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DE69717273T2 - Verfahren zur verminderung des frischwasserverbrauchs in einer papierfabrik mittels eines kühlturms - Google Patents

Verfahren zur verminderung des frischwasserverbrauchs in einer papierfabrik mittels eines kühlturms

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Publication number
DE69717273T2
DE69717273T2 DE69717273T DE69717273T DE69717273T2 DE 69717273 T2 DE69717273 T2 DE 69717273T2 DE 69717273 T DE69717273 T DE 69717273T DE 69717273 T DE69717273 T DE 69717273T DE 69717273 T2 DE69717273 T2 DE 69717273T2
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DE
Germany
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water
cooling
cooling tower
cooled
paper mill
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DE69717273T
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Rainer Gartz
Pertti Heikkilae
Henrik Pettersson
Markku Saarinen
Ilkka Sipilae
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Valmet Technologies Oy
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Metso Paper Oy
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    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/66Pulp catching, de-watering, or recovering; Re-use of pulp-water
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28CHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C1/00Direct-contact trickle coolers, e.g. cooling towers
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28CHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C1/00Direct-contact trickle coolers, e.g. cooling towers
    • F28C1/14Direct-contact trickle coolers, e.g. cooling towers comprising also a non-direct contact heat exchange
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F25/00Component parts of trickle coolers
    • F28F25/02Component parts of trickle coolers for distributing, circulating, and accumulating liquid
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verringern des Verbrauchs von Frischwasser und Energie bei einer Papiermühle.
  • Bei Papiermühlen nach dem Stand der Technik ist eine Unmenge an Frischwasser zum Kühlen und für Waschanforderungen in der Siebpartie und in der Pressenpartie und für die Verdünnung bei einer Halbstoffvorbereitungsanlage erforderlich.
  • Frisches Rohwasser ist üblicherweise kaltes und süßes (nicht salzhaltiges) Oberflächenwasser, das aus Flüssen oder Seen entnommen wird. Dieses Rohwasser muss vor seiner Verwendung chemisch gereinigt werden. Rohwasser wird unter anderem als Ergänzungswasser und auch für Wascherfordernisse bei der Herstellung von Halbstoff und Papier verwendet und es muss vor der Verwendung erwärmt werden.
  • Wie dies gut bekannt ist, verbraucht die Herstellung von Halbstoff und von Papier eine Unmenge an thermischer Energie und elektrischer Energie, die in das Zirkulations- und Kühlwasser übertragen wird. Der Hauptteil der thermischen Energie, die verlören geht, ist zunähst in Form von Dampf, der mittels kalten Frischwassers in Kondensatoren kondensiert. Ein gewisser Anteil an thermischer Energie wird zum Erwärmen von Wasser in Halbstoff- und Papiermühlen durch verschiedene indirekte Wärmetauscher übertragen. Von dem von den Kondensatoren und Wärmetauschern erhaltenen warmen Wasser wird nur ein Teil zu einer nützlichen Anwendung schließlich gebracht und die überschüssige Menge tritt in die Kanalisation. Aufgrund von Änderungen bei der Herstellung von Papier schwankt der Verbrauch an kaltem und warmem Frischwasser, was Änderungen bei den Eigenschaften der verschiedenen Wässer, was beispielsweise Änderungen im Hinblick auf die Temperatur und den pH-Wert bewirkt, was zu einer ungleichmäßigen Qualität des Halbstoffs und des Papiers führt. Zu einer biologischen Behandlung strömende Kühlwässer haben einen negativen Effekt auf die Effizienz und die Kosten der Behandlung des abfließenden Prozess- und Abwassers.
  • Wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist (siehe beispielsweise die Druckschrift US-A-4 638 855) rezirkuliert von Kondensatoren und Wärmetauschern kommendes erwärmtes Kühlwasser zu einem Luftkühlturm, bei dem Verdampfungswasser zu der Umgebung hin verloren geht. Das von den Kühltürmen abgegebene Wasser tritt zurück zu den Kondensatoren und Wärmetauschern. Die. Verdampfung und die Zunahme von Mikroorganismen, die im Kühlturm stattfindet, bewirken, dass eine chemische Behandlung, eine Reinigung und ein Austauschen des Wassers erforderlich werden, um die Kühleffizienz zu halten.
  • Der Kühlturm ist ein Wärmetauscher zum Kühlen von Wasser, wobei das Kühlen in der Regel mittels eines direkten Kontaktes zwischen der Kühlluft und der zu kühlenden Flüssigkeit stattfindet. Das Kühlen findet so statt, dass das Wasser über eine Kontaktfläche so lange wie möglich strömen kann, wobei gleichzeitig diese Fläche mittels Kühlluft gekühlt wird, die von außen in den Turm eingeleitet wird. Die Kontaktfläche besteht aus Füllstücken und/oder Sätzen an Platten bei dem Kühlturm und die Funktion dieser Stücke oder Platten ist es, die Kontaktfläche zwischen der Kühlluft und dem zu kühlenden Wasser maximal zu gestalten. Das Betriebsprinzip ist hauptsächlich auf ein sogenanntes "Verdampfungskühlen" gegründet, da die relativ hohe Verdampfungsenthalpie von Wasser eine relativ hohe Energieentnahme aus der wässrigen Phase selbst dann vorsieht, wenn die Verdampfung nicht besonders reichlich ist.
  • Aus dem Stand der Technik sind Kühltürme bekannt, die mit einem natürlichen Zugprinzip oder mit einem Querströmungsprinzip oder Gegenströmungsprinzip arbeiten. Meistens sind die Kühltürme mit Gebläsen versehen. Wenn das Erfordernis an einem Kühlen höher ist (größere Wasserströmungen), sind kleinere Einheiten häufig parallel zu größeren Einheiten verbunden.
  • Die Hauptaufgabe des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Verringerung des Verbrauchs an Frischwasser bei einer Papiermühle.
  • Ein neuer Kühlturm ist ebenfalls offenbart, dessen Aufgabe es ist, dass er besonders gut für das Ausführen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Es sollte jedoch hervorgehoben werden, dass der Kühlturm auch für eine Verwendung bei einem anderen Verfahren oder bei anderen Prozessumgebungen neben jenen gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
  • In Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es beim Anwenden des Kühlturms die Hauptaufgabe des Kühlturms, den Verbrauch von Frischwasser bei der Papiermühle minimal zu gestalten.
  • Im Hinblick auf die Lösung der vorstehend aufgeführten Aufgaben und jener, die aus dem weiteren Zusammenhang hervorgehen, ist das Verfahren der Erfindung hauptsächlich durch die in Anspruch 1 definierten Merkmale gekennzeichnet.
  • Der bevorzugte Kühlturn besteht aus Kühlmodulen, die jeweils die vorstehend erwähnten Elemente aufweisen, und die Anzahl und die Höhe der Kühlmodule ist in Übereinstimmung mit den Erfordernissen der Kühlleistung gewählt worden und diese Kühlmodule sind mechanisch parallel miteinander verbunden worden und wahlweise und optimal im Hinblick auf die Strömung der Kühlluft und der Strömung des zu kühlenden Wassers verbunden.
  • Selbst obwohl in der vorstehend aufgeführten Darlegung und in der nachstehend aufgeführten Beschreibung von einem Kühlturm gesprochen wird, ist dadurch nicht unbedingt ein hoher und schmaler Aufbau gemeint, sondern aufgrund der vorliegenden Erfindung kann der Kühlturm auch in günstiger Weise als sehr niedriger Aufbau gestaltet werden, der die umgebende Landschaft nicht stört.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung haben die in den Unteransprüchen aufgeführten kennzeichnenden Merkmale.
  • Als Beispiele von besonders vorteilhaften Anwendungen der Anmeldung der vorliegenden Erfindung wird auf die finnischen Patentanmeldungen Nr. 962 176 und 962 177, die am 24. November 1977 veröffentlicht worden sind, der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung verwiesen.
  • Nachstehend sind eine Anzahl an verschiedenen bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung beschrieben, jedoch sollte in diesem Zusammenhang bereits hervorgehoben werden, dass ein Kühlturm nicht unbedingt immer die nachstehend beschriebenen kennzeichnenden Merkmale und zumindest nicht alle von ihnen gleichzeitig hat.
  • Die Erfindung wird vorzugsweise bei einer Papiermühle angewendet, bei der die Wasserzirkulationen so eingerichtet sind, dass die Zirkulationen gänzlich oder teilweise geschlossen sind und die Waschwässer von den Geweben und anderen Vorrichtungen bei der Papiermaschine und auch die von der herzustellenden Papierbahn ablaufenden Wässer wahlweise auf der Grundlage des Ortes oder Ursprungs der Wässer gesammelt werden, und dass zumindest ein Teil der gesammelten verschiedenen Wässer mittels ihrer eigenen Reinigungssysteme gereinigt werden und die gereinigten Wässer zu Anwendungen einer erneuten Verwendung zirkulieren, die vom Gesichtspunkt ihrer Waschpotentiale bei dem Papierherstellprozess geeignet sind, wobei in diesem Zusammenhang eine Papiermühle vorgesehen ist, die eine geringere Menge an Frischwasser erforderlich macht.
  • In dem Kühlturm wird Wasser gekühlt, das in Kondensatoren und Wärmetauschern erwärmt worden ist. Das Wassersystem des Kühlturms ist mit dem Rest der Wasserzirkulation der Papiermühle verbunden, um die Verwendung von Frischwasser minimal zu gestalten.
  • Eine neue Niedrig-Geräusch-Kühlturmkonstruktion ist vorgesehen, die mittels Luftgebläse arbeitet, die vielfältige Möglichkeiten im Hinblick auf die Verbindung und die Einstellung hat und durch die die Temperaturen und die Mengen des zu kühlenden Wassers und der Kühlluft und des Wassers berücksichtigt werden können. Das Erfordernis an einem Kühlen bei dem Turm kann verringert werden, indem in das gekühlte Wasser, das aus dem Kühlturm heraus gelangt, die erwünschte/erforderliche Menge an kaltem Frischwasser eingeleitet wird.
  • Es ist abgeschätzt worden, dass eine optimal eingerichtete Verwendung von Kühlwasser und Frischwasser gemäß der vorliegenden Erfindung die Belastung der Umwelt erheblich verringert und vorteilhafter als eine übermäßige Verwendung von Frischwasser mit dem sich ergebenden übermäßigen Bedarf an einem Reinigen ist.
  • Da der Kühlturm eine Modulkonstruktion ist, kann seine Kühlleistung anfänglich dimensioniert werden und später gemäß den Erfordernissen der Betriebsumgebung geändert werden. Die Modulkonstruktion ermöglicht außerdem verschiedene Alternativen im Hinblick auf das Verbinden und die Zirkulation des zu kühlenden Wassers im Hinblick auf das Erzeugen einer optimalen Kühlwirkung bei jedem speziellen Fall. Aufgrund der Modulkonstruktion kann der Kühlturm leicht gewartet werden, eine geringe Höhe haben und sogar strenge Umwelterfordernisse im Hinblick auf das Erscheinungsbild, Emissionen und Geräusch erfüllen. Die Modulkonstruktion des Kühlturms ermöglicht außerdem die Verwendung von Anwendungen eines dezentralisierten Kühlsystems.
  • Der Kühlturm ist so aufgebaut, dass er wenig Geräusch erzeugt. Im Hinblick auf das Verringern des Geräusches werden Geräuschdämpfer und/oder -isolationseinrichtungen an der Einlassseite und an dem oberen Abschnitt des Kühlturms verwendet. Bei Bedarf kann der Kühlturm auch sehr strenge Geräuscheliminiererfordernisse wie beispielsweise Lp (1m) = 65 dB(A) erfüllen. Schallisolationsplatten verhindern außerdem das Vermischen von warmer, feuchter Abgabeluft mit der Einlassluft, wobei dieses Vermischen die Effizienz des Turms verringern würde. Der Kühlturm hat geringfügige Emissionen von Luft, Wasser und Chemikalien.
  • Mittels eines Kühlturms wird eine günstige Einstellkapazität erzielt, indem die Kühlluftgebläse so angeordnet werden, dass ihre Drehzahl einstellbar ist, oder indem Zwei-Gang-Gebläse und /oder Gebläse mit einstellbaren Rotorblättern verwendet werden.
  • Der Kühlturm steht frei und hat einen soliden Aufbau und erfordert wenig Raum und er kann breit gestaltet werden, wenn dies erwünscht ist, so dass sich ein Kühlturm mit geringer Höhe ergibt, der weniger sichtbar ist.
  • Es ist ein spezielles Kennzeichen des Kühlturms, dass er aus vorgefertigten Elementen hergestellt ist, das heißt der Kühlturm besteht aus sogenannten Modulen. Somit kann sein Aufbau flexibel im Hinblick auf die erwünschte Größe gestaltet werden und gemäß dem zur Verfügung stehenden Raum dimensioniert werden. Die Kühlmodule bestehen vorzugsweise aus genormten Wandelementen, die beispielsweise aus Es 2343 säurebeständigem, rostfreiem Stahl hergestellt sind, und wobei diese Elemente miteinander mittels Schraubverbindungen und Dichtmaterial verbunden werden.
  • Die Höhe des Moduls wird gemäß dem erwünschten Erfordernis der Kühleffizienz dimensioniert. Die Höhe und die Breite sind ebenfalls Variablen vom Gesichtspunkt der Kühlkapazität.
  • Im Allgemeinen wird in Verbindung mit Kühlturmen von einem Begriff einer sogenannten "Zugangstemperatur" gesprochen, womit der Unterschied zwischen den Nasstemperaturen des gekühlten Wassers und der hereinkommenden Luft gemeint ist. Je geringer dieser Unterschied ist, desto effizienter ist der Kühlturm. Die Modulkonstruktion ermöglicht die Anwendung von kleineren Schritten bei der Erhöhung der Kapazität des Kühlturms, wenn Versuche zum Verringern dieses Temperaturunterschiedes unternommen werden, so dass diese bei geringeren Investitionskosten ausgeführt werden können.
  • Der Betrieb des Kühlturms ist außerdem zuverlässiger als beim Stand der Technik aufgrund der kleineren Einheiten und er kann leichter als beim Stand der Technik gewartet werden, da sein oberer Abschnitt abnehmbare Tropftrennelemente hat. Die Wände sind mit Öffnungen für das Reinigen und Warten versehen. Sie haben auch die Innenteile der Wasserstrahlrohre, die ohne weiteres auseinandergenommen werden können. Die Schalldämpfer und -isolationseinrichtungen können mit Leichtigkeit von der Einlassseite der Gebläse entfernt werden.
  • Mittels des Kühlturms kann die Kühlkapazität auf drei verschiedene Weisen bei Bedarf eingestellt werden:
  • 1) mittels der Anzahl und/oder Dimensionierung und/oder den Orten und/oder Verbindungen der Module; je höher die Anzahl an verwendeten Modulen ist, desto höher ist die erzielte Kapazität;
  • 2) mittels der Dimensionierung der Lage von Füllstücken ist es ebenfalls möglich, die Kapazität einzustellen, wobei bei höheren Konstruktionen an Füllstücken eine längere Kontaktzeit und somit ein effizienteres Kühlen erzielt wird;
  • 3) Die Luftgebläse sind mit einer Drehzahlregulierung versehen oder sie können Zwei-Gang-Gebläse sein, und wenn mehrere Gebläse verwendet werden, können sie im Hinblick auf das Einschalten/Ausschalten und/oder im Hinblick auf verschiedene Drehzahlen reguliert werden, wodurch das Kühlen beeinflusst werden kann;
  • 4) durch das Regulieren der Menge an Frischwasser, wobei in diesem Zusammenhang in entsprechender Weise die Menge an Kühlluft reguliert wird oder andersherum.
  • Nachstehend sind einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei die Erfindung jedoch keineswegs auf die Einzelheiten dieser Zeichnungen begrenzt sein soll.
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils des Papierherstellprozesses und seiner Wasserzirkulationen, mit denen der Kühlturm verbunden ist.
  • Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht eines Kühlturms vor dem Ende des Turms.
  • Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht eines Kühlturms.
  • Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht eines Kühlturms, wobei die Modulkonstruktion des Turmes gezeigt ist.
  • Die Fig. 5A und 5B zeigen zwei Ausführungsbeispiele eines Füllstückes, das bei einem Kühlturm verwendbar ist.
  • Fig. 6A zeigt eine Vorderansicht von einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eines Wandelementes bei einem Kühlmodul.
  • Fig. 6B zeigt eine horizontale Schnittansicht entlang der Linie B-B in Fig. 6A.
  • Fig. 6C zeigt eine vertikale Schnittansicht entlang der Linie C- C in Fig. 6A.
  • Fig. 7A zeigt eine Einzelheit DET.X in Fig. 2.
  • Fig. 7B zeigt eine horizontale Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 4.
  • Fig. 8A zeigt eine Schnittansicht eines Kühlturms, bei dem das Kühlen auf einem direkten Luft-Wasser-Kontakt basiert.
  • Fig. 8B zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Kühlturms, der mit einer geschlossenen Wasserzirkulation versehen ist.
  • Wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, wird Frischwasser in die Wasserzirkulation des Kühlturms 100 in der Papiermühle entlang des Kanals 1 eingeleitet. Die Abfälle von den in der Papiermühle gereinigten Wässern werden entlang des Kanals S zu dem Tank 97 gebracht, um zu den Verdampfern 76 zugeführt zu werden. Die Abfälle werden von den Verdampfern 76 entlang des Kanals 98 entfernt und das saubere Wasser tritt durch die Kondensatoren 99 zu dem Kühlturm 100. Die Konzentrate von dem Kondensator 99 oder den Kondensatoren treten entlang des Kanals 56 weiter. Das saubere Kondensat von den Verdampfern 76 tritt entlang des Kanals 80 in den Warmwassertank 87. Der Dampf von den Verdampfern 76 tritt in die Kondensatoren 99, zu denen Kühlwasser von dem Kühlturm 100 tritt. Die Temperatur des Kühlwassers wird mittels der Einstelleinrichtung 54 eingestellt. Das Wasser, das in den Kondensatoren 99 warm geworden ist, tritt zu dem oberen Abschnitt des Kühlturms 100 entlang des Kanals 101.
  • Bei einem in Fig. 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung tritt nach dem Kühlturm 100 Frischwasser in den Warmwassertank 2 für das Frischwasser entlang des Kanals 102 durch Kondensatoren 99. Von dem Warmwassertank 87 tritt Wasser durch den Wärmetauscher 88 in den Heißwassertank 89 entlang des Kanals 13', um beispielsweise als Strahlwasser in der Pressenpartie und in der Siebpartie verwendet zu werden. Die Pegelhöheneinstelleinrichtungen 103 und 104 in den Tanks 2 und 87 arbeiten so miteinander, dass die Lieferung von Wasser zu dem Tank 87 gesichert ist. Jegliche überschüssige Menge an warmem Wasser tritt zu anderen Verwendungsstellen. Ein Teil des Frischwassers tritt jedoch auch direkt zu dem Warmwassertank 87 entlang des Kanals 1.
  • Die Fig. 2 bis 7 zeigen detaillierte Darstellungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Aufbaus eines Kühlturms 100. Das zu kühlende Wasser Win tritt entlang der Kanäle 10. Das zu kühlende Wasser wird durch die Düsen 13 nach unten gesprüht. Oberhalb der Düsen 13 befindet sich eine sogenannte Tropfenfalle 14, wobei durch diese das Hindurchtreten der Kühlluft direkt nach oben verhindert wird, damit die zu kühlenden Wassertropfen ausreichend groß werden und nicht zusammen mit der Luft heraustreten. Die Tropfenfalle 14 kann ohne weiteres zwecks Wartungsvorgängen aus dem Wege heraus demontiert werden. Das zu kühlende Wasser läuft entlang der Füllplatten und/oder -stücke 15 nach unten, wobei durch diese eine maximal große Kontaktfläche zwischen dem zu kühlenden Wasser Win → Wout und der Kühlluft Ain → Aout vorgesehen ist. Die Höhe des durch diese Füllplatten oder Füllstücke 15 eingenommenen Raumes kann so dimensioniert werden, dass eine ausreichend lange Kontaktzeit und somit ein ausreichend effizienter Kühleffekt erzielt werden. Das gekühlte Wasser Wout gelangt durch den Kanal 17 heraus. In dem Kühlturm befinden sich an dem Auslass der Kühlluft Aout ein Schalldämpfer und darüber hinaus Schallisolationselemente 19, 197 die an den Seiten des Kühlturms sitzen. Die Schallisolationselemente 19, 19' stellen außerdem sicher, dass die kalte Luft Ain von unten kommt und dadurch ein Zugang von erwärmter und befeuchteter Luft zurück in die Zirkulation Ain → Aout verhindert wird. Die Funktion des Bodenbassins 20 ist es, das gekühlte Wasser nach dem Kühlen aufzusammeln. Mit dem Bezugszeichen 21 sind die Wand und Stützkonstruktionen des Kühlturms bezeichnet. Die Gebläse, durch die die Kühlluft Ain in den Kühlturm hineingeblasen wird, sind mit den Bezugszeichen 23 bezeichnet.
  • In Fig. 3 ist der Kühlturm in einer Seitenansicht gezeigt. Das zu kühlende Wasser Win tritt entlang der Kanäle 10 ein. Die Kühlluft Ain wird in den Kühlturm mittels der Gebläse 23 geblasen. Fig. 3 zeigt außerdem die Luftführungsplatten 16, durch die die Luft nach oben geführt wird. Das gekühlte Wasser Wout tritt durch den Kanal 17 aus. Des weiteren zeigt Fig. 3 den zusätzlichen Schalldämpfer 18 und die Schallisolationselemente 19, 19', die an den Seiten des Kühlturms sitzen. Die Zeichnung zeigt außerdem die Stützkonstruktionen der Wände des Kühlturms, wobei die Stützkonstruktionen mit dem Bezugszeichen 21 gezeigt sind.
  • Fig. 4 zeigt die Modulkonstruktion des Kühlturms. Wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, besteht der Kühlturm aus sechs zueinander identischen Kühlmodulen 30&sub1; ... 30&sub6;, die mechanisch miteinander verbunden sind, wobei die größeren vertikalen Flächen zueinander gewandt sind. Die Module 30&sub1; ... N (N = 6) sind Elemente in einer Form eines rechtwinkligen Prismas, wobei jedes von ihnen zwei Gebläse 23 in dem unteren Abschnitt der kürzeren vertikalen Wand hat. Die Module 30&sub1; ... 30N sind parallel sowohl im Hinblick auf die Kühlluftströmung Ain → Aout als auch im Hinblick auf die Wasserströmung Win → Wout, die gekühlt wird, verbunden. Im Hinblick auf die zu kühlende Wasserströmung sind verschiedene Verbindungen ebenfalls möglich, und das zu kühlende Wasser kann in die verschiedenen Module 30&sub1; ... 30N von verschiedenen Quellen treten und die zu kühlenden Wasserströmungen Wout können zu verschiedenen Verwendungsanwendungen in Abhängigkeit von ihren Mengen und Temperaturen treten. Außerdem können verschiedene Betriebsblöcke in dem Kühlturm eingerichtet sein, indem eines oder mehrere Elemente 30 parallel verbunden werden, um verschiedene Wasserströmungen zu kühlen. Somit ermöglicht die Modulkonstruktion eine große Vielfalt an verschiedenen Kühlkapazitäten und ein wahlweises Kühlen und Weiterleiten von verschiedenen Wasserströmungen in Abhängigkeit von den Verwendungserfordernissen.
  • Zwischen den Modulen 30 kann sich eine Trennwand befinden, wobei in diesem Fall die verschiedenen Wasserströmungen voneinander getrennt gehalten werden können.
  • Die Fig. 5A und 5B zeigen zwei Ausführungsbeispiele von Füllstücken und -platten 15, die bei einem Kühlturm verwendbar sind. In Fig. 5A strömt das zu kühlende Wasser entlang der wellenförmigen Flächen der Füllplatten 15 nach unten und der somit ausgebildete Flüssigkeitsfilm vergrößert die Kühlkontaktfläche. Die Idee der in Fig. 5B gezeigten Füllstücke ist es, das zu kühlende Wasser mittels ihrer komplexen Teilflächen in kleinere Tropfen zu verteilen, um die Kontaktfläche zu vergrößern.
  • Die Fig. 6A ... 6C zeigen ein Wandelement 128 eines Kühlturmmoduls 30, wobei das Element beispielsweise aus säurebeständigem rostfreiem Stahl hergestellt ist. Mit dem Bezugszeichen 129 ist eine Flanschverbindung für ein Gebläse 23 bezeichnet. Die Fig. 6A ... 6C zeigen Stützkonstruktionen 21 des Kühlturms 100. Fig. 6B zeigt eine vertikale Schnittansicht entlang der Linie B-B in. Fig. 6A. Die Elemente 130 sind beispielsweise aus 2 ... 3 mm dickem säurebeständigem rostfreiem Stahl oder dergleichen durch Biegen hergestellt. Die Elemente 30 haben beispielsweise eine Flachstabversteifung 21a. Fig. 6C zeigt eine Schnittansicht in der Ebene C-C, die in Fig. 6A gezeigt ist. Mit dem Bezugszeichen 131 sind die Schraubenlöcher für die Flanschverbindung beispielsweise zum Fixieren von Schalldämpfern bezeichnet. Fig. 6B zeigt außerdem das einen winkligen Querschnitt aufweisende Profil 132, das an der Wand des Elementes 130 durch Schweißen befestigt ist.
  • Fig. 7A zeigt die Einzelheit DET.X, die in Fig. 2 gezeigt ist. In dieser Zeichnung sind der Verbindungsflansch 135 des Einlassrohrs 10 des zu kühlenden Wassers Win und der Verbindungsflansch 128 des mit dem Rohr 10 verbundenen Düsenrohrs gezeigt. In der Fig. 7A gezeigten Weise sind die Strahldüsen 13 für das zu kühlende Wasser mit dem Düsenrohr verbunden, wobei die Düsen das zu kühlende Wasser auf die Füllplatten und/oder -stücke 15 verteilen, die unterhalb angeordnet sind. Fig. 7A zeigt außerdem ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Tropfenfalle, die oberhalb des Einlassrohrs 10 angeordnet ist, wobei die Falle einen labyrinthartigen Aufbau aufweist.
  • Fig. 7B zeigt eine horizontale Schnittansicht an der in Fig. 4 gezeigten Stelle A-A. Somit zeigt die Zeichnung die vertikale Verbindung zwischen den Seitenwänden von benachbarten Kühlturnmodulen 30n und 30n+1, wobei an der Verbindung die Seitenflansche 136 der Wandelemente aneinander angeordnet sind und miteinander mittels einer Schraubverbindung 137 verbunden sind. Zwischen den Flanschen 136 ist die vertikale Trennwand zwischen den benachbarten Modulen ebenfalls angeordnet, sofern eine derartige Wand verwendet wird. Mittels dieser Wand werden die Wasser- und Luftströmungen der benachbarten Module 30n und 30n+1 getrennt. Die in Fig. 7B gezeigte Verbindung muss dicht sein und bei Bedarf wird ein Dichtmaterial wie beispielsweise Silikon, Gummi, etc. bei dieser Verbindung verwendet.
  • Fig. 8A zeigt einen Kühlturm, bei dem in der aus dem Stand der Technik bekannten Weise ein direkter Kontakt zwischen der Kühlluft Ain → Aout und dem zu kühlenden Wasser Win → Wout vorhanden ist. Das zu kühlende Wasser Win wird entlang des Kanals 10 hinein geleitet und das gekühlte Wasser Wout tritt entlang des Kanals 12 heraus. Der in Fig. 8A gezeigte Kühlturm kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, beispielsweise bei in der Fig. 1 vorstehend, dargestellten Umgebung.
  • Fig. 8B zeigt eine sehr schematische Darstellung eines bevorzugten Kühlturms, der mit einer geschlossenen Wasserzirkulation versehen ist. Das zu kühlende Wasser Win tritt in dem Rohr 138. Rohwasser tritt in den Kühlturm entlang des Kanals 11", wobei dieses Wasser verwendet wird, um die Außenflächen der Rohre in dem Kühlturm feucht zu halten. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der direkte Kontakt zwischen der Kühlluft Ain → Aout und dem zu kühlenden Wasser Win → Wout vermieden. Mittels dieses Kühlturms kann das zu kühlende Wasser sauberer gehalten werden.
  • Beigefügt sind die Patentansprüche dargelegt und die verschiedenen Einzelheiten der Erfindung können Variationen innerhalb des Umfangs der erfinderischen Idee zeigen, die in den Ansprüchen definiert sind und sogar in einem erheblichen Maße von den vorstehend anhand lediglich von Beispielen aufgeführten Einzelheiten abweichen können.

Claims (7)

1. Verfahren zum Verringern des Verbrauchs von Frischwasser und Energie bei einer Papiermühle, wobei bei dem Verfahren Frischwasser zu der Papiermühle für verschiedene Zwecke beim Papierherstellprozess tritt und bei dem Wasser, das bei dem Papierherstellprozess erwärmt worden ist, gekühlt wird, indem es durch eine Kühlturm (100) gerichtet wird, wobei der Kühlturm (100) ein zugehöriges Wassersystem hat, in das das erwärmte Wasser hineintritt und aus dem das gekühlte Wasser heraustritt, wobei das gesamte Frischwasser oder ein wesentlicher Anteil des Frischwassers, das zu der Papiermühle für den Papierherstellprozess tritt, in das gekühlte Wasser, das von dem Kühlturm tritt, eingeleitet wird, um mit dem gekühlten Wasser vermischt zu werden.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
Kühlwasser von dem Kühlturm (100) zu Kondensatorvorrichtungen (99) von einem Verdampfungssystem (76) in dem Wassersystem tritt, das zu dem Kühlturm zugehörig ist, und
ein einstellbarer Anteil des warmen Wassers, das von den Ausläßen der Kondensatorvorrichtungen (99) erhalten wird, in dem Kühlturm (100) rezirkuliert, um gekühlt zu werden.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein einstellbarer Anteil des kalten, gekühlten Wassers, das aus dem Auslass des Kühlturms (100) herauskommt, zusammen mit einer Strömung einer einstellbaren Menge an kaltem Frischwasser zu den Kondensatorvorrichtungen (99) tritt, um Kühlwasser zu bilden.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein einstellbarer Anteil des warmen Wassers, das von den Kondensatoren (99) erhalten wird, zu der Zuführung des warmen Wassers, das in den Kühlturm (100) tritt, zurückkehrt und mit diesem vermischt wird.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Wassers, das in den Kondensatoren (99) erwärmt worden ist, zu einem Pufferspeicherbehälter (2) für warmes Frischwasser tritt, wobei von diesem Behälter eine bestimmte Menge für den Frischwasserbedarf der Papiermühle verwendet wird.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des warmen Wassers, das von den Kondensatorvorrichtungen (99) kommt, zusammen mit dem anderen, warmen Wasser, das von der Papiermühle kommt, in einem Pufferspeicherbehälter (2) gespeichert wird.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlturm (100) mit einer einstellbaren Kühlleistung versehen ist, wobei dadurch die Verwendung von kaltem und warmem Wasser so reguliert wird, dass die Verwendung von Frischwasser und sein Überströmen in die Kanalisation minimal gestaltet werden kann.
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