Papiertrocknung

Papierhersteller

Ein Papierhersteller benötigte Hochleistungswärmetauscher zur Papiertrocknung. Für die optimale Energierückgewinnung im kritischen Trocknungsprozess hat der Kunde fünf modular aufgebaute Glattrohr-Haarnadelwärmetauscher „Air-Dryer VT-D5LD“ von Kelvion verbaut.

Die Kelvion-Hochleistungslufttrockner gewinnen pro Sekunde 12 MW thermische Energie zurück. Hochgerechnet auf das Jahr entspricht das dem Energiebedarf von 6000 Haushalten. Die 8,4 x 4 x 1,5 Meter großen Wärmetauscher verfügen über einen luftseitigen Einbaurahmen in luftdichter Ausführung, die einem maximalen Druck von. 10.000 pü standhalten. Sie sind in der Trockenpartie und damit am Ende der Kartonagenproduktion installiert, bevor die Glättung erfolgt. Papier wird durch Heißluft getrocknet. Die Luft entzieht dem Material die Feuchtigkeit. Ein kritischer Prozess: Wird die Luftfeuchte zu hoch, „tropft“ das Wasser unkontrolliert ab. Was zur Folge hätte, dass die Tropfen das Papier erneut durchnässen würden und so die Qualität mindern würden.

Um das verlässlich zu verhindern, wird die Luft während des Entfeuchtungsprozesses in den Kelvion Air Dryer von 70 °C auf 50 °C heruntergekühlt und konstant bei einer relativen Luftfeuchte von 60 Prozent gehalten. Dabei umströmt die Luft die in Haarnadelform gebogenen Edelstahlglattrohre des Rippenrohrbündels, kühlt ab, wodurch die absolute Feuchte reduziert wird. Das Wasser kondensiert dabei an den Rohren und regnet kontrolliert ab. Ein Glykol-Wasser-Gemisch sorgt für den idealen Wärmetausch. Die so zurückgewonnene Energie wird an anderer Stelle des Fertigungsprozesses wieder eingespeist. So wird Primärenergie in großen Umfang eingespart und die ressourcenschonende Fertigung begünstigt.

Die Kelvion-Lufttrockner benötigen keine zusätzlichen Dehnungsmodule. Ein entscheidender Vorteil. Denn die thermisch bedingte Ausdehnung wird zwischen Rippenrohrbündel und Einbaurahmen ausgeglichen und so im Wärmetauscher selbst kompensiert. Das Haarnadeldesign ermöglicht somit eine spannungsfreie Installation. Die druckführenden und tragenden Teile der Wärmetauscher sind aus Edelstahl gefertigt und miteinander zu einer kompakten Einheit verschweißt. Alle Schweißverbindungen wurden gebeizt. Das schützt vor Korrosion. Nach der Wärmerückgewinnung wird die abgekühlte Luft durch einen Schornstein in die Atmosphäre geleitet.

Neben den Kelvion-Lufttrocknern hat der Kunde auch zehn Wärmetauscher an unterschiedlichen Stellen und in verschiedenen Temperaturzonen des Trocknungsprozesses als Lufterhitzer installiert. Die Kelvion-Air Dryer vom Typ „ET-D7-FE“ wärmen die fortwährend zuströmende Frischluft auf teils 90°C vor. Sie verfügen ebenfalls über einen luftseitigen Einbaurahmen in luftdichter Ausführung, die einem maximalen Druck von. 10.000 Pa ü standhalten. Die thermisch bedingte Ausdehnung findet wie bei den Lufttrocknern im Wärmetauscher selbst statt. Die Wärmeaustauschfläche besteht aus von außen feuerverzinkten Stahlrippenrohren mit elliptisch profilierten Kernrohren und rechteckigen Rippen, die für eine homogene Luftströmung sorgen.

Das Rohrdesign führt zu einem niedrigen Druckverlust und zu hohen Wärmedurchgangszahlen. So können die Wärmetauscherflächen im Vergleich zu kreisförmig ausgeprägten Kernrohren bei gleicher Leistung deutlich geringer dimensioniert werden. Dadurch reduzieren sich die Baugröße und die Produktkosten. Die druckführenden und tragenden Teile der Wärmetauscher wurden aus Stahl gefertigt, miteinander verschweißt und erhielten nach dem Zusammenbau einen zweimaligen Korrosions-Schutzanstrich mit Aerosol, Zink-Hell, P565-4019, siliconfrei, der bis 400°C beständig ist.

Die Kartonmaschine ist laut Hersteller die modernste weltweit – und zugleich eine der effektivsten und größten – und hat am 28. Juni 2019 erfolgreich den Betrieb aufgenommen. Sie setzt Performance-Maßstäbe bei Produktionslinien für verschiedenste Kartonsorten: Bei einer Konstruktionsgeschwindigkeit von 1.200 m/min und einer Bahnbreite von 8.800 mm beträgt die Kapazität 7 550.000 Tonnen pro Jahr. Die Inbetriebnahme erfolgte in nur sieben Tagen von Stoff auf Sieb bis Papier am Roller.

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