卫生纸生产中的热电联产应用转让专利
申请号 : CN200880018775.4
文献号 : CN101730767A
文献日 : 2010-06-09
发明人 : A·N·伊西拉
申请人 : 生活化学工业有限公司
摘要 :
本发明的目的在于实现一种卫生纸生产方法，该方法消除了源自干线电源并导致生产中断的问题，而且使卫生纸生产中能够节约能量。为了这个目的，实现了一种卫生纸生产方法，其中，借助于涡轮机(1)从燃烧气体来生产电力，通过将散发自涡轮机的热的燃烧气体用于卫生纸的干燥(3)而对其加以利用，使用吸收冷却器(5)对散发自卫生纸干燥过程的气体进行冷却，因而已经提供了对于这个问题的解决方案。
权利要求 :
1.一种卫生纸生产方法，其特征在于，包括如下步骤：收集散发自使用天然气工作的涡轮机的燃烧室的气体；
所述涡轮机借助于散发的燃烧气体的能量通过旋转来生产电力；
将生产的电力供应至生产过程中使用电力工作的各种机器和装置；
传送所述燃烧气体，该气体散发自涡轮机并且在借助于迂回管道而到达纸干燥缸时已经相对地损失了其能量；
将其应用在缠绕于纸干燥缸上的纸上；
利用穿过所述管道的所述气体来干燥所述纸；
使干燥期间获得的热气穿过吸收冷却器单元；
从所述吸收冷却器单元获得冷水。
说明书 :
技术领域
本发明涉及生产卫生纸的方法，该方法在卫生纸干燥过程中借助于处理系统来利用燃气涡轮机的热废气并且同时产生电力。
背景技术
在卫生纸的生产过程中，对纸进行干燥是需要最大量能源的步骤之一。在这个步骤中，通过将纸片在其所缠绕的缸(cylinder)的罩(hood)处在燃烧器产生的热空气上经过，从而得到干燥。燃烧器使用天然气或任何其他的液体燃料来工作，它们的唯一目的就是产生热量。另一方面，被送往扬基缸(Yankee cylinder)的蒸汽是从使用燃料的蒸汽锅炉中获得的。
一张以每分钟2000米的速度生产的、包括5％水分的、宽度为3到5.5米的薄纸片是经由对包含99.8％水分和0.2％纤维的混合水进行过滤而获得的。正如上面所公开的，将这种纸片缠绕在称为“扬基干燥器(Yankee Dryers)”的大的加热的缸上来使其干燥。蒸汽也通过该扬基干燥器。从能量消耗的角度而言，在扬基干燥器上进行的这个步骤是卫生纸生产中最重要的步骤。
由于目前能量成本的持续增长，通过降低所述干燥步骤中的高能量消耗而使该成本下降是所述过程中所期望的改进。
此外，在本技术领域中，使用电能工作的机器和装置被应用在卫生纸生产工厂的大多数步骤中。这种情况使得工厂的各过程在干线(mains)停电(power cuts)所造成的效率下降面前没有得到保护。高能量消耗和燃料所经历的价格上升和波动并未使得使用液体燃料运行的电动发电机的操作变得经济。另外，网络电流的质量是另一个问题。干线的电压下降妨碍了生产中使用的大多数机器的连续运行，并且甚至可能使得它们中的某些失效。这种情况导致了生产工厂中的效率降低和混乱，而失效的装置又强加了进一步的成本。
在电力生产工厂中，取决于使用发动机或是涡轮机，电效率在20％至50％之间变化而45％至80％的输入能量转变成热量并排放到大气中。利用这些已知的常规系统来生产电力不仅污染环境而且也不是足够经济，因为其使输入能量的一大部分都损耗为废热。
热电联产(cogeneration)方法，其可定义为使用燃气涡轮机来生产电力以及在各种生产过程中对散发自这些涡轮机的热废气中的热量的利用，是一种目前正应用于许多生产部门的方法。借助于燃气热电联产单元能获得85％至90％的总体效率，该燃气热电联产单元同时生产热量和电力。
例如，美国专利申请US2005160618公开了一种用于卫生纸干燥的热电联产系统。然而，这项应用是关于通过使用蒸汽来提供真空的，而不是关于使热量和电力消耗最小化的。
一张以每分钟2000米的速度生产的、包括5％水分的、宽度为3到5.5米的薄纸片是经由对包含99.8％水分和0.2％纤维的混合水进行过滤而获得的。正如上面所公开的，将这种纸片缠绕在称为“扬基干燥器(Yankee Dryers)”的大的加热的缸上来使其干燥。蒸汽也通过该扬基干燥器。从能量消耗的角度而言，在扬基干燥器上进行的这个步骤是卫生纸生产中最重要的步骤。
由于目前能量成本的持续增长，通过降低所述干燥步骤中的高能量消耗而使该成本下降是所述过程中所期望的改进。
此外，在本技术领域中，使用电能工作的机器和装置被应用在卫生纸生产工厂的大多数步骤中。这种情况使得工厂的各过程在干线(mains)停电(power cuts)所造成的效率下降面前没有得到保护。高能量消耗和燃料所经历的价格上升和波动并未使得使用液体燃料运行的电动发电机的操作变得经济。另外，网络电流的质量是另一个问题。干线的电压下降妨碍了生产中使用的大多数机器的连续运行，并且甚至可能使得它们中的某些失效。这种情况导致了生产工厂中的效率降低和混乱，而失效的装置又强加了进一步的成本。
在电力生产工厂中，取决于使用发动机或是涡轮机，电效率在20％至50％之间变化而45％至80％的输入能量转变成热量并排放到大气中。利用这些已知的常规系统来生产电力不仅污染环境而且也不是足够经济，因为其使输入能量的一大部分都损耗为废热。
热电联产(cogeneration)方法，其可定义为使用燃气涡轮机来生产电力以及在各种生产过程中对散发自这些涡轮机的热废气中的热量的利用，是一种目前正应用于许多生产部门的方法。借助于燃气热电联产单元能获得85％至90％的总体效率，该燃气热电联产单元同时生产热量和电力。
例如，美国专利申请US2005160618公开了一种用于卫生纸干燥的热电联产系统。然而，这项应用是关于通过使用蒸汽来提供真空的，而不是关于使热量和电力消耗最小化的。
发明内容
本发明的目的在于实现一种卫生纸生产方法，该方法消除了源自干线电源并导致生产中断的问题，而且使卫生纸生产中能够节约能量。
为了这个目的，实现了一种卫生纸生产方法，其中，借助于涡轮机从燃烧气体来生产电力，通过将散发自涡轮机的热的燃烧气体用于卫生纸的干燥而对其加以利用，散发自卫生纸干燥过程的气体首先用于在蒸汽锅炉中产生蒸汽，然后获得了用于吸收冷却器的局部冷却的冷水，因而已经提供了对于这个问题的解决方案。
为了这个目的，实现了一种卫生纸生产方法，其中，借助于涡轮机从燃烧气体来生产电力，通过将散发自涡轮机的热的燃烧气体用于卫生纸的干燥而对其加以利用，散发自卫生纸干燥过程的气体首先用于在蒸汽锅炉中产生蒸汽，然后获得了用于吸收冷却器的局部冷却的冷水，因而已经提供了对于这个问题的解决方案。
附图说明
附上为达到本发明目的而实现的卫生纸生产中的热电联产应用的例示图，这些图包括：
图1是本创造性卫生纸生产方法的示例实施例的流程图；
图2是示出了本创造性卫生纸生产方法的实施例所实施涡轮机的某些特性和性能值的表。
图中的部件是单独标号的，其中该标号指代下述部件：
1.燃气涡轮机
2.燃烧器
3.纸干燥缸
4.蒸汽锅炉
5.吸收冷却器
图1是本创造性卫生纸生产方法的示例实施例的流程图；
图2是示出了本创造性卫生纸生产方法的实施例所实施涡轮机的某些特性和性能值的表。
图中的部件是单独标号的，其中该标号指代下述部件：
1.燃气涡轮机
2.燃烧器
3.纸干燥缸
4.蒸汽锅炉
5.吸收冷却器
具体实施方式
本创造性卫生纸生产方法包括借助于散发自燃烧室的燃烧气体的能量通过旋转来生产电力的燃气涡轮机，将所生产的电力供应至生产过程中使用电力而工作的各种机器和装置，利用散发自涡轮机的燃烧气体来对纸进行干燥，该燃烧气体在被传送到纸干燥缸以及被应用在缠绕于纸干燥缸的纸上时已经相对地损失了其能量。
使散发自这里并相对地包含水蒸气的热气穿过蒸汽锅炉以获得蒸汽，然后在吸收冷却器单元中获得冷水。
所述涡轮机优选地使用天然气来工作，并且是由Turbomach等制造的“TBM-T70”类型和“TAURUS 70-10301 Axial”型号。在图2中提供了一个表，该表示出了所述涡轮机的某些特性和性能值。涡轮机从外部环境供应天然气燃烧所需的空气，并且散发自涡轮机的废气的温度取决于外部环境温度而变化。例如，当外部环境温度是-10℃时，散发自涡轮机的废气的温度预计为480℃，并且涡轮机废气的温度随着外部环境温度的升高而升高。
涡轮机废气经由管道被传送到通道型燃烧器(channel typeburner)。所述燃烧器也使用天然气作为燃料。在涡轮机废气的温度不足以用于纸干燥过程的情况下，这个燃烧器中提供额外的燃烧能量以使待传送到纸干燥缸的气体的温度升高。当涡轮机废气没有包含足量的用于燃烧的氧气时，可能可以从外部环境中获得额外的空气补充。当涡轮机废气的温度足以用于纸干燥过程时，涡轮机废气穿过燃烧室而不受任何处理。在本发明的另一个实施例中，在涡轮机废气的温度足以用于纸干燥过程的情况下，涡轮机废气借助于迂回管道(bypass pipe)而直接循环，并且被传送至纸干燥缸而迂回过燃烧器。
具有足以用于纸干燥过程的温度的气体被传送至扬基纸干燥缸(Yankee paper drying cylinder)。扬基纸干燥缸是具有无孔表面的缸，其外表面上缠绕有含水纸片并具有相对较大的直径。利用蒸汽在缸内部实现加热。在这里，通过使热气从纸干燥缸的外部作用在纸上以及使蒸汽从缸内部热作用在纸上来确保将纸内的湿气蒸发掉。
散发自扬基纸干燥缸的相对变冷的和潮湿的气体被传送至蒸汽锅炉和吸收冷却器。吸收冷却方法是本领域的已知方法，借助于如溴化锂液体的化学制品来从废气中获得蒸汽和冷水。因而，提供了不依赖于电力的冷却系统，而压缩机冷却系统却正是依赖于电力的情况。
本发明所述的进程能经由单独的系列设备(serialequipment)而实施，而且其也能经由平行工作的两个或更多个系列设备来执行。主设备之间的管道系统(如所述涡轮机、燃烧器、纸干燥缸、吸收冷却器)可使用本领域众所周知的设计方法来设计，从而它们将与本方法所将要应用的特殊系统一致，提供使用便捷性、安全性和操作灵活性。
图1示出了本创造性方法的示例实施例的流程图。
本创造性方法所公开的所有部件在外部结构中被设计以节约投资成本或者节省现有的封闭区域。
本说明书中描述了本发明的基本原理。在这些基本原理的范围内，可以开发出本发明的各种实施例。本发明实质上应根据所附的权利要求来确定。
使散发自这里并相对地包含水蒸气的热气穿过蒸汽锅炉以获得蒸汽，然后在吸收冷却器单元中获得冷水。
所述涡轮机优选地使用天然气来工作，并且是由Turbomach等制造的“TBM-T70”类型和“TAURUS 70-10301 Axial”型号。在图2中提供了一个表，该表示出了所述涡轮机的某些特性和性能值。涡轮机从外部环境供应天然气燃烧所需的空气，并且散发自涡轮机的废气的温度取决于外部环境温度而变化。例如，当外部环境温度是-10℃时，散发自涡轮机的废气的温度预计为480℃，并且涡轮机废气的温度随着外部环境温度的升高而升高。
涡轮机废气经由管道被传送到通道型燃烧器(channel typeburner)。所述燃烧器也使用天然气作为燃料。在涡轮机废气的温度不足以用于纸干燥过程的情况下，这个燃烧器中提供额外的燃烧能量以使待传送到纸干燥缸的气体的温度升高。当涡轮机废气没有包含足量的用于燃烧的氧气时，可能可以从外部环境中获得额外的空气补充。当涡轮机废气的温度足以用于纸干燥过程时，涡轮机废气穿过燃烧室而不受任何处理。在本发明的另一个实施例中，在涡轮机废气的温度足以用于纸干燥过程的情况下，涡轮机废气借助于迂回管道(bypass pipe)而直接循环，并且被传送至纸干燥缸而迂回过燃烧器。
具有足以用于纸干燥过程的温度的气体被传送至扬基纸干燥缸(Yankee paper drying cylinder)。扬基纸干燥缸是具有无孔表面的缸，其外表面上缠绕有含水纸片并具有相对较大的直径。利用蒸汽在缸内部实现加热。在这里，通过使热气从纸干燥缸的外部作用在纸上以及使蒸汽从缸内部热作用在纸上来确保将纸内的湿气蒸发掉。
散发自扬基纸干燥缸的相对变冷的和潮湿的气体被传送至蒸汽锅炉和吸收冷却器。吸收冷却方法是本领域的已知方法，借助于如溴化锂液体的化学制品来从废气中获得蒸汽和冷水。因而，提供了不依赖于电力的冷却系统，而压缩机冷却系统却正是依赖于电力的情况。
本发明所述的进程能经由单独的系列设备(serialequipment)而实施，而且其也能经由平行工作的两个或更多个系列设备来执行。主设备之间的管道系统(如所述涡轮机、燃烧器、纸干燥缸、吸收冷却器)可使用本领域众所周知的设计方法来设计，从而它们将与本方法所将要应用的特殊系统一致，提供使用便捷性、安全性和操作灵活性。
图1示出了本创造性方法的示例实施例的流程图。
本创造性方法所公开的所有部件在外部结构中被设计以节约投资成本或者节省现有的封闭区域。
本说明书中描述了本发明的基本原理。在这些基本原理的范围内，可以开发出本发明的各种实施例。本发明实质上应根据所附的权利要求来确定。