CH633633A5

CH633633A5 - Method of drying articles to be dried by means of a vapour flow of an easily volatile liquid and drying arrangement for implementing the method

Info

Publication number: CH633633A5
Application number: CH1202078A
Authority: CH
Inventors: Hans-Ulrich Dr Nabholz; Paul Gmeiner; Fritz Benkert
Original assignee: Micafil Ag
Priority date: 1978-11-23
Filing date: 1978-11-23
Publication date: 1982-12-15
Also published as: DE2900342C2; DE2900342A1

Description

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Trocknungseinrichtung zur Durchführung desselben derart vorzuschlagen, dass insbesondere die Kühlwärme weitgehend zurückgewonnen und damit auch der Kühlmediumverbrauch kleiner gehalten werden kann.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe mit dem Verfahren der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 enthaltenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemässe Trocknungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist im Anspruch 7 definiert.

Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass eine weitgehende Rückgewinnung der Kühlwärme und damit auch eine Herabsetzung des Kühlmediumverbrauchs, vorzugsweise Kühlwassers, gewährleistet wird.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungs-gemässen Trocknungseinrichtung vereinfacht dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 ein Prinzipschema der gesamten Trocknungseinrichtung,

Fig. 2 eine zweite beispielsweise Anordnung der Kühlwärme-Rückgewinnung,

Fig. 3 eine dritte beispielsweise Anordnung der Kühlwärme-Rückgewinnung und

Fig. 4 eine beispielsweise Ausführung einer Regelvorrich-tung des zweiten Kondensatorteiles.

Gemäss Fig. 1 ist ein Autoklav mit der Bezugszahl 1 und ein Verdampfer mit 3 bezeichnet, die durch eine Dampfleitung a verbunden sind. Eine Dampfableitung c aus dem Autoklaven 1 führt zu einem zweiteiligen Kondensator 4, wobei der erste Kondensatorteil 4' über eine Verbindung e mit dem zweiten Kondensatorteil 4' ' verbunden ist. Es ist eine erste b2, eine zweite bl5 eine dritte d, db eine vierte d, d2 und eine fünfte i Kondensatableitung vorgesehen. Die dritte Kondensatableitung d, dj führt aus dem ersten Kondensatorteil 4' über die Kondensatableitung d; zum Autoklaven 1 oder über die vierte Kondensatableitung d, d2 zum Verdampfer 3. Die fünfte Kondensatableitung i aus dem zweiten Kondensatorteü 4" führt zu einem Sammelbehälter 5, in dem sich das Wasser unten ansammelt und über eine Abflussleitung k abgelassen werden kann. Das sich im Autoklaven 1 und im Sammelbehälter 5 ansammelnde Solvent wird über eine erste 10 bzw. eine zweite 9 Pumpe und über die erste b2 bzw. die zweite Kondensatableitung und über ein Vorwärmsystem b3, b, b4 d.h. über eine erste Kondensatleitung b3 über Kühlleitungen b im ersten Kondensatorteil 4' und einer zweiten Kondensatleitung b4 dem Verdampfer 3 zugeführt.

Das Kühlmedium für den zweiten Kondensatorteil 4" wird über einen Kühlleitungs-Eintritt hx den Kühlleitungen h zugeleitet und fliesst über einen Kühlleitungs-Austritt h2 ab.

Der Autoklav 1 kann über über eine Vakuumleitung f mit einer Hauptvakuumeinrichtung 71 evakuiert werden. Durch eine Leckvakuumeinrichtung 72, beispielsweise Leckpumpe, wird in die Apparatur eingedrungene Luft aus dem zweiten Kondensatorteil 4" abgesogen. Ein Solvent-Vorratsbehälter 6 kann sowohl über Verbindungsleitungen g-g1 und über die zweite Kondensatleitung b4 direkt mit dem Verdampfer 3 als auch über Verbindungsleitungen g, g2 über die erste Kondensatableitung b2 und das Vorwärmsystem b3, b, b4 mit dem Verdampfer 3 verbunden sein.

Gemäss Fig. 2 ist der erste Kondensatorteil 4' als Einspritzkondensator 4'e ausgebildet. Das aufzuwärmende Solvent wird über die Pumpen 9 bzw. 10 und über die erste b2 bzw. erste bx Kondensatableitung und über die erste Kondensatleitung b3 des Vorwärmsystems b3, b, b4 einem Zerstäuber 13 eines Kessels 14

des Einspritzkondensators 4'E zugeführt. Der teilweise an diesen Töpfchen des Solventkondensates kondensierende Dampf aus dem Autoklaven 1 wird dem Verdampfer 3 über die zweite Kondensatleitung b4 zugeführt. Der nicht kondensierte Teil 5 strömt über eine Verbindungsleitung e zum zweiten Kondensatorteil 4".

Eine Ausführung des Kondensators 4, in dem die miteinander verbundenen beiden Kondensatorteile 4' und 4" übereinander achsparallel in einem gemeinsamen, beispielsweise zylinder-lo förmigen Gehäuse 41 untergebracht sind, ist in Fig. 3 dargestellt. Das Gehäuse 41 weist beidseitig Deckel 42 und 43 auf und ist durch eine Trennwand 45, mit Ausnahme des Verbindungsbereiches e, in einen oberen und einen unteren Teil aufgeteilt, wobei der erste Kondensatorteil 4' im oberen, der zweite ls Kondensatorteil 4" im unteren Teil angeordnet sind. Die Kühlleitungen b im ersten Kondensatorteil 4' werden vom aufzuwärmenden Solvent und die Kühlleitungen h im zweiten Kondensatorteil 4" vom Kühlmedium, vorzugsweise Wasser, durchströmt. Der Dampfeintritt über die aus dem Autoklaven 1 füh-20 rende Dampfableitung c ist beim Solventaustritt in der Nähe der zum Verdampfer 3 führenden zweiten Kondensatleitung b4 und die zum hier nicht dargestellten Sammelbehälter 5 führende fünfte Kondensatableitung i mit der Dosierpumpe 11 beim Kühlmedium-Eintritt hj angeordnet. Entsprechend der an der 25 Dosierpumpe 11 eingestellten Menge stellt sich das Niveau 12 des Kondensats im zweiten Kondensatorteil 4" ein. Die Leckluftpumpe 72 hält über die Vakuumleitung f ls in welcher ein Regler 8 angeordnet ist, den Druck, beispielsweise 30 Torr, in der Absaugzone 16 konstant. Dieser Absaugzone 16 sind Schiso kanen 15 vorgeschaltet. Ein Leitblech 46 beeinflusst den Abflussweg des Kondensats.

In Fig. 4 ist ein selbständiger und regelbarer zweite Kondensatorteil 4" dargestellt, dem der erste Kondensatorteil 4', beispielsweise Einspritzkondensator 4'E, vorgeschaltet ist. Das 35 Kühlmedium tritt über den Kühlleitungs-Eintritt hx in die untere Hälfte eines Deckels 44 ein und fliesst dann über U-förmige Kühlleitungen h zum oberen Teil des Deckels 44 und von dort weiter über den Kühlleitungs-Austritt h2 ab. Eine Trennwand 45 ' teilt die Kühlrohranordnung in eine obere und untere Hälf-40 te, wobei beide durch eine Verbindung ei verbunden sind. Die Dampfzuleitung über die aus dem ersten Kondensatorteil 4' führende Verbindung e ist beim Kühlleitungs-Austritt h2 angeordnet. Beim Kühlleitungs-Eintritt hi fliesst das Kondensat über eine Kondensatableitung Ì! in ein Überlaufgefäss 19 und 45 über die Kondensatableitung i zum hier nicht dargestellten Sammelbehälter 5. Schikanen 15 sind der Absaugzone 16 vorgeschaltet, wobei die Absaugzone 16 einerseits über die Vakuumleitung fi mit der Vakuumeinrichtung 72 und zum anderen über die Vakuumleitung fj und eine Verbindungsleitung f2 mit dem 50 Überlaufgefäss 19 verbunden ist. Der Vakuumeinrichtung 72 ist ein erstes Regelventil 17 vorgeschaltet, das durch die Soll-Ist-Wert-Abweichung eines Durchflussmessers 18 im Kühlleitungs-Eintritt ht gesteuert wird. Der Kühlleitungs-Austritt h2 enthält ein zweites Regelventil 20 mit einem Temperaturfühler, das die 55 Austrittstemperatur des Kühlmediums, vorzugsweise Wassers, konstant hält. Es sind Entlüftungsleitungen m vorgesehen, die Zonen, in denen sich Luft ansammeln kann, mit der Absaugzone 16 verbinden, wobei die Entlüftungsleitungen m mit Kühlrippen 21 versehen sein können.

so Gleiche Teile sind in Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4 mit denselben Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1.

Die erfindungsgemässe Trocknungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wird wie folgt betrieben:

Vom Verdampfer 3 strömt über die Dampfleitung a Solfi5 ventdampf in den Autoklaven 1. Wird der Totaldruck im Autoklaven 1, der sich aus Solventdampf-, Wasserdampf- und Luft-Teildrücken zusammensetzt, grösser als der Druck in der Absaugzone 16, so beginnt dieses Gemisch in den zweiteiligen

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Kondensator 4 hineinzuströmen. Im zweiten Kondensatörteil 4" beginnt die Kondensation. Das sich im Sammelbehälter 5 ansammelnde Kondensat und das Kondensat aus dem Autoklaven 1 wird dann über die erste b2 und zweite bx Kondensatableitung und über die Kühlleitungen b des Vorwärmsystems b3, b, b4 in den Verdampfer 3 zurückgepumpt, wodurch auch eine Kondensation im ersten Kondensatorteil 4' beginnen kann. Das durchfliessende Solvent wird im ersten Kondensatorteil 4' erwärmt. Die Druck- und Temperaturverhältnisse im ersten Kondensatorteil 4' sind so, dass dort nur Solvent kondensiert, wodurch das Kondensat aus dem ersten Kondensatorteil 4' nicht in den Sammelbehälter 5 geleitet werden muss.

Die Anzahl und Länge der Kühlleitungen b für den ersten Kondensatorteil 4' ist so berechnet, dass das austretenden Solvent nur 10 bis 20 °C kälter ist als der aus dem Autoklaven 1 austretende Dampf. Diese Differenz wird noch kleiner, wenn für den ersten Kondensatorteil 4', wie in Fig. 2 gezeigt, der Einspritzkondensator 4'E eingesetzt wird.

Die beiden Kondensatorteile 4', 4" müssen nicht separat angeordnet sein, sondern können auch in einem gemeinsamen Gehäuse 41 ' vereinigt werden. Die gewählte zylindrische Form des horizontal angeordneten Gehäuses 41' ermöglicht den Einbau der Schikanen 15, die eine Regelung durch das Kondensatniveau ohne einen Zusatzkondensator ermöglichen. In den Räumen zwischen den der Absaugzone 16 vorgeschalteten Schikanen 15 kondensiert der Solvent- und Wasserdampf bis auf einen genügend kleinen Restdruck.

Der zweite Kondensatorteil 4' ' wird anstatt mit der Niveauhöhe des Kondensats durch den Druck in der Absaugzone 16 gerelgt, wie in Fig. 4 gezeigt wird.

s Die Absaugzone 16 ist über das erste Regelventil 17 mit der Leckvakuumeinrichtung 72 verbunden. Das erste Regelventil 17 wird durch den Kondensatanfall im zweiten Kondensatorteil 4" oder gemäss einer weiteren Ausbildung mit einer dazu proportionalen Grösse gesteuert. Um eine zum Kondensatanfall io proportionalen Grösse zu erhalten, wird in die Austrittsleitung h2 des Kühlmediums ein Temperaturfühler eingebaut, der das zweite Regelventil 20 so steuert, dass die Austrittstemperatur des Kühlmediums stets den vorbestimmten Wert aufweist. Bei konstanter Eintrittstemperatur des Kühlmediums ist dann der 15 Kühlmitteldurchsatz proportionale zur Kondensationsrate. Die Abweichung zwischen dem vorgegebenen Soll -Durchsatz und dem durch das zweite Regelventil 20 bestimmten Ist-Durchsatz kann zur Steuerung des ersten Regelnventils 17 benutzt werden. Die Stabilität der Kondensationsrate in einem derart gesteuer-20 ten zweiten Kondensatorteil 4" kann durch Entlüftungsleitungen m verbessert werden. Bereiche ausserhalb der Schikanen 15, wo sich Luft ansammeln kann, werden mit der Absaugzone 16 verbunden. Solche Entlüftungsleitungen m sollen zuerst senkrecht ansteigen und dort mit Kühlrippen 21 verbunden 25 sein. Im senkrechten Teil kondensiert Solvent und/oder Wasser, während die Luft über die Entlüftungsleitungen m zur Absaugzone 16 strömt.

4 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE (5) und die mit einer ersten Förderpumpe (10) versehene erste

1. Verfahren zum Trocknen von Trocknungsgut in einer Kondensatableitung (b2) an das Vorwärmsystem (b3, b, b4) an-Trocknungseinrichtung mittels eines Dampfstromes einer leicht geschlossen ist.

flüchtigen Flüssigkeit, der aus einem Autoklaven (1), in dem das 10. trocknungseinrichtun nach den Ansprüchen 7 und 8, Trocknungsgut (2) durch Kondensationswärme eines Teiles des 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Autoklav (1) über die mit Dampfes aufgeheizt wird, zu einem Kondensator (4) geleitet einer zweiten Förderpumpe (9) versehene zweite Kondensatwird, wobei der Dampfstrom Wasserdampf aus dem Trock- ableitung (bx) an das Vorwärmsystem (b3, b, b4) angeschlossen nungsgut (2) sowie die in die Trocknungseinrichtung eingedrun- ist.

gene Luft transportiert und im Kondensator (4) kondensiert, 11. Trocknungseinrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 9,

wobei gleichzeitig die Luft abgesaugt wird, dadurch gekenn- io dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (6) für leicht zeichnet, dass flüchtige Flüssigkeit durch die Verbindungsleitung (g, g2) über a) aus dem Autoklaven (1) der mit dem Wasserdampf und die erste Kondensatableitung (b2) an das Vorwärmsystem (b3, b, der Luft vermischte Dampfstrom in einen ersten Kondensator- b4) angeschlossen ist.

teil (4') und von dort in einen zweiten Kondensatorteil (4") 12. Trocknungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gegeleitet wird, in welchen der Dampfstrom kondensiert und das is kennzeichnet, dass der erste Kondensatorteil (4') als Einspritz-sich in dem zweiten Kondensatorteil (4") ansammelnde Kon- kondensator (4'E) ausgebildet ist.

densat einem Sammelbehälter (5) zugeführt und das Wasser von 13. Trocknungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge-

der leicht flüchtigen Flüssigkeit getrennt wird. kennzeichnet, dass der erste Kondensatorteil (4') und der zwei-

b) das im Sammelbehälter (5) anfallende Kondensat der te Kondensatorteil (4") horizontal, achsparallel zueinander und leicht flüchtigen Flüssigkeit über eine erste Kondensatableitung 20 miteinander verbunden in einem gemeinsamen, zylinderf örmi-(b2) in einem Vorwärmsystem (b3, b, b4) durch den ersten Kon- gen Gehäuse (41) angeordnet sind, wobei im Gehäuse (41) zwi-densatorteil (4') geleitet, dabei vorgewärmt und einem Ver- sehen den beiden Kondensatorteilen (4', 4") eine Trennwand dampfer (3) zugeführt wird und (45) vorgesehen ist.

c) das im Autoklaven (1) anfallende Kondensat der leicht 14. Trocknungsemrichtung nach den Ansprüchen 7 und 13, flüchtigen Flüssigkeit über eine zweite Kondensatableitung (bj) dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kondensatorteil (4") über das Vorwärmsystem (b3, b, b4) ebenfalls dem Verdampfer eine Absaugzone (16) mit vorgeschlateten Schikanen (15) auf-(3) zugeführt wird. weist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 15. Trocknungseinrichtung nach den Ansprüchen 7 und 14, dass die aus einem Vorratsbehälter (6) in den Verdampfer (3) dadurch gekennzeichnet, dass in die Absaugzone (16) eine oder intermittierend nachzufüllende leicht flüchtige Flüssigkeit durch so mehrere Entlüftungsleitungen (m) münden, die im Gehäuse mit eine Verbindungsleitung (g, g2) über die erste Kondensatablei- Zonen ausserhalb der Schikanen (15) verbunden sind.

tung (b2) und das Vorwärmsystem (b3, b, b4) zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass das Kondensat der leicht flüchtigen Flüssigkeit aus dem ersten Kondensatorteil (4') über eine dritte Kondensatableitung 35 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von

(d, d^ dem Autoklaven (1) zugeleitet wird. Trocknungsgut gemäss dem Oberbegriff des Patentanspru-
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ches 1.

dass das Kondensat der leicht flüchtigen Flüssigkeit aus dem Derartige Verfahren werden beispielsweise zur Behandlung ersten Kondensatorteil (4') über eine vierte Kondensatablei- von Transformatoren angewendet, um diese zu trocknen und zu tung (d, d2) dem Verdampfer (3) zugeleitet wird. 40 entgasen, bevor sie mit Öl gefüllt werden.
5. Verf ahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Im Autoklaven entsteht ein Dampfgemisch von leicht flüch-dass der Kondensatanfall in dem zweiten Kondensatorteil (4") tiger Flüssigkeit, im weiteren als Solvent bezeichnet, und Was-über ein erstes Regelventil (17) durch die pro Zeiteinheit aus serdampf sowie Leckluft. Dieses Gemisch wird einem Konden-dem zweiten Kondensatorteil (4") abgesaugte Luft gesteuert sator zugeführt. Die Leckluft wird aus dem Kondensator abge-wird. 45 saugt und das Wasser in einem Kondensatorsammelbehälter
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch ge- vom Solvent abgetrennt, wobei das Solvent wieder dem Verkennzeichnet, dass das erste Regelventil (17) mit Hilfe des dampfer zugeführt wird. Die Menge des Gemisches, die dem Kühlmitteldurchsatzes, einer zum Kondensatanfall proportiona- Kondensator zugeführt wird, muss einstellbar sein und während len Grösse, gesteuert wird, indem ein zweites Regelventil (20) des Trocknungsprozesses annähernd konstant bleiben.

mit einem Temperaturfühler den Durchsatz so regelt, dass die 50 Das anfallende Kondensat muss möglichst tief, beispielswei-

Austrittstemperatur des Kühlmittels in einem Kühlleitungs- se auf 30 °C herunter gekühlt werden, damit der Wasserdampf-

Austritt (h2) stets einen vorbestimmten Wert annimmt und partialdruck genügend klein wird. Auf 1 Liter Wasser können durch die SOLL-IST-Abweichung eines Durchflussmessers (18) bis 3001 Solvent anfallen, das dann bei einer Temperatur von das erste Regelventil (17) gesteuert wird. 100 bis 300 °C wieder verdampft werden muss.
7. Trocknungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens 55 Die Mengenregulierung geschieht entweder mit einem nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den erfassten Kondensatanfall gesteuerten Drosselventil erste Kondensatorteil (4') mit dem zweiten Kondensatorteil in der Dampfableitung aus dem Autoklaven zum Kondensator, (4") durch eine Verbindung (e) verbunden ist und der erste oder durch die Höhe des Kondensatniveaus im Kondensator, Kondensatorteil (4 ') Kühlleitungen (b) des Vorwärmsystems die sich so einstellt, dass gerade soviel Gemisch kondensiert, wie (b3, b, b4) und der zweite Kondensatorteil (4") Kühlleitungen 6° beispielsweise von einer regelbaren Dosierpumpe abgepumpt (h) für ein von aussen zugeführtes Kühlmedium aufweisen. wird.
8. Trocknungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge- Ein Nachteil besteht hierbei darin, dass diese Art der Regu-kennzeichnet, dass das Vorwärmsystem durch eine erste Kon- lierung einen zusätzlichen Kondensator erfordert, damit mit der densatleitung (b3), Kühlleitungen (b) und eine zum Verdampfer Leckluft nicht zuviel Wasser- und Solventdampf abgesogen

(3) führende zweite Kondensatleitung (b4) gebildet ist. 65 wird.
9. Trocknungseinrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, Ein weiterer gemeinsamer Nachteil der beiden erwähnten dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kondensatorteil (4") Prozessabläufe ist darin zu sehen, dass neben der Kondensa-über eine fünfte Kondensatableitung (i), den Sammelbehälter tionswärme auch die Kühlwärme verloren geht und abgeführt

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werden muss, was einen entsprechend hohen Wasserverbrauch erfordert.