Trockenverfahren und Einrichtung zu dessen Ausführung. Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mit- telst Verdampfung Feuchtigkeit aus Material zu .treiben, das in Form einer Schicht auf eine wärmeübertragende Fläche gebracht wird.
Erfindungsgemäss erfolgt das Erhitzen hauptsächlich oder ganz aus Dampf, der sich aus einer dünnen Schicht entwickelt, die auf eine sich bewegende Fläche gebracht ist, von der sie abgenommen wird, worin ihr Feuch tigkeitsgehalt auf einen bestimmten Wert gesunken ist. Der entwickelte Dampf wird durch Verdichtung auf solchen Druck und solche Temperatur gebracht, dass er nach der Verdichtung mit seiner gebundenen Wärme den Verdampfungsprozess der in der Schicht enthaltenen Feuchtigkeit fortsetzen kann. Schliesslich wird der Dampf vollständig kon densiert und alle seine gebundene Wärme im Arbeitsvorgang abgegeben.
Die zur Durchführung dieses Verfahrens dienende Einrichtung besitzt nach vorliegender Erfindung eine geheizte Trommel, die sich in einer geschlossenen Kammer dreht, Mittel zum Auftragen einer dünnen Lage eines Breies oder einer ähnlichen feuchten Masse auf die Aussenfläche dieser Trommel, wie auch Mittel, um den entwickelten Dampf aus der erwähnten Kammer abzuziehen und ihn, nachdem seine Temperatur hauptsächlich oder ausschliesslich durch Verdichten erhöht worden ist, als das Heizmittel in das Innere jener Trommel zurückzuführen. Ferner sind Mittel vorgesehen, um aus der genannten Trommel Flüssigkeiten wegzuschaffen, die sich dort infolge Kondensation des Dampfes bildete.
Auch sind Vorkehren getroffen, um das an der Oberfläche der Trommel befindliche Ma terial zu sammeln, nachdem sein Feuchtig keitsgehalt herabgesetzt ist Auf der Zeichnung sind einige Ausfüh rungsbeispiele der Einrichtung dargestellt. Fig. 1 zeigt das erste Beispiel, Fig. 2 das zweite, das mit zwei umlaufenden Trommeln versehen ist. Diese Ausführungsform wird benutzt, wenn Material behandelt wird, das an den Trockenflächen beider Stufen leicht anhaftet. Fig. 3 stellt eine Auführungsform dar, die ebenfalls zwei Trommeln besitzt, wobei aber in der zweiten Stufe das Material nicht von selbst an der Trockenfläche haftet.
Fig.4 zeigt eine Ausführungsform mit einem anders ausgebildeten Apparat zur Aus führung der zweiten Stufe des Verfahrens.
Gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird Rohtorf bei gewöhnlicher Tem peratur und mit einem Wassergehalt von ungefähr 94 o mittelst einer Pumpe a (Fis. 1) durch einen durch Wasser erhitzten Vorwär- mer b und einem mittelst Dampf geheizten ähnlichen Vorwärmer o in einen Erhitzer d gefördert. Von diesem aus gelangt der Torf zu einem Troge e, vermittelst dessen er auf die Oberfläche einer Trommel f aufgetragen wird, die in einem geschlossenen Gehäuse g umläuft.
In diesem Gehäuse g ist neben dem Troge e ein Überlauftrog t angebracht zum Sammeln von Masse, die von der Trommel abfällt und beständig aus dem Troge e überläuft. Aus diesem Überlauftrog t wird die klasse mittelst einer Pumpe 2c in den Erhitzer d befördert. Durch diesen beständigen Kreislauf wird der im Troge e befindliche Teig in gleichmässiger Beschaffenheit gehalten.
In das innere der Trommel wird durch einen Kompressor h. Dampf bei einer Tem peratur von beispielsweise etwa<B>1050</B> C be fördert. Dieser Kompressor zieht den sich an der Aussenseite der Trommel f entwickelten Dampf unter einer Temperatur von etwa 100 C aus dem Gehäuse g heraus und er höht durch Kompression dessen Temperatur um den notwendigen kleinen Betrug von etwa 5 C.
Innerhalb des Gehäuses g und in Berüh rung mit dem abwärtsgehenden Teile der Trommel<I>f</I> sind Schaber<I>i</I> vorgesehen, welche die mehr oder weniger trockene Masse von der Oberfläche der Trommel abstreichen, be vor sie au den Trog e gelangen kann. Die abgestreifte Masse fällt in einen Sammeltrog j und gelangt durch einen Förderapparat in einen Trichter Z einer Brikettpresse rn. Die zum Betriebe der Anlage erforderliche Kraft wird einem Kessel n entnommen, der Dampf von beispielsweise 20 kg pro cm' und 216 C liefert. Dieser Dampf wird in einem Überhitzer o bis auf 360 C erhitzt und dann zu einer Turbine p geleitet.
Von einer Stufe leitet ein Rohr q, in das ein Regulierhahn q' eingesetzt ist, Dampf von geeignetem Druck und passender Temperatur zum Zylinder r der Brikettpresse in, dessen Abdampf unter einer Temperatur von<B>1050</B> C ebenfalls in die Trommel f geleitet wird.
Von einer un tern Stufe der Turbine p leitet ein mit Re gulierhahn s' versehenes Rohr s Dampf von l05 C zur Trommel f, sofern dies erforder lich ist. (wanz nahe der tiefsten Stelle der Trommel f liegt das eine offene Ende eines Rohres v, das durch die Trommelachse nach aussen geführt ist, einen Dampfabschlusshahn v' enthält und in den mit heissem Wasser arbeitenden Vorwämer b mündet.
In dieses Rohr gelangt das Kondenswasser unter dem Einflusse des in der Trommel herrschenden Überdruckes. Aus dem Vorwärmer wird das Kondenswasser schliesslich, nachdem es den Rohtorf erwärmt hat, unter einer Temperatur von etwa 20 C abgelassen.
Vom Vorwärmer c aus, dem aus der Trommel f' Dampf von <B>105"</B> C durch ein Rohr x zugeführt wird, geht der kondensierte Dampf durch mit Dampf schlusshahn ?c' versehenes Verbindungsrohr iv ebenfalls zum Vorwärmer b. _ Dampf, der im Vorwärmer o nicht kon densiert, wird, unter Kontrolle des Hahnes y, durch das Rohr z zurückgeleitet und im Er hitzer d weiter ausgenützt.
Von letzterem wird er schliesslich durch das Rohr 1 unter einer Temperatur von 92 C abgelassen, was das Entweichen der Luft und gebundener Gase bewirkt, von denen der Torf so viel wie möglich befreit werden sollte durch Er hitzen auf ungefähr die Verdampfungstem- peratur des Wassers, bevor er in das Gehäuse g gelangt. Nachdem der Torf die Vorwärmer b und c durchlaufen hat, wird er bei einer Temperatur von etwa 90 C an den Erhitzer d abgegeben und wird er von diesem durch ein Rohr 3 unter einer Temperatur von 100 0 in den Trog e geleitet.
wenn die Oberfläche der Trommel f durch den im Trog e befindlichen Torfbrei streicht, so nimmt sie eine Schicht von solchem mit und diese letztere bleibt eng an der Oberfläche haften, während der Dampf ausgetrieben und bis die mehr oder weniger getrocknete blasse durch die Schaber i abgestreift wird.
Die mehr oder weniger getrocknete, in den Trichter i eintretende Masse kann, statt durch den Förderapparat 1c in eine Brikett presse übergeführt, irgend welcher andern gewünschten Behandlung unterworfen werden.
Das vorstehend für die Behandlung von Torf durch Verdampfungs-Trocknen beschrie bene Verfahren lässt sich auf die Behandlung irgendwelcher in Flüssigkeiten suspendierter Körper anwenden.
Je nach Wunsch können ausser den auf der Zeichnung angedeuteten Hahnen usw. noch andere Organe zum Regeln des Durch ganges von Fluidum von einem Teil der Ein richtung zu einem andern benutzt werden.
Ist das Material von solcher Beschaffen heit, dass es auf Grund des Gewichtes seiner Partikel nicht von selbst an der Heizfläche haften bliebe, kann irgend welchem geeigne ten Teile der letzteren ein sie in geringem Abstand mantelartig umgebender, das Mate rial an der Trommel haltender Schirm ver wendet werden, der zwecks Entweichens des Dampfes mit Durchbrechungen oder- andern Vorkehren versehen sein kann. Ferner lassen sich Mittel benutzen, um das Material auf die Heizfläche zu bringen, und um es nötigen falls an diese anzupassen, um irgendwelchen gewünschten Grad des Anhaftens zu erhalten.
Bei der durch Fig. 2 beispielsweise und schematisch dargestellten, ebenfalls für die Behandlung von Torf bestimmten Ausführungs form wird Torfbrei mit einem Wassergehalt von beispielsweise 94%, der vorher durch irgend welche mittelst Wiedergewinnung von Wärme wirkender Vorkehrungen ungefähr auf die Verdampfungstemperatur, also auf etwa 100 0 0 gebracht worden ist, durch eine Lei tung<I>a</I> in einen Trog b gebracht, der inner- halb eines geschlossenen Gehäuses c ange bracht ist.
In letzterem befindet sich eine Trockentrommel d, deren unterste Stelle in den im Troge b befindlicben Torfbrei ein taucht. Ein zweiter Trog e dient zur Auf nahme des aus b überlaufenden Breies und zu dessen Weiterleitung in einen Zirkulations- weg, der zum Beispiel ähnlich dem oben be schriebenen sein kann.
Die Trommel d wird geheizt durch den Dampf, der von dem auf ihrer Aussenfläche trocknenden Material abgegeben wird. Dieser Dampf wird bei einer Temperatur von un gefähr 100 0 0 durch ein Rohr f in einen Kompressor g abgezogen, hier verdichtet und über eine Leitung h .bei einer Temperatur von 105 0 0 in das Trommelinnere abgegeben.
Die Aussenfläche der Trommel d nimmt aus dem Troge b eine dünne Schicht Torfbrei mit. Diese Schicht bleibt an der Trommel mehr oder weniger fest haften und wird durch sie weiter getragen, bis sich der Wasserge halt auf einen vorbestimmten Grad, z. B. 80 % verringert hat. Dann wird die Schicht, die nun eine mehr oder weniger plastische Konsistenz besitzt; durch Schaber i von der Trommel abgestreift und in einen Trichter j übergeführt, an dessen Boden eine Förder schnecke k angeordnet ist.
Diese letztere schafft die mehr oder weniger plastische Masse in einen Kanal nz, in dem eine Schnecke l genügend Druck auf die Masse ausübt, da mit sie durch einen Schlitz n eines Kanals o an die Aussenfläche einer Trommel p gelangen kann. Diese ist in einem geschlossenen Ge häuse q untergebracht und kann die gleichen oder andern Abmessungen besitzen wie die Trommel d.
Die Torfmasse wird in einer dünnen Schicht ausgebreitet, so dass sie am Umfange der Trommel p haften bleibt und von dieser fort getragen wird, bis ihr Wassergehalt durch Verdampfung, z. B. bis auf etwa 10% herab vermindert ist. Dann wird sie durch Schaber r von der Trommel abgestreift und aus der Kammer q entfernt, sei es auf die nämliche Weise wie beim ersten Beispiel, oder mittelst irgend welcher anderer geeigneter Mittel.
Die zweite Trommel p wird in genau der gleichen Weise geheizt wie die erste, nämlich mittelst eines Kompressors s, der den Dampf aus dem Gehäuse durch ein Rohr t abzieht und ihn unter geringer Erhöhung seiner Tem peratur durch das Rohr<I>v</I> in die Trommel<I>Z)</I> befördert.
Die Trommeln<I>d</I> und p können anfänglich durch frischen Dampf geeigneter Temperatur und von irgendwelcher Erzeugungsstelle her kommend, erhitzt werden. Vorkehren lassen sich treffen, um, wie oben beschrieben, über schüssige Wärme in irgend welcher geeigne ten Weise verwenden zu können. Es sind Vorrichtungen verwendbar, um aus dem die Trommeln verlassenden Kondensate die Wärme zurückzugewinnen und um das zu behan delnde Material in irgendwelcher geeigneten Weise vorzuwärmen. Wünschenswert ist, dass das Material genügend erwärmt wird, um die Luft und gebundene Gase, die darin ent halten sein mögen, auszutreiben, bevor das Material in das Trommelgehäuse gelangt.
Beim Übergang der teilweise getrockneten Masse von einer Stufe der Einrichtung zur andern sind Massnahmen zum Abschlusse oder zum h,ntfernen von Luft wünschbar.
Als Beispiel der Ersparnis, welche durch Arbeiten irr zwei Stufen bezüglich Grösse der Einrichtung erzielt werden kann, sei bemerkt, dass, wenn Torfbrei mit einem. Wassergehalt von 94% auf der Oberfläche einer einzigen Trommel bis auf 10'/o getrocknet werden müsste, dies eine Verdampfung von durch schnittlich 10 kg pro m2 Fläche und Stunde erforderte.
Wäre also stündlich eine Tonne Torfbrei zu behandeln, so müssten 933 kg Wasser verdampft werden, was die Verwen dung einer Trommel mit 931i/3 1n2 Heizfläche nötig machte.
Wird dagegen die Arbeit mittelst zweier Trommeln ausgeführt, von denen die erste den Wassergehalt der Masse von 94% auf 80'/o und die zweite von 80% auf 10"/o herabsetzt, so hat die erste stündlich 700 kg zu verdampfen,
was sich bei einem Durch schnitt von 30 kg auf den m2 ausführern lässt. Dies erfordert eine Trommel mit nur 231/s m\ Mantelfläche. An der zweiten Trommel sind stündlich 233 kg zu verdampfen, was sich bei einer stündlichen Verdampfung von 8 kg pro m2 machen lässt und so eine Mantelfläche der Trommel von 29'/c <B>in</B> 2 erfordert.
Die für beide Trommeln zusammen er förderliche Fläche beträgt also b21/2 m2, was gegenüber den 93'/:c m2, die für eine einzige Trommel erforderlich wären, eine Ersparnis von 401i6 m Heizfläche ergibt, oder allgemein gesprochen, eine Verminderung der Heizfläche um sehr angenähert die Hälfte.
Bei der obern beschriebenen Ausführung der Arbeit in zwei Stufen war angenommen, das Material hafte von selbst, ohne zusätzliche Unterstützung an der Trommel. Aber für manche Materialien oder eine andere Anord nung der Stufen kann das an die zweite Stufe gelangende Material von solcher Be schaffenheit sein, dass es nicht von selbst an der heizenden Fläche haften bliebe.
Eine für solche Verhältnisse bestimmte Ausführungsform ist die durch Fig. 3 darge stellte. Der als erste Stufe dienende Apparat ist dem ähnlich, der bei dem vorhergehenden Beispiel für die erste Stufe dient. Aber das Material, das im Zeitpunkte, da es durch die Schaber il von der Trommel abgestreift wird. einen pulverförmigen oder ähnlichen Zustand erreicht hat, wird durch eine Förderschnecke l' zu einem umlaufenden, zylindrischen durch löcherten Rohre 2v geführt, das im Gehäuse q1 der zweiten Trommel f 1 untergebracht ist und das Material auf ein netz- oder siebartiges endloses Band x befördert.
Dieses letztere umgibt den grössten Teil der Trommel f 1 und wird durch zwei Leitrollen x', x2 in eine längliche Schleife ausgezogen.
Das Material wird durch das umlaufende Rohr tv auf dem Förderbande x in einer Schicht von gewünschter Dicke verteilt und durch das Band in Berührung mit der Trommel f<B>'</B>gebracht, gegen deren trocknende Mantel fläche es gehalten wird, während Trommel, Material und Band sich dem grössten Teile des Trommelumfanges entlang zusammen fort bewegen. Das Band verlässt schliesslich die Trommeloberfläche, um über die Leitrolle x' zu laufen, und die so frei gegebene Material schicht fällt dann entweder unmittelbar in den Trog y oder wird durch einen dem letz teren entlang verlaufenden Schaber r' abge streift. Im Troge y ist eine Förderschnecke z untergebracht, um das Material aus der Einrichtung zu entfernen.
Beide Trommeln werden durch den vom trocknenden Material abgegebenen Dampf geheizt, nachdem dessen Temperatur während seines Durchganges durch die beiden Kompressoren g', s' hinreichend erhöht worden ist.
Bei der durch Fig. 4 veranschaulichten Ausführungsforrn wird das aus dem Trommel- gehäuso c entfernte, vorgetrocknete Material an das obere Ende eines stehenden, zylin drischen Kessels 1 geleitet, der seiner ganzen Höhe nach mit übereinander angeordneten hohlen Böden 2 ausgestattet ist, die eine zentrale Öffnung 3 für den Durchgang einer Welle 4 freilassen, welche koaxial zum Kessel umläuft.
Die Böden 2 können ausser der zentralen Öffnung 3 noch je einen radialen Schlitz oder eine radial verlaufende Reihe von Öffnungen besitzen. Der Schlitz oder diese Öffnungen jedes Bodens sind, in der Richtung, in der die Welle 4 umlaufen soll, genommen, gegen diejenigen des nach unten folgenden Bodens ein wenig versetzt.
Die Welle 4 trägt für jeden Boden 2 eine Gruppe von Armen 5, die mit Bürsten, Scha bern 6 oder andern Verteilungsorganen ver sehen sind, die das auf die Böden abgelagerte Material mit herumnehmen, bis es durch den erwähnten Schlitz oder die Öffnungen auf den nächsten Boden fällt usw. Das von der Trommel d abgestreifte Material wird durch einen Hut 7 auf den obersten Boden 2 ge bracht, und, nachdem es hier einen Kreislauf gemacht hat, fällt es, wie oben angegeben, auf den nächsten Boden usw., bis es den Boden des Apparates erreicht, von wo es durch irgend eine geeignete Fördervorrichtung weggenommen werden kann.
Die Welle 4 wird unter Vermittlung eines Kegelradgetriebes 8, 9 von einer in Lagern 11 abgestützten und mit Stufenscheibe 12 ausgestatteten Welle 10 angetrieben.
Der im Kessel 1 aus dem trocknenden Material entweichende Dampf wird vom Kom pressor s' durch ein Rohr t' gesammelt und nachdem er zwecks geringer Erhöhung seiner Temperatur verdichtet worden ist, wird er in ein Steigrohr v1 getrieben. Von diesem aus gelangt er durch Röhren 13 in das In nere der Böden 2, von wo auf der entgegen gesetzten Seite oder sonst an geeigneter Stelle das Kondenswasser durch Röhren 14 in ein Abzugrohr 15 abfliessen kann. Die in der Flüssigkeit enthaltene Wärme lässt sich, wenn gewünscht, wieder benutzen.
Bei den dargestellten Beispielen ist für jede Stufe zur Behandlung des Dampfes ein besonderer Kompressor vorgesehen, denn in manchen Fällen mag es wünschenswert sein, auf den beiden Stufen mit verschiedenen Drücken zu arbeiten. In andern Fällen kann der Dampf von beiden Einheiten der Ein richtung abgezogen und den trocknenden Ele menten dieser Einheiten gruppenweise abge geben werden. Der in der ersten (Truppe nicht kondensierte Dampf geht, gewünschten falls nach weiterer Verdichtung, an die zweite Gruppe usw. Es kann aber auch irgend welche andere passende Anordnung gewählt werden.
Als Gegenstück zu dem beschriebenen endlosen Bandförderer lässt sich ein Band verwenden, um eine Lage Material in eine geschlossene Kammer züz tragen, in der eine Heiztrommel oder eine andere Heizfläche unter gebracht ist. Beim Eintritt und beim Austritt des Bandes in das und aus dem Gehäuse sind Dichtungsmittel, wie z. B. Pressrollen oder dergleichen vorgesehen, um einen dichten Abschluss zu erhalten. Ein solches Band kann eingerichtet sein, entweder um das Material in tatsächliche Berührung mit der Heizfläche zu pressen, oder um es nur herumzuführen, wobei das Band selbst mit der Heizfläche in Berührung steht und das Material auf dessen engegengesetzter Seite anhaftet.
In manchen Fällen mag es wünschenswert sein, dass das Band das Material über eine stillstehende Fläche führt. Im allgemeinen aber ist es für Band und Heizfläche vorzuziehen, sich mit ungefähr derselben Geschwindigkeit fortzube wegen, so dass das Material, wenn es die Heizfläche einmal erreicht hat, mit ihr in Berührung bleibt, bis der gewünschte Grad von Trockenheit erreicht ist.
Mittelst solcher Bänder und ähnlicher Vor kehrungen lassen sich breiartige, körnige, pulverige oder auch anders geformte Materia- lien mit einem Wassergehalt bis zu 50% und mehr in befriedigender Weise behandeln. Das Band kann ein Übertragungsmittel bil den, um das Material von einem vorherge henden zu einem nachfolgenden Apparat zu tragen zwecks anderer Behandlung, die etwa erwünscht sein kann.
Die Einrichtung lässt sich natürlich so abändern, dass sie irgendwelchen besondern Anforderungen entspricht. So kann zum Bei spiel das Material abwechselnd feucht auf geschüttelt und trocken abgenommen werden.
Bei den dargestellten Beispielen sind nur eine oder zwei Stufen erwähnt. In manchen Fällen mag sich aber die Anwendung von drei oder mehr Stufen empfehlen, wobei dann das Material auf irgend einem der darge stellten oder beschriebenen Wege von einer Stufe zur andern gelangen kann.
Die Grösse der Heizfläche in zwei oder mehr Stufen zusammen mit der Geschwin digkeit des Auftragens und Wegnehmens des Materials ist so bemessen, dass in jeder Stufe der gewünschte Betrag der Verdampfung er reicht wird, damit das Trocknen mittelst der für den beabsichtigten Zweck passendsten Grösse der Einwirkung bewirkt werden kann.
Auch lassen sich andere Formen der Ein richtung verwenden, die zur Ausführung des Verfahrens geeignet sind.