用于调节潮湿排气的结构和方法与流程

本发明涉及一种用于调节潮湿排气的结构和方法。

背景技术：

在典型的工业干燥过程中，湿气从产品移除到空气流中，以产生潮湿排气流。排气流的温度和湿气含量基于干燥过程而改变。此外，潮湿排气通常还包含诸如灰尘、污垢、有气味蒸汽和水溶性化学物之类的不期望物质。

在热回收过程之后，潮湿排气流通常排放至大气，从而可能产生排放物。在一些领域中，即使排放的清洁水蒸气羽流也是不可接受的。可见的水蒸气羽流会引起居住在工厂附近的人群的关注。此外，羽流引起的起雾和结冰引起事故风险，并且可能危害农作物和设备。所形成的雾可能与周围空气中的灰尘和诸如硫化物之类的刺激性化学物起反应，从而对周围环境中的人的健康造成不安全的影响。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种克服上述问题的方法和结构。本发明的目的借助用于调节潮湿排气的以下结构和以下方法来实现。本发明的较佳实施例在本发明的其他方面中公开。

本发明基于用于调节潮湿排气的结构的构思。该结构包括热交换器单元、冲洗单元以及空气混合腔室。构造成在潮湿排气与补充空气之间传递热量的热交换器单元包括用于潮湿排气的入口和出口以及用于补充空气的入口和出口。用于潮湿排气的出口连接于冲洗单元，该冲洗单元构造成清洁潮湿排气。该冲洗单元包括用于经冲洗潮湿排气的出口，该出口连接于空气混合腔室的入口。该空气混合腔室包括至少两个隔室，该至少两个隔室连接于空气混合腔室的入口，且这些隔室包括入口，这些入口连接于补充空气的出口，并且这些隔室包括用于经冲洗潮湿排气和补充空气的混合物的出口。该结构包括控制系统，该控制系统包括湿度测量装置和温度测量装置，且该控制系统配置成控制风扇，该风扇配置成基于从位于隔室的出口处的湿度测量装置和温度测量装置获得的测量结果来加压补充空气。

本发明基于用于调节潮湿排气的方法的构思。该方法包括热交换器单元、冲洗单元以及空气混合腔室。潮湿排气流经由排气入口被引导到热交换器单元中并且经由排气出口离开，补充空气流经由补充空气入口被引导到热交换器单元中并且经由补充空气出口离开。在热交换器单元中，热量在潮湿排气流和补充空气流之间传递。潮湿排气流从出口流入到冲洗单元中，该冲洗单元清洁该潮湿排气。经冲洗的潮湿排气流从冲洗单元的出口流动至空气混合腔室的入口，该空气混合腔室包括至少两个隔室。经冲洗的潮湿排气流在各隔室之间分流，而从热交换器单元离开的补充空气流被引导至空气混合腔室并且在各隔室之间分流。在这些隔室中，经冲洗的潮湿排气流和补充空气流混合，且混合的经冲洗潮湿排气流和补充空气流经由隔室出口离开隔室。在该方法中，包括湿度测量装置和温度测量装置的控制系统控制风扇，以基于从位于隔室的出口处的湿度测量装置和温度测量装置获得的测量结果来加压补充空气。

优选地，控制系统包括室外空气湿度测量装置、室外空气温度测量装置以及计算单元，计算单元确定排放空气的相对湿度，其中，排放空气包括在隔室的一个的出口处的经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物以及室外空气，且控制系统控制风扇，风扇配置成基于排放空气的相对湿度来加压补充空气。

优选地，加压补充空气的风扇增大或减小补充空气的流量，以使得排放空气的所计算相对湿度保持低于98％。

优选地，冲洗单元利用冲洗水来洗涤潮湿排气的流。

优选地，经冲洗潮湿排气的流和补充空气的流的混合比例在相邻的隔室中不同。

优选地，空气混合腔室包括三个隔室，且经冲洗潮湿排气的流在各隔室之间分流。

优选地，经冲洗潮湿排气的流和补充空气的流的组合体积流中，进入第一隔室中的组合体积流占进入所有隔室中的组合体积流的10－30％，进入第二隔室中的组合体积流占进入所有隔室中的组合体积流的10－30％，进入第三隔室中的组合体积流占进入所有隔室中的组合体积流的30－80％。

优选地，潮湿排气的流沿竖直方向在热交换器单元中、在冲洗单元中以及在空气混合腔室中向上流动。

优选地，潮湿排气流沿竖直方向在热交换器单元中向上流动，在冲洗单元中向上和向下流动以及在空气混合腔室中向上流动。

优选地，在方法中，干燥器机罩系统在造纸机或纸浆机中干燥片状材料，其中，干燥器机罩系统包括干燥器机罩，干燥器机罩在生产车间中布置在造纸机或纸浆机之上，建筑物供气经由入口提供至生产车间，机罩供气经由入口被引导至干燥器机罩，且机罩排气经由出口被引导远离干燥器机罩，其中，机罩排气被引导至热交换器单元中的潮湿排气的入口，且经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物从空气混合腔室的隔室的出口中的一个被引导至机罩供气入口，而经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物从空气混合腔室的隔室的出口中的另一个被引导至生产车间的用于建筑物供气的入口。

优选地，在方法中，干燥器机罩系统在造纸机或纸浆机中干燥片状材料，其中，干燥器机罩系统包括干燥器机罩，干燥器机罩在生产车间中布置在造纸机或纸浆机之上，建筑物供气经由入口提供至生产车间，机罩供气经由入口被引导至干燥器机罩，且机罩排气经由出口被引导远离干燥器机罩，其中，机罩排气被引导至热交换器单元中的潮湿排气的入口，混合腔室包括两个分离的隔室，经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物从第一隔室的出口被引导至机罩供气入口，而经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物从空气混合腔室的第二隔室的出口被引导至生产车间的用于建筑物供气的入口，且经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物的至少一部分在第一隔室和第二隔室的出口处能排放到室外空气中。

优选地，潮湿排气的流的引导包括利用至少一个风扇来加压潮湿排气流。

优选地，补充空气包括室外空气。

本发明的方法和结构的优点在于，提供了对潮湿排气进行高效且成本有效的除湿和清洁。

附图说明

下面将参照附图，借助较佳实施例对本发明进行更详细的描述，附图中：

图1示出用于调节潮湿排气的结构；

图2示出用于调节潮湿排气的结构；

图3示出空气混合腔室。

具体实施方式

图1和图2示出用于调节潮湿排气2的结构1。该结构调节潮湿排气2，并且该结构包括热交换器单元3、冲洗单元4以及空气混合腔室5。热交换器单元3构造成在潮湿排气2与补充空气6之间传递热量。热交换器单元3包括用于潮湿排气的入口7和出口8以及用于补充空气的入口9和出口10。用于潮湿排气的出口8连接于冲洗单元4。冲洗单元4构造成清洁潮湿排气2。冲洗单元4包括用于经冲洗潮湿排气的出口11，该出口11连接于空气混合腔室的入口12。空气混合腔室5包括至少两个隔室13a－e，该至少两个隔室13a－e连接于空气混合腔室的入口12。这些隔室包括用于补充空气6的入口14a－e，这些入口14a－e连接于补充空气的出口10。隔室13a－e包括用于经冲洗潮湿排气2a和补充空气的混合物16a－e的出口15a－e。该结构包括控制系统，该控制系统包括湿度测量装置17和温度测量装置18。控制系统配置成控制风扇19，该风扇19配置成基于从位于隔室的出口15a－e处的湿度测量装置17和温度测量装置18获得的测量结果来加压补充空气6。

用于调节潮湿排气2的方法包括热交换器单元3、冲洗单元4以及空气混合腔室5。潮湿排气2的流经由排气入口7被引导到热交换器单元3中，并且经由排气出口8离开。补充空气6的流经由补充空气入口9被引导到热交换器单元3中，并且经由补充空气出口10离开，且在热交换器单元3中，热量在潮湿排气2的流与补充空气6的流之间传递。潮湿排气流从出口8流动到清洁潮湿排气的冲洗单元4中，经冲洗潮湿排气2a的流从冲洗单元的出口11流动至空气混合腔室的入口12，该空气混合腔室12包括至少两个隔室13a－e。经冲洗潮湿排气2a的流在隔室13a－e之间分流，而从热交换器单元3离开的补充空气流被引导至空气混合腔室5并且在隔室13a－e之间分流。在隔室13a－e中，经冲洗潮湿排气2a的流和补充空气6的流混合，且经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物16a－e经由隔室出口15a－e离开隔室。在该方法中，包括湿度测量装置17和温度测量装置18的控制系统控制风扇19，以基于从位于隔室的出口15a－e处的湿度测量装置17和温度测量装置18获得的测量结果来加压补充空气6。

在图1中，潮湿排气2被引导至壳体的底部部分，该壳体容纳热交换器单元。流引导可包括利用一个或多个风扇20来加压潮湿排气流2。

热交换器单元3包括两个热交换器，这些热交换器是空气对空气热交换器。其类型例如是交叉流热交换器。补充空气6较佳地包括室外空气。在热交换器单元3中，潮湿排气2的温度降低，而补充空气6的温度升高。

在图1中，热交换器单元3、冲洗单元4以及空气混合腔室5容纳在同一壳体中，并且彼此一个布置在另一个上方。潮湿排气2的流沿竖直方向y在热交换器单元3中、在冲洗单元4中并且在空气混合腔室5中向上流动。

潮湿排气2从热交换器单元3流动到冲洗单元4中。在图1－2中示出，冲洗单元4利用冲洗水来洗涤潮湿排气2的流。冲洗单元4包括湿式洗涤器。湿式洗涤器用于清洁潮湿排气2，并且降低潮湿排气2的温度和减少该潮湿排气的湿气含量(含水量)。洗涤器由于其提供用于热量和质量传递的大容积而有利于干燥潮湿排气2。由于与常规板式热交换器系统或管壳式热交换器系统相比，所需的热量和质量传递表面显著较低，因而湿式洗涤器是成本有效的。洗涤器通过从潮湿排气2中移除不期望的物质来清洁潮湿排放空气2。可移除物质的示例是灰尘、污垢、有气味蒸汽以及水溶性化学物。

在图1所示的洗涤器中，潮湿排气2的流向上流动，且冷却水的液滴从多个喷嘴21喷射到排气流中。冷却水液滴逆流地向下流动至排气2的流。潮湿排气2与冷却水碰撞，从而产生湍流区域，在该湍流区域中，空气/水界面持续地且快速地更新。通过排气2与洗涤冷却水在洗涤器中彻底混合而有效地实现洗涤。

经清洁且经冲洗潮湿排气2a通过洗涤器的顶部部分处的个或多个排气开口从洗涤器排放。液滴分离器22布置在冲洗单元4与空气混合腔室5之间，用于将液滴从经冲洗潮湿排气2a中分离。

在图1和2中，空气混合腔室5包括三个分离的隔室13a－c。取决于应用，隔室的数量可能更少，例如图3中所示是两个，或者更高，例如是四个。每个隔室13a－e均包括用于经冲洗潮湿排气的入口和用于补充空气的入口14a－e。从冲洗单元4流动到空气混合腔室5中的经冲洗潮湿排气2a的流在隔室13a－e之间分流。在热交换器单元3中，经加热的补充空气6的流被引导至空气混合腔室5并且在隔室13a－e之间分流。在隔室13a－e中，经冲洗潮湿排气2a的流和补充空气6的流混合。较佳地是，经冲洗潮湿排气2a的流和补充空气6的流的混合比例在相邻的隔室13a－e中不同。这意味着，经混合的空气流的状态、即经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物16a－e的状态在相邻的隔室出口15a－e处是不同的。

例如，空气混合腔室5包括三个隔室13a－c，且在每个隔室出口15a－c处的经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物16a－c包括不同的温度和/或湿度。

作为示例，能使用经冲洗潮湿排气2a的流和补充空气6的流的以下体积分布。经冲洗潮湿排气2a的流和补充空气6的流的组合体积流中，进入第一隔室13a的占进入所有隔室13a－c的组合体积流的10－30％，进入第二隔室13b的组合体积流占进入所有隔室的组合体积流的10－30％，进入第三隔室13c的组合体积流占进入所有隔室的组合体积流的30－80％。

作为示例，能使用隔室13a－c的以下体积分布。第一隔室13a的体积占隔室13a－c的组合体积的10－30％，第二隔室13b的体积占组合体积的10－30％，第三隔室13c的体积占组合体积的30－80％。

图1－2中示出的结构包括控制系统，该控制系统包括湿度测量装置17和温度测量装置18。控制系统配置成控制风扇19，该风扇19配置成基于从位于隔室的出口15a－c处的湿度测量装置17和温度测量装置18获得的测量结果来加压补充空气6。

能调节隔室的出口15a－c的开度，以控制离开隔室13a－c的体积流。

控制系统可进一步包括室外空气湿度测量装置17a、室外空气温度测量装置18a以及计算单元23。计算单元23基于所测得的温度和湿度来确定排放空气的相对湿度。排放空气包括在其中一个隔室的出口15a－e处的经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物16a－e以及周围的室外空气。控制系统控制风扇19，该风扇19配置成基于排放空气的所确定相对湿度来加压补充空气6。

加压补充空气6的风扇19增大或减小补充空气6的流，以使得排放空气的所计算相对湿度保持低于98％。这防止在经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物16a－e从隔室13a－e中的一个排放到室外空气中时形成水蒸气羽流。

图2示出用于调节潮湿排气2的结构。图1中使用的附图标记用于图2中的对应部件。在图2中示出的结构中，其中一些部件的放置和潮湿排气2的流的流动通路与图1所示结构不同。否则，图1的描述有效且不作重复。

在图2所示的结构中，热交换器单元3和冲洗单元4容纳在同一壳体中，而空气混合腔室5沿水平方向x并排地布置。

在图2中，热交换器单元3分成两个部分。潮湿排气2的流进入热交换器单元3的第一热交换器部分3a，并且通过第一热交换器部分3a向上沿y向流动到冲洗单元4中。在冲洗单元4中，潮湿排气2的流被清洁，并且该潮湿排气的流朝向热交换器单元3的第二热交换器部分3b水平地沿x向移动。在热交换器单元3的第二热交换器部分3b中，经冲洗潮湿排气2a向下流动。

经冲洗潮湿排气2a然后朝向空气混合腔室5的底部部分基本上水平地流动。经冲洗潮湿排气2a的流进入空气混合腔室5的底部部分并且开始向上流动。液滴分离器22布置在空气混合腔室5的底部部分与隔室13a－c之间，用于将液滴从经冲洗潮湿排气2a中分离。

隔室和控制系统的结构与图1中示出的隔室和控制系统相对应。

图3示出空气混合腔室5。空气混合腔室5能适用于图1和2中示出的实施例。经冲洗潮湿排气2a的流被引导至空气混合腔室5的底部部分。在图3中，经冲洗潮湿排气2a沿水平方向流动到空气混合腔室5中，而空气混合腔室5能如图1中所示布置在空气冲洗单元4的顶部上。空气混合腔室5包括两个隔室13d－e。每个隔室13d－e均包括用于经冲洗潮湿排气2a和用于补充空气的入口14d－e。从冲洗单元4流动到空气混合腔室5中的经冲洗潮湿排气2a的流在两个隔室13d－e之间分流。在热交换器单元3中，经加热的补充空气6的流经由入口14d－e被引导至空气混合腔室5并且在两个隔室13d－e之间分流。

在隔室中，经冲洗潮湿排气2a的流和补充空气6的流混合。经冲洗潮湿排气2a的流和补充空气6的流的混合比例在相邻隔室13d－e中不同。这意味着，混合空气流的状态、即经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物16d－e的状态在相邻的隔室出口15d－e处是不同的。

来自隔室13d－e的经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物16d－e布置成能在出口15d－e处分配成两个分离的空气流，以使得来自两个隔室13d－e的混合物16d－e能排放到室外空气中。因此，离开隔室13d－e的经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物16d－e的0－100％能排放到室外空气中。

在一实施例中，潮湿排气2是来自干燥过程的工艺空气。在干燥过程中，湿气从产品移除到热空气流中，以产生潮湿排气流。干燥过程较佳地是持续能量密集干燥过程，其中，潮湿排气流可例如包括每千克空气80－200克水蒸气，且潮湿排气的温度为48℃－85℃。持续能量密集干燥过程的示例是纸张、纸浆、木料、木材或废污泥的干燥。

在一实施例中，该结构连接于造纸机或纸浆机的干燥器机罩系统，其中，该干燥器机罩系统包括干燥器机罩，该干燥器机罩在生产车间中布置在造纸机或纸浆机之上，该生产车间包括用于建筑物供气的入口，该干燥器机罩包括机罩供气入口和机罩排气出口，其中，该机罩排气出口在热交换器单元3中连接于潮湿排气的入口7，且机罩供气入口连接于空气混合腔室5的隔室的出口15a－e中的一个，而空气混合腔室5的隔室的出口15a－e中的另一个连接于生产车间的用于建筑物供气的入口。较佳地是，与来自连接于用于生产车间的建筑物供气的隔室13a－e的经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物16a－e相比，来自连接于机罩供气入口的隔室13a－e的经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物16a－e每千克空气包括更多的水蒸气。

此外，在连接于造纸机或纸浆机的干燥器机罩系统的结构中，空气混合腔室可包括第三隔室13a－e，且经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物16a－e从空气混合腔室5的第三隔室的出口15a－e排放到室外空气中。

在一实施例中，该结构连接于造纸机或纸浆机的干燥器机罩系统，其中，该干燥器机罩系统包括干燥器机罩，该干燥器机罩在生产车间中布置在造纸机或纸浆机之上。该生产车间包括用于建筑物供气的入口，该干燥器机罩包括机罩供气入口和机罩排气出口，其中，该机罩排气出口在热交换器单元3中连接于潮湿排气的入口7。混合腔室5包括两个分离的隔室13d－e。机罩供气入口连接于第一隔室的出口15d，且第二隔室的出口15e连接于用于生产车间的建筑物供气的入口。经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物16d－e在第一隔室和第二隔室的出口15d－e处的至少一部分能排放到室外空气中。较佳地是，与来自第二隔室13e的经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物16e相比，来自第一隔室13d的经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物16d每千克空气包括更多的水蒸气。

此外，作为示例，能使用经冲洗潮湿排气2a的流和补充空气6的流的以下体积分布。进入第一隔室13d的经冲洗潮湿排气2a的流和补充空气6的流的组合体积流占进入所有隔室13d－e的组合体积流的30－80％，进入第二隔室13e的组合体积流占进入所有隔室13d－e的组合体积流的10－30％。

在一实施例中，在该方法中，干燥器机罩系统干燥造纸机或纸浆机中的片状材料，其中，该干燥器机罩系统包括干燥器机罩，该干燥器机罩在生产车间中布置在造纸机或纸浆机之上，建筑物供气经由入口提供给生产车间，机罩供气经由入口被引导至干燥器机罩，而机罩排气经由出口被引导远离干燥器机罩，其中，机罩排气在热交换器单元3中被引导至潮湿排气的入口7，且经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物16a－e从空气混合腔室5的隔室出口15a－e中的一个被引导至机罩供气入口，而经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物16a－e从空气混合腔室5的隔室出口15a－e中的另一个被引导至用于生产车间的建筑物供气的入口。

此外，在干燥器机罩系统干燥造纸机或纸浆机中的片状材料的方法中，空气混合腔室可包括第三隔室13a－e，且经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物16a－e通过空气混合腔室5的第三隔室的出口15a－e排放到室外空气中。

在一实施例中，在该方法中，干燥器机罩系统干燥造纸机或纸浆机中的片状材料，其中，该干燥器机罩系统包括干燥器机罩，该干燥器机罩在生产车间中布置在造纸机或纸浆机之上，建筑物供气经由入口提供给生产车间，机罩供气经由入口被引导至干燥器机罩，而机罩排气经由出口被引导远离干燥器机罩，其中，机罩排气被引导至热交换器单元3中潮湿排气的入口7。混合腔室5包括两个分离的隔室13a－e，且经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物16a－e从第一隔室的出口15a－e被引导至机罩供气入口，而经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物16a－e从空气混合腔室5的第二隔室的出口15a－e被引导至用于生产车间的建筑物供气的入口。经冲洗潮湿排气流和补充空气流的混合物16a－e在第一隔室和第二隔室的出口15a－e处的至少一部分能排放到室外空气中。

对本领域技术人员将显而易见的是，随着技术的进步，本发明的概念能以各种方式实施。本发明及其实施例不限于上述实施例，而是可以在权利要求的范围内变化。

附图标记列表

1结构；2潮湿排气；2a经冲洗潮湿排气；3热交换器单元；3a、b热交换器部分；4冲洗单元；5空气混合腔室；6补充空气；7用于潮湿排气的入口；8用于潮湿排气的出口；9用于补充空气的入口；10用于补充空气的出口；11冲洗单元的出口；12空气混合腔室的入口；13a－e隔室；14a－e用于补充空气的隔室入口；15a－e隔室出口；16a－e混合物；17、17a湿度测量装置；18、18a温度测量装置；19补充空气风扇；20潮湿排气风扇；21喷嘴；22液滴分离器；23计算单元；x水平方向；y竖直方向。