Wärmerückgewinnung in der Papierindustrie

Wärmerückgewinnung in der Papierindustrie mit kundenspezifischen BUCO Wärmeaustauschsystemen

Die Ausführung der BUCOair Wärmeaustauscher bietet eine große Wärmeübertragungsfläche in einem kompakten Raum. Die ebene Kanalströmung auf der Außenseite garantiert einen niedrigen Druckverlust, geringe Tendenz zu Verschmutzung und leichte Reinigbarkeit. Dadurch ist der Apparat ideal für die mit Fasern und Partikeln verunreinigte Abluft aus Papiermaschinen geeignet. Die zurückgewonnene Wärme aus der Abluft aus der Papiermaschine kann zur Vorwärmung der Frischluft, zur Beheizung des Prozesswassers, zur Beheizung der Maschinenhalle oder zur Fernwärmeversorgung eingesetzt werden.

In den modernen Papiermaschinen wird trockene heiße Luft in die Trocknerhaube geblasen um das verdunstete Wasser abzuführen. Der Wassergehalt dieser heißen Abluft liegt im Bereich von 150 g H2O pro kg trockener Luft bei Temperaturen von etwa 80ºC. Mit Taupunkttemperaturen von etwa 60 °C bietet dies ein enormes Potential zur Wärmerückgewinnung bei einem sinnvoll nutzbaren Temperaturniveau. Die zurückgewonnene Wärme kann zur Vorwärmung der Frischluft, zur Beheizung des Prozesswassers, zur Beheizung der Maschinenhalle oder zur Fernwärmeversorgung eingesetzt werden. Die Abluft aus der Papiermaschine ist allerdings stark mit Fasern und Partikeln beladen. Dies verursacht erhebliche Foulingprobleme wenn konventionelle Rohrbündelwärmeaustauscher eingesetzt werden. Die Reinigung und Entfernung der Fasern aus dem Rohrbündel ist schwierig oder unmöglich.

Der Einsatz von BUCOair Wärmeaustauschern ist in diesem Fall die technisch bessere und wirtschaftlichere Lösung. BUCOair Wärmeaustauscher sind aus einem System vollverschweißter Thermobleche in einem rechteckigen Gehäuse aufgebaut (Abbildung). Das Gehäuse wird direkt in den Luftkanal eingeflanscht. Innerhalb der Thermobleche strömt Wasser oder eine Wasser-Glykol-Mischung in einer mehrgängigen Kreuzgegenstromführung zur heißen Luft im Außenraum. Diese Stromführung bietet sowohl eine hohe Effizienz (annähernd dieselbe mittlere Temperaturdifferenz wie bei reiner Gegenstromführung) als auch Flexibilität hinsichtlich der Wassermengenströme (Optimierung von Strömungsgeschwindigkeit, Druckverlust und Wärmeübergang durch Auswahl einer geeigneten Zahl von Durchgängen).

An der Außenseite der kalten Thermobleche kondensiert Wasser aus dem feuchten Abluftstrom aus. Die bei dieser Kondensation freiwerdende latente Wärme trägt zum überwiegenden Teil zu den hohen Wärmerückgewinnungsraten bei. Die Strömungsrichtung der Luft sollte vorzugsweise von oben nach unten im Gleichstrom mit dem ablaufenden Kondensat sein, da dies zu höheren Wärmeübergangskoeffizienten wegen höherer zulässiger Luftgeschwindigkeiten und dünnerem Kondensatfilm führt.

Die Ausführung der BUCOair Wärmeaustauscher bietet eine große Wärmeübertragungsfläche in einem kompakten Raum. Die ebene Kanalströmung auf der Außenseite garantiert einen niedrigen Druckverlust, geringe Tendenz zu Verschmutzung und leichte Reinigbarkeit. Dadurch ist der Apparat ideal für die mit Fasern und Partikeln verunreinigte Abluft aus Papiermaschinen geeignet Die Herstellung des Thermoblechsystems erfolgt nach der europäischen Druckgeräterichtlinie. Als Werkstoffe werden alle Arten von Edelstahl verwendet. Korrosionsprobleme werden durch eine spaltfreie Ausführung der Thermobleche vermindert (WIG-Verschweißung der äußeren Ränder, annähernd rechteckiger Querschnitt der inneren Strömungskanäle durch Aufdrücken in einer Presse).

Wegen der vielen veränderbaren Parameter für die Auslegung (Zahl, Länge und Breite der Thermobleche, Thermoblechabstand, Kanalhöhe, Zahl der Durchgänge) können die Außenabmessungen an vorgegebene räumliche Beschränkungen angepasst werden. Dadurch ist der Einbau eines Wärmerückgewinnungssystems in vorhandenen Anlagen oder das Ersetzen alter Rohrbündelwärmeaustauscher problemlos möglich. Um die Luft bereits am Eintritt mit Wasserdampf zu sättigen und den Wärmeübergang zu verbessern wird häufig Kondensat in den Luftstrom vor dem Plattensystem gesprüht. BUCOair Wärmeaustauscher können optional mit entsprechenden Sprühdüsen oben, einem Kondensatsammeltank unten und der zugehörigen Verrohrung geliefert werden. Weitere Lieferoptionen sind Reinigungsöffnungen und Auflagepratzen am Gehäuse.

Fazit

Die Abluft aus der Papiermaschine ist allerdings stark mit Fasern und Partikeln beladen. Dies verursacht erhebliche Foulingprobleme, wenn konventionelle Rohrbündelwärmeaustauscher eingesetzt werden. Die Reinigung und Entfernung der Fasern aus dem Rohrbündel ist schwierig oder unmöglich, aus diesem Grund ist der BUCOair Wärmeaustauscher die ideale Lösung.

Ingenieurwissenschaft und Thermodynamik optimal in die verschiedenen Fertigungstechniken überführen.

Thermodynamiker, Maschinenbauingenieure und Schweißfachingenieure definieren Auslegungen, Konstruktion und Herstellung kundenspezifisch gefertigter Wärmeaustauschplatten und -systeme aus Normalstahl und austenitischen Stählen bis zu Titan und gewährleisten den weltweit erfolgreichen Vertrieb Ihrer Leistung.

Dabei greift man zurück auf fertigungstechnische Erkenntnisse und Berechnungen, welche innerhalb der letzten 100 Jahre erarbeitet wurden und weiterhin stetig optimiert werden.

In der Wahrnehmung unserer Kunden steht ein Bucoprodukt für:

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