AT391938B - Wirbelbetttrockner - Google Patents

Description

Nr. 391 938

Die Erfindung betrifft einen Wirbelbetttrockner, welcher zur indirekten Beheizung des Wirbelbettes einen von einem Fluid durchströmten Wärmetauscher, insbesondere Geradrohr- oder Plattenwärmetauscher, enthält.

Es sind Wirbelbetttrockner bekannt, deren Beheizung über ein Geradrohr oder einen Plattenwärmetauscher im Wirbelbett erfolgt. Diese Trockner haben den Nachteil, daß die Gehäusewandung relativ kühl ist, so daß über die Gehäusewandung ein Teil der Wärme verloren geht. Dieser Nachteil kann durch Isolierung verringert werden, bleibt aber im großen und ganzen bestehen. Dazu kommt noch, daß der Vorteil der Geradrohrwärmetauscher in der Möglichkeit der Innenreinigung der Rohre liegt, so daß es zweckmäßig ist, die Rohre von beiden Seiten zugänglich zu machen und sie in einfacher Art und Weise geputzt werden können. Dieser Vorteil führt aber infolge der unterschiedlichen Temperaturlage der Gehäusewandung und der Beheizungselemente zu Wärmespannungen infolge unterschiedlicher Dehnungen, die letzten Endes die Lebensdauer des Trockners beeinflussen. Um diesem Nachteil zu begegnen, ist bereits vorgeschlagen worden, die Plattenwärmetauscher auf einer Seite in Schwimmkopfkonstruktion vorzusehen, wodurch aber wieder Inhomogenitäten im Wirbelbett auftreten.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, den angeführten Nachteilen zu begegnen, und sowohl Wärmeverluste als auch unnötige Wärmespannungen zu vermeiden.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Wirbelbetttrockners zumindest im Bereich des Wirbelbettes Wärmetauscheinrichtungen, wie z. B. Hohlräume, aufweist, die an den Beheizungskreislauf des im Wirbelbett angeordneten Wärmetauschers angeschlossen sind und vom wärmetauschenden Fluid bei etwa gleicher Temperatur durchströmt sind und insbesondere nach außen zur Vermeidung von Abstrahlungsverlusten isoliert sind.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des allgemeinen Erfindungsgedankens sind die Wärmetauscheinrichtungen im Gehäuse des Wirbelbetttrockners und der im Wirbelbett angeordnete Wärmetauscher vom kondensierenden Sattdampf durchströmt, und der im Wirbelbett angeordnete Wärmetauscher ist an seinen Enden in Verteil- und.Sammelkammem gehalten, die mit dem Gehäuse fest verbunden sind. Durch die Beheizung mit Sattdampf wird weitgehend Temperaturgleichheit des Gehäuses und der Heizflächen erreicht und damit werden Wärmespannungen infolge unterschiedlicher Arbeitstemperaturen vermieden.

Insbesondere sind die Wärmetauscheinrichtungen im Wirbelbett und im Gehäuse des Wirbelbetttrockners parallel im Fluidstrom geschaltet, wobei fluidseitig eine Regelung auf gleiche Austrittstemperatur vorgesehen ist. Dieses Merkmal ermöglicht gleiche Arbeitstemperaturen auch ohne Verwendung von Sattdampf oder bei Verwendung desselben auch die wirkungsvolle Ausnützung der Wärme des Kondensates, wodurch die Wärmeverluste verringert werden.

Vorzugsweise weisen die Verteil- und Sammelkammem Abscheideeinrichtungen für das entstehende Kondensat auf, wodurch die Durchströmung der Heizflächen und Gehäuseteile vergleichmäßigt wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das Gehäuse oberhalb und unterhalb des Wirbelbettes auf einer Übergangstemperatur zur normalen Apparatetempertur durch eine Begleitheizung gehalten, indem in diesem Bereich das von der Wirbelbettheizung abströmende Fluid weiter äbgekühlt wird. Diese Ausgestaltung bringt eine Verbesserung im Wärmehaushalt.

Vorteilhaft ist, daß die Wärmetauscheinrichtungen im Wirbelbett mit ein oder zwei Dampfgängen ausgebildet sind, worauf eine Trenneinrichtung in Restdampf und Kondensat vorgesehen ist, und der Restdampf zur Beheizung der Wärmetauscheinrichtungen im Gehäuse im Bereich des Wirbelbettes, während das entstehende Kondensat zur Beheizung im anschließenden Gehäuseteil oberhalb und unterhalb des Wirbelbettes verwendet wird, wodurch die Verwendung der anfallenden Heizwärme dem örtlichen Wärmebedarf angepaßt wird.

Insbesondere ist zur Beheizung der Wärmetauscheinrichtungen ein im Wirbelbett als Fluidisierungsgas verschmutzter Sattdampf, insbesondere nach einer Brüdenkompression, eingesetzt, wodurch der Wärmeinhalt der im Trockner entstehenden Brüden energetisch ausgenützt wird.

Zweckdienlich sind am Gehäuse im Anschlußbereich an das Wirbelbett Einlaßstutzen für das vom Wärmetauscher abströmende Kondensat vorgesehen, deren zugehörige Auslaßstutzen im Bereich des Ein- und Austrages des Wirbelbettes angeordnet sind und/oder ist bei Wärmetauschern und mehreren Dampfgängen das nach dem ersten Dampfgang abgeschiedene verschmutzte Kondensat in Richtung der Schwerkraft und das nach dem zweiten und den folgenden Dampfgängen abgeschiedene weniger verschmutzte Kondensat entgegen der Richtung der Schwerkraft zur weiteren Abkühlung in den Gehäuseteilen geführt, wodurch betriebswirtschaftliche Vorteile erreicht werden.

Die Erfindung ist in den Fig. 1 bis 3 beispielsweise und schematisch dargestellt, wobei Fig. 1 die Beheizung des Wirbelbetttrockners durch einen Geradrohrwärmetauscher, Fig. 2 einen Plattenwärmetauscher und Fig. 3 ein Regelschema offenbart

In Fig. 1 ist ein Wirbelbetttrockner bzw. die Beheizung eines Wirbelbetttrockners schematisch dargestellt, wobei die im beheizten Gehäuse (1) im Bereich des Fließbettes ein Geradrohrwärmetauscher (3) angeordnet ist, dessen Rohre in vier Dampfgängen (4,4', 4", 4'") angeordnet sind. Hiebei fällt auf, daß der erste Dampfgang (4) bedeutend mehr Rohre aufweist als der vierte Dampfgang (4"'). Dies erklärt sich daraus, daß der Wärmetauscher mit kondensierendem Dampf beheizt wird, der bei Pfeil (5) eintritt, in den einzelnen Dampfgängen kondensiert, wobei aus jeder Sammelkammer (6) das entstehende Kondensat durch den Kondensatabscheider (8) äbgeführt wird. Der verbleibende Dampf strömt in die darüberliegende Verteilkammer -2-

Claims (9)

1. Nr. 391 938 (7) und wird mit etwa der gleichen Eintrittsgeschwindigkeit durch den nächsten Dampfgang des Geradrohrwärmers geführt. Das entstehende Kondensat, welches praktisch die gleiche Temperatur wie der eintretende Sattdampf hat, dient zur Beheizung der angeschlossenen Bauteile des Wirbelbetttrockners, so daß mit stetigem Übergang der Wandtemperatur zur den angeschlossenen aber nicht dargestellten Bauteilen gegeben ist. Durch die konische Bauweise dieser Bauteile können diese Bauteile die entsprechenden Wärmespannungen problemlos abbauen, so daß keine gefährlichen Spannungsspitzen auftreten. Um die Durchströmung der wärmetauschenden Elemente problemlos zu gestalten, sind auch Entlüftungsleitungen (9) vorgesehen. Zur Beheizung der Gehäusewand im Bereich des Fließbettes sind Heizflächen (10) in der Gehäusewand eingebaut. Das Verwirbelungsfluid wird gemäß Leitung (11) in den Wirbelbetttrockner eingebracht und ist zweckmäßigerweise wesensgleich mit dem zu verdampfenden eingebrachten Material, also im wesentlichen Sattdampf. Das zu trocknende Material wird gemäß Eintrag (12) in den Trockner eingebracht und als Trockengut durch den Austrag (13) wieder aus dem Wirbelbetttrockner entfernt. In der Zeichnung ist die Heizfläche (10) als fünfter Dampfgang geschaltet, in welchem der restliche Dampf kondensiert wird. Diese Schaltung hat den Vorteil, daß verschmutzter Sattdampf verwendet werden kann. Durch die Aufspaltung in mehrere Dampfgänge (4,4', 4", 4'") und in der jeweiligen Abscheidung des in den Dampfgängen kondensierten Dampfes ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Trennung in grob verschmutztes und weniger verschmutztes Kondensat, welches unterschiedlichen Verwendungszwecken zugeführt werden kann. So ist es besonders günstig, das stark verschmutzte Kondensat in Richtung der Schwerkraft durch eine weitere Heizfläche abzukühlen und zu entfernen, während das weniger verschmutzte Kondensat entgegen der Richtung der Schwerkraft ebenfalls nach Abkühlung abgeführt wird. Das verschmutzte Kondensat entsteht praktisch bei jeder Trocknungseinrichtung, die mit Sattdampf als Fluidisierungsmittel betrieben wird, weil durch die Trocknung des Schüttgutes überschüssiger Sattdampf entsteht, der nach einer teilweisen Brüdenkompression zu einer Beheizung des Trockners verwendet werden kann, wobei der andere Teil über ein Kreislaufgebläse wieder zur Fluidisierung verwendet werden kann. Durch die Führung der Brüden im Kreislauf ergibt sich somit eine abgeschlossene, die Umwelt nicht belastende Anlage, die auch im dicht verbauten Gebiet aufgestellt werden kann. Um Wärmeverluste zu vermeiden oder möglichst gering zu halten, ist es zweckmäßig, die gesamte Anlage mit einer Wärmeisolation zu versehen bzw. in einem wärmeisolierten Raum unterzubringen. In Fig. 2 ist ein ähnlicher Wirbelbetttrockner dargestellt, bei dem die Beheizung durch einen Plattenwärmetauscher erfolgt und dessen Heizflächen zur Beheizung des Gehäuses mit den wärmetauschenden Heizflächen des Plattenwärmetauschers parallel geschaltet sind, wodurch sich schaltungsgemäß Vorteile ergeben. Die Aufteilung der beiden Beheizungsströme erfolgt im Hinblick auf die gleiche Austrittstemperatur aus dem Wärmetauscher (2 bzw. 10), so daß die Wärmeverluste durch die Mischung der beiden Fluidströme bei gleicher Temperatur und Druck möglichst klein gehalten werden. Während in Fig. 1 als Heizmedium Sattdampf Verwendung findet, kann dies gemäß Fig. 2 auch eine wärmeabgebende Flüssigkeit wie z. B. Thermoöl sein, wobei die Regelung am Austrittsende jeweils auf gleiche Austrittstemperatur erfolgt. Auch bei dieser Erfindung wird die aus den Heizflächen (2 bzw. 10) abfließende Flüssigkeit zur weiteren Abkühlung und Beheizung des Innenraumes des Trockners, aber außerhalb der Wirbelzone, verwendet In Fig. 3 ist die Wandheizung (10) im Bereich des Wirbelbettes parallel zur Beheizung der Heizflächen im Wirbelbett geschaltet, wobei ein Drewegeventil (14) vorgesehen ist, welches die Durchströmung der Heizflächen der Wärmetauscher (2 und 10) abströmseitig regelt, so daß Temperaturgleichheit an den beiden Zuflüssen des Dreiwegeventils (14) herrscht und kein Mischungsverlust auftritL Als Heizmedium wird eine Flüssigkeit, wie z. B. Thermoöl, zweckmäßig verwendet PATENTANSPRÜCHE 1. Wirbelbetttrockner, welcher zur indirekten Beheizung des Wirbelbettes einen von einem Fluid durchströmten Wärmetauscher, insbesondere Geradrohr- oder Plattenwärmetauscher, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) des Wirbelbetttrockners zumindest im Bereich des Wirbelbettes Wärmetauscheinrichtungen, wie z. B. Hohlräume, aufweist, die an den Beheizungskreislauf des im Wirbelbett angeordneten Wärmetauschers (2,3) angeschlossen sind und vom wärmetauschenden Fluid bei etwa gleicher Temperatur durchströmt sind und insbesondere nach außen zur Vermeidung von Abstrahlungsverlusten isoliert sind.
2. 2. Wirbelbetttrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscheinrichtungen im Gehäuse (1) des Wirbelbetttrockners und der im Wirbelbett angeordnete Wärmetauscher (2, 3) vom kondensierenden Sattdampf durchströmt sind, und daß der im Wirbelbett angeordnete Wärmetauscher (2,3) an -3- Nr. 391 938 seinen Enden in Verteil- und Sammelkammem (6,7) gehalten ist, die mit dem Gehäuse (1) fest verbunden sind.
3. 3. Wirbelbetttrockner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscheinrichtungen im Wirbelbett und im Gehäuse (1) des Wirbelbetttrockners parallel im Fluidstrom geschaltet sind, wobei fluidseitig eine Regelung auf gleiche Austrittstempeiatur vorgesehen ist
4. 4. Wirbelbetttrockner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteil- und Sammelkammem (6,7) Abscheideeinrichtungen (8) für das entstehende Kondensat aufweisen.
5. 5. Wirbelbetttrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) oberhalb und unterhalb des Wirbelbettes auf einer Übergangstemperatur zur normalen Apparatetemperatur durch eine Begleitheizung gehalten ist, indem in diesem Bereich das von der Wirbelbettheizung abströmende Fluid weiter abgekühlt wird.
6. 6. Wirbelbetttrockner nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscheinrichtungen im Wirbelbett mit ein oder zwei Dampfgängen ausgebildet sind, worauf eine Trenneinrichtung in Restdampf und Kondensat vorgesehen ist, und der Restdampf zur Beheizung der Wärmetauscheinrichtungen im Gehäuse (1) im Bereich des Wirbelbettes, während das entstehende Kondensat zur Beheizung im anschließenden Gehäuseteil oberhalb und unterhalb des Wirbelbettes verwendet wird.
7. 7. Wirbelbetttrockner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beheizung der Wärmetauscheinrichtungen ein im Wirbelbett als Fluidisierungsgas verschmutzter Sattdampf, insbesondere nach einer Brüdenkompression, eingesetzt ist.
8. 8. Wirbelbetttrockner nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (1) im Anschlußbereich an das Wirbelbett Einlaßstutzen für das vom Wärmetauscher (2,3) abströmende Kondensat vorgesehen sind, deren zugehörige Auslaßstutzen im Bereich des Ein- und Austrages (12,13) des Wirbelbettes angeordnet sind.
9. 9. Wirbelbetttrockner nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Wärmetauschern (3) und mehreren Dampfgängen (4, 4', 4", 4'") das nach dem ersten Dampfgang (4) abgeschiedene verschmutzte Kondensat in Richtung der Schwerkraft und das nach dem zweiten und den folgenden Dampfgängen abgeschiedene weniger verschmutzte Kondensat entgegen der Richtung der Schwerkraft zur weiteren Abkühlung in den Gehäuseteilen geführt ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-