sind dann vorzugsweise als Dampf/Gas-Wärmetauscher ausgebildet.
Der im Folgenden beschriebene Betrieb und die Ausbildung des Trocknersystems 03, 55 ist jeweils entsprechend auf die Ausführung des in das Trocknersystem im
Heizfluidzustrom 17; 22 eintretende Heizfluid anzuwenden. Dieser Heizfluidzustrom 17; 22 kann dann in der ersten Variante direkt, d. h. ohne Zwischenschalten eines weiteren Wärmetauschers 20, einen Abstrom (z. B. Abgasstrom 13; 13.1 oder ein anderes abgehendes Prozessfluid) des vom Trockner 03 verschiedenen
Aggregates/Nebenaggregates (09), oder in zweiter Variante einen durch einen Abstrom, z. B. den Abgasstrom 13; 13.1 oder ein anderes Prozessfluid eines vom Trockner 03 verschiedenen Aggregates/Nebenaggregates im Wärmetauscher 20 erhitztes Heizfluid, z. B. Dampf, umfassen oder hierdurch gebildet sein. Vorzugsweise ist die Temperatur und/oder der Volumenstrom des in den Trockner 03 zu führenden Trocknerzustroms 18; 23 Steuer- und/oder regelbar. Ein Energieübertrag im Wärmetauscher 16; 21 des Trocknersystems, und damit die Temperatur der
Trocknerzuluft im Trocknerzustrom 18; 23, ist vorzugsweise über eine Steuerung und/oder Regelung des Volumenstroms auf der„hei ßen Seite" des Wärmetauschers 16; 21 , d. h. dem Volumenstrom des durch den Wärmetauscher 16; 21 geführten Heizfluids, Steuer- und/oder regelbar. Dies kann durch Steuerung und/oder Regelung des
Volumenstromes des Heizfluids vor oder nach dem betreffenden Wärmetauscher 16; 21 , d. h. im Heizfluidzustrom 17; 22 oder im Heizfluidabstrom 25, erfolgen.
Ein bevorzugtes Trocknersystem weist somit zumindest den Hei ßlufttrockner 03 und wenigstens einen Wärmetauscher 16 auf, durch welchen Trocknerzuluft zumindest eines ersten in den Trockner 03 zu leitenden Trocknerzustroms 18 indirekt beheizt wird. Der Wärmetausch findet hierbei unter Trennung der wärmetauschenden Medien, d. h. der im Wärmetauscher 16 zu erwärmenden Trocknerzuluft („kalte Seite" des Wärmetauschers 16; 21 ) und dem die Wärme abgebenden Heizfluid („heiße Seite" des Wärmetauschers 16; 21 ), statt. Das in den Wärmetauscher 16 (21 ) auf der heißen Seite eintretendes Heizfluid kann, wie oben dargelegt, in erster Variante Abgas- oder Abluft eines
Aggregates oder Nebenaggregates (z.B. Kraft-Wärmeaggregat 09), einen anderweitig angefallene und vorhandene Prozesswärme tragenden Fluidstrom, bereits vorhandenen oder im System erzeugten Dampf und/oder durch einen thermischen Energiespeicher 24 erwärmte Luft enthalten oder gar gänzlich hieraus bestehen. In zweiter Variante umfasst dieses Dampf bzw. ist hieraus gebildet, welcher über einen zwischengeschalteten Wärmetauscher 20 gebildet ist (s.o.)
Im (ersten) Wärmetauscher 16 wird der (erste) in den Wärmetauscher 16 eintretende Zuluftstrom 14 auf eine Temperatur T18 von beispielsweise 100 ° C bis 300 ° Q vorzugsweise 150° C bis 290 ° C aufgeheizt und als ein (erster) Trocknerzustrom 18 dem Trockner 03 zugeführt. Die Zufuhr im Trockner 03 selbst erfolgt vorzugsweise auf bekannte, nicht im Detail zu beschreibende Weise. Die in einem Trocknerzustrom 18 geführte Trocknerzuluft wird durch entsprechende Verrohrung in den Trockner 03 geführt und auf eine Vielzahl von den zu trocknenden Beduckstoff anströmenden Auslässen, z. B. Düsen, verteilt. Derartige Auslässe bzw. Düsen können beidseitig des Bedruckstoffs vorgesehen sein, wobei die Ausprägung und damit die Art und Stärke der Anströmung für untere und obere Auslässe durchaus verschieden sein kann.
Die Energiezufuhr durch den Wärmetauscher 16 (21 ) in die Trocknerzuluft ist
vorzugsweise mittels eines Stellgliedes 27 (48), z. B. einem den Volumenstrom
beeinflussenden Stellglied 27 (48) (z. B. einer Klappe), in Abhängigkeit von der
Temperatur T18 im Trocknerzustrom 18 oder einer im Trockner 03 durch einen
entsprechenden Sensor 28 gemessenen Temperatur T1 oder einer Temperatur T1 1 des Bedruckstoffs 1 1 (z. B. gemessen im Trocknerinnern durch eine entsprechenden Sensor, z. B. einen auf den Bedruckstoff 1 1 gerichteten IR-Sensor) Steuer- und/oder regelbar bzw. gesteuert und/oder geregelt.. Die Temperaturmessung einer dieser heranzuziehenden Temperaturen T18; T1 ; T1 1 und das Stellglied 27 bilden einen Regelkreis, durch welchen die betrachtete Temperatur T18; T1 ; T1 1 auf eine manuell oder insbesondere durch eine Steuerung vorgebbare Zieltemperatur regelbar ist. Die Steuerung kann hierbei Daten zur aktuellen Betriebszustand der Druckmaschine 01 und/oder des Trockners 03 heranziehen und selbsttätig nach festgelegten Regeln die dem Regelkreis vorzugebende
Zieltemperatur bestimmen.
Es kann zusätzlich ein Bypass 29 vorgesehen sein, über welchen dem Trockner 03 unter Umgehung des Wärmetauschers 16 Trocknerzuluft zuführbar ist. Der Bypass 29 mündet vorzugsweise in die Leitung des Trocknerzustroms 18, sodass durch diese dem Trockner 03 wahlweise durch den Wärmetauscher 16 geführte, oder den Wärmetauscher 16 umgehende Zufluft zuführbar ist. Hierfür sind beispielsweise vor dem Wärmetauscher 16 im Zuluftstrom 14 und im Bypass 29 Stellglieder 31 ; 32 vorgesehen. Durch diese ist - z. B. für den Fall, dass eine Erweiterung des Regelbereichs und/oder schnellere
Reaktionszeiten wünschenswert ist - beispielsweise auch eine Verteilung zwischen den Mengen gleichzeitig durch Wärmetauscher 16 und Bypass 29 geführter Zuluft einstellbar. Auch für eine Ausführung des Trocknersystems ohne oder mit geschlossenem Bypass 29 ist über das Vorzugsweise im Zuluftstrom 14 angeordnete Stellglied 31 der Volumenstrom der Zuluft einstellbar.
Der Trockner 03 weist eine Eintrittsseite 33 und eine Austrittseite 34 für den zu
trocknenden Bedruckstoff 1 1 auf. Die Trocknerzuluft aus dem oben beschriebenen (ersten) Trocknerzustrom 18 wird vorzugsweise in zumindest einen Bereich des
Trockners 03 geführt und über die entsprechenden Auslässe bzw. Düsen mit dem
Bedruckstoff 1 1 in Kontakt gebracht, welcher im Hinblick auf den Transportweg des Bedruckstoffs durch den Trockner 03 in einer ersten Hälfte des Trockners 03 liegt.
Vorzugsweise ist ein austrittseitennaher Bereich im Trockner 03 vorgesehen, in welchem keine durch den (ersten) Wärmetauscher 16 erhitzte Trocknerzuluft über Auslässe in das Trocknerinnere strömt. Die in den Trockner 03 eingebrachte Zuluft wird über zumindest einen Trocknerabluftstrom 15 (39), z. B. Hauptabluftstrom 15, entnommen. Dies erfolgt vorzugsweise durch ein im Trocknerabluftstrom 15 (39) vorgesehenen Gebläse 44 (41 ), z. B. Abluftgebläse 4, welches die Luft vorzugsweise aus dem Trocknerinneren ansaugt und für den Fall einer die Schadstoffgrenzen einhaltenden Abluftqualität als Abluft an die Umgebung abgibt, andernfalls einer unten näher beschriebenen Konditionierung 07; 09; 10 zuführt.
Vorzugsweise weist der Trockner 03 im Hinblick auf den Transportweg des Bedruckstoffs durch den Trockner 03 nacheinander mehrere Bereiche 36; 37, z. B. Zonen 36; 37, auf, in denen der Bedruckstoff 1 1 mit Trocknerzuluft unterschiedlicher Temperatur T36; T37 durch entsprechende Auslässe beströmbar ist. Der Trockner 03 weist hierzu z. B.
mindestens eine erste Zone 36, z. B. eine Trockenzone 36, auf, in welcher Trocknerzuluft einer ersten Temperatur T36, z. B. im Trockenbetrieb mindestens 150 °C, vorzugsweise mindestens 200 °G durch die dort vorgesehenen Auslässe zugeführt wird. In mindestens einer zweiten, bzgl. des Bedruckstoffweges stromabwärtigeren Zone 37, z. B. Kühlzone 37, wird Trocknerzuluft einer zweiten Temperatur T37 durch die dort vorgesehenen Auslässe bzw. Düsen zugeführt, welche im Trockenbetrieb des Trockners 03 vorteilhaft signifikant niedriger, z. B. mindestens 50° C niedriger und/oder höchsten eine Temperatur T37 von z. B. 130 ° C, vorzugsweise höchstens 100 °Caufweisend, ist als die Temperatur T36 der mindestens einen ersten Zone 36. Die Zonen 36; 37 können allein durch die Zufuhr von Zuluft der unterschiedlichen Temperatur 36; 37 gekennzeichnet sein. In einer vorteilhaften Ausführung ist jedoch zumindest zwischen der oder einer letzten der ersten Zonen 36 und der bzw. einer ersten der zweiten Zonen 37 eine Verengung 38 des beidseitig angrenzenden freien Querschnittes im Trocknerinnenraum, z. B. eine Wandung 38 mit vorzugsweise schlitzförmiger Durchtriffsöffnung für den Bedruckstoff 1 1 , vorgesehen, so dass sich beidseitig der Verengung 38 Zonen 36; 37 in Art von Kammern ausbilden. Jeweils mehrere erste Zonen 36 können in einer gemeinsamen derartigen Kammer oder in mehreren, jeweils ebenfalls durch Verengungen 38 getrennten Kammern vorgesehen sein. Selbiges gilt für den Fall mehrerer zweiter Zonen 37. Für den Fall mehrerer erster und/oder mehrerer zweiter Zonen 36; 37 schließen sich sämtliche erste Zonen 36 einander von der Eintrittsseite 33 her und sämtliche zweite Zonen 37 einander von der Austrittseite 34 her an, sodass allenfalls an lediglich einer Stelle des Trockners 03 eine erste einer zweiten Zone 36; 37 benachbart ist.
Der Trocknerabluftstrom 15 (bzw. für den Fall mehrerer Trocknerabluftströme 15; 39 der Hauptabluftstrom) entnimmt dem Trocknerinneren die Abluft im Bereich der
Trockenzone(n) 36, vorzugsweise in einem Bereich der Trockenzone 36 oder in einer von mehreren Trockenzonen 36, welcher bzw. welche zur ersten oder einzigen Kühlzone 36 näher gelegen ist als zu einer vorzugsweise schlitzförmigen Eintrittsöffnung 35 für den Eintritt des Bedruckstoff 1 1 in den Trockner 03.
In der Ausführung des Trocknersystems mit zumindest einem Wärmetauscher 16 wird durch diesen wenigstens einen Wärmetauscher 16 heiße Zufluft für eine oder mehrere Heizzonen 36 bereitgestellt. Weist der Trockner 03 neben einer oder mehreren durch heiße Zuluft aus dem Wärmetauscher 16 versorgten Heizzonen 36 eine oder mehrere Kühlzonen 37 auf, so kann auch dieser Kühlzone 37 (bzw. diesen Kühlzonen 37) ein Trocknerzustrom 23 zugeordnet sein, durch welchen die Trocknerzuluft mit einer gegenüber der Temperatur T36 für die Heizzone 36 niedrigeren Temperatur T37 zugeführt wird bzw. ist.
In einer weniger aufwändigen Lösung kann dieser Trocknerzustrom 23 (19) als
Tocknerzuluft direkt aus der Umgebung entnommene Frischluft (Umgebungstemperatur) oder aber Abluft oder Abgas mittlerer Temperatur (z. B. 40 ° bis 100 ° ) eines im
Gesamtsystem 12 befindlichen Prozesses oder einer Absaugung enthalten oder gebildet sein. Diese Frischluft oder Abluft bzw. Abgas wird in diesem Fall direkt, d. h. ohne vor Eintritt in den Trockner 03 mit weiterer Energie beaufschlagt zu werden, ggf. über entsprechende Auslässe bzw. Düsen in die Kühlzone(n) 37 geführt (d. h. ohne einen Wärmetauschers zu durchlaufen). Durch diese Trocknerzuluft wird der zuvor durch die Trocknerzone(n) 36 aufgeheizte Bedruckstoff 1 1 abgekühlt, wobei die Trocknerzuluft die Energie aufnimmt und erwärmt wird. In gerätetechnisch einfacher Ausführung kann die nun erwärmte Trocknerzuluft der Kühlzone(n) 37 in einem Trocknerabluftstrom 39 abgeführt und für den Fall einer die Schadstoffgrenzen einhaltenden Abluftqualität als Abluft an die Umgebung abgegeben, andernfalls einer unten näher beschriebenen Konditionierung 07; 08; 10 zugeführt werden. Auch kann trocknerintern für diesen
Trocknerabluftstrom 39 eine Nachverbrennung unter beispielsweise eines Gasbrenners vorgesehen sein. Vorzugsweise wird der Trocknerabluftstrom 39 durch ein Gebläse 41 aus dem Trocknerinneren abgesaugt, um einen zumindest geringfügigen Unterdruck im Trockner zu erzeugen oder zumindest einen Überdruck im Trockner 03 zu vermeiden. Auf diese Weise ist dafür Sorge getragen, dass am ausgangsseitigen Ende des Trockners 03 keine schadstoffbelastete Luft durch die für dien Bedruckstoff 1 1 vorgesehene, vorzugsweise schlitzförmige Austrittsöffnung 42 austritt, sondern allenfalls ggf. Frischluft aus der Umgebung in den Trockner 03 eintritt, wie dies durch mit 43 bezeichneten Pfeilen in den Figuren angedeutet ist.
Vorzugsweise wird der Trocknerabluftstrom 39 mit der bereits erwärmten und/oder ggf. eine Schadstofffracht führenden Trocknerabluft der Kühlzone(n) 37 insgesamt oder zumindest teilweise dem Wärmetauscher 16 als Zuluftstrom 14 oder zumindest als Teil des Zuluftstroms 14 zugeführt. Dies kann beispielsweise über das hier z. B. als
Stützgebläse 41 ausgebildete Gebläse 41 erfolgen. Die bereits vorgewärmte und/oder mit einer Schadstofffracht beladene Trocknerabluft aus der Kühlzone 37 wird nachfolgend im Zuluftstrom 14 des Wärmetauschers 16 geführt, durch den Wärmeaustausch im
Wärmetauscher 16 weiter erhitzt und schließlich über den Trocknerzustrom 18 über die entsprechenden Auslässe der Trockenzone bzw. einer der Trockenzonen 36 zugeführt. Über den o. g. Regelkreis 27, 28, T1 ; T18; T1 1 und/oder o. g. Bypass 29 kann die Temperatur und/oder können die Volumenströme wie oben beschrieben gesteuert und/oder geregelt werden.
In einer Weiterbildung kann ein Teil der durch den Wärmetauscher 16 erhitzten und durch den Trocknerzustrom 18 in die Trockenzone(n) 36 abgegebenen Trocknerzuluft - statt über den Trocknerabluftstrom 15 ausgeschleust zu werden - quasi als Umluftstrom dem Trocknerinneren entnommen und als Trocknerabluftteilstrom über einen Bypass 46 wieder dem Zuluftstrom 14 für den Wärmetauscher 16 zugeführt werden. Die
Rückführung eines derartigen Trocknerabluftteilstroms kann unabhängig von der
Umsetzung einer Überführung eines der Kühlzone(n) 37 entnommenen
Trocknerabluftstroms 39 direkt in den Zuluftstrom 14 oder, falls vorgesehen, gemeinsam mit Abluft eines aus dem Kühlbereich entnommenen Trocknerabluftstroms 39 erfolgen. Der Umluftstrom über den Bypass 46 kann z. B. über ein Stellglied 47 an- oder abgeschaltet und ggf. bzgl. der Menge gesteuert oder geregelt werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung des Trocknersystems ist - unter Anwendung des zu den o.g. Ausführungen Genantem - neben dem Wärmetauscher 16 als
Primärwärmetauscher 16 ein weiterer Wärmetauscher 21 als Sekundärwärmetauscher 21 vorgesehen, durch welchen die in die Kühlzone(n) 37 einzubringende Trocknerzuluft unter Trennung der wärmetauschenden Medien, d. h. der im Wärmetauscher 21 zu
erwärmenden Trocknerzuluft („kalte Seite" des Wärmetauschers 21 ) und dem die Wärme abgebenden Heizfluid („hei ße Seite" des Wärmetauschers 21 ), erwärmt oder erhitzt werden kann bzw. wird. Die in den Bereich der Kühlzone(n) 37 einzubringende
Trocknerzuluft wird hierzu vor Eintritt in den Trockner 03 in einem Zuluftstrom 19 dem Wärmetauscher 21 zugeführt, dort durch indirekten thermischen Kontakt mit einem Heizfluid erwärmt bzw. erhitzt, und die so erwärmte bzw. erhitzte Trocknerzuluft im Trocknerzustrom 23 in den Trockner 03 geführt. Das Heizfluid des in den Wärmetauscher 21 auf der sog.„hei ßen" Seite eintretenden heißen Heizfluidzustroms 22 enthält z. B. auch hier - zumindest teilweise - ein gasförmiges oder flüssiges Fluid eines im
Gesamtsystem 12 anfallenden Medienstroms 13 einer mindestens 20 °Q insbesondere mindestens 40° C, vorzugsweise mindestens 80 °C, über Umgebungstemperatur liegenden Temperatur. Dieser Heizfluidzustrom 22 kann ebenfalls vorzugsweise Abgas bzw. Abluft eines Abgas- oder Abluftstroms 13 eines Aggregates oder Nebenaggregates der Druckmaschine 01 bzw. des Gesamtsystems 12, einen anderweitig angefallene und vorhandene Prozesswärme tragenden Fluidstrom, einen Strom eines im System bereits vorhandenen oder erzeugten Dampfs und/oder einen durch einen Energiespeicher 24, insbesondere Wärmespeicher, erwärmten bzw. erhitzten Luftstrom 26 enthalten oder hieraus gebildet sein. Der Zuluftstrom 19 kann wie im vorangehenden
Ausführungsbeispiel direkt aus der Umgebung entnommene Frischluft oder aber Abluft oder Abgas mittlerer Temperatur eines im Gesamtsystem 12 befindlichen Prozesses oder einer Absaugung enthalten oder hierdurch gebildet sein, wobei hier die Temperatur für den Fall von Abluft oder Abgas vergleichsweise auch geringer als im letztgenannten Beispiel, z. B. auch von 40 bis 80 °C, sein kann.
In einer vorteilhaften Ausführung ist der Heizfluidzustrom 22 durch gasförmiges oder flüssiges Fluid aus dem Heizfluidstromes 13 der selben Herkunft gespeist wie der Heizfluidzustrom 17 des oben beschriebenen, hier den Primärwärmetauscher 16 darstellenden Wärmetauschers 16. Die Beheizung kann dann parallel von der
Wärmequelle zur heißen Seite der beiden Wärmetauscher 16; 21 oder aber in einer vorteilhaften Ausführung zumindest zum Teil seriell durch die beiden Wärmetauscher 16; 21 , insbesondere zunächst durch den ersten und dann durch den zweien Wärmetauscher 16; 21 erfolgen. In letzterem Fall muss z. B. nicht der gesamte, den ersten
Wärmetauscher 16 verlassende Heizfluidabstrom 25 nachfolgend durch die heiße Seite des zweiten Wärmertauschers 21 geleitet werden, es kann zur Regelung der zu übertragenden Energiemenge parallel zum Weg durch den Wärmetauscher 21 ein Bypass vorgesehen sein, wobei einer der parallelen Ströme mittels eines Stellgliedes 48 bzgl. des durchtretenden Volumenstromes regelbar sein kann.
Sollte jedoch im Gesamtsystem 12 ein weiterer Medienstrom zur Verfügung stehen, der zumindest eine Temperatur von z. B. größer 80 °C, vorteilhaft größerl 10 °C aufweist, so kann statt des Medienstromes 13 zur Vorwärmung der in die Kühlzone(n) 37
einzubringenden Trocknerzuluft auch Fluid dieses im Vergleich z. B.„kälteren"
Medienstromes als Heizfluid im Sekundärwärmetauscher vorgesehen sein bzw. werden. In dieser Ausführung des Trocknersystems sollte die in das Trocknerinnere abgegebene Trocknerzuluft eine Temperatur von 70 bis 1 10 °C, vorzugsweise 80 bis 100 °C, aufweisen.
Vorzugsweise ist die Temperatur und/oder der Volumenstrom des in den Trockner 03 zu führenden Trocknerzustroms 23 Steuer- und/oder regelbar. Ein Energieübertrag im Wärmetauscher 21 , und damit die Temperatur der Trocknerzuluft im Trocknerzustrom 23, ist vorzugsweise über eine Steuerung und/oder Regelung des Volumenstroms auf der „heißen Seite" des Wärmetauschers 21 , d. h. dem Volumenstrom des durch den
Wärmetauscher 21 geführten Heizfluids, Steuer- und/oder regelbar. Grundsätzlich kann dies jedoch durch Steuerung und/oder Regelung des Volumenstromes des Heizfluids vor oder nach dem Wärmetauscher 21 , d. h. im Heizfluidzustrom 22 oder im Heizfluidabstrom 45, erfolgen. Diese Steuerung bzw. Regelung ist besonders für den Fall eines Einsatzes von Heizfluid hoher Temperaturen, z.B. T13 -.150 °Cvorteilhaft, was beispielsweise bei Speisung des Sekundärwärmetauschers 21 und des Primärwärmetauschers 16 durch Fluid aus dem selben Medienstrom 13 verursacht sein kann. Wird in diesem Fall dem Zuluftstrom 19 keine Kaltluft zusätzlich beigemischt, so kann zumindest über eine Verringerung des Volumenstroms eine niedrigere Temperatur für den Trocknerzustrom 23 eingestellt werden. Wie bereits oben für den Primärwärmetauscher 16 erläutert, ist vorzugsweise auch für den Trocknerzustrom 23 des Kühlbereichs zur Steuerung bzw. Regelung ein vergleichbarer Regelkreis vorgesehen. Die Energiezufuhr durch den Wärmetauscher 21 in die Trocknerzuluft ist vorzugsweise mittels eines Stellliedes 48, z. B. einem den Volumenstrom beeinflussenden Stellglied 48 (z. B. einer Klappe), in Abhängigkeit von der Temperatur T23 im Trocknerzustrom 23 oder einer im Trockner 03 durch einen entsprechenden Sensor 49 gemessenen Temperatur T2 Steuer- und/oder regelbar bzw. gesteuert und/oder geregelt. Die Temperaturmessung einer dieser heranzuziehenden Temperaturen T23; T2 und das Stellglied 48 bilden einen Regelkreis, durch welchen die betrachtete Temperatur T23; T2 auch hier auf eine manuell oder insbesondere durch eine Steuerung vorgebbare Zieltemperatur regelbar ist. Die
Steuerung kann hierbei Daten zur aktuellen Betriebszustand der Druckmaschine 01 und/oder des Trockners 03 heranziehen und selbsttätig nach festgelegten Regeln die dem Regelkreis vorzugebende Zieltemperatur bestimmen. Der Steuer- und/oder
Regelalgorithmus des dem Energieeintrag durch den Primärwärmetauscher 16 zugeordneten Regelkreises und der Steuer- und/oder Regelalgorithmus des dem
Energieeintrag durch den Sekundärwärmetauscher 21 zugeordneten Regelkreises können in einer gemeinsamen Steuerung vorgesehen sein.
Im letztgenannten, besonders vorteilhaften Beispiel erfolgt die indirekte Beheizung des Trockners 03 zumindest im Trockenbetrieb (d.h. bei Produktion) somit unter Verwendung von zwei Wärmetauschern 16; 21 , welche - was den Fluidstrom betrifft - über den Trocknerinnenraum, insbesondere eine Kühlzone 37 des Trockners 03, in Reihe geschaltet sind. Die Energiezufuhr in die Wärmetauschern 16; 21 kann hierbei grundsätzlich durch Fluid unterschiedlicher oder der selben Herkunft erfolgen. Über den Primärwärmetauscher 16 wird mindestens eine Trockenzone 36, über den
Sekundärwärmetauscher 21 mindestens eine Kühlzone 37 des Trockners 03 mit Zuluft versorgt, wobei wenigstens ein Teil des aus mindestens einer Kühlzone 37 des Trockners 03 abzuführenden Trocknerabluftstroms 39 zumindest einen Bestandteil des in den Primärwärmetauscher 16 eintretenden Zuluftstroms 14 bildet. Die durch Frischluft oder Abluft/Abgas mittlerer Temperatur gebildete Trocknerzuluft wird zunächst im
Sekundärwärmetauscher 21 auf z. B. 80 bis 100 °C, vorzugsweise ca. 90 °C(± 5 °C) vorgewärmt. Hierzu wird die Energiezufuhr z. B. mittels des Stellgliedes 48 auf der heißen Seite des Sekundärwärmetauschers 21 in Abhängigkeit von Ist-Temperatur (T2; T23) und Zieltemperatur geregelt. Die Zuluft strömt sodann im Bereich der Kühlzone(n) 37 des Trockners 03 durch erzwungene oder freie Strömung in den Bereich des
Trocknerabluftstromes 39, wo sie durch das Gebläse 41 aus der Kühlzone 37 heraus und, ggf. zusammen mit einem Trocknerabluftteilstrom, zum Primärwärmetauscher 16 gefördert wird. Eine Regelung des ggf. vorgesehenen Trocknerabluftstromes kann in Abhängigkeit der erforderlichen Unterdruckverhältnisse im Trockner 03 erfolgen.
Im Primärwärmetauscher 16 wird die Trocknerzuluft von z. B. 100 bis 140 °C, vorteilhaft ca. 120 °C(± 5 °C} im Zuluftstrom 14 auf z. B. 200 bis 300 °C, vorzugsweise 250 Bis 290 °C, aufgeheizt und der bzw. den heißen Trockenzone(n) 36 zugeführt. Hierzu wird die Energiezufuhr z. B. über das Stellglied 27 auf der heißen Seite Primärwärmetauschers 16 in Abhängigkeit von der Ist-Temperatur (T1 ; T18; T1 1 ) und der Zieltemperatur geregelt.
Bei Maschinenstillstand (z. B. Produktionsumstellung etc.) wird der Primärwärmetauscher 16 z. B. in Stand-by Modus, d. h. ohne Wärmeübertrag an die Trocknerzuluft, betrieben. Hierzu wird die z. B. zumindest teilweise aus der Kühlzone 37 stammende Trocknerzuluft bei entsprechender Einstellung der Stellglieder 31 ; 32 über den Bypass 29 am Primärwärmetauscher 16 vorbei und direkt zum Trockner 03 geführt. Dieser Stand-by Modus ermöglicht, dass beim Anfahren in kürzester Zeit die gewünschte
Trocknertemperatur zur Verfügung steht.
Die durch den Trocknerabluftstrom 15 vom Trockner 03 abgeführte Trocknerabluft wird vorzugsweise im Bereich der letzten von mehreren, oder in einem letzten Drittel einer durchgehenden Trockenzone 36 abgesaugt. Vorzugsweise wird die Abluft hierbei im Trocknerabluftstrom 15 durch nicht dargestellte Sensorik bzgl. einer Schadstofffracht, insbesondere hinsichtlich zumindest der Fracht an Kohlenwasserstoffen und/oder Lösemitteln, konzentrationsüberwacht.
Durch entsprechende Dimensionierung und/oder Steuerung des Gebläses 44 und/oder des Gebläses 41 kann der geeignete Zuluftdurchsatz durch die beiden Wärmetauscher 16; 21 eingestellt und gewährleistet werden.
Durch die indirekte Beheizung zumindest des für die Trockenzone(n) 36 bestimmten Trocknerzuluft über zumindest einen Wärmetauscher 16 und/oder insbesondere durch die hierdurch geschaffene Regelungsmöglichkeit kann nun einerseits eine Beheizung des Trockners 03 unbesehen der Art des zur Verfügung stehenden Medienstromes 13 geregelt erfolgen. Andererseits ist es möglich, den hierfür genutzten Medienstrom 13 ohne Aufnahme von Kontaminierungen im Anschluss an den Energieübertrag im
Wärmetauscher 16; 21 und/oder parallel hierzu oder während eines vorübergehenden Stillstandes der Maschine 01 bzw. Stand-by-Modus des Trockners 03 stattdessen einer weiteren Verwendung, z. B. einem Temperaturspeicher 24, zuzuführen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der dargelegten indirekten Trocknerbeheizung kann es im Bereich der Austrittsöffnung 42 des Trockners 03 vorgesehen sein, ebenfalls durch den Wärmetauscher 21 vorgewärmte Zuluft einzublasen. Hierzu wird beispielsweise aus dem dem Wärmetauscher 21 nachgeordneten Trocknerzustrom 23 ein Teilstrom 51 abgezweigt und über entsprechende Leitungen in den Bereich der Austrittsöffnung 42 geführt und dort als vorgewärmte Sperrluft 53 in die Austrittsöffnung 42 beidseitig des Bedruckstoffes 1 1 zwischen Wandung und Bedruckstoff 1 1 eingeblasen. Damit kann besonders wirksam einem möglichen Auskondensieren von Ölen am Trocknerauslauf entgegengewirkt werden. Die Wirkung kann weiter gesteigert werden, wenn anstelle einer stirnseitigen Austrittsöffnung 42 in der den Trockner 03 auf der Austrittseite 34
begrenzenden Wand ein Auslauftunnel 52 vorgesehen ist. Dieser verlängert in
Transportrichtung des Bedruckstoffs 1 1 den Bereich des verjüngten freien Querschnittes der Auslauföffnung 42. Aufgrund des herrschenden Unterdrucks in der Kühlzone 37 wird durch die Auslauföffnung 42„Frischluft" mit Umgebungstemperatur in den Trockner gesogen. Diese im Verhältnis kühle Luft wird mit nun mit der vorgewärmten Sperrluft im Auslauftunnel 52 vermischt, sodass ein mögliches Auskondensieren der Öle im austrittnahen Bereich der (letzten) Kühlzone 37 verhindert oder zumindest vermindert wird. Vorzugsweise erfolgt das Einblasen der vorgewärmten Sperrluft 53 in den
Auslauftunnel 52 entgegen der Transportrichtung des Bedruckstoffs 1 1 durch
entsprechend ausgerichtete Auslässe bzw. Düsen. Hierdurch wird einem Austreten der Trocknerluft durch die vorzugsweise schlitzförmige Austrittsöffnung 42 entgegengewirkt.
Da die Wärmetauscher 16; 21 im vorliegenden Fall nicht zwingend räumlich nahe zum die Trockerzone(n) 36; 37 aufweisenden Trocknertunnel mitsamt der die Anströmung bewirkenden Düsenmimik angeordnet sein muss, ist hier für das Trocknersystem zwischen dem den Trockentunnel aufweisenden Bauteil als„Trockner" 03 auf der einen Seite und der den Energietausch mit dem Medienstrom 13 bewirkenden Mimik auf der anderen Seite begrifflich unterschieden. Das Trocknersystem weist in der hier
verwendeten Bedeutung somit einerseits den Trockner 03 mit dem die Zonen 36; 37 aufweisenden Trocknerinnenraum bzw. Trocknertunnel, mit den integrierten Blasdüsen bzw. Auslässen und der entsprechenden trocknerinternen Verrohrung und ggf. mit einer im Trocknergehäuse integrierten Brennkammer mit Brenner und ggf. Wärmetauscher zur Nachverbrennung des Trocknerabluftstrom 39 auf. Auf der anderen Seite weist das Trocknersystem den mindestens einen bzw. die beiden nicht notwendigerweise innerhalb eines Trocknergehäuses vorzusehenden oder sich auch nicht zwangsläufig direkt anschließenden Wärmetauscher 16; 21 auf. Letztere sind hier begrifflich und in den Figuren gemeinsam mit ihren Stellgliedern als Energieübertragungsmittel mit dem Bezugszeichen 55 zusammengefasst, obgleich die hierunter gefassten Teile jedoch jeweils für sich oder in Gruppen räumlich dezentral oder sämtlich kompakt
zusammengefasst, fern und baulich getrennt vom Trockner 03, direkt am Trockner 03 oder gar innerhalb einer gemeinsamen Trocknerverkleidung angeordnet sein können. Unter Umständen, was baulich im Gebäude der Druckerei begründet sein kann, kann der Wärmetausch nahe dem Kraft-Wärme-Aggregat 09, in anders gelagerten Fällen nahe dem Trockner 03 zweckmäßig sein. Die Verrohrung für die Fluidströme ist dann entsprechend anzupassen.
Der Trockner 03 ist durch die indirekte Beheizung über einen Wärmetauscher 16; 21 somit in gewissen Grenzen somit grundsätzlich unabhängig von einem die Energie für die Trocknung liefernden Aggregat 09 betreibbar und umgekehrt, sofern das Aggregat 09 z. B. mindestens die zur Trocknung benötigte Wärme bereitstellt. Sowohl für Kraft und/oder Wärme bereitstellende als auch für Kraft und/oder Wärme verbrauchende Prozesse ist der jeweilige Wirkungsgrad häufig vom Arbeitspunkt des Prozesses abhängig und kann daher bei Abweichung von einem - z. B. von der Auslegung des betreffenden Aggregates abhängigen - optimalen Arbeitspunkt erheblich sinken. Die aufgebrachte Energie wird in diesem Fall zum Teil nicht für das Prozessergebnis genutzt sondern geht z. B. in Rückständen für die Nutzung oder anderweitig als Anergie verloren.
Das indirekt beheizte und/oder hinsichtlich der Energieaufnahme in o. g. Grenzen unabhängig vom bereitstellenden Aggregat 09 regelbare Trocknersystem ist
vorzugsweise in ein Energieversorgungs- und/oder -managementsystem eingebunden, welches Aggregate aus den Druckprozess und Nebenaggregate als Energiequellen und -senken mit einbezieht. Ausgehend vom Trocknersystem ist auf der einen Seite stromabwärts des Trocknersystems die den Trockner 03 verlassende, neben z. B. zu entfernenden Schadstoffen zumindest Exergie in thermischer und/oder chemisch gebundener Form und/oder ggf. Rohstoffe beinhaltende Trocknerabluft 15 (siehe weiter unten) und/oder der den bzw. die Wärmetauscher 16; 21 verlassende exergiereiche Heizfluidabstrom 25 nutzbar zu machen.
Für die nachfolgend genannten Fluidströme sind, auch wenn an betreffender Stelle nicht explizit genannt und/oder aus Gründen der Übersichtlichkeit in den Figuren nicht zusätzlich zum Fluidstrom dargestellt, entsprechende Fluidleitungen, insbesondere Rohrleitungen, zwischen den durch die Fluidströme jeweils verbunden Prozessen, Abnehmern, Verbrauchern, Aggregaten und Nebenaggregaten bzw. Zuleitungen zu diesen vorgesehen. In der einem Prozess, Abnehmer, Verbraucher, Aggregat oder Nebenaggregat Fluid zuführenden Fluidleitung oder dem entsprechenden Fluideingang in den Prozess, den Abnehmer, den Verbraucher, das Aggregat oder das Nebenaggregat kann vorteilhaft ein Stellglied zu Steuerung und/oder Regelung des Fluidstromes vorgesehen sein.
Stromaufwärts des Trocknersystems ist die Versorgung des Trockners 03 mit Wärme vorzugsweise derart auszugestalten, dass die Wärmmeerzeugung mit konstant hohem Wirkungsgrad betrieben werden kann, bei Leistungsschwankungen im Wärmebedarf jedoch Verlustenergie bezogen auf das Gesamtsystem minimiert wird. Als die
Prozesswärme für den Trockner 03 bereitstellendes Aggregat 09 wird hier bevorzugt ein Kraft-Wärme-Aggregat 09, insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine 09 wie beispielsweise eine Gasturbine oder ein Gasmotor eingesetzt, dessen heißes Abgas, ggf. bedarfsweise durch einen Stützbrenner zusätzlich erhitzt, im heißen Medienstrom 13 zumindest überwiegend die Wärmeenergie für den Trockner 03 bzw. das o. g.
Trocknersystem bereit stellt. Grundsätzlich können zusätzlich hierzu auch heiße
Energieströme aus anderen Prozessen oder Umgebungsluft neben dem Abgas im Medienstrom 13 eingeleitet sein. Das Kraft-Wärme-Aggregat 09 liefert jedoch einen stabilen und weitgehend konstanten Energiestrom in Form von Wärme, indem sie in einem engen Arbeitsbereich z. B. maximalen, zumindest jedoch hohen Wirkungsgrades betrieben wird. Die Temperatur T13 des Heizfluidstromes 13 beträgt vorzugsweise mindestens 150° und liegt für den Fall des als Abgasstrom des Kraft Wärme-Aggregat 09 ausgebildeten oder zumindest überwiegend durch diesen gebildeten Heizfluidstromes 13 vorteilhaft zwischen 300 und 800 °C, vorzugsweise zwischen300 und 500 °C. Für den Fall, dass das Kraft-Wärme-Aggregat 09 als Hochtemperatur-Gasturbine, beispielsweise unter zusätzlicher Möglichkeit einer Dampfinjektion, ausgebildet ist, kann die Obergrenze für o. g. Bereiche für die Temperatur T13 des Heizfluidstromes 13 auf bis zu 1000 °C erweitert sein.
Neben der Wärme wird mit ebenso weitgehend konstanter Leistung elektrische Energie erzeugt, die im Gesamtsystem an unterschiedlichsten Stellen Abnehmer findet und/oder ggf. auftretende Überschüsse gespeichert oder die Überschüsse oder gesamte
elektrische Energie gar über die Bilanzgrenze des Gesamtsystems hinweg an das öffentliche Netz abgegeben werden können. Diese Abgabe aus dem System wäre dem Verbrauch des Gesamtsystems negativ anzurechnen.
In o. g. Variante eines zwischen Kraft-Wärme-Aggregat 09 und Trocknersystem
vorgesehenen, insbesondere als Dampferzeuger 20 ausgebildeten Wärmetauschers 20, und der Ausbildung des Kraft-Wärme-Aggregat 09 als Gasturbine 09 ist in vorteilhafter Weiterbildung eine Fluidleitung 40 zwischen der den Dampf bereitstellenden
Ausgangsseite des Wärmetauschers 20 und der Gasturbine 09 vorgesehen, über welche der Gasturbine 09 bedarfsweise zur Erhöhung der zu erzeugenden elektrischen Leistung Dampf einspeisbar ist bzw. eingespeist wird.
Das Kraft-Wärme-Aggregat 09 ist z. B. derart ausgelegt, dass es in seinem bevorzugten Arbeitspunkt bzw. -bereich einen bestimmten, z. B. bei der Planung festzulegenden Anteil der maximal durch den Trockner 03 (und ggf. andere mit Wärme zu versorgenden Prozesse) benötigten Wärmeleistung abdeckt. Dieser festzulegende Anteil kann abhängig davon sein, ob und in welcher Höhe andere im Gesamtsystem konstant anfallenden Wärmeströme mit genutzt werden, ob und ggf. in welcher Höhe Back-up-Systeme, z. B. Stützbrenner etc., für Spitzenleistungen vorgesehen sind, und ob und in welcher Höhe ggf. andere Prozesse neben dem Trockner 03 mit Wärme aus dem Kraft-Wärme- Aggregat 09 versorgt werden sollen. Ist beispielsweise allein das Kraft-Wärme-Aggregat 09 zur Versorgung lediglich des Trockners 03 mit Wärme vorgesehen, so wäre der Arbeitspunkt bzw. -bereich auf einen Anteil von beispielsweise ca. 100 % (ggf. zzgl. eines geringfügigen Sicherheitszuschlages von z. B. 2 bis 10 %) der maximal für den Trockner 03 benötigten Wärmeenergie (zuzüglich Leitungs- und Wärmetauschverlusten) anzusiedeln. Unabhängig von der Höhe des mehr oder weniger fixen Anteils existieren jedoch regelmäßig Betriebssituationen der Druckmaschine 01 bzw. des Trockners 03, in welchen nicht die volle Wärmeleistung abgerufen wird oder gar eine
Produktionsunterbrechung den Bedarf zeitweise vollständig auf Null absenkt. Folgte nun das Kraft-Wärme-Aggregat 09 in dessen Betriebsführung diesem schwankenden Bedarf, so können Betriebsphasen mit besonders schlechten Wirkungsgraden und ggf. aufgrund suboptimaler Verfahrensführung höherer Verschleiß bzw. Verschmutzung die Folge sein.
Um diesen Nachteilen zu begegnen, ist nun bevorzugt die Möglichkeit einer thermischen Kopplung des das Abgas des Kraft-Wärme-Aggregates 09 enthaltenden Medienstromes 13 an mindestens einen weiteren Abnehmer 05; 06 und/oder Speicher 24 thermischer Energie, neben dem Trockner 03 als Abnehmer 03, vorzusehen. Als weiterer Abnehmer 05; 06 kann bevorzugt ein Prozess bzw. ein diesen Prozess ausführendes Aggregat oder Nebenaggregat gekoppelt sein, dessen Wärmebedarf wenigstens in einer Grundlast nicht streng mit der Betriebsführung der Druckmaschine 01 korreliert, sondern entweder weitgehend unabhängig von der aktuellen Betriebssituation bzw. zumindest von den kurzphasigen Schwankungen während der Betriebsschicht der Druckmaschine ist, oder der Bedarf am durch den die Wärme abnehmenden Prozess bereitgestellten
Prozessprodukt zwar korreliert, das Prozessprodukt jedoch - zumindest in der Größenordnung der kurzphasigen Betriebsschwankungen entsprechenden Zeiträumen (z. B. bis zu 0,5 Std.) - ohne erhebliche Verluste (bei gespeicherter thermischer Wärmeoder Kälteenergie z. B. weniger als 10 % des Exergieinhaltes) speicherbar ist.
Beispiele für derartige Abnehmer sind hier in Heizaggregaten 05 und/oder in thermische Verdichter aufweisenden Kältemaschinen 06 zu sehen. Ein Heizaggregat 05, welches beispielsweise Wärme für eine Gebäudeheizung 54 als Verbraucher 54 bereitstellt, kann in den Wintermonaten eine Grundlast an Wärmebedarf darstellen, die je nach Anfall an Überschusswärme aus dem Kraft-Wärme-Aggregat 09 den Einsatz anderweitig einzusetzender Primärenergie einsparen lässt. Das selbe gilt in den Sommermonaten für ein thermische Energie verbrauchendes Kälteaggregat 06, welches als Verbraucher 58 eine Gebäudeklimatisierung 58 mit Kälte versorgt. Ist beides zur o. g. thermischen Kopplung vorgesehen, so entfällt diese durch Heizen und Kühlen des Gebäudes bestehende Grundlast für die mögliche Abnahme lediglich für kurze Übergangszeiten im Herbst und Frühjahr. Jahreszeitenunabhängig kann als Abnehmer von Überschusswärme ein Heizaggregat 05 gekoppelt sein, welches als Verbraucher 56 von Wärme z. B. einen Dampferzeuger 56 zur Bereitstellung von Prozessdampf versorgt, wobei der Dampf beispielsweise jedoch um o. g. kurzphasigen Verbrauchsschwankungen zu begegnen in einem - ggf. entsprechend isolierten - Speicher, z. B. Drucktank, zwischengespeichert wird bzw. ist. Als ein weiterer oder anderer Verbraucher 57 von Wärme kann durch das oder ein anderes koppelbares Heizaggregat 05 ein z. B. vorzuwärmendes Bauteil 57 (bzw. eines dazwischen angeordnetes Temperiergerät) sein.
Als kältetechnisches jahreszeitenunabhängiges Ponton zur Dampferzeugung oder Vorwärmung kann eine thermische Kopplung mit einem Kälteaggregat 06 zur
Bereitstellung von Kältemittel für Kälte erfordernde Verbraucher 58; 59, 61 ; 62, z. B. in Prozessstufen bzw. Aggregate oder Nebenaggregate 02; 07, erfolgen. Auch hier kann das Kältemittel beispielsweise um o. g. kurzphasigen Verbrauchsschwankungen zu begegnen wiederum in einem - ggf. entsprechend isolierten - Speicher zwischengespeichert sein bzw. werden. Derartige Prozesskälte wird beispielsweise einem zu temperierenden Bauteil 59 einer Druckeinheit 02 als Verbraucher 59 (bzw. einem dazwischen
angeordneten Temperiergerät) und/oder einer mit dem Bedruckstoff kühlend zusammen wirkenden Kühlvorrichtung 61 (z. B. Kühlwalzenständer) als Verbraucher 61 und/oder einem als Wärmetauscher 62 ausgebildeten Verbraucher 62 z. B. einer Konditionierstufe 07 zur Auskondensierung einer Schadstoff- und/oder Wertstofffracht aus einem
Prozessfluid, wie es z. B. der Trocknerabluftstrom 15 darstellt.
Der Medienstrom 13 kann neben der Kopplung an den Trockner 03 thermisch an ein oder mehrere Heizaggregate 05 für einen oder mehrere o. g. Verbraucher 54; 56; 57; 74 von Wärme (oder direkt an die Verbraucher 54; 56; 57; 74), oder an ein oder mehrere
Kälteaggregate 06 für einen oder mehrere der o. g. Verbraucher 58; 59; 61 ; 62 von Kälte, oder an ein oder mehrere Heizaggregate 05 sowie an ein oder mehrere Kälteaggregate 06 in o. g. Sinne thermisch koppelbar sein. Es kann hierbei auch ein Heizaggregat 05 wahlweise oder gleichzeitig mehrere der genannten diesbezüglichen Verbraucher 54; 56; 57; 74 mit Wärme, bzw. ein Kälteaggregat 06 wahlweise oder gleichzeitig mehrere der genannten diesbezüglichen Verbraucher 58; 59; 61 ; 62 mit Kälte versorgen. Jedoch können auch einzelne Heiz- bzw. Kühlaggregate 05; 06 für einzelne Verbraucher 54; 56; 57; 74; 58; 59; 61 ; 62 vorgesehen sein. Sind, wie vorzugsweise vorgesehen, mehrere unterschiedliche Heiz- bzw. Kühlaggregate 05; 06 als Abnehmer 05; 06 und/oder mehrere Verbraucher 54; 56; 57; 74; 58; 59; 61 ; 62 direkt oder indirekt an den Medienstrom 13 koppelbar, so wird die Anfälligkeit gegenüber einzelner Verbrauchsschwankungen auf der Abnehmerseite abgefedert, sodass die Wahrscheinlichkeit einer unter der Kapazität zurückbleibenden Nutzung der überschüssiger Wärme des Medienstroms 13 vermindert wird. Hierzu ist beispielsweise in einer vorteilhaften Ausführungsvariante neben dem Trockner 03 mindestens ein Heizaggregat 05 und mindestens ein Kühlaggregat 06 an den Medienstrom 13 thermisch koppelbar, wobei z. B. auf mindestens einer der beiden Abnehmer 05; 06 unterschiedlichen Typs wenigstens ein jahreszeitenunabhängiger Verbraucher 56; 57; 74; 59; 61 ; 62 integriert ist. In einer anderen vorteilhaften Ausführungsvariante ist mindestens ein Heizaggregat 05 an den Medienstrom 13 thermisch koppelbar vorgesehen, wobei ein oder mehrere koppelbare Heizaggregate 05 zwei voneinander verschiedenartige Verbraucher 54; 56; 57; 74 versorgt bzw. versorgen, wobei vorzugsweise zumindest einer der Verbraucher 56; 57; 74 im o. g. Sinne jahreszeitenunabhängig ist. In einer weiteren vorteilhaften
Ausführungsvariante ist ein oder sind mehrere Kühlaggregate 06 an den Medienstrom thermisch koppelbar vorgesehen, wobei durch das mindestens eine Kühlaggregat 06 zwei voneinander verschiedenartige Verbraucher 58; 59; 61 ; 62 (Kälteverbraucher) mit Kälte versorgt, wobei wieder vorzugsweise zumindest einer der Verbraucher 59; 61 ; 62 im o. g. Sinne jahreszeitenunabhängig ist. Die beiden letztgenannten Varianten sind als besonders variable Ausführungsvarianten auch gleichzeitig auszuführen.
Das mit dem Medienstrom 13 thermisch koppelbare Heizaggregat 05 kann hier im
Einzelfall oder jeweils lediglich als Wärmetauscher ausgebildet sein, welcher auf seiner „heißen Seite" thermisch direkt oder indirekt mit dem Medienstrom 13 koppelbar ist, und auf dessen„kalten Seite" das Prozessmedium des zu versorgenden Verbrauchers selbst oder ein die Wärme lediglich transportierendes, und stromabwärts die Wärme über einen weiteren Wärmetauscher an den Verbraucher abgebendes Fluid strömt. Dagegen ist für die Kälte benötigenden Aggregate bzw. Verbraucher eine sich lediglich auf einen
Wärmetausch beschränkende Ausführung ausgeschlossen, sondern bedarf neben dem Eintrag von Wärme bekanntermaßen weiterer Verfahrensstufen.
Die in den dargelegten Beispielen für die einzelnen Verbraucher 54; 56; 57; 74; 58; 59; 61 ; 62 bzw. Prozesse durch die Kopplung an die thermische Energie des Medienstromes 13 eingesparte Einbringung an Energie wird dort in dieser Höhe nicht in Form von
Primärenergieträgern (Brennstoff) oder elektrischer Leistung verbraucht. Jedoch kann es in vorteilhafter Ausführung zweckmäßig sein, neben der thermischen
Kopplungsmöglichkeit an den Medienstrom 13 dem betreffenden Heiz- oder Kühlaggregat 05; 06 und/oder dem Verbraucher selbst ein konventionelles Mittel zum Wärmeeintrag, z. B. eine Zusatzbeheizung, zur Umwandlung von Brennstoff und/oder elektrischer Energie in für den Prozess benötigte Wärme zuzuordnen. Dies kann mit lediglich einer gegenüber der erforderlichen Maximalleistung vermindert ausgelegten Leistungskapazität des betreffenden heizenden bzw. kühlenden Mittels in Art eines Teil-Backup für den Fall lediglich fehlender Teilleistung, oder aber als Voll-Backup mit auf den
Maximalleistungsbedarf ausgelegten Kapazität erfolgen.
Das z. B. mindestens eine, thermisch an den Medienstrom 13 koppelbare Kühlaggregat 06 ist wie bereits erwähnt, vorzugsweise als Absorptionskältemaschine 06, d. h. auf Grundlage thermischen Verdichtens, ausgebildet. In derartiger Ausführung kann zur Bereitstellung der Kälte (im Gegensatz zur Kompressionskältemaschine) Abwärme aus Prozessströmen genutzt werden, welche auf einem Temperaturniveau angesiedelt ist, die oberhalb der unter den vorliegenden Prozessbedingungen herrschenden
Verdampfungstemperatur im Austreiber liegt. Diese Mindesttemperatur hängt vom verwendeten Mediengemisch ab und kann für eine Ammoniak-Wasser- Absorptionskälteanlage beispielsweise bei 150 bis 200 °C liegen. Für mehrere
Verbraucher 58; 59; 61 ; 62 oder Gruppen von Verbrauchern 58; 59; 61 ; 62 können eine gemeinsame oder mehrerer dieser Absorptionskältemaschinen 06 vorgesehen sein.
Grundsätzlich kann Fluid des Heizfluidstroms 13 von der Wärmequelle 09 über ein entsprechendes Leitungssystem dem oder den Abnehmern 05; 06 (oder unmittelbar den Verbrauchern 54; 56; 57 von Wärme) direkt, d. h. ohne weitere Umwandlungs-,
Wärmetausch- oder Speicherprozesse, zugeleitet werden. Hierzu teilt sich beispielsweise an einer der Wärmequelle 09 nachgeordneten Verzweigungsstelle 63 die das Fluid führende Leitung in wenigstens zwei Zweige, von welchem einer für den Fall der direkten Beheizung direkt zum Trockner 03 bzw. für den bevorzugten Fall indirekter
Trocknerbeheizung zu dem oder den Wärmetauschern 16; 21 der dem Trockner 03 zugeordneten Energieübertragungsmittel 55 oder für den Fall eines dem Trocknersystem vorgeschalteten Dampferzeugers 20 zu diesem führt. Mindestens ein anderer Zweig führt zu dem wenigstens einen Abnehmer 05; 06 oder unmittelbar zu einem Wärme
benötigenden Verbraucher 54; 56; 57. Der Verzweigungsstelle 63 kann mindestens ein Steuer- und/oder regelbares Stellglied, z. B. eine oder mehrere stellbare Klappen, zugeordnet sein, durch welche eine bewusste Verteilung des Heizfluidstromes 13 in Heizfluidteilströme 13.1 ; 13.2 einstellbar ist. Eine derartige Klappe kann hierzu beispielsweise im zum Abnehmer 05; 06 bzw. Verbraucher 54; 56; 57 führenden
Leitungszweig vorgesehen sein. Grundsätzlich kann eine derartige zusätzliche Klappe für den Fall des bzw. der bzgl. des Volumenstromes regelbaren Wärmetauscher 16; 21 oder für den Fall eines Dampferzeugers 20 mit auf der heißen Seite regelbarem Volumenstrom entfallen, so dass sich das Verhältnis der Teilströme 13.1 ; 13.2 über die Abnahme durch die Wärmetauscher 16; 21 selbstständig einstellt. Zur Sicherheit und/oder Vermeidung von Störungen kann jedoch zusätzlich eine derartige Klappe vorgesehen sein.
Je nach Abnahme von Energie durch den Trockner 13 bzw. das Trocknersystem steht eine mehr oder weniger große Restmenge an Heizfluid bzw. an thermischer Energie aus dem Heizfluidstrom 13 für die Abwärmenutzung durch den/die Abnehmer 05; 06 bzw. Verbraucher zu Verfügung. Wird beispielsweise während einer Produktionsunterbrechung keine oder sehr wenig Energie und damit kein oder sehr wenig Heizfluid benötigt, steht die gesamte oder annähernd gesamte Menge an Heizfluid aus dem Heizfluidstrom 13 aus der Wärmequelle 09 zur Versorgung der Abnehmer 05; 06 (bzw. Verbraucher 54; 56; 57; 58; 59; 61 ; 62) zur Verfügung. Wird der Trockner 03 hingegen mit Volllast betrieben, minimiert sich die für die für den/die Abnehmer 05; 06 (bzw. Verbraucher 54; 56; 57; 58; 59; 61 ; 62) nutzbare Abwärmemenge.
Sollen Verbraucher 54; 56; 57; 58; 59; 61 ; 62 mittel- oder unmittelbar versorgt werden, deren Abnahme an Wärme oder Kälte mit dem Produktionsbetrieb korreliert, kann der gleichphasig an den Produktionsbetrieb gekoppelte Verbrauch des Trockners 03 und der Verbraucher 54; 56; 57; 58; 59; 61 ; 62 zu einem Überschuss an ungenutzter Wärme in kürzeren Unterbrechungsphasen, in welchen ein Abfahren des Kraft-Wärme-Aggregats 09 unwirtschaftlich und/oder schädlich ist, und zu Engpässen und ggf. starker
Zusatzbeheizung auf Verbraucher- bzw. Abnehmerseite bei Volllastbetrieb. Letzteres ließe sich nur durch größere Dimensionierung des Kraft- Wärme-Aggregats 09 vermeiden, was jedoch bei dessen Betrieb im optimalen Arbeitsbereich letztlich auch zu erhöhtem Verlust bei Teillastbetrieb der Druckmaschine oder bei Produktionsunterbrechungen führt.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist im Leitungszweig, der zu dem bzw. den Abnehmern 05; 06 bzw. Verbrauchern 54; 56; 57 führt, wie bereits oben angedeutet ein Wärmespeicher 24, insbesondere ein Hochtemperaturwärmespeicher 24, vorgesehen, in welchen der Heizfluidteilstrom 13.2 - insgesamt oder zum Teil - als heißer Beladezustrom 13.2 (z. B. mit einer Temperatur von 300 bis 800 °C, insbesondere300 bis 500 °Q bzw. für den Fall einer Hochtemperaturgasturbine gar bis 1000 °Q eingeleitet wird. Für den Fall, dass der Trockner 03 während einer Unterbrechung keine Wärme benötigt, kann der „Heizfluidteilstrom" 13.2 den gesamten Heizfluidstrom 13 führen. Im Wärmespeicher 24 selbst oder um ihn herum kann vorzugsweise eine Bypassleitung für einen
Heizfluidbypassstrom 13.2b vorgesehen sein, über welche durch den gesamten oder einen Teil des Heizfluidteilstroms 13.2 (13) der Weg durch im Wärmespeicher 24 vorgesehene Speichermittel 64 umgangen werden kann. Dies ist z. B. dann zweckmäßig, wenn eine der durch den Bypass geführten Heizfluidmenge entsprechende Wärmemenge durch die koppelbaren Abnehmer/Verbraucher aktuell benötigt oder zumindest sinnvoll verwertbar ist.
Der Heizfluidbypassstrom 13.2b kann in einer Betriebsweise bzw. Betriebssituation (vollständige Wärmeabnahme) den gesamten Heizfluidteilstrom 13.2 (13) führen, in einer zweiten Betriebsweise bzw. Betriebssituation (Wärmeüberschuss: Mischbetrieb) lediglich einen Teil des Heizfluidteilstrom 13.2 (13) führen, wobei der andere Teil dem Speicher 24 zugeführt ist bzw. wird. In einer dritten Betriebsweise bzw. Betriebssituation (keine direkte Abnahme durch Verbraucher: Speicherbetrieb) ist bzw. wird der gesamten Heizfluidteilstrom 13.2 (13) in den Speicher 24 geführt wobei der Bypass kein Heizfluid führt.
Für den Fall, dass eine Beheizung des Trockners 03 durch das im Speicher 24
aufgeheizte Fluid vorgesehen sein soll, kann der Entladeabstrom 26 als heißer Fluidstrom 26 im Fall direkter Beheizung eingangsseitig dem Trockner 03 selbst, und im Fall indirekter Beheizung eingangsseitig dem mindestens einen Wärmetauschern 16; 21 (bzw. eingangsseitig dem Energieübertragungsmittel 55) zugeführt werden bzw. sein. Die Zufuhr zur Eingangsseite des Trockners 03 bzw. des Wärmetauschers 16; 21 kann entweder durch eine eigens vorgesehene Leitung oder durch die für den Teilstrom 13.2 zwischen Verzweigungsstelle 63 und Speicher 24 bereits vorgesehene Leitung, jedoch in umgekehrter Strömungsrichtung erfolgen.
In einer weiteren Variante bisheriger Ausführungen kann es vorgesehen sein, dass zur Beheizung des Trockners 03 aus dem Speicher 24 der Entladeabstrom 26 als heißer Fluidstrom 26 im Fall indirekter Beheizung dem bzw. den Wärmetauscher(n) 16; 21 im zu o. g. Betrieb umgekehrten Betrieb („Rückwärtsbetrieb") mit umgekehrter
Strömungsrichtung des Heizfluids im Wärmetauscher 16; 21 zugeführt ist bzw. wird. In der Variante mit Dampfererzeuger 20 kann letzterer durch den Entladestrom 26 beheizt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Trockner 03 in einer Betriebsweise bei laufender Kraft-Wärme-Maschine 09 durch den Medienstrom 13, und beispielsweise im Unterbrechensfall nun aus dem Speicher 24, z. B. über die Zweigstelle 63 weiterhin im „Vorwärtsbetrieb" oder im o. g.„Rückwärtsbetrieb" indirekt oder gar direkt beheizt wird.
In einer Ausführungsvariante, in welcher der Trockner 03 z. B. in o. g. Weise indirekt beheizt wird, kann der den bzw. die Wärmetauscher 16; 21 verlassende Heizfluidabstrom 25 oder/und der den Dampferzeuger 20 (falls vorgesehen) verlassende Heizfluidabstrom 25' zusätzlich zum oder anstelle des von der Verzweigungsstelle 63 herrührenden Heizfluids zum Speicher 24 und/oder Bypass geführt sein bzw. werden. Dies kann zwar grundsätzlich unter Einsparung der Verzeigung an der Verzeigungsstelle 63 vorgesehen sein, im Hinblick auf eine Regelung des Trockners 03, ohne den Betrieb der Wärmequelle 09 zu beeinflussen, ist jedoch im Fall der Nutzung des Heizfluidabstroms 25 die
Möglichkeit einer Parallelführung bevorzugt.
Ein derartiger Hochtemperaturspeicher 24 kann grundsätzlich als diskontinuierlich arbeitender Speicher 24 ausgebildet und/oder betrieben sein bzw. werden, wobei ein „Laden" und ein„Entladen" nicht gleichzeitig, sondern in aufeinander folgenden Schritten erfolgt. So wird beispielsweise in einer Betriebsphase des Gesamtsystems, in welcher bei betriebenem Kraft-Wärme-Aggregat 09 der Druckbetrieb unterbrochen ist und damit auch der Trockner 03 sich im Standby-Modus befindet keine oder fast keine Energie für den Trockner 03 benötigt. Der Heizfluidstrom 13 wird im wesentlichen im anderen
Leitungszweig geführt, wo er entweder vollständig in den Speicher 24 geführt werden kann, oder aber ein erforderlicher Teil über den Heizfluidbypassstrom 13.2b direkt zu dem/den Abnehmern/Verbrauchern und der Heizfluidrestteilstrom 13.2a als
Beladezustrom 13.2a in den Speicher 24 geführt wird. Dies kann bei einem Teillastbetrieb der Druckmaschine 01 und des Trockners 03 in sinngemäß selber Weise erfolgen.
Zumindest bei Produktionsunterbrechung, bei Standby oder ggf. im Teillastbetrieb der Druckmaschine 01 kann Abwärme aus der Wärmequelle 09, hier dem Kraft-Wärme- Aggregat 09, dem Speicher 24 zugeführt und dort gespeichert werden. Der durch die Speichermittel 64 des Speichers 24 zu dessen Aufladung geführte Beladezustrom 13.2; 13.2a verlässt den Speicher 24 mit verminderter Temperatur in einem
Speicherladeabstrom 66 als Speicherabluft. Diese nun durch Abgabe von Energie an den Speicher 24 gekühlte Abluft wird nun direkt oder falls erforderlich über eine
Abgasreinigungsstufe an die Umgebung abgegeben, oder aber einer weiteren Nutzung von Wärme niedrigereren Temperaturniveaus zugeführt. Bei Durchführen des heißen Heizfluids wird der Speicher 24„geladen", indem das im Speicher 24 vorgesehene Speichermittel 64 durch mittel- oder unmittelbaren thermischen Kontakt mit dem Heizfluid aufgeheizt wird. Das oder zumindest ein Teil des Speichermittels 64 wird auf eine Temperatur aufgeheizt, die abhängig von der Temperatur des Heizfluids ist uns sich asymptotisch mit der Beladezeit an die des eintretenden Heizfluids annähert.
Diese nach dem Beladen im Speicher 24 kapazitiv gespeicherte Wärme kann nun im Bedarfsfall dem Speicher 24 wieder entzogen und anderweitig genutzt werden. Hierzu wird dem Speicher 24 ein Fluid, z. B. Umgebungsluft oder ein bereits angewärmtes Prozessgas oder Prozessabluft, als Entladezustrom 67 zugeführt. Dieser wird in mittel- oder unmittelbaren thermischen Kontakt mit dem hei ßen Speichermittel 64 gebracht und hierdurch erhitzt. Je nach Status des Gesamtsystems und daraus ggf. resultierenden Erfordernissen kann dieses den Speicher 24 verlassende erhitzte Fluid nun einem oder mehreren Abnehmern/Verbrauchern 05; 06; 54; 56; 57 und/oder dem Trockner 03 bzw. Trocknersystem zugeführt werden. Die Abgabe an einen oder an mehrere
Abnehmer/Verbraucher 05; 06; 54; 56; 57 erfolgt über einen Entladeabstrom 65, welcher - ggf. zusammen gefasst mit einem Heizfluidbypassstrom 13.2b - dem bzw. den
Abnehmern/Verbrauchern 05; 06; 54; 56; 57 zugeführt wird. In einer Betriebsweise, in der beispielsweise der von der Wärmequelle 09 bereitgestellte Teilstrom nicht ausreichend ist, kann einem oder mehreren Abnehmern/Verbrauchern 05; 06; 54; 56; 57 Wärme sowohl direkt von der Wärmequelle 09 und hierzu parallel vom Speicher 24 her zugeführt werden.
Der Wärmespeicher 24 weist beispielsweise ein oder mehrere, z. B. vier,
Speicherelemente 68, z. B. Kammern 68, auf, welches bzw. welche von einem Fluid von einer definierten Eingangsseite zu einer definierten Ausgangsseite hin durchströmbar ist bzw. sind. Für den Fall einer Mehrkammerbauweise, d. h. mit einer Mehrzahl derartiger Speicherelemente 68, können diese in ihrer Grundfläche quaderförmig ausgestaltet und in enger Anordnung zueinander angeordnet sein. Eine Mehrzahl von Kammern 68 kann vorteilhaft sein, wenn z. B. die Möglichkeit von Energieverschiebungen innerhalb des Speichers 24 und/oder die Möglichkeit eine Teilbeladens bzw. Teilentladens der
Gesamtkapazität gegeben sein soll. Ist eine Mehrzahl derartiger, gemeinsam den
Wärmespeicher 24 bildende Behältnisse 68 vorgesehen, so können deren Innenräume auf einer selben Seite - z. B. am jeweiligen oberen oder unteren Ende - mit einem selben Raum 69, z. B. einem obenliegenden Dom 69, in Verbindung stehen. Das (jeweilige) Speicherelement 68, z. B. in Art eines Behältnisses 68 ausgebildet, ist im Innern mit einem hochtemperaturbeständigen (z. B. bis mindestens 800 °C, insbesondere mindestens bis 1000 °C) und/oder vorzugsweise feuerfestem und/oder inertem Material (z. B. mit einer Wärmekapazität, z. B. cp 0,6 J/(g*K) und /oder thermischen Leitfähigkeit λ -Ϊ 0,8 W/(m*K)) befüllt, welches im wesentlichen das Speichermittel 64 für die Aufnahme und Abgabe der Wärme bildet. Als derartiges Material kann grundsätzlich z. B. jede Art von Gestein, Naturstein oder Formstein, bilden. Vorzugsweise ist das Material jedoch als keramisches Material ausgebildet. Die Art der Befüllung mit diesem Material sollte einerseits ein Durchströmen (ohne allzu hohe Druckverluste) gewährleisten, andererseits eine große mit dem durchströmten Fluid in Kontakt kommende Oberfläche aufweisen. Dies kann durch lockere Schüttungen einerseits, vorzugsweise mit aus dem Material bestehenden Formelementen bestückt, die eine im wesentlichen definierte Anordnung und Struktur von Strömungskanälen im Behältnisinneren ausbildet. Vorzugsweise ist die Befüllung durch Formelemente gebildet, welche ein Wabenkörpersystem ausbilden.
Auf einer Seite der Kammer 68 bzw. der Kammern 68, vorzugsweise im Bereich des unteren Endes, sind Ein- bzw. Austrittsöffnungen (je nach Strömungsrichtung) mit jeweils einzeln betätigbaren Absperrklappen 75 vorgesehen, welche z. B. für den Fall eines Mehrkammersystems durch Rohrleitungen mit einer gemeinsamen Zu- bzw. Ableitung verbunden sein können. Diese Seite stellt vorzugsweise die„kalte" Seite des
Wärmespeichers 24 dar. In einem Bereich dieser Seite gegenüberliegenden Seite, z. B. im Bereich der Oberseite (z. B.„heiße" Seite des Speichers 24) sind die Kammern 68 z. B. durch den gemeinsamen Dom 69 miteinander verbunden, im unteren Bereich durch die o. g. Klappen voneinander getrennt bzw. trennbar. Die Klappen können vorzugsweise mit einem Antrieb, z. B. einem elektro-pneumatischen Antrieb, und vorteilhaft mit einer Endlagenüberwachung ausgebildet sein. Im Speicher 24 sind zur Überwachung der Temperaturen der Keramikfüllung, des Beladezustroms und und/oder des Entladeabstroms Temperaturfühler vorgesehen. Die Temperaturfühler in der Keramikfüllung werden z. B. zur Anzeige der Temperatur und zur Ermittlung des Energieinhaltes („thermischer Füllstand") des Speichers 24 in einer Steuervorrichtung verwendet. Zusätzlich kann jeder Kammer 68 eine Sensorik zur Überwachung des Druckverlustes aufweisen.
Vorzugsweise findet zu Beginn eines Speicherprozesses die Aufheizung eines noch kalten Wärmespeichers 24 (bzw. einer noch kalten Kammer 68) durch eine Steuerung entlang einer Hochlauframpe Rampe entlang eines kontrollierten Temperaturanstieges statt, um ein zu schnelle Aufheizen des Materials, insbesondere der Wabenkeramik, und ein örtliches Überhitzen und/oder einen Überschwinger zu verhindern.
Ein Beladen des Speichers 24 erfolgt durch Zuführung eines insbesondere von der Wärmequelle 09 herrührenden heißen Beladezustromes 13; 13.2; 13.a. Die Zuführung erfolgt hierbei von der„heißen" Seite, hier über z. B. den gemeinsamen Dom 69. Im Mehrkammersystem teilt sich der eintretende Beladezustrom 13; 13.2; 13.a z. B.
ungeregelt auf die Mehrzahl von Kammern 68. Grundsätzlich kann im Bereich der heißen Seite ebenfalls eine definierte Aufteilung der Beladeluft auf die einzelnen Kammern 69 über Klappen entsprechend der kalten Seite vorgesehen sein.
Das heiße, z. B. eine Temperatur T13 von z. B. 300 bis 800 °C (ggf. bis 1000 °C bei Hochtemperaturgasturbine), vorzugsweise 300 bis 500 °C, insbesondere 350 bis 400 aufweisende Heizfluid, insbesondere Abgas des Wärmequelle, Kraft-Wärme-Aggregates 09, strömt über die Kammer(n) 69 des Speichers 24 und gibt hierbei Wärmeenergie an die keramische Wärmespeichermasse, d. h. die Speichermittel 64, ab. Das Heizfluid wird hierdurch auf ein niedrigeres Temperaturniveau abgekühlt während die die Speichermittel entsprechend stark aufgeheizt werden. Eine Abströmung des Heizfluid als Beladeabstrom 66 erfolgt schließlich auf der„kalten" Seite, z. B. durch die geöffneten Absperrklappen. Ein Beladen lediglich eines teils von Kammern 69 im Mehrkammersystem kann dadurch erfolgen, dass Klappen am Ausgang einzelner Kammern 69 verschlossen bleiben, sodass durch diese Kammern 69 kein Fluidstrom fließt. Dies kann vorteilhaft sein, wenn aktuell lediglich wenig zu speichernde Leistung zur Verfügung steht und deshalb innerhalb eines begrenzten Zeitraumes lediglich ein Teil des Speichers 24 auf eine Arbeitstemperatur beladen werden soll. Am Ende eines Beladevorgangs steht nun eine oder mehrere mit Wärmeenergie auf einem ausreichend hohen Temperaturniveau, z. B. mindestens 250 ° , vorzugsweise mindestens 300° , zumindest am heißen Ende derbeladene Kammern 69 zu Verfügung, welche bei Wärmebedarf über ein Entladen einer Verwendung zugeführt werden kann.
Ein Entladen erfolgt von der„kalten" Seite her über einen Entladezustrom 67, welcher Luft aus der Umgebung (sog.„Frischluft") und/oder bereits über Umgebung erwärmte Abluft niedriger oder mittlerer Temperatur umfassen kann. Beim Mehrkammersystem kann eine definierte Aufteilung des Entladezustrom 67 auf eine oder mehrere Kammern 68 je nach Energiebedarf über die Klappen wählbar sein. Das kalte Fluid strömt durch die Kammern 68 des Speichers 24 und nimmt hierbei die im Füllmaterial, z. B. dem keramischen Material, enthaltene Wärmeenergie auf. Das kalte fluid, z. B. Kaltluft, wird dadurch auf ein höheres Temperaturniveau aufgeheizt und das Füllmaterial entsprechend abgekühlt Die Abgabe des aufgeheizten Fluids in einem Entladeabstrom 65 erfolgt auf der heißen Seite, hier beispielsweise über den gemeinsamen Dom 69. Von hier kann sie für einen oder mehrere Abnehmer 03; 05; 06 bzw. Verbrauscher 54; 56; 57; 58; 59; 61 ; 62 in oben geschilderter Weise wahlweise oder parallel bereitgestellt werden.
Für den Fall eines Mehrkammersystems können neben den der Zu- bzw. Abfuhr dienenden Rohrleitungen 71 die Kammern 68 verbindende Rohrleitungen 72 mit einem Gebläse 73 oder Lüfter 73 vorgesehen sein, durch welchen Wärme durch entsprechende Fluidströme von einer in die andere Kammer 68 verlagerbar ist. Dem Speicher 24 ist vorzugsweise eine Steuereinrichtung, z. B. Speichersteuerung, zugeordnet, durch welche ein auf zuvor definierten Parametern beruhender automatischer Betrieb des Speichers 24 (Steuerung/Regelung der Fluidströme und Temperaturen, Ansteuerung der Klappenantriebe) durchführbar ist. Es können beispielsweise
Schnittstellen zur Druckmaschinensteuerung bestehen, welche der Speichersteuerung Betriebsdaten der Druckmaschine und ggf. in die nahe Zukunft gerichtete Plandaten für den Betrieb und Bedarf der Druckmaschine zur Verfügung steht. Eingang in die
Speichersteuerung finden vorzugsweise Temperaturdaten und/oder Daten zum
Volumenstrom des Heizfluidstroms 13 und ggf. Bedarfsdaten und/oder Statusdaten von ausgangsseitig thermisch koppelbaren Abnehmer 03; 05; 06 bzw. Verbrauscher 54; 56; 57; 58; 59; 61 ; 62. Durch die Automatisierung - vorzugsweise jedoch mit manueller Eingriffsmöglichkeit - ist einfache und sichere Bedienung möglich. Alle erforderlichen Regel- und Steuerungsparameter (z. B. Betriebssolltemeraturen, o.g. Temperatur- /Volumendaten etc.) werden z. B. bei der Inbetriebnahme eingestellt, sind ggf. jedoch über eine Benutzerschnittstelle änderbar.
Die Informationen über zumindest aktuelle Speichertemperaturen und/oder die Daten zum heißen Entladeabstrom 65 (Volumenstrom, Temperatur) werden z. B. zu einer Leitwarte der Druckmaschine bzw. Druckmaschinenanlage 01 geliefert. Die Bedienung des
Speichers 24 kann über eine mit der Speichersteuerung verbundenen
Prozessvisualisierung, z. B. einen Touchscreen, Panel) erfolgen. Die Speichersteuerung kann auch als Teil einer Steuerung ausgeführt sein, welche gleichzeitig auch mindestens einem weiteren Aggregat oder Nebenaggregat des Gesamtsystems, insbesondere einer Konditionierstufe 07; 08; 10, zugeordnet ist. Die Speichersteuerung kann zur
Datenübertragung mit übergeordneten oder nebengeordneten Steuerungen des
Gesamtsystems in ein lokales Netzwerk, z. B. Ethernet, der Druckmaschine 01 bzw. Druckmaschinenanlage 01 eingebunden sein.
Durch die Ausführung des Gesamtsystems mit dem Wärmespeicher 24 ist somit eine gesamtenergetisch betrachtet effiziente Bereitstellung von Wärme für die Beheizung des Trockners 03 und elektrische Energie geschaffen, wobei ein konstant optimaler Betrieb der Kraft-Wärme-Maschine 09 durch eine Abnahmeschwankungen abfedernde
Speicherung von Überschusswärme gewährleistet. Eingansseitig des Trockners 03 - was die Hauptenergieströme betrifft - ist somit durch z. B. die Bereitstellung von Wärme und elektrischer Energie mit besonders hohem Wirkungsgrad durch Kraft-Wärmekopplung, insbesondere eine Gasturbine oder einen Gasmotor, und die Zuleitung von
Überschusswärme an einen Wärmespeicher 24 und/oder an Wärme verbrauchende Abnehmer 03; 05; 06 bzw. Verbrauscher 54; 56; 57; 58; 59; 61 ; 62 bzw. zeitversetzt wieder an den Trockner 03.
Ausgangsseitig des Trockners 03 verlässt diesen die mit dem Bedruckstoff 1 1 in Kontakt gekommene Trocknerluft im Trocknerabluftstrom 15, der einerseits noch eine signifikant über Umgebungstemperatur liegende Temperatur T15 und damit einen erheblichen Exergieinhalt aufweisen kann, und andererseits durch das Trocknen der Druckfarbe mit einer Fracht an Kohlenwasserstoffen oder kohlenwasserstoffhaltigen Verbindungen, z. B. flüchtigen und/oder nichtflüchtigen Ölen und/oder Lösemitteln (kurz: Kohlenwasserstoffe), beladen ist, die auf der einen Seite - zumindest die bei Umgebungsbedingungen nichtflüchtigen - ein Potenzial für rückzugewinnende Rohstoffe oder Rohstoffgemische als Wertstoff, und auf der anderen Seite als Träger chemisch gebundener Energie ein Potential zur Verwendung als Brennstoff darstellt. Je nach Zielrichtung im Gesamtsystem kann nun ein Schwerpunkt auf Wertstoffrückgewinnung, oder aber auf
Energieminimierung gelegt sein, wobei auch ein zwischen diesen Extremen
anzusiedelndes Konzept besonders vorteilhaft sein kann.
Wird allein oder zumindest weit überwiegend der Wertstoffrückgewinnung aus dem Trocknerabluftstrom 15 die Priorität beigemessen, so sind die rückzugewinnenden Inhaltsstoffe, deren Konzentration von Verfahrensstufe zu Verfahrensstufe abnimmt, mit relativ gesehen immer weiter steigendem Aufwand, auch an Energie, aus dem Trocknerabgasstrom 15; 15.1 ; 15.2; 15.3 zu entfernen, wobei schließlich nach intensiver Rückgewinnung in einer entsprechend ausgebildeten Konditionierstufe 07 im
Trocknerabgasstrom 15.1 noch verbliebene Restmengen aufgrund der dann niedrigen Konzentration ggf. unter Einsatz von Primärenergieträgern, z. B. durch Gaszufeuerung, vor der Abgabe an die Umwelt entfernt werden müssen.
Vorzugsweise ist im Gesamtsystem eine Trocknerabluftbehandlung 07; 08, 10, kurz eine Abluftbehandlung 07, 08, 10, integriert, welche entweder ohne oder wenigstens mit einem Minimum an Primärenergiezufuhr auskommt, und/oder zur Abluftreinigung eingesetzte Primärenergie zumindest teilweise in das Gesamtsystem zurückführt und nutzbar macht. Letzteres kann durch Wärmespeicherung in einem eigenen, der Abgasreinigung zuzurechnenden Wärmerückgewinnungsaggregat bzw. Wärmespeicher, oder aber - falls in vorteilhafter Ausführung im Gesamtsystem vorgesehen - kombiniert mit dem oben dargelegten Wärmespeicher 24 zur Speicherung von aus der Kraft-Wärme-Kopplung kommender Überschusswärme erfolgen.
In einer ersten Ausführungsvariante erfolgt die Behandlung des Trocknerabluftstroms 15; 15.1 ohne Vorschaltung einer Rückgewinnung auf rein thermischem Wege. Der
Trocknerabgasstrom 15 (15.1 ; 15.2) wird über eine Rohleitung 76 aus dem Trockner 03 abgeführt und direkt (ohne zwischengeschaltete Prozessstufe) einer als thermische Abluftreinigungsstufe 10 ausgebildeten Konditioniereinrichtung 10 zugeführt, in welcher die im Trocknerabluftstrom 15 enthaltene Kohlenwasserstoffe oxidiert werden. Zur Oxidierung der Kohlenwasserstoffe kann ein Brenner 83, z. B. ein Gasbrenner vorgesehen sein. Vorzugsweise ist die thermische Abluftreinigungsstufe 10 jedoch in der Weise regenerativ ausgebildet, so dass einerseits die bei der Oxidation freiwerdende thermische Energie und/oder die in das Abgas durch den Brenner 83 eingebrachte Energie zumindest zu einem großen Teil im System verbleibt. Durch eine nachfolgend beschriebene Ausführung kann die gespeicherte Energie für nachfolgend zu oxidierendes Gas im System erhalten werden, so dass nur wenig Zufeuerung erfolgen muss oder - z. B. im Fall hoher Kohlenwasserstofffracht - gar ein autothermer Oxidationsprozess stattfinden kann.
Die Abluftreinigungsstufe 10 weist hierzu mindestens zwei, z. B. drei Kammern 78; 79; 81 auf, welche jeweils beispielsweise in Art von Behältern ausgebildet sind und im Innern mit einem hochtemperaturbeständigen (z. B. bis mindestens 800 °C, insbesondere mindestens bis 1000 °C) und/oder vorzugsweise feuerfestem und/oder inertem Material (vorzugsweise hoher Wärmekapazität) befüllt ist. Vorzugsweise stelle das Material einen keramischen Werkstoff dar. Dieses Material bildet jeweils ein durchströmbares Wärmebett aus. Das Wärmebett kann entweder durch lockere Schüttungen, vorzugsweise jedoch mit aus dem Material bestehenden Formelementen bestückt sein, die eine im wesentlichen definierte Anordnung und Struktur von Strömungskanälen im Behältnisinneren ausbildet. Vorzugsweise ist die Befüllung durch Formelemente gebildet, welche ein
Waben körpersystem ausbilden. Die Kammern 78; 79; 81 weisen jeweils im Bereich zweier sich gegenüberliegender Seiten Öffnungen auf und sind zwischen den beiden Öffnungen wahlweise in beiden Richtungen durchströmbar.
Die mindestens zwei Kammern 78; 79; 81 stehen über Öffnungen auf einer selben Seite - z. B. am jeweiligen oberen Ende - mit einem selben Raum 82, z. B. einem obenliegenden Dom 82, und daher miteinander in Verbindung. Dieser Raum 82 kann u.U. auch lediglich als Rohrleitung ausgebildet sein. In diesem Raum 82 ist beispielsweise zumindest eine Mündung eines Brenners 83, z. B. Gasbrenners 83, vorgesehen, durch welchen zumindest in Anfahrphasen eine Systemaufheizung unterstützt werden kann. Ggf. kann die Zufeuerung nach Aufheizen des Systems entfallen und die Oxidation autotherm ablaufen.
Auf der dem Raum 82 gegenüberliegenden Seite der Kammern 78; 79; 81 sind jeweils Klappen 85, z. B. Rohgasklappen, vorgesehen, welche untereinander und mit einer gemeinsamen Rohrleitung 84, z. B. Rohgasrohrleitung 84, in Verbindung stehen. In der ersten Ausführungsvariante steht die Rohgasrohrleitung 84, ggf. über einen Ventilator 87, mit der aus dem Trockner führenden Rohrleitung 76 ohne Zwischenschaltung weiterer Prozessstufen in Verbindung. Zusätzlich sind auf der dem Raum 82 gegenüberliegenden Seite der Kammern 78; 79; 81 jeweils Klappen 85, z. B. Reingasklappen, vorgesehen, welche untereinander und mit einer gemeinsamen Rohrleitung 86, z. B.
Reingasrohrleitung 86, in Verbindung stehen. Durch die Rohgasrohrleitung 84 wird, ggf. unter Unterstützung eines Ventilators 87, der zu reinigende Trocknerabnluftstrom 15 (15.1 ; 15.2) je nach Einstellung der Rein- und Rohgasklappen, einer oder mehreren Kammern 78; 79; 81 zugeführt. Je nach Stellung der Roh- und Reingasklappen wird über die Reingasrohrleitung 86 das gereinigte Abgas über einen Kamin an die Umgebung, oder über die entsprechend geführte Reingasrohrleitung 86 Rohrleitung einem Wärmespeicher (24) und/oder direkt einem Verbraucher - z. B. im Fall einer unten beschriebenen vorgeordneten Aufkonzentrierung dieser als Wärmequelle (s.u.) - zugeleitet.
Die Abluftreinigungsstufe 10 wird manuell, extern oder über eine programmierbare Zeitsteuerung gestartet. Bei Betriebsbeginn wird die Anlage mit Hilfe des Brenners 83 aufgeheizt. Durch steuerungstechnische Maßnahmen kann zuvor das Abkühlen der Anlage im Stillstand - durch beispielsweise Umlagerungen der Wärmeinhalte - minimiert worden sein, und das Wiederanfahren der Anlage nach einem Stillstand in verkürzter Zeit erfolgen. Ist eine vorgebbare erforderliche Solltemperatur im Raum 82, z. B.
Brennkammerraum 82, erreicht, so wird eine der Rohgasklappen der Kammern 78; 79; 81 geöffnet. Das Rohgas wird dann über die entsprechende Rohgasklappe einer Kammer 78; 79; 81 zugeführt. Diese zunächst durchströmte Kammer 78; 79; 81 fungiert als Wärmetauscher, in dem das Rohgas - z. B. bereits bis fast auf Brennkammertemperatur - vorgewärmt wird („Rohgas-Wärmetauscher"). Hierbei findet z. B. bereits am keramischen Material des Wärmebettes eine Vorreaktion (Teiloxidation) der Schadstoffe bzw.
Kohlenwasserstoffe statt. Die vollständige Oxidation (in C02 und Wasser) erfolgt anschließend im Brennkammerraum 82, ggf. unter Zufeuern durch den mindestens einen Brenner 83. Die Reaktion ist exotherm, d. h. bei der Umsetzung wird Wärmeenergie frei und die Abluft heizt sich entsprechend dem Heizwert der Schadstofffracht
(Kohlenwasserstoffkonzentration) zusätzlich auf. Vorzugsweise wird über eine
Temperaturregelung die Brennerleistung automatisch, z. B. stufenlos, geregelt. D. h., bei zunehmender Brennkammertemperatur bzw. Abgastemperatur kann die Brennerleistung reduziert, und im Extremfall sogar vollständig eingestellt werden. Ab einer bestimmten Lösemittelkonzentration in der Abluft kann die freiwerdende Verbrennungswärme zur Aufrechterhaltung der Betriebstemperatur ausreichen, aus und der Brenner wird komplett ausgeschaltet („autothermer Betrieb").
Das heiße Reingas strömt vom Brennkammerraum 82 nun über eine zweite Kammer 78, 79; 81 („Reingas-Wärmetauscher") und gibt hierbei einen großen Anteil der enthaltenen Wärmeenergie an das keramische Material des Wärmebettes ab. Das Reingas wird hierdurch entsprechend abgekühlt, das keramische Material aufgeheizt. Das auf ein niedrigeres Temperaturniveau abgekühlte Reingas verlässt nun über die entsprechende Reingasklappe die Abluftreinigungsstufe 10 und wird entweder der Umgebung, oder einem Wärmetauscher (24) zugeführt. Das heiße Reingas kann auch über zwei Kammern 78; 79; 81 zurückströmen und diese aufheizen.
Mit fortschreitender Betriebsdauer kühlt sich die als Rohgas-Wärmetauscher arbeitende Kammer 78; 79; 81 durch das eintretende Rohgas (welches z. B. eine niedrigere
Temperatur aufweist als die auf Betriebstemperatur befindliche heiße Seite der Kammer, ab, und eine oder mehrere im Rückstrom als Reingas-Wärmetauscher durchströmte Kammer(n) 78; 79; 81 heizen sich auf. Ist ein definierter bzw. definierbarer Betriebspunkt erreicht, an welchem ein Umschalten auf eine andere Kammer 78; 79; 91 als Rohgas- Wärmetauscher erfolgen soll, so wird das Rohgas durch entsprechende Ansteuerung der Rein- und Rohgasklappen nun einer anderen Kammer 78; 79; 81 zugeleitet. Hierbei kann es vorteilhaft sein, wenn die Abluftreinigungsstufe 10 drei Kammern 78; 79; 81 aufweist, und die zuvor als Rohgas-Wärmetauscher betriebene Kammer 78; 79; 81 nicht direkt im Anschluss als Reingas-Wärmetauscher betrieben, sondern zunächst gespült wird. Als aufzuheizender Reinluft-Wärmetauscher wird in diesem Fall dann zunächst eine dritte Kammer 78; 79; 81 betrieben und aufgeheizt.
Zum Zeitpunkt des Umschaltens des Rohgasstromes von der ersten Kammer 78; 79; 81 auf eine andere Kammer befindet sich in der ersten Kammer 78; 79; 81 noch ein Rohgas- Restvolumen, welches vorzugsweise gespült wird, bevor diese Kammer 78; 79; 81 in einem nächsten Zyklus als Reingas-Wärmetauscher betrieben wird. Dieses Restvolumen wird in einem Spülvorgang mit in die dritte Kammer 78; 79; 81 hinein abgesaugt und im Brennkammerraum 82 gereinigt. Hierdurch können die die Reingaswerte konstant niedrig gehalten werden. Nach dem Spülen wird diese Kammer 78; 79; 91 nun anstelle oder parallel zur dritten Kammer 78; 79; 91 als Reingas-Wärmetauscher betrieben, damit sie sich wieder bis auf Betriebstemperatur aufheizt.
Das beschriebene regenerative Wärmetauscherverfahren ist somit ein diskontinuierliches Verfahren, d. h. der Abluftvolumenstrom wird zyklisch weitergeschaltet und der jeweils zuvor vom heißen Reingas erhitzte Wärmetauscher wird in einem nächsten oder zumindest nachfolgenden Zyklus zur Aufheizung des kalten Rohgases verwendet. Über eine speicherprogrammierbare Steuerung werden die Reaktionszyklen entsprechend den jeweiligen Betriebsbedingungen optimiert gesteuert und auf diese Weise extrem hohe Wirkungsgrade und niedrigste Betriebskosten erreicht.
Die abgesaugte Luftmenge wird z. B. mittels Drehzahlregelung des Ventilators 87 automatisch und stufenlos an den im vorausgehenden Prozess abzugebenden
Abluftstrom, z. B. Trocknerabluftstrom 15 (15.1 ; 15.2), angepasst. Dies kann
beispielsweise durch eine Unterdruckregelung in der Rohgasleitung erfolgen
Befinden sich Stoffe mit niedrigem Kondensationspunkt im Rohgas, besteht die Gefahr, dass sich die Wärmebetten der Kammern 78; 79; 81 im Bereich des kalten Endes zunehmend zusetzen und schließlich blockieren. Es kann in vorteilhafter Ausführung ein Betriebsmodus („Burn-Out") vorgesehen sein, in welchem die Kammern 78; 79; 81 nacheinander automatisch gereinigt werden, indem sie für eine definierte Zeit auf eine ausreichend hohe Temperatur (< 450 °C) erhitzt werden, sodass die Kondensate wieder verdampft und anschließend im Brennkammerraum 82 oxidiert werden. Der Ablauf des „Burn-Out"-Prozesses erfolgt z. B. in mehreren Temperaturstufen in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der kondensierten Kohlenwasserstoffe und wird z. B. off-line - d. h. wenn kein Rohgas gereinigt wird - durchgeführt.
Im Brennersystem kann für die Steuerung des mindestens einen Brenners 83
vorzugsweise eine Brennersteuerung vorgesehen sein, welche einen variierenden Leistungsbedarf berücksichtigt. Typische Gasbrenneranlagen haben einen vorgegebenen Leistungsbereich, in welchem sie arbeiten. Liegt die Kohlenwasserstoffkonzentration jedoch im Bereich des autothermen Punktes, so wäre eine Mindestleistung einer typischen Gasbrenneranlage z. B. höher als die tatsächlich benötigte Leistung, d. h. es wird dann mehr Gas als erforderlich zugeführt. In der hier bevorzugten
Ausführung der Brennersteuerung wird bei dauerhafter Unterschreitung der Minimal-Last der Brenner 83 in einem sog. Injektionsmodus betrieben: Die Flamme wird hierbei dann ausgeschaltet und es wird nur soviel Gas getaktet über die Brennermündung zugeführt, wie zur Aufrechterhaltung der Brennkammertemperatur erforderlich ist. Hierdurch wird der Regelbereich von 0 - 100 % erweitert und im Injektionsmodus wird die Verbrennungsluft weitgehend abgeschaltet, sodass keine zusätzliche Energie zum Aufheizen der
Verbrennungsluft notwendig ist. Beides führt zu einer wesentlichen Verminderung der Betriebskosten.
In einer weiteren möglichen Betriebsweise kann es bei hohen Lösemittelkonzentrationen infolge des Energieüberschusses zu einem unzulässig starken Temperaturanstieg im Brennkammerraum 82 kommen. Die Abluftreinigungsstufe 10 kann daher mit einer Bypass-Leitung ausgeführt sein. Hierbei wird ein Teil des hei ßen Reingases aus dem Brennkammerraum 82 am Reingas-Wärmetauscher vorbei direkt in die
Reingasrohrleitung 86 geschleust. Die erforderliche Menge wird temperaturabhängig über eine in der Bypass-Leitung vorgesehene Heißgasklappe geregelt.
Der Abluftreinigungsstufe 10 ist vorzugsweise eine Steuereinrichtung zugeordnet, durch welche ein auf zuvor definierten Parametern beruhender automatischer Betrieb der Abluftreinigungsstufe 10 (Steuerung/Regelung der Fluidströme und Temperaturen, Ansteuerung der Klappenantriebe) durchführbar ist. Die Regel- und Steuerungsparameter werden z. B. bei der Inbetriebnahme fest eingestellt. Die Steuerung kann die
Abluftreinigungsstufe 10 beispielsweise vollautomatisch betrieben, wobei z. B. alle wesentlichen Betriebsdaten über eine Anzeigeeinrichtung anzeigbar sind.
Die Bedienung der Abluftreinigungsstufe 10 kann über eine mit der Steuereinrichtung verbundenen Prozessvisualisierung, z. B. einen Touchscreen, Panel) erfolgen. Die Speichersteuerung kann auch als Teil einer Steuerung ausgeführt sein, welche gleichzeitig auch mindestens einem weiteren Aggregat oder Nebenaggregat des
Gesamtsystems, insbesondere z. B. einer weiteren Konditionierstufe 07; 08 und/oder einem Speicher 24, zugeordnet ist. Die Steuereinrichtung kann zur Datenübertragung mit übergeordneten oder nebengeordneten Steuerungen des Gesamtsystems in ein lokales Netzwerk, z. B. Ethernet, der Druckmaschine 01 bzw. Druckmaschinenanlage 01 eingebunden sein.
In der beschriebenen ersten Ausführungsvariante, wobei als Rohgas der
Trocknerabluftstrom 15 ohne vorhergehende Prozessstufe der Abluftreinigungsstufe 10 zugeleitet wird, befindet sich das Abgas noch auf einem erhöhten Temperaturniveau, sodass zur Oxidation der enthaltenen Kohlenwasserstoffe lediglich wenig oder in autothermer Betriebsphase sogar keine Energie zugeführt werden muss. In einer vorteilhaften Variante ist gar eine Rückführung von im Reingas enthaltener Wärmeenergie in einen Wärmespeicher (24) vorgesehen. Allerdings werden in dieser Ausführungsvariante keine Rohstoffe zurück gewonnen.
In einer zweiten Ausführungsform ist der Abluftreinigungsstufe 10 im Trocknerabgasstrom 15 eine als Rückgewinnungseinrichtung 07 ausgebildete Konditioniereinrichtung 07 zur Grobabscheidung von Kohlenwasserstoffen vorgeordnet, welche mindestens eine, beispielsweise jedoch höchstens zwei seriell geschaltete Abscheidestufen 88; 89, z. B. in Form von Wärmetauschern 88; 89, aufweist. Beispielsweise kann in dieser Ausführung lediglich ein oder es können seriell zwei mit Frischluft als Kühlfluid wirkende(r)
Wärmetauscher 88; 89 bzw. Abscheidestufen 8; 89 vom Trocknerabluftstrom 15 durchlaufen sein. Es kann auch ein erster Wärmetauscher 88 bzw. eine erste
Abscheidestufe 88 mit Frischluft und seriell ein zweiter Wärmetauscher 89 bzw. eine zweite Abscheidestufe 89 mit Kühlflüssigkeit als Kühlfluid vorgesehen sein. Jede Stufe kann auch seriell mehrere, durch das selbe Kühlfluid betriebene Wärmetauscher 88; 89 umfassen. Der einen oder den zwei Abscheidestufen 88; 89 kann ein
Tröpfchenabscheider 92 nachgeordnet sein, in welchem das nun teilweise abgekühlte Trocknerabgas von Feuchtigkeit befreit wird. Das an den kühlen Flächen auf der
Abgasseite des/der Wärmetauscher 88; 89 sich niederschlagende ÖL/Wasser-Gemisch wird beispielsweise einem Olabscheider 93 zugeführt, in welchem das rückzugewinnende Öl bzw. Lösemittel vom Wasser getrennt wird und beides einer Wiederverwertung zugeführt werden kann. Je nach Größe des Trocknerabgasstromes 15 können mehrerer dieser Serien aus einem oder zwei Abscheidestufen und ggf. einem Tröpfchenabscheider zueinander parallel angeordnet sein, wobei sich der eintretende Trocknerabgasstrom 15 dann entsprechend teilt und am Ende der Konditioniereinrichtung 07 wieder zusammen gefasst wird. In dieser - z. B. in Serie eine oder maximal zwei Abscheidestufen 88; 89 aufweisenden - Ausführung wird das Abgas noch nicht zu weit abgekühlt und/oder die Kohlenwasserstoffkonzentration noch nicht so weit abgesenkt, sodass in der sich anschließenden thermischen Abluftreinigungsstufe 10 ein sich für die Oxidation über den Brenner 83 zuzuführender Energiebetrag in Grenzen hält. Ein mit Külhlflüssigkeit betriebener Wärmetauscher 89 kann hierbei das Kühlmittel von der o. g. Kältemaschine 06 erhalten.
In einer - z. B. überwiegend der Wertstoffrückgewinnung aus dem Trocknerabluftstrom 15 Priorität beimessenden - Variante der zweiten Ausführungsform, sind mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei der o.g. Abscheidestufen 88; 89; 91 - jeweils mit einem oder mit mehreren seriell angeordneten Wärmetauschern - seriell vorgesehen, wobei wenigstens einer der Abscheidestufen 88; 89; 91 mit unter Umgebungstemperatur (z. B. unter 20 °C) liegender Kühlflüssigkeit betrieben ist. Mehrere derartiger Serien können wie oben dargelegt parallel zueinander vorgesehen sein.
In einer vorteilhaften Variante erster oder zweiter Ausführungsformen - z. B. für den Fall, dass der direkt aus dem Trockner 03 oder aber aus der Konditioniereinrichtung 07 kommende Trocknerabluftstrom 15; 15.1 eine niedrige Kohlenwasserstoffkonzentration und/oder niedrige Temperatur aufweist, kann der thermischen Abluftreinigungsstufe 10 eine als Aufkonzentrierungseinrichtung 08 ausgebildete Konditioniereinrichtung 08 vorgeordnet sein. Der direkt aus dem Trockner 03 oder aus der
Rückgewinnungseinrichtung 07 stammende Trocknerabluftstrom 15; 15.1 wird hierbei in Kontakt mit einem Adsorbermaterial 94 gebracht, welches die im Gasstrom enthaltenen Kohlenwasserstoffe adsorbiert. Der so gereinigte Trocknerabluftstrom 15; 15.1 verlässt nach der Reinigung die Aufkonzentrierungseinrichtung 08 als Reingasstrom 97. Das beladene Adsorbermaterial 94 wird durch Kontakt mit einem vom Trocknerabluftstrom 15; 15.1 verschiedenen Fluidstrom 96, z. B. Desorptionsstrom 96, von den
Kohlenwasserstoffe befreit. Der z. B. gasförmige Fluidstrom 96 weist gegenüber dem Trocknerabluftstrom 15; 15.1 eine höhere Temperatur und einen deutlich geringeren Volumenstrom, z. B. maximal der Hälfte, insbesondere maximal einem Viertel des
Trocknerabluftstroms 15; 15.1 entsprechend, auf. Hierdurch wird der Trocknerabluftstrom 15; 15.1 von der Kohlenwasserstofffracht befreit, der Desorpionsstrom 96 hiermit beladen. Der Desorpionsstrom 96 wird vor Kontakt mit dem Adsorbermaterial 94 durch ein Heizmittel 74, z. B. einen Lufterhitzer 74, aufgeheizt. Der Desorpionsstrom 96 kann grundsätzlich ein Teil des eintretenden Trocknerabluftstrom 15; 15.1 oder des
austretenden Reingasstromes 97 oder ggf. auch durch Frischluft aus der Umgebung gebildet sein. Der Desorpionsstrom 96 kann im Heizmittel 74 aufgeheizt und schließlich als konzentrierter Trocknerabluftstrom 15.2 aus der Aufkonzentrierungseinrichtung 08 ausgeleitet werden. Vorteilhaft ist jedoch eine Ausführung, wobei ein Teil des
Desorptionsstroms 96 im Kreislauf mit Adsorbermaterial 94 und Heizmittel 74, und ein anderer Teil aus diesem Kreislauf als konzentrierter Trocknerabluftstrom 15.2
ausgeschleust wird, wobei eine dem ausgeschleusten Anteil entsprechende Menge z. B. aus dem Trocknerabluftstrom 15; 15.1 , dem Reingasstrom 97, aus der Umgebung oder aus einem Wärmespeicher (24) zugeführt wird.
In einer vorteilhaften Ausführung wird das Heizmittel 74 durch einen aus einem
Wärmespeicher, z. B. dem oben genannten, durch das Abgas der Kraft-Wärme-Maschine 09 gespeisten Wärmespeicher 24, beheizt. Das Heizmittel 74 stellt dann einen
Verbraucher 74 von Wärme in o. g. Sinne dar. In einer Variante kann statt des Heizmittels 74 eine Einspreisstelle 74 für ein aus dem Speicher 24 stammendes heißes Gas vorgesehen sein, wobei diese Einspeisstelle als direkter Verbraucher 74 zu sehen ist.
Das Adsorbermaterial 94, z. B. als hydrophober Zeolith, ist hier vorzugsweise an einem Rotor 98 als Adsorber 98 angeordnet oder als solcher ausgeformt. Der rotierende bzw. rotierbare Adsorber 98 steht beispielsweise in einem raumfesten Teilbereich mit dem zu reinigenden Trocknerabluftstrom 15; 15.1 in Kontakt. Beispielsweise wird der
kreisscheiben- oder kreisringförmige Adsorber 98 auf einem raumfesten Flächenbereich vom Trocknerabluftstrom 15; 15.1 durchströmt. In einem anderen, z. B. kleineren raumfesten Bereich des Adsorbers 98 steht dieser mit dem Desorptionsstrom 96 in Kontakt. Die beiden Bereiche können derart voneinander abgegrenzt sein, sodass ein Übertritt zumindest von Fluid des Desorptionsstroms 96 in den Bereich des
Reingasstroms 97 verhindert, zumindest jedoch behindert wird. Dies kann beispielsweise durch möglichst nahe an den Adsorber 97 angrenzende Trennelemente und/oder durch einen gegenüber dem Adsorptionsbereich herrschenden Unterdruck im
Desorptionsbereich realisiert sein. In der Ausführung mit rotierendem Adsorber 98 kann die Aufkonzentrierungseinrichtung 08 kontinuierlich betrieben werden bzw. sein.
In einer einfacheren Ausführung kann der Adsorber 98 raumfest und unbeweglich angeordnet sein, wobei abwechselnd ein Adsorbieren und desorbieren in - bis auf die Bereiche - jeweils oben genannter Art erfolgt. Hierbei sind jedoch vorzugsweise für die Möglichkeit eines insgesamt kontinuierlichen Betrieb zwei derartige Adsorber 94 in getrennten Kammern vorzusehen, welche wechselweise zur Adsorption und Desorption betrieben sind.
Der durch den Adsorber 94 gereinigte Reingasstrom 97 wird entweder z. B. über einen Kamin an die Umgebung, oder aber bei ausreichend hoher Temperatur (z. B. mindestens 150°) einem Wärmespecher (24) zugeführt und/oder zur Beheizung des Heizmittels 74 herangezogen.
Der konzentrierte Trocknerabluftstrom 15.2 wird nun einer oxidativ wirksamen
Abluftreinigungsstufe 10, z. B. einer thermischen Abluftreinigungsstufe 10 wie oben beschrieben zugeführt.
Alternativ zur oben beschriebenen thermischen Abluftreinigungsstufe 10 kann diese auch rein katalytisch, d. h. ohne die Notwendigkeit eines Zusatzes von Brennstoff über einen Brenner 83, ausgeführt sein. Hierbei weist zumindest ein beispielsweise gut zugänglicher und austauschbarer Anteil des Material in der bzw. den durchströmten Kammer(n) 78; 79; 81 und/oder im Dom 82 eingebrachtes Material zumindest oberflächlich katalytisch wirksames Material auf. Ist - bei im Vergleich ohne Katalysator bedeutend niedrigerer Temperatur - die Oxidation eines Teils der Kohlenwasserstoff im Bereich des
Katalysators erst einmal in Gang gekommen, so liefert die exotherm ablaufende Reaktion im weiteren die erforderliche Energie zur Überwindung der Schwellenenergie.
Die Abluftreinigungsstufe 10 kann auch als gemischtes System ausgebildet sein, wobei als Back-up oder zur Einbringung von Stützenergie ein Brenner 83, jedoch auch
Katalysatormaterial vorgesehen ist.
In einer weiteren Ausführung eines eine Abluftreinigungsstufe 10 und einen Speicher 24 aufweisenden Systems können diese in Kombinationsbauweise als ein gemeinsames Aggregat 10, 24 ausgeführt sein. So können beispielsweise zur Abluftreinigungsstufe 10 beschriebene Kammern 78; 79; 81 und zum Speicher 24 beschriebene Kammern 68 in einer selben Art ausgeführt und in einer gemeinsamen Baueinheit vorgesehen sein, wobei beispielsweise ein gemeinsamer Dombereich Mittel zur Bildung von miteinander verbundenen und voneinander getrennten Gruppen von Kammern 68; 78; 79; 81 oder von vornherein getrennte Bereiche für Gruppen von Kammern 68; 78; 79; 81 aufweist.
Darüber hinaus weist zumindest ein Teil der Kammern 68; 78; 79; 81 auf einer selben Seite durch Klappen wahlweise zu schließende Öffnungen zu einer Rohgas- und einer Reingasrohrleitung auf.
In einem vorteilhaften Gesamtsystem 12 ist somit beispielsweise auf der Eingangsseite des Trockners 03 (was die Hauptenergieströme betrifft) ein Wärmespeicher 24 zur Speicherung von Überschusswärme zum Trockner 03 integriert (z. B. parallel geschaltet), durch welchen variabel Energie zu einem oder mehreren stromabwärts des Trockners 03 vorgesehenen Konditioniereinrichtungen 07; 08; 10 verschoben wird bzw. werden kann. Insbesondere ist es für den Fall einer Rückgewinnung von Kohlenwasserstoffen vorteilhaft, eine Aufkonzentrierung von Restschadstoffen vorzunehmen, um eine effiziente und klein bauende Abluftreinigung anzuschließen. Die Aufkonzentrierung kann hierbei wiederum unter Verwendung von bei der Abluftreinigung freiwerdenden und/oder im Speicher 24 gespeicherten Wärme betrieben sein. Das indirekt beheizte Trocknersystem und/oder eine o. g. Ausführung für die Generierung, Speicherung und/oder Nutzung von Energie im Gesamtsystem sind besonders vorteilhaft in Druckmaschinen 01 bzw. Druckmaschinenanlagen 01 größeren Ausmaßes einsetzbar.
Insbesondere ist der Einsatz des o. g. Trocknersystems und/oder einer o. g. Ausführung für die Generierung, Speicherung und/oder Nutzung von Energie vorteilhaft in einer Druckmaschinenanlage 01 mit mehreren, z. B. mindestens drei, Druckmaschinenlinien für den Illustration- bzw. Akzidenzdruck mit im wesentlichen vertikalem Bahnlauf. Hierbei weisen die Druckmaschinenlinien je Linie mehrere horizontal hintereinander von einer zu bedruckenden Bahn 1 1 durchlaufende Druckeinheiten 02 sowie einen Trockner 03 auf. Die Druckeinheiten sind hierbei z. B. als sog. I-Druckeinheiten mit zwei vertikal übereinander angeordneten zusammenwirkenden Druckwerken ausgebildet. Die
Mehrzahl an derartigen Druckmaschinenlinien und die Mehrzahl an Trocknern 03 erfordert erhöhten Bedarf an Energie in unterschiedlicher Form, wobei im Gegenzug Überschussoder Wärmeenergie in erhöhtem Maße zur Verfügung steht. Von besonderem Vorteil ist die Integration einer o. g. Ausführung für die Generierung, Speicherung und/oder Nutzung von Energie für eine Ausführung der, oder zumindest einer der Druckmaschinenlinien mit Druckeinheiten 02, welche für den wasserlosen Offsetdruck ausgeführt sind, d. h. mit Druckwerken, welche ohne Feuchtwerke ausgebildet sind.
Besondere Vorteile ergeben sich auch in Verbindung mit einer Ausführung einer
Druckmaschine 01 oder Druckmaschinenanlage 01 , welche mehrere als Drucktürme 02 ausgebildete Druckeinheiten 02 aufweist. Hierbei werden gleichzeitig mehrere Bahnen 1 1 gleichzeitig bedruckt und eine oder z. B. auch mehrere Bahnen 1 1 getrocknet. Die
Drucktürme 02 weisen hierbei vertikal übereinander mehrere Druckstellen auf, durch welche eine im wesentlich vertikal durch den Druckturm 02 geführte Bahn 1 1 beidseitig mehrfarbig bedruckt wird. Auch hier ist eine Ausführung der Generierung, Speicherung und/oder Nutzung von Energie in Verbindung mit einer Druckmaschine 01 , insbesondere Zeitungsdruckmaschine, vorteilhaft, wobei ein oder mehrere der Drucktürme 02 mit Druckwerken für den wasserlosen Offsetdruck ausgeführt sind, d. h. mit Druckwerken, welche ohne Feuchtwerke ausgebildet sind. Diese Druckmaschine zeichnet sich auch dadurch aus, dass aus mehreren Drucktürmen stammende Bahnen 1 1 gemeinsam einem Falzapparat 04 zuführbar sind bzw. zugeführt werden.
Bezugszeichenliste
01 Maschine, Druckmaschine, Druckmaschinenanlage
02 Druckeinheit, Druckturm, Aggregaten
03 Trockner, Heißlufttrockner, Aggregat, Abnehmer (Wärme)
04 Verarbeitungsstufe, Falzapparat, Aggregaten thermischer Energie
05 Heizaggregat, Aggregat, Nebenaggregat, Abnehmer
06 Kühlaggregat, Kältemaschine, Absorptionskältemaschine, Aggregat, Nebenaggregat
07 Konditioniereinrichtung, Aggregat, Nebenaggregat, Rückgewinnungsvorrichtung
08 Konditioniereinrichtung, Aggregat, Nebenaggregat, Aufkonzentrierungsvorrichtung
09 Wärmequelle, Kraft-Wärme-Aggregat, Verbrennungskraftmaschine, Aggregat,
Nebenaggregat
10 Konditioniereinrichtung, Aggregat, Nebenaggregat, Abluftreinigungsstufe
1 1 Bedruckstoff, Bedruckstoffbahn
12 Gesamtsystem
13 Medienstrom, Heizfluidstrom, Abgasstrom, Abluftstrom, Beladezustrom
14 Zuluftstrom
15 Trocknerabluftstrom
16 Wärmetauscher
17 Heizfluidzustrom
18 Trocknerzustrom
19 Zuluftstrom
20 Wärmetauscher, Dampferzeuger
21 Wärmetauscher
22 Heizfluidzustrom
23 Trocknerzustrom
24 Energiespeicher, Wärmespeicher, Speicher
25 Heizfluidabstrom
26 Fluidstrom, Heißluftstrom Stellglied
Sensor
Bypass
Fluidzustrom, Wasser, wässriges Fluid Stellglied
Stellglied
Eintrittsseite (03)
Austrittseite (03)
Eintrittsöffnung
Zone, Heizzone
Zone, Kühlzone
Verengung
Trocknerabluftstrom
Fluidleitung
Gebläse
Austrittsöffnung
Frischlufteinritt
Gebläse
Heizfluidabstrom
Bypass
Stellglied
Stellglied
Sensor
- Teilstrom
Auslauftunnel
Sperrluft
Gebäudeheizung, Verbraucher (Wärme) Energieübertragungsmittel Dampferzeuger, Verbraucher (Wärme) Bauteil, Verbraucher (Wärme)
Gebäudeklimatisierung, Verbraucher (Kälte) Bauteil (temperiert), Verbraucher (Kälte) - Kühlvorrichtung, Verbraucher (Kälte)
Wärmetauscher, Verbraucher (Kälte)
Verzweigungsstelle
Speichermittel
Entladeabstrom
Ladeabstrom
Entladezustrom
Speicherelement, Kammer, Behältnis Raum, Dom
- Rohrleitung
Rohleitung
Gebläse, Lüfter
Heizmittel, Lufterhitzer, Verbraucher (Wärme) Absperrklappen
Rohrleitung Kammer
Kammer
- Kammer
Raum, Dom, Brennkammerraum
Brenner
Rohrleitung Stellglied, Klappe
Rohrleitung
Ventilator
Abscheidestufen, Wärmetauscher Abscheidestufen, Wärmetauscher - Abscheidestufen, Wärmetauscher Tröpfchenabscheider
Ölabscheider
Adsorber
- Fluidstrom, Luftstrom, Desorptionsstrom Reingasstrom
Heizfluidteilstrom
Heizfluidteilstrom, Beladezustrom (heiß) Heizfluidrestteilstrom, Beladezustrom Heizfluidbypassstrom

Claims

Ansprüche
1 . Trocknersystem einer Bedruckstoff (1 1 ) be- und/oder verarbeitenden
Druckmaschine (01 ) mit einem Trockner (03), durch welche der Bedruckstoff (1 1 ) führbar, und beim Hindurchführen zu dessen Trocknung im Trocknerinnern mit heißer Trocknerzuluft in Kontakt bringbar ist, wobei zur Aufheizung der
Trocknerzuluft wenigstens ein erster Wärmetauscher (16; 23) vorgesehen ist, durch welchen auf der kalten Seite zumindest ein Teil der in den Trockner (03) zu führenden Trocknerzuluft als Zuluftstrom (14), und auf der heißen Seite ein im Wärmetauscher (16; 21 ) Wärme an die zu erwärmende Trocknerzuluft abgebendes, von einer Trocknerabluft verschiedenes Heizfluid geführt ist, dadurch
gekennzeichnet, dass der Trockner (03) mindestens eine Heizzone (36) und mindestens eine Kühlzone (37) umfasst, und die durch den ersten Wärmetauscher (16) erhitzte Trocknerzuluft einer Heizzone (36) des Trockners (03) zugeführt ist, und dass ein Trocknerabluftstrom (39) aus der Kühlzone (37) insgesamt oder zumindest teilweise dem ersten Wärmetauscher (16) als Zuluftstrom (14) oder zumindest als Teil des Zuluftstroms (14) zugeführt ist.
2. Trocknersystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der
Wärmeübertrag vom Heizfluid an die Trocknerzuluft über zumindest einen der beiden den Wärmetauscher (16; 21 ) auf der kalten und hei ßen Seite
durchsetzenden Volumenströme, insbesondere über den Volumenstrom des Heizfluids, regelbar ausgebildet ist.
3. Trocknersystem einer Bedruckstoff (1 1 ) be- und/oder verarbeitenden
Druckmaschine (01 ) mit einem Trockner (03), durch welche der Bedruckstoff (1 1 ) führbar, und beim Hindurchführen zu dessen Trocknung im Trocknerinnern mit heißer Trocknerzuluft in Kontakt bringbar ist, wobei zur Aufheizung der
Trocknerzuluft wenigstens ein erster Wärmetauscher (16; 23) vorgesehen ist, durch welchen auf der kalten Seite zumindest ein Teil der in den Trockner (03) zu führenden Trocknerzuluft, und auf der heißen Seite ein im Wärmetauscher (16; 21 ) Wärme an die zu erwärmende Trocknerzuluft abgebendes, von einer Trocknerabluft verschiedenes Heizfluid geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der
Wärmeübertrag vom Heizfluid an die Trocknerzuluft über zumindest den
Volumenstrom des Heizfluids regelbar ausgebildet ist.
4. Trocknersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockner (03) mehrere Zonen (36; 37), insbesondere mindestens eine Heizzone (36) und mindestens eine Kühlzone (37) umfasst, und die durch den ersten Wärmetauscher (16) erhitzte Trocknerzuluft einer Heizzone (36) des Trockners (03) zugeführt ist.
5. Trocknersystem einer Bedruckstoff (1 1 ) be- und/oder verarbeitenden
Druckmaschine (01 ) mit einem Trockner (03), durch welche der Bedruckstoff (1 1 ) führbar, und beim Hindurchführen zu dessen Trocknung im Trocknerinnern mit heißer Trocknerzuluft in Kontakt bringbar ist, wobei zur Aufheizung der
Trocknerzuluft wenigstens ein erster Wärmetauscher (16; 23) vorgesehen ist, durch welchen auf der kalten Seite zumindest ein Teil der in den Trockner (03) zu führenden Trocknerzuluft, und auf der heißen Seite ein im Wärmetauscher (16; 21 ) Wärme an die zu erwärmende Trocknerzuluft abgebendes, von einer Trocknerabluft verschiedenes Heizfluid geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockner (03) mehrere Zonen (36; 37), insbesondere mindestens eine Heizzone (36) und mindestens eine Kühlzone (37) umfasst, und die durch den ersten Wärmetauscher (16) erhitzte Trocknerzuluft einer Heizzone (36) des Trockners (03) zugeführt ist, dass der mindestens einen Kühlzone (37) über einen Trocknerzustrom (23)
Trocknerzuluft zuführbar ist, welche vor Eintritt in die Kühlzone (37) durch einen zweiten Wärmetauscher (21 ) geführt ist, in welchem sie durch thermischen Kontakt mit einem die heiße Seite des Wärmetauschers (21 ) durchströmenden Heizfluid über Umgebungstemperatur erhitzt werden kann, und dass zumindest ein Teil des den ersten und zweiten Wärmetauscher (16; 21 ) auf deren heißen Seite durchfließenden Heizfluids aus dem selben Heizfluidstrom (13) gespeist ist und die beiden Wärmetauscher (16; 21 ) seriell durchströmt.
6. Trocknersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die den Wärmetauscher (16; 21 ) verlassende Trocknerzuluft dem Trockner (03) ohne einen dem Wärmetauscher (16; 21 ) nachgelagerten Verbrennungsprozess zugeführt wird.
7. Trocknersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dass die dem ersten Wärmetauscher (16) zugeführte Trocknerzuluft zumindest teilweise aus dem Inneren des Trockners (03), insbesondere aus einer Kühlzone (37) oder einer der Kühlzone (37) vorgeordneten Zone (36), stammt.
8. Trocknersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens einen Kühlzone (37) Trocknerzuluft über einen Trocknerzustrom (23) zuführbar ist.
9. Trocknersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens einen Kühlzone (37) zuzuführende Trocknerzuluft vor Eintritt in die Kühlzone (37) durch einen zweiten Wärmetauscher (21 ) geführt ist, in welchem sie durch thermischen Kontakt mit einem die hei ße Seite des Wärmetauschers (21 ) durchströmenden Heizfluid über Umgebungstemperatur erhitzt werden kann.
10. Trocknersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der
Wärmeübertrag vom Heizfluid an die Trocknerzuluft über zumindest einen der beiden Volumenströme, insbesondere über den Volumenstrom des Heizfluids, regelbar ausgebildet ist.
1 1 . Trocknersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizfluid des ersten und zweiten Wärmetauschers (16; 21 ) aus dem selben Heizfluidstrom (13) gespeist ist, insbesondere der selben Wärmequelle (09) entspringt.
12. Trocknersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer Austrittsseite (34) des Trockners (03) ein Auslauftunnel (52) mit einem aus der Stirnwand des Trocknergehäuse nach außen gezogenem Bereich verminderten Querschnitts vorgesehen ist, welcher am trocknerfernen Ende die letztlich wirksame Austrittsöffnung (42) für den Bedruckstoff (1 1 ) aufweist.
13. Trocknersystem nach einem der Ansprüche 9 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fluidleitung vorgesehen ist, durch die im zweiten Wärmetauscher (21 ) vorgewärmte Trocknerzuluft in einen Bereich der Austrittsöffnung (42) des
Trockners (03) zuführbar ist.
14. Trocknersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, dass das dem oder den Wärmetauschern (16; 21 ) des
Trocknersystems zugeleitete Heizfluid zumindest zum Teil Abluft bzw. Abgas eines Kraft-Wärme-Aggregates (09) umfasst.
15. Trocknersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, dass das dem oder den Wärmetauschern (16; 21 ) des
Trocknersystems zugeleitete Heizfluid Dampf umfasst oder durch Dampf gebildet ist.
16. Trocknersystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf stromaufwärts des oder der Wärmetauscher (16; 21 ) in einem Wärmetauscher (20) durch Wärmetausch mit Abluft bzw. Abgas eines Kraft-Wärme-Aggregates (09) erzeugt ist.
17. Trocknersystem nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Zuleitung der Abluft bzw. des Abgases aus dem Kraft-Wärme- Aggregates (09) zu dem oder den Wärmetauschern (16; 21 ) des Trocknersystems und/oder zu dem Dampf bereitstellenden Wärmetauscher (20) eine Zuleitung zu mindestens einem weiteren, von einem Trockner (03) verschiednen Abnehmer (05; 06) und/oder Verbraucher (54; 56; 57; 74) von Wärme vorgesehen ist.
18. Trocknersystem nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass
ausgangsseitig des Dampf bereitstellenden Wärmetauschers (20) eine Fluidleitung vorgesehen ist, durch welche ein den Wärmetauscher (20) verlassender Strom von Abluft bzw. Abgas aus dem Kraft-Wärme-Aggregates (09) zu mindestens einem weiteren, von einem Trockner (03) verschiednen Abnehmer (05; 06) und/oder Verbraucher (54; 56; 57; 74) von Wärme zuführbar ist.
19. Verfahren zum Betrieb eines Trockners (03) einer Bedruckstoff be- und/oder
verarbeitenden Druckmaschine, wobei zumindest eine Heizzone (36) des Trockners (03) mit beheizter Trocknerzuluft beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erhitzung der Trocknerzuluft vor Eintritt in die zumindest eine Heizzone (36) durch unmittelbaren oder mittelbaren Wärmetausch mit einem gasförmigen oder flüssigen Fluid eines Medienstromes (13) erfolgt, der eine gegenüber der
Umgebung signifikant höhere Temperatur aufweist und als Nebenprodukt oder Abstrom ein vom Trockner (03) verschiednes Aggregat oder Nebenaggregat (09) der Druckmaschine (01 ) verlässt, dass der Trockner (03) mindestens eine Heizzone (36) und mindestens eine Kühlzone (37) umfasst, und die durch den ersten
Wärmetauscher (16) erhitzte Trocknerzuluft einer Heizzone (36) des Trockners (03) zugeführt wird, und dass ein Trocknerabluftstrom (39) aus der Kühlzone(n) 37 insgesamt oder zumindest teilweise dem Wärmetauscher (16) als Zuluftstrom (14) oder zumindest als Teil des Zuluftstroms (14) zugeführt ist.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kühlzone (37) des Trockners (03) mit beheizter Trocknerzuluft beaufschlagt wird, wobei eine Beheizung der Trocknerzuluft vor Eintritt in die zumindest eine Kühlzone (37) indirekt durch Wärmetausch mit einem Heizfluid erfolgt, wobei in wenigstens der ersten Betriebsweise als Heizfluid oder zumindest als Bestandteil des Heizfluids ein gasförmiges oder flüssiges Fluid eines Medienstromes (13) dient, der eine gegenüber der Umgebung signifikant höhere Temperatur aufweist und als
Nebenprodukt oder Abstrom ein vom Trockner (03) verschiednes Aggregat oder Nebenaggregat der Druckmaschine (01 ) verlässt.
21 . Verfahren nach Anspruch 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Großteil der in die mindestens eine Heizzone (36) geführten Trocknerzuluft zuvor aus einer Heiz- und/oder Kühlzone (36; 37) des Trockners (03) entnommen und durch Wärmetausch aufgeheizt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der
Wärmetausch unmittelbar mit Abgas eines als Verbrennungskraftmaschine (09) ausgebildeten Nebenaggregates (09) der Druckmaschine (01 ) als Heizfluid erfolgt.
23. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der
Wärmetausch mittelbar mit Abgas eines als Verbrennungskraftmaschine (09) ausgebildeten Nebenaggregates (09) der Druckmaschine (01 ) als Heizfluid erfolgt, indem durch das Abgas in einem ersten Wärmetausch ein vom Abgas
verschiedenes Fluid, und durch Wärmetausch mit diesem Fluid die zu erwärmende Trocknerzuluft erhitzt wird.
24. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, dass in der ersten Betriebsweise parallel zum Wärmetausch mit der Trocknerzuluft ein Teilstrom des Abgases einem vom Trockner (03) verschiedenen Abnehmer oder Verbraucher von Wärme und/oder einem Wärmespeicher (24) zugeführt wird.
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