Paolo DellaNegra, Laura Scek 維美德Gorizia公司
維美德Advantage ReDry技術(shù)
—— 能源循環(huán)利用系統(tǒng),提高熱效率
Valmet Energy Recycling System
Paolo DellaNegra, Laura Scek 維美德Gorizia公司
維美德Advantage ReDry產(chǎn)品:利用仍然保持充足能量的部分氣罩廢氣,提高紙機(jī)的綜合效率,同時(shí)減少大氣排放。
早在1992年,維美德在意大利的紙機(jī)上安裝了首個(gè)原型裝置。隨后,此項(xiàng)研究一度停滯。2013年,維美德重啟該系統(tǒng)的研究,并進(jìn)行了大量改進(jìn)工作,在試驗(yàn)紙機(jī)以及ViscoNip壓榨輥上進(jìn)行了大量試驗(yàn)。
迄今為止,可使用蒸汽箱實(shí)現(xiàn)該目的,僅在壓榨之前升高紙幅的溫度。這些蒸汽箱使用低壓蒸汽,此類蒸汽一般由天然氣鍋爐提供,這意味著成本增加。此外,蒸汽箱的定位通常較為復(fù)雜,如果蒸汽箱位置不當(dāng),會使纖維和污垢聚集,造成堵塞。
維美德Advantage ReDry可安裝在真空壓榨之前。一部分濕熱空氣從氣罩排放廢氣中轉(zhuǎn)移導(dǎo)出,再均勻吹向紙幅,提升紙幅溫度,降低紙幅中水的粘度,并提高壓榨效能,增加進(jìn)入氣罩之前紙幅干度。大幅降低了達(dá)到最終干度所需的能量。
圖1 Advantage ReDry紙機(jī)車速不同時(shí)紙幅干度的增加
進(jìn)行壓榨之前,將Advantage ReDry置于真空輥前的適當(dāng)位置,弧形的吹送表面與真空輥吸入段角度對應(yīng)。
將氣罩排放的部分廢氣吹入該系統(tǒng);無論以任何方式,Advantage ReDry使用的氣流量都低于真空輥的氣流量,這樣就避免了這些熱氣泄漏至周圍作業(yè)環(huán)境中。
試驗(yàn)結(jié)果非常令人鼓舞:溫度在180℃~240℃,濕度在100~140g/kg(DA)(實(shí)際上大幅低于紙機(jī)的平均濕度水平)的氣流,紙幅干度增加值在1.4~2個(gè)百分點(diǎn)。
該系統(tǒng)首次應(yīng)用是在傳統(tǒng)真空壓榨輥的紙機(jī)。這可能會使其實(shí)際運(yùn)行性能存在一定的不確定性,因?yàn)樵囼?yàn)測試是在裝有ViscoNip壓榨輥的試驗(yàn)紙機(jī)上進(jìn)行的。
安裝該系統(tǒng)的第一家客戶是Sofidel集團(tuán)的Delicarta Monfalcone紙廠。自2015年4月開機(jī)以來,該系統(tǒng)在節(jié)能和減少大氣排放方面非常有效。
將該系統(tǒng)裝入現(xiàn)有紙機(jī),需要詳細(xì)分析運(yùn)行和控制功能及支架,不能干擾紙機(jī)的運(yùn)行。
設(shè)計(jì)一個(gè)支架,并將其安裝至現(xiàn)有壓榨輥的支撐裝置上:隨著壓榨輥的移動(dòng)而移動(dòng),并裝有供檢查及清潔時(shí)可使蒸汽箱進(jìn)一步向后移動(dòng)的氣動(dòng)裝置。
盡管Advantage ReDry的位置并未產(chǎn)生纖維聚集和堵塞之類的問題,該系統(tǒng)吹送表面仍安裝有可自動(dòng)定時(shí)清潔系統(tǒng)。該裝置由耐高溫的防腐材料制成,在紙機(jī)生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)可在線清潔。
輸送至系統(tǒng)的氣流由氣罩排風(fēng)風(fēng)管中出來,經(jīng)氣/氣熱交換器后,一部分從風(fēng)管轉(zhuǎn)移至吹送風(fēng)箱。
該系統(tǒng)裝有與補(bǔ)充空氣混合的調(diào)節(jié)風(fēng)門,以控制最高溫度,并在風(fēng)機(jī)之前裝有空氣過濾器,以捕集排氣系統(tǒng)中可能存在的纖維,防止堵塞,避免降低紙機(jī)的運(yùn)行性能。
試驗(yàn)表明,壓榨之后的紙幅干度平均增加值為1.6個(gè)百分點(diǎn),在使用特殊的造紙毛毯時(shí),某些峰值可達(dá)到2.0個(gè)百分點(diǎn)。依據(jù)《維美德系統(tǒng)能力和干燥工藝模擬軟件》進(jìn)行的計(jì)算表明,在Sofdel Delicarta Monfalcone紙廠安裝的實(shí)驗(yàn)結(jié)果、其平均干度增加值為2.0個(gè)百分點(diǎn),該系統(tǒng)每年將節(jié)約4,750MWh左右的天然氣和290MWh左右的電,相當(dāng)于節(jié)約18.6萬歐元。
此外,初始結(jié)果也驗(yàn)證與紙幅溫度的相關(guān)性:
當(dāng)溫度從40℃增加至65℃,粘度隨之降低,雖然不是以線性方式,但仍如預(yù)期。
圖2 Sofdel Delicarta Monfalcone紙幅溫度變化使之粘度降低
(本刊編譯自2016年維美德生活用紙技術(shù)大會論文集,周楊審校)