Tulistettu höyry paperin kuivatuksessa

Translated title of the contribution: Superheated steam in paper drying

Kari Edelmann, Pekka Malinen, Risto Ryymin, Markku Karlsson, Sakari Kaijaluoto, Oleg Timofeev

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Tutkimus- ja kehitystyön lähtökohdaksi valittiin kuuman ilman avulla tapahtuva päällepuhalluskuivatus. Ajatuksena oli käyttää päällepuhalluskuivatuksessa kuuman ilman sijasta tulistettua höyryä ja tutkia sanomalehtipaperin kuivatusta viiran tukemana imutelan päällä sekä kartoittaa tulistetun höyryn tekniikan ongelma-alueet. Edelleen oli tavoitteena alustavasti selvittää tulistetun höyryn avulla saavutettava energiansäästö ja mitä vaikutuksia tällä tekniikalla olisi koko paperitehtaan energiahuoltoon. Kokeellisesti on osoitettu, että sanomalehtipaperia voidaan kuivata lähes 400 °C:n tulistetulla höyryllä ilman merkittäviä laatumuutoksia edellyttäen, ettei paperia ylikuivata. Efektiiviseksi vedenhaihdutusnopeudeksi arvioidaan 300 °C:n puhalluslämpötilalla ja 90 m:n/s puhallusnopeudella saatavan noin 100 - 120 kg/m2 h. Alustavien laskelmien mukaan voidaan sanomalehtipaperi tällöin kuivata neljällä tulistetun höyryn yksiköllä ja 14 höyrysylinterillä, kun perinteinen ilmaan perustuva kuivatustekniikka tarvitsee 31 höyrysylinteriä. Suuremman haihdutustehon ansiosta lyhenee kuivatusosan pituus lähes 50 %. Höyryn kierrätyksen ja puhallushuuvan tiivistämisen tutkimiseksi koelaitteisto rakennettiin vuonna 1994 uudelleen, jolloin laitteistoon suunniteltiin myös uusi huuva. Periaatteena oli rakentaa yleisesti käytetyn standardin mukainen huuva. Kokeissa kuitenkin osoittautui, että uuden huuvan kapasiteetti on ilmallakin oletettua pienempi. Lämpökamera- ja lämmönsiirtomittausten perusteella tulee puhallukselle avoimen pinta-alan olla koelaitteessa suurempi kuin standardiratkaisuissa, jotka perustuvat Holger-Martinin korrelaatioihin. Optimisuutingeometrian määrittäminen edellyttää sekä kokeellista tutkimusta että teoreettisia virtauslaskelmia. Sanomalehtipaperin permeabiliteetti on tekijä, joka on otettava tarkemmin huomioon höyrykuivatusmenetelmän taloudellisuutta arvioitaessa. Ilmalla suoritettujen sanomalehtipaperin kuivatuskokeiden perusteella kasvaa ilman läpivirtaus kuiva-ainepitoisuuden kasvaessa. Tämä vaikuttaa luonnollisesti menetelmän energiatalouteen haitallisesti. Tätä ei ole toistaiseksi otettu huomioon energiataloustarkasteluissa. Laskelmien mukaan, mikäli tiivis päällepuhallusyksikkö on kehitettävissä, arvioidaan energiansäästöpotentiaaliksi 500 - 1 000 kJ/kgH2O tulistetulla höyryllä tapahtuvan kuivatuskonseptin osuudesta ja nykyisestä LTO-järjestelmästä riippuen. Tulistetun höyryn osuutta kuivatuskonseptissa voidaan kasvattaa, mikäli tehtaalla löytyy uusia energiankäyttökohteita, kuten esim. polttoaineiden kuivatus ja paperitehtaan kiertoveden monivaihehaihdutus. Monivaihehaihdutusta on esitetty erääksi vesikiertojen sulkemisen mahdollistavaksi tekniikaksi. Osana tutkimusta on yhteistyössä IVO Oy:n kanssa osoitettu, että nykyisin käytössä olevalle vastapainevoimalle on löydettävissä kustannuksiltaan kilpailukykyinen energian tuotantomenetelmä käytettäessä tulistettua höyryä paperin kuivatukseen.
Translated title of the contributionSuperheated steam in paper drying
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages59
ISBN (Print)951-38-4850-7
Publication statusPublished - 1995
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

SeriesVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
Number1695
ISSN1235-0605

Keywords

  • papermaking
  • drying
  • papers
  • paper industry
  • steam
  • superheating
  • quality

Fingerprint Dive into the research topics of 'Superheated steam in paper drying'. Together they form a unique fingerprint.

  • Cite this

    Edelmann, K., Malinen, P., Ryymin, R., Karlsson, M., Kaijaluoto, S., & Timofeev, O. (1995). Tulistettu höyry paperin kuivatuksessa. VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 1695