AT391020B - Einrichtung zum trocknen von teilchenfoermigem material bzw. feststoffteilchen - Google Patents

Description

Nr. 391 020

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Trocknen von teilchenförmigem Material bzw. Feststoffteilchen in einem zweckmäßig beheizten, Gas-, insbesondere Luftstrom, die einen im wesentlichen lotrecht angeordneten Schacht mit einem einzigen Innenraum zwischen im wesentlichen geschlossenen Wänden mit einer Vielzahl von Umlenkungen aufweist, in dem ein einziger nach oben gerichteter Gas- bzw. Luftstrom aufrechterhalten wird, in den das zu trocknende Material, vorzugsweise in einem Abstand oberhalb der am unteren Schachtende vorgesehenen Gas- bzw. Luftzufuhr, eingebracht wird, wobei zwischen dieser Einbringstelle und dem oberen Schachtende ein Gleichstrom von Gas bzw. Luft und Materialteilchen aufrechterhalten wird sowie den Materialteilchen bei ihrer Mitnahme durch den Gas- bzw. Luftstrom durch diesen die Feuchtigkeit entzogen wird und wobei nach Verlassen des Schachtes der Strom von Gas bzw. Luft und Materialteilchen einem Abscheider bzw. Zyklon zugeführt sowie hierauf Gas bzw. Luft ins Freie abgeleitet wird.

Ziel der Erfindung ist die Erstellung einer Einrichtung zum Trockenen von teilchenförmigem, kleinstückigem Material, bei dem bzw. mit der bei geringem Energieeinsatz eine möglichst weitgehende Trocknung erreicht werden kann.

Erfindungsgemäß ist eine Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise zur Trocknung von rieselfähigem Material, insbesondere feuchten Kunststoffteilchen, der Schacht geschlossene Wände mit zick-zack-förmigem Querschnitt aufweist, wobei die das Zick-Zack bildenden je Wand in einer Vielzahl vorgesehenen Wandteile jäh, insbesondere in Form scharfer oder nur leicht gerundeter Kanten, ineinander übergehen und wobei vorzugsweise die Wandteile einen Winkel unter 120®, zweckmäßig einen spitzen Winkel von maximal 90°, miteinander einschließen, sowie daß der Gas- bzw. Luftstrom vorzugsweise in einem halb geschlossenen Kreislauf geführt ist, in welchem in Strömungsrichtung des (der) die Materialteilchen mitführenden Gases bzw. Luft betrachtet hinter dem Schacht zumindest eine Zuführeinrichtung für trockene Frischluft bzw. trockenes Frischgas vor dem Abscheider sowie wenigstens eine Ausstoß- bzw. Abzugseinrichtung für einen Teil des den Schacht verlassenden Gas- bzw. Luftstromes in dessen Strömungsrichtung gesehen hinter dem Abscheider vorgesehen sind. Mit einer derartigen Vorgangsweise ist es in einfacher und effizienter Weise möglich, kleinstückiges Material bzw. rieselfähiges nasses Gut, wie z. B. nasse Kunststoffolienteilchen, z. B. aus Polyolefinen wie Polyäthylen usw., in guten Kontakt mit der trockenen Luft zu bringen und so rasch zu trocknen. Der erforderliche niedrige Feuchtegehalt der Luft, um die Feuchtigkeit aus dem nassen Material aufnehmen zu können, wird dadurch erreicht, daß der Luftstrom in Form eines halb geschlossenen Kreislaufes geführt wird, aus dem ein Teil der mit Feuchtigkeit aus dem Material beladenen Luft als Abluft abgezogen und durch Frischluft ersetzt wird. Der Feuchtigkeitsgehalt im Luftstrom wird durch den Zusatz von trockener bzw. weniger feuchter Frischluft gesenkt; zusätzlich wird der Luftstrom samt der zugeführten Frischluft nach Abzug von überschüssiger Abluft erwärmt, so daß sich die Aufnahmefähigkeit des Luftstroms für Feuchtigkeit weiter erhöht Die Abzugeinrichtung für Abluft liegt nach dem Abscheider für das getrocknete Material, um beim Abziehen der Abluft keine Schwierigkeiten mit den mitgeführten Materialteilchen zu haben.

Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist dem zwischen der hinter dem Schacht vorgesehenen Zuführeinrichtung für Frischluft bzw. Frischgas und der Abzugseinrichtung für einen Teil des Gas- bzw. Luftstromes angeordneten Abscheider unmittelbar eine Fördereinrichtung, z. B. ein Ventilator bzw. Gebläse, für den im Kreislauf geführten Gas- bzw. Luftstrom zugeordnet, insbesondere mit dem Abscheider zusammengebaut. Es kann nach der Erfindung günstig sein, wenn für das aufzugebende Material im mit geschlossenen Zick-Zack-Wänden versehenen Schacht im unteren Bereich der Zick-Zack-Wände ein, insbesondere in diesen Schacht schräg nach unten einmündender, Einbringkanal vorgesehen ist. Zweckmäßigerweise besitzt der Schacht oberhalb der Einmündung des Materialeinbringkanals, insbesondere in seinem oberen Endbereich, einen sich mit zunehmender Höhe, zweckmäßig kontinuierlich bzw. diffusorartig, erweiternden Querschnitt, so daß die Geschwindigkeit des das Material mitführenden Gas- bzw. Luftstromes nach oben hin abnimmt. Besonders wirksam wird die erfindungsgemäße Einrichtung, wenn die spitzen Winkel (a) der die Zick-Zack-Wände des Schachtes bildenden Wandteile 20 - 90°, z. B. 40 - 70°, betragen. Vorteilhaft besitzt der mit Zick-Zack-Wänden ausgestattete Schacht am unteren Ende eine nach unten gerichtete, gegebenenfalls mit einer Zellradschleuse versehene Öffnung, durch die zu nasses bzw. zu schweres Material austragbar ist.

Die Erfindung unterscheidet sich wesentlich von dem Stromtrockner für körniges oder pulverförmiges Trocknungsgut mit ineinander angeordneten Steigrohren nach der DE-AS 16 04 885 vor allem durch die dabei vorgesehene allmähliche Umlenkung des gasförmigen Trocknungsmediums zwischen glatten Wänden, so daß im Gegensatz zu den erfindungsgemäß erreichten Verwirbelungen bzw. dem Abreißen des Luftstromes mit Hilfe der Zick-Zack-Wände beim dadurch bekannten Trockner nur verhältnismäßig geringe Trocknungseffekte trotz der Mehrzahl von Steig- und Fallrohren des bekannten Systems erreicht werden. Dabei ist der Herstellungsaufwand und der Platzbedarf dieses bekannten Systems beachtlich, weil Rohre nebeneinander und ineinander angeordnet sind. Da von "Anbacken" die Rede ist, scheint übrigens nicht an rieselfähiges Material gedacht worden zu sein. Es fehlt beim Bekannten auch jedwede Andeutung eines jähen Übergangs zwischen Wandteilen bzw. die Ausbildung scharfer Wandkanten. Diese Maßnahmen ergeben bei der Erfindung vor allem das Abreißen des Luftstromes, so daß die Materialteilchen zur jeweiligen Gegenfläche gelangen, ja sogar unter Umständen geschleudert werden. Zu nasse und damit schwere Teilchen fallen erfindungsgemäß in den aufsteigenden Luftstrom zurück und werden von diesem trockenen Strom nicht nur zusätzlich getrocknet, sondern dann nach -2-

Nr. 391 020 oben mitgenommen, weil sie durch diese zusätzliche Trocknung leicht» geworden sind. Damit wird auf relativ kurzer Bauhöhe des Schachtes eine besonders intensive Trocknung erreicht. Diese Effekte werden durch die erfindungsgemäß vorzugsweise hervorgehobenen spitzen Winkel der Zick-Zack-Kanten besonders gefördert, vor allem da sie in einer Vielzahl existieren. Der Trocknungseffekt läßt sich noch verstärken, wenn ein halb geschlossener Kreislauf benutzt wird, wobei hinter dem Schacht und vor dem Abscheider zusätzlich Frischluft zugeleitet wird. Auch diese Maßnahmen fehlen beim Trockner nach der DE-AS16 04 885. Dabei gibt es nur eine offene Luftführung, was nicht nur einen größeren Luftbedarf, sondern auch Umweltprobleme zu Folge haben kann.

Die Erfindung kommt auch nicht zustande, wenn man das durch die vorerwähnte DE-AS Bekannte und den Schachttrockner nach der DE-PS 806112 kennt Während nämlich der Trockner nach der DE-AS 16 04 885 und die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung das Trockengas und die zu trocknenden Teilchen im wesentlichen in die gleiche Richtung, also im Gleichstrom fördern, wird nach der DE-PS 806112 in den Schacht das Trockengas am unteren Schachtende, das zu trocknende Gut am oberen Schachtende zugeleitet also ein Gegenstromverfahren praktiziert Es besteht somit für Fachleute keinerlei Veranlassung, das aus diesen Literaturstellen Bekannte zu kombinieren. Dabei darf man nicht übersehen, daß nach der DE-PS 806 112 zumindest drei Trockengasströme im Schacht vorhanden sind und daß keine geschlossenen schrägen Leitflächen sondern nur Roste vorgesehen sind, die dazu im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand nicht ineinander übergehen, vielmehr einen beachtlichen Abstand voneinander haben, also keine geschlossenen Zick-Zack-Wände bilden. Demgemäß sind beim Bekannten zusätzliche Umleitungskanäle und Führungskanäle erforderlich. Diese bekannte Ausbildung verlangt nicht nur einen erheblicheren Herstellungsaufwand sowie Platzbedarf, sondern offenbar eine ständige Wartung auch am oberen Schachtende und einen besonders großen Energie- sowie Luftbedarf. Kombiniert man daher die beiden Vorveröffentlichungen, so müßte man außerordendich viel abändem und hinzufügen, wenn man zum Erfindungsgegenstand kommen möchte: Beim Schacht nach der DE-PS 806112 müßte man den Gutstrom umkehren, die Roste durch geschlossene Wände ersetzen und diese ineinander übergehen lassen sowie die eigenüichen Schachtwände bei der Ausführung nach der DE-PS gänzlich weglassen, um überflüssige Doppelwände zu vermeiden und hierauf statt drei aufsteigenden Luftströmen auf einen einzigen reduzieren.

Ferner geht es beim Trockner nach der DE-OS 30 12 880 um die Trocknung von Warenbahnen, nicht also um die von verhältnismäßig kleinen Teilchen, insbesondere von rieselfähigen Materialteilchen. Bei diesem weitabliegenden Gebiet kommen Schächte mit Zick-Zack-Wänden nicht in Frage.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Einrichtung zum Trocknen umfaßt einen im wesentlichen vertikal verlaufenden, mit zick-zack-förmigen Umlenkungen ausgebildeten Luftschacht (2), durch den die Luft von unten nach oben in einem mit Pfeilen (3) angedeuteten Kreislauf geführt ist. Im unteren Bereich des Luftschachtes (2) wird die Luft über einen Einlaß (4) eingeblasen. In einiger Entfernung oberhalb dieses Einlasses (4) mündet ein von einer an seinem anderen Ende mit einer Zellradschleuse (13) abgeschlossener Einbringkanal (5), durch den das zu trocknende Material aufgegeben wird. Die nach oben gerichtete Luftströmung im Luftschacht (2) nimmt das eingebrachte Material in Abhängigkeit von seiner Schwere mit. Ist das eingebrachte Material zu schwer (zu feucht) bzw. die Luftströmung zu schwach eingestellt, so sinkt es bis unter den Lufteinlaß (4) ab, wird durch eine mit einer Zellradschleuse (8) verschlossene Öffnung (15) ausgetragen und kann erneut über den Einbringkanal (5) zugeführt werden. Vom Luftstrom mitgenommenes Material steigt den zick-zack-förmigen Luftschacht (2) nach oben und wird hiebei getrocknet. Die Zacken des Luftschachtes (2) halten die nassen Materialteilchen, insbesondere nasse Kunststoffolienteilchen, solange zurück, bis der gewünschte Trockengehalt erreicht wird bzw. bis die Teilchen so leicht geworden sind, daß sie aus dem Luftschacht (2) von der Luftströmung ausgetragen werden.

Der Trockeneffekt wird erhöht bzw. eine verlängerte Aufenthaltsdauer der zu trocknenden Teilchen im Luftschacht (2) wird erreicht, wenn der Endbereich (2') des Luftschachtes (2) diffusormäßig erweitert ist, d. h. daß der Endbereich (2') einen kontinuierlichen oder schrittweise nach oben zunehmenden Querschnitt aufweist.

Der zick-zack-förmige Verlauf der Luftströmung im Luftschacht (2) kann z. B. auch durch Hindernisse, z. B. von den Wänden vorspringende Umlenkplatten od. dgl. erzielt werden.

Nachdem das an den Teilchen anhaftende Wasser weitgehend verdampft ist, werden diese einem Abscheider (7), z. B. einem Zyklon, zugeführt. Vor dem Zyklon ist eine Zufuhreinrichtung (6) für trockene oder in bezug auf den Luftstrom im Kreislauf trockenere Frischluft zum Ersatz von abgezogener feuchter Luft vorgesehen, womit auch eine Nachtrocknung der Teilchen möglich ist.

Der Abscheider (7) umfaßt einen Sammelbehälter (9), aus dem das getrocknete abgeschiedene Material über eine Zellradschleuse (10) ausgetragen werden kann. Dem Abscheider (7) kann ein Ventilator bzw. Gebläse (14) aufgesetzt werden, über den bzw. das der Luftstrom geführt ist.

Dem Abscheider (7) folgt im Kreislauf eine Ausstoß- bzw. Abzugseinrichtung (11) für die feuchte Luft aus dem Kreislauf. Dieser Abzugseinrichtung (11) folgt im Kreislauf eine Heizeinrichtung (12) für die dem Luftschacht (2) zugeführte Luft. Mit dem Gebläse (14) kann auch die Frischluft durch die Zufuhreinrichtung (6) angesaugt bzw. durch die Abzugs- bzw. Ausstoßeinrichtung (11) ausgestoßen werden.

Die Einregelung der Menge der dem Kreislauf zugeführten bzw. aus ihm abgezogenen Luft wird im wesentlichen von dem Ausmaß der Feuchtigkeit des zu trocknenden Gutes und von der gewünschten -3-

Claims (6)

1. Nr. 391 020 Schnelligkeit der Trocknung bestimmt. Durch entsprechende Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Luftschacht (2) kann der Aufenthalt der Teilchen im aufsteigenden Luftstrom eingeregelt werden, bis ein gewünschter Trocknungsgrad erreicht wird. Besonders vorteilhaft ist die kontinuierliche Arbeitsweise der Trocknungseinrichtung. Der halb geschlossene Luftkreislauf ergibt eine Energieerspamis hinsichtlich des Luftförderaufwandes. Ferner kann die trockene Luft direkt vor dem Luftschacht (2) beheizt werden und es wird zwischen der Abzugseinrichtung (11) für feuchte Luft und der Zufuhreinrichtung (6) für Frischluft die Einschaltung von Wärmerückgewinnungsanlagen möglich. Als Heizeinrichtung (12) kann ein Wärmetauscher (z. B. zur Vorwärmung des Luftstromes mit aus der abgezogenen Luft entnommener Wärme), eine Elektroheizung oder eine direkte Heizung (Öl, Gas, od. dgl.) eingesetzt werden. Für höhere Trockenleistungen kann eine mehrstufige Ausführung bzw. eine Anordnung von mehreren Trocknungseinrichtungen oder von mehreren Luftschächten (2) hintereinander zweckmäßig sein. Für höheren Durchsatz kann auch eine Parallelschaltung von Trocknungseinrichtungen oder von mehreren Luftschächten (2) vorteilhaft sein. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist zur Trocknung verschiedenartiger Materialen, z. B. Kunststoffteilchen, körniger Materialien, Sand, Fasern usw. einsetzbar. Das Material soll jedoch rieselfähig sein und nicht zur Klumpenbildung neigen. Anstelle eines Luftkreislaufes kann ein Kreislauf eines beliebigen Gases vorgesehen werden. Die aus dem Material abzuscheidende Flüssigkeit kann Wasser oder auch eine andere Flüssigkeit sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Luftschacht (2) viele Kanten hat, an denen der Luftstrom abreißt, so daß die Teilchen zur Gegenfläche gelangen bzw. geschleudert werden; zu nasse Teilchen fallen wieder in den aufsteigenden Luftstrom zurück. Die Kanten können scharf oder leicht gerundet sein. Wichtig ist, daß eine jähe Umlenkung des Luftstromes, insbesondere über Kanten erfolgt, um eine gute Verwirbelung zu erreichen. Wesentlich ist es ferner, daß der Einbringkanal (5) im Abstand oberhalb des Lufteinlasses (4) einmündet, so daß im zwischenliegenden Bereich eine Trocknung im Gegenstrom durchgeführt werden kann. Nur diejenigen Teilchen, die bei der Gegenstromtrocknung nicht ausreichend getrocknet werden und zu schwer bleiben, fallen durch die unterhalb der Einmündung des Lufteinlasses (4) vorgesehene Öffnung (15) in die Zellradschleuse (8). PATENTANSPRÜCHE 1. Einrichtung zum Trocknen von teilchenförmigem Material bzw. Feststoffteilchen in einem, zweckmäßig beheizten, Gas-, insbesondere Luftstrom, die einen im wesentlichen lotrecht angeordneten Schacht mit einem einzigen Innenraum zwischen im wesentlichen geschlossenen Wänden mit einer Vielzahl von Umlenkungen aufweist, in dem ein einziger nach oben gerichteter Gas- bzw. Luftstrom aufrechterhalten wird, in den das zu trocknende Material, vorzugsweise in einem Abstand oberhalb der am unteren Schachtende vorgesehenen Gas-bzw. Luftzufuhr, eingebracht wird, wobei zwischen dieser Einbringstelle und dem oberen Schachtende ein Gleichstrom von Gas bzw. Luft und Materialteilchen aufrechterhalten wird sowie den Materialteilchen bei ihrer Mimahme durch den Gas- bzw. Luftstrom durch diesen die Feuchtigkeit entzogen wird und wobei nach Verlassen des Schachtes der Strom von Gas bzw. Luft und Materialteilchen einem Abscheider bzw. Zyklon zugeführt sowie hierauf Gas bzw. Luft ins Freie abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß, vorzugsweise zur Trocknung von rieselfähigem Material, insbesondere feuchten Kunststoffteilchen, der Schacht (2) geschlossene Wände mit zick-zack-förmigem Querschnitt aufweist, wobei die das Zick-Zack bildenden je Wand in einer Vielzahl vorgesehenen Wandteile jäh, insbesondere in Form scharfer oder nur leicht gerundeter Kanten, ineinander übergehen und wobei vorzugsweise die Wandteile einen Winkel unter 120°, zweckmäßig einen spitzen Winkel von maximal 90°, miteinander einschließen, sowie daß der Gas- bzw. Luftstrom vorzugsweise in einem halb geschlossenen Kreislauf geführt ist, in welchem in Strömungsrichtung des (der) die Materialteilchen mitführenden Gases bzw. Luft betrachtet hinter dem Schacht (2) zumindest eine Zuführeinrichtung (6) für trockene Frischluft bzw. trockenes Frischgas vor dem Abscheider (7) sowie wenigstens eine Ausstoß- bzw. Abzugseinrichtung (11) für einen Teil des den Schacht (2) verlassenden Gas- bzw. Luftstromes in dessen Strömungsrichtung gesehen hinter dem Abscheider (7) vorgesehen sind.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem zwischen der hinter dem Schacht (2) vorgesehenen Zuführeinrichtung (6) für Frischluft bzw. Frischgas und der Abzugseinrichtung (11) für einen Teil des Gas- bzw. Luftstromes angeordneten Abscheider (7) unmittelbar eine Fördereinrichtung (14), z. B. ein -4- Nr. 391 020 Ventilator bzw. Gebläse, für den im Kreislauf geführten Gas- bzw. Luftstrom zugeordnet, insbesondere mit dem Abscheider (7) zusammengebaut ist
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für das aufzugebende Material im mit geschlossenen Zick-Zack-Wänden versehenen Schacht (2) im unteren Bereich der Zick-Zack-Wände ein, insbesondere in diesen Schacht schräg nach unten einmündender, Einbringkanal (5) vorgesehen ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schacht (2) oberhalb der Einmündung des Materialeinbringkanals (5), insbesondere in seinem oberen Endbereich (2'), einen sich mit zunehmender Höhe, zweckmäßig kontinuierlich bzw. diffusorartig, erweiternden Querschnitt besitzt, so daß die Geschwindigkeit des das Material mitführenden Gas- bzw. Luftstromes nach oben hin abnimmt
5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die spitzen Winkel (a) der die Zick-Zack-Wände des Schachtes (2) bildenden Wandteile 20 bis 90°, z. B. 40 bis 70°, betragen.
6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Zick-Zack-Wänden ausgestattete Schacht (2) am unteren Ende eine nach unten gerichtete, gegebenenfalls mit einer Zellradschleuse (8) versehene, Öffnung (15) besitzt, durch die zu nasses bzw. zu schweres Material austragbar ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -5-