沼气热风纸板干燥系统技术方案

本发明专利技术公开了一种沼气热风纸板干燥系统，沼气燃烧器的出风口连接到缓冲平衡罐内，缓冲平衡罐上部出口连接至调温室，调温室的出口连接增压风机，增压风机的出风口把风送至热风干燥器，调温室和增压风机之间的管道上安装温度传感器，管道的温度由温度传感器传送到电动调节阀的执行机构，通过该电动阀门的开启度控制新鲜的空气进入调温室的风量。本发明专利技术提高纸张传统干燥速率，从而提高劳动生产率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环境工程、可再生能源与造纸工程领域，特别涉及沼气热风纸板干燥系统。
技术介绍
利用厌氧生物技术处理含有有机污染物(通常以COD和BOD表示)的废水和固体 废弃物，可以把这些有机污染物转化为沼气，从而也消除了废水的污染。沼气作为可替代能 源的生产和利用，减少了化石燃料的使用，从而实现了温室气体CO2的减排。造纸厂废水属于高浓度的有机废水，采用废水厌氧生物处理可以产生相当多的沼 气。这些沼气就地利用，是废水的资源化利用和节能减排的有效措施。沼气可以用于发电或者在锅炉中燃烧。但是由于规模、投资等原因，沼气发电对于 一些造纸厂往往不大便利。沼气还可以用于锅炉燃烧产生蒸汽，蒸汽作为热源是造纸厂纸张干燥的传统方 式。一定压力的饱和蒸汽被引入“烘缸”(圆柱形中空的干燥器)，烘缸带有光滑的镜面，纸 张被帆布紧紧包裹紧贴在烘缸表面，随烘缸的转动向前运动，蒸汽透过烘缸把热传递到纸 张上，完成干燥过程。沼气可以导入锅炉用以生产蒸气，但是，两个原因导致蒸汽干燥的效 率较低。首先，在纸张干燥的后期，纸张内部的的水分要蒸发出来，从烘缸表面想纸张内部 的传热速率是关键。但此时纸张表面已经干燥的纤维是热的不良导体，导致热效率非常低， 这种情况对于纸板的干燥尤其严重。其次，以沼气生产蒸汽，然后再用蒸汽干燥纸张的过 程，热的损失经过两个环节，热效率递减较大。
技术实现思路
本专利技术提出一种沼气热风纸板干燥系统，利用造纸厂本身的废水以厌氧生物处理 产生的沼气的利用方式，即利用沼气燃烧产生的高温气体来直接干燥纸张。这种沼气利用 的方式，简便易行，热利用效率较高。而且由于造纸厂是24小时连续生产，产生的沼气随时 可以使用，免去了沼气对大容量贮存设备的要求，简便易行。本专利技术的技术方案是这样实现的沼气燃烧器的出风口连接到缓冲平衡罐内，缓 冲平衡罐上部出口连接至调温室，调温室的出口连接增压风机，增压风机的出风口把风送 至热风干燥器，调温室和增压风机之间的管道上安装温度传感器，管道的温度由温度传感 器传送到电动调节阀的执行机构，通过该电动阀门的开启度控制新鲜的空气进入调温室的风量。沼气在废水处理系统产生后，经过干燥、脱硫等预处理过程，进入沼气燃烧器燃 烧，为了防止燃烧的波动造成的火力忽大忽小和熄火的发生，除了在沼气燃烧器设有自动 点火装置外，本专利技术添加了一个缓冲平衡罐，用以使沼气的流量更为稳定。它与沼气的贮存 有本质的区别，其一，他的容积比贮存罐小得多，作用只是作为压力和流量的缓冲；其二，它 与燃烧器是并联的关系，而不是像贮存罐那样的串联方式。稳定的干燥速率是高速的造纸机所需要的，为此，本专利技术设置了一个调温室来调节沼气热风的温度，并采用新鲜空气来调节热风。所需要的温度根据造纸工艺的要求或者 成品纸张的水分含量加以确定，通过设在热风出口管上的温度传感器控制空气的调节阀， 从而使热风调节到要求的温度。温度调节阀的出口与增压风机相连接，增加风机的作用有两个，1)使燃烧室和调 温室保持一定的负压，并吸入空气；2)提高热风的压力和干燥时的穿透力。增压风机将热 风送到热风喷射干燥器，热风经由喷射干燥器直接喷射到烘缸之间的纸张表面。带压的热 风具有的传透力，提高了对流传热和湿空气的扩散速率。在烘缸上方有排气罩，这是造纸厂都有的设施，其作用是收集含有水蒸气的湿空 气，并将其排出室外，通常的排风罩与排风机相连。湿空气有较高的温度，在其排往室外前， 设置一个换热器，用以回收余热来增加沼气燃烧需要的空气温度，提高热效率。本专利技术通过以上装置，可以产生如下的技术效果(1)提高纸张传统干燥速率，从 而提高劳动生产率；(2)为造纸企业提供方便的、投资节省的一种沼气利用方式，实现温室 气体的减排和节能；(3)产生温度和流量恒定的热风，实现稳定的生产；(4)提高沼气的热 利用效率。附图说明图1纸板沼气干燥系统示意图；下面结合附图对本专利技术的内容作进一步详细说 明。具体实施例方式参照附图所示，沼气燃烧器1的出风口连接到缓冲平衡罐内，缓冲平衡罐上部出 口连接至调温室3，调温室3的出口连接增压风机6，增压风机6的出风口把风送至热风干 燥器7，调温室3和增压风机6之间的管道上安装温度传感器4，管道的温度由温度传感器 传送到电动调节阀5的执行机构，通过该电动阀门的开启度控制新鲜的空气进入调温室的风量。废水的厌氧生物处理过程产生的沼气，含有约60%的甲烷。沼气经过预处理后送 入沼气燃烧系统。热风经过纸张干燥器，直接吹在纸张表面，一定压力的热风具有穿透力， 纸张内部的水分被高温干燥的热风迅速带走。热风的流动把原来烘缸到纸张的传导传热改 变为效率高得多的对流传热，同时热风带来的纸张周围环境的较高温度使相对湿度降低， 纸张内的水分扩散速率大大提高。从根本上改变了纸张干燥的状况。这种干燥特别适合于 (1)各类纸板的干燥，可以用于干燥部的烘缸组的后1/3部位；(2)各类涂布纸的干燥，可以 用于涂布之后的干燥。热风干燥过程的难点之一，是干燥的速率要求稳定，以便产品的含水率稳定的在 纸张质量标准许可的范围以及避免赶早不均带来的纸张的翘曲变形。为此，本专利技术提出了 温度与风量控制的热风供应系统和简单的缓冲罐。通过该系统，实现稳定的干燥速率。造纸过程中，纸张在造纸机的网布形成湿纸幅，然后通过网案脱水、辊间压榨脱水 等使水分降低到大约50-60%后，进入烘缸干燥部分。纸张则被紧紧包裹在带有镜面的一组 烘缸表面，随着烘缸的转动向前运动。纸张吸收烘干表面的热使水分蒸发，蒸汽在烘缸内冷凝为热水排出。对于较厚的纸张，在干燥到水分含量30%后，其表面已经是干燥的纤维，此时，烘 缸干燥的热效率显著下降。因此在造纸及多组烘缸间的一定位置，安置热风干燥，预期会有 较好的效果。热风干燥把热传导变为对流传热，极大地增大了传热效率。在本专利技术的实施中，采取缓冲平衡罐和调节阀调节热风的压力和流量；采取反馈 调节的方式来控制热风的温度；而在燃烧和调温所需的空气均通过增加风机吸入系统内。本专利可以提供将燃烧、温度自动控制系统于一体的技术，即形成“恒温的沼气热 风发生器”(图1中虚线包括的部分)，用于纸张的干燥。过程和原理纸张在造纸过程中的干燥速率取决于1)烘缸纸张的传热速率；2)水 蒸气从纸张表面向空气中的传质速率。造纸水分干燥过程中烘缸表面到纸幅的传热方式主要是传导，传导速率取决于纸 张的导热系数，当纸张表面有水分时，导热系数较大，热的传递相对较快。当纸张的水分蒸 发到20-30%区间，纸张表面的几乎全部被干燥的纤维占据，水分主要存在于纸张的内部。 此时由于干燥的纤维是热的不良导体，因此传热效果很差，干燥进入困难阶段。此外，蒸发中水蒸气从纸张表面扩散的速率，在于周围空气的流动状态和纸张周 围的相对湿度。一股情况下，烘缸周围的的相对湿度很大。热风干燥带来的高温热风恰好解决这两方面的问题1)把低效率的传导传热改 变为强制的对流传热；2)热风提高了空气的温度，从而大大降低了纸张周围的相对湿度。 此外由于热风加大了空气的流动，因此也有效地提高了热空气到空气的传质速率。正因为 如此，干燥速率必定会提高。通常造纸机烘缸干燥时，纸张的干燥温度在80-100°C之间。沼气燃烧的温度可以 达到接近2000°C的温度，因此温度的调节主要是降低温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
沼气热风纸板干燥系统，其特征在于，沼气燃烧器（１）的出风口连接到缓冲平衡罐（２）内，缓冲平衡罐（２）上部出口连接至调温室（３），调温室（３）的出口连接增压风机（６），增压风机（６）的出风口把风送至热风干燥器（７），调温室（３）和增压风机（６）之间的管道上安装温度传感器（４），管道的温度由温度传感器传送到电动调节阀（５）的执行机构，通过该电动阀门的开启度控制新鲜的空气进入调温室的风量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贺超，郭俊麟，贺延龄，
申请(专利权)人：陕西福辰环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]