藉助熱力泵系統高效節能地溶解纖維材料的方法和設備的製作方法

2023-12-05 02:12:21

專利名稱：藉助熱力泵系統高效節能地溶解纖維材料的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明的主題構成一種用於高效節能地在材料溶解裝置(碎漿機)中溶解纖維材料例如回收的纖維材料(如廢紙)的方法，其中，預熱用於溶解纖維材料的溶解用水。本發明的主題還構成一種實施依據本發明的方法的設備。
背景技術：
纖維材料溶解時，爭取較高的材料溶解溫度有時是有利的，因為一方面溶解用水(濾液)在較高溫度時能夠更好地滲入纖維束並且因此加快溶解過程。而另一方面，對於某些經印刷的廢紙種類，也能夠觀察到印刷油墨溶解的改善。溶解用水的加熱目前以蒸汽噴射進行。然而這種蒸汽加熱在纖維材料溶解時產生顯著的能量需求。

發明內容
因此，本發明的任務在於提供一種高效節能地溶解纖維材料的方法，該方法仍然能夠以較高的材料溶解溫度實 施。該任務通過如下方法解決，S卩，通過熱カ泵預熱溶解用水，其中，熱量經由熱カ泵從處於材料製備過程中的過程用水傳輸到溶解用水，從而加熱溶解用水並且冷卻過程用水。在此，過程用水例如可以源自纖維材料製備中的濃縮步驟。這種方法可節約能源，因為不再需要用於預熱溶解用水的蒸汽。除此以外，現有設備能夠以此改裝。如果藉助滾筒式溶解裝置(滾筒式碎漿機，drum pulper)來進行材料溶解，那麼該方法尤其適合。然而較高的溶解溫度必然導致較高的循環溫度，這對粘性汙物(膠質物)的離析產生消極影響。在較高的處理溫度時，例如在55°C以上的範圍中，粘性汙物變軟，從而能夠更容易地穿過分類器的狹隙，那麼良好的膠質物離析不再可能。因此，如下是特別有利的，即，在材料溶解裝置之後的過程階段中添加由熱カ泵冷卻的過程用水作為稀釋用水。在溶解後，纖維材料流體的溫度由此再次下降並且有利於後面的處理步驟中的膠質物離析。如果溶解用水通過熱カ泵加熱至55°C以上，特別是到65°C，那麼這也是有利的，因為在所述溫度下，溶解過程尤其是在溶解滾筒中進行的特別好。如果過程用水通過熱カ泵冷卻至50°C以下，那麼這也是有利的，因為將過程用水添加給後面的過程時，所述過程沒有被不利地加熱。本發明還涉及用於高效節能地溶解纖維材料的設備，該設備具有材料溶解裝置和通入材料溶解裝置的溶解用水導管。依據本發明，該設備具備帶有冷凝器和汽化器的熱カ泵，其中，熱量能夠由過程用水導管傳輸到汽化器並且所述熱量能夠經由熱カ泵的冷凝器傳輸到溶解用水導管，從而能夠由此加熱溶解用水導管中的溶解用水。


下面藉助附圖描述本發明。其中，圖1示出示意性的方法簡圖；圖2示出優選實施方式中的依據本發明的方法簡圖；兩個圖中相同的附圖標記各標註相同的構件。
具體實施例方式在圖1中示出了依據本發明的方法簡圖。在此，纖維材料12，例如廢紙，和熱溶解用水2'輸送給材料溶解裝置6並且纖維材料12在其中溶解。隨後，溶解的纖維材料通過材料溶解裝置6的接收導管5輸出。在本發明中，冷溶解用水2由熱カ泵7加熱。熱カ泵7由吸收熱量的汽化器11和釋放熱量的冷凝器10組成。熱カ泵7額外地還具有壓氣機9 (壓縮機)和減壓機構8 (節氣門)。冷溶解用水2通過熱カ泵7的冷凝器10加熱，從而使得熱溶解用水2'可以輸送給材料溶解裝置6。用於加熱所必需的熱量經由熱カ泵7的汽化器11從熱過程用水I中汲取。隨後，冷的或者說冷卻的過程用水I'離開汽化器11。例如在運行中，50°C的冷溶解用水2通過熱カ泵7加熱至65°C，過程用水I同時通過熱カ泵7由此得到冷卻。通過在後面的處理階段添加冷卻的過程用水，可以基本上再次達到初始溫度(在本例中為50°C )，而在常規的蒸汽加熱情況下，總處理溫度提高，這再次對膠質物離析產生消極影響。圖2示出本發明的優選實施方式，其中，冷卻的過程用水I'導入接收導管5。一方面由此稀釋了纖維材料懸浮液，這是接下來的處理步驟所需要的，另ー方面也由此冷卻了纖維材料懸浮液。這對粘性汙物的離析產生非常積極的作用。在這裡，熱カ泵7以該方式合入系統，加熱了溶解用水2(溶解濾液)並且同時冷卻了在溶解過程後添加的過程用水I'(稀釋用水)。因此，具有較高溫度溶解的優點和循環中基本保持恆定的溫度水平以及在後面的處理階段中獲得較好的膠質物離析都能夠得以保證。圖1和圖2中的附圖標記1、1'、2和2' —方面表示過程用水l、r以及溶解用水2、2'，而另一方面也表示用於過程用水以及溶解用水的導管。
權利要求
1.用於高效節能地在材料溶解裝置￠)中溶解纖維材料(12)例如廢紙的方法，其中，預熱用於溶解纖維材料(12)的溶解用水(2、2')，其特徵在於，溶解用水(2)通過熱力泵(7)預熱，其中，熱量經由所述熱力泵(7)從處於材料製備過程中的過程用水(I)傳輸到溶解用水(2)，從而加熱溶解用水(2)並且冷卻過程用水(I)。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，材料溶解在滾筒式溶解裝置中進行。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，在所述材料溶解裝置(6)之後的過程階段中給纖維材料添加由所述熱力泵(7)冷卻的過程用水(I')作為稀釋用水。
4.根據權利要求1至3其中任一項所述的方法，其特徵在於，溶解用水(2)通過所述熱力泵⑵加熱至55°C以上，優選到65°C。
5.根據權利要求1至4其中任一項所述的方法，其特徵在於，過程用水(I)通過所述熱力泵(7)冷卻至50°C以下。
6.高效節能地溶解纖維材料(12)的設備，所述設備具有材料溶解裝置(6)和通入所述材料溶解裝置￠)的溶解用水導管(2')，其特徵在於，所述設備具備帶有冷凝器(10)和汽化器(11)的熱力泵(7)，其中，熱量能夠由過程用水導管(I)傳輸到所述汽化器(11)並且熱量能夠經由所述熱力泵(7)的冷凝器(10)傳輸到溶解用水導管(2)，從而能夠由此加熱在所述溶解用水導管(2)中的溶解用水。
7.根據權利要求6所述的設備，其特徵在於，所述材料溶解裝置(6)為滾筒式溶解裝置。
8.根據權利要求6或7所述的設備，其特徵在於，通過所述熱交換器(7)後的所述過程用水導管(I')通入所述材料溶解裝置￠)的接收導管(5)。
全文摘要
本發明涉及一種藉助熱力泵系統高效節能地溶解纖維材料的方法和設備，其中，預熱用於溶解纖維材料(12)的溶解用水(2、2′)。依據本發明，通過熱力泵(7)預熱溶解用水(2)，其中，熱量經由熱力泵(7)從處於材料製備過程中的過程用水(1)傳輸到溶解用水(2)，從而加熱溶解用水(2)並且冷卻過程用水(1)。根據本發明的高效節能地溶解纖維材料的方法仍然能夠以較高的材料溶解溫度實施。
文檔編號D21B1/32GK103031760SQ201210434360
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月28日 優先權日2011年10月4日
發明者亞歷山德·克沙伊德爾, 弗裡德裡希·琥珀, 格爾諾特·魏爾哈特 申請人:安德裡特斯公開股份有限公司