[发明专利]借助热力泵系统高效节能地溶解纤维材料的方法和设备

说明书

技术领域

本发明的主题构成一种用于高效节能地在材料溶解装置(碎浆机)中溶解纤维材料例如回收的纤维材料(如废纸)的方法，其中，预热用于溶解纤维材料的溶解用水。本发明的主题还构成一种实施依据本发明的方法的设备。

背景技术

纤维材料溶解时，争取较高的材料溶解温度有时是有利的，因为一方面溶解用水(滤液)在较高温度时能够更好地渗入纤维束并且因此加快溶解过程。而另一方面，对于某些经印刷的废纸种类，也能够观察到印刷油墨溶解的改善。溶解用水的加热目前以蒸汽喷射进行。然而这种蒸汽加热在纤维材料溶解时产生显著的能量需求。

发明内容

因此，本发明的任务在于提供一种高效节能地溶解纤维材料的方法，该方法仍然能够以较高的材料溶解温度实施。

该任务通过如下方法解决，即，通过热力泵预热溶解用水，其中，热量经由热力泵从处于材料制备过程中的过程用水传输到溶解用水，从而加热溶解用水并且冷却过程用水。

在此，过程用水例如可以源自纤维材料制备中的浓缩步骤。

这种方法可节约能源，因为不再需要用于预热溶解用水的蒸汽。除此以外，现有设备能够以此改装。

如果借助滚筒式溶解装置(滚筒式碎浆机，drum pulper)来进行材料溶解，那么该方法尤其适合。

然而较高的溶解温度必然导致较高的循环温度，这对粘性污物(胶质物)的离析产生消极影响。在较高的处理温度时，例如在55℃以上的范围中，粘性污物变软，从而能够更容易地穿过分类器的狭隙，那么良好的胶质物离析不再可能。因此，如下是特别有利的，即，在材料溶解装置之后的过程阶段中添加由热力泵冷却的过程用水作为稀释用水。在溶解后，纤维材料流体的温度由此再次下降并且有利于后面的处理步骤中的胶质物离析。

如果溶解用水通过热力泵加热至55℃以上，特别是到65℃，那么这也是有利的，因为在所述温度下，溶解过程尤其是在溶解滚筒中进行的特别好。

如果过程用水通过热力泵冷却至50℃以下，那么这也是有利的，因为将过程用水添加给后面的过程时，所述过程没有被不利地加热。

本发明还涉及用于高效节能地溶解纤维材料的设备，该设备具有材料溶解装置和通入材料溶解装置的溶解用水导管。依据本发明，该设备具备带有冷凝器和汽化器的热力泵，其中，热量能够由过程用水导管传输到汽化器并且所述热量能够经由热力泵的冷凝器传输到溶解用水导管，从而能够由此加热溶解用水导管中的溶解用水。

附图说明

下面借助附图描述本发明。其中，

图1示出示意性的方法简图；

图2示出优选实施方式中的依据本发明的方法简图；

两个图中相同的附图标记各标注相同的构件。

具体实施方式

在图1中示出了依据本发明的方法简图。

在此，纤维材料12，例如废纸，和热溶解用水2′输送给材料溶解装置6并且纤维材料12在其中溶解。随后，溶解的纤维材料通过材料溶解装置6的接收导管5输出。在本发明中，冷溶解用水2由热力泵7加热。热力泵7由吸收热量的汽化器11和释放热量的冷凝器10组成。热力泵7额外地还具有压气机9(压缩机)和减压机构8(节气门)。

冷溶解用水2通过热力泵7的冷凝器10加热，从而使得热溶解用水2′可以输送给材料溶解装置6。用于加热所必需的热量经由热力泵7的汽化器11从热过程用水1中汲取。随后，冷的或者说冷却的过程用水1′离开汽化器11。

例如在运行中，50℃的冷溶解用水2通过热力泵7加热至65℃，过程用水1同时通过热力泵7由此得到冷却。通过在后面的处理阶段添加冷却的过程用水，可以基本上再次达到初始温度(在本例中为50℃)，而在常规的蒸汽加热情况下，总处理温度提高，这再次对胶质物离析产生消极影响。

图2示出本发明的优选实施方式，其中，冷却的过程用水1′导入接收导管5。一方面由此稀释了纤维材料悬浮液，这是接下来的处理步骤所需要的，另一方面也由此冷却了纤维材料悬浮液。这对粘性污物的离析产生非常积极的作用。

在这里，热力泵7以该方式合入系统，加热了溶解用水2(溶解滤液)并且同时冷却了在溶解过程后添加的过程用水1′(稀释用水)。因此，具有较高温度溶解的优点和循环中基本保持恒定的温度水平以及在后面的处理阶段中获得较好的胶质物离析都能够得以保证。

图1和图2中的附图标记1、1′、2和2′一方面表示过程用水1、1′以及溶解用水2、2′，而另一方面也表示用于过程用水以及溶解用水的导管。