DD271943A1 - Verfahren zum trocknen von oberflaechenfeuchtem schuettgut vorzugsweise fuer kalisalz - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Trocknen von oberflaechenfeuchtem Schuettgut, vorzugsweise von Kalisalz. Sie bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Trocknung eines loesliche Salze enthaltenden oberflaechenfeuchten Schuettgutes, vorzugsweise Kalisalz, in einem Wirbelschichttrockner mittels eines geschlossenen Dampfkreislaufes. Erfindungsgemaess wird die Wirbelschicht in einen Grobkornbereich und einen darueberliegenden Feinkornbereich ausgebildet, wobei dem Grobkornbereich Trocknungswaerme und dem Feinkornbereich Ueberhitzungswaerme ueber die Trocknungstemperatur hinaus zugefuehrt wird. Daraufhin wird das Feinkorn zusammen mit dem ueberhitzten Dampf ausgetragen, anschliessend vom Dampf getrennt und ganz oder teilweise zur Waermeabgabe in den Grobkornbereich zurueckgefuehrt. Der aus dem Trockner austretende ueberhitzte Dampf wird teilweise zur Aufrechterhaltung des Dampfkreislaufes eingesetzt, der uebrige Teil ausgekreist und einer Waermenutzung zugefuehrt. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Trocknung eines lösliche Salze enthaltenden, oberflächenfeuchten Schüttgutes, vorzugsweise Kalisalz, in einem kontinuierlich arbeitenden Wirbelschichttrockner mit einem geschlossenen Dampfkreislauf und einem zirkulierenden Feinkornfeststoffstrom. Dabei wird als Wirbelmedium für den Wirbelschichttrockner ausschließlich der durch die Trocknung entstehende Dampf genutzt.

Charakteristik dos bekannten Standes der Technik

Bekannt ist ein Verfahren zur Trocknung eines Naßgutstromes, insbesondere von Kalisalz, bei dem die Trocknung in einem, Fließbetttrockner mit geschlossenem Dampfkreislauf durchgeführt wird. Zur Verminderung des Energiebedarfes wird dabei ein Teil des Abdampfes des Fließbetttrockners nach Abscheiden und Austragen des mitgeführten Feinkornes abgezweigt und einem Wärmeaustauscher zugeführt und darin kondensiert. Bei diesem Wärmeaustausch wird das dem Fließbetttrockner zugeführte Naßgut direkt vorgewärmt. Um ein Eindringen des Kondensates in die zu trocknenden Teilchen und eine Lösung der Teilchen selbst zu verhindern, ist es erforderlich, das Kondensat gleichzeitig wieder von den Teilchen zu trennen. Diese Kondonsation des Abdampfes und die gleichzeitige Abtrennung des Kondensates erfolgt direkt im Schleuderraum einer Zentrifuge (DE-OS 3221 533).

In einem weiteren bekannten Trocknungsverfahren der Dampftrocknung von Naßgut wird der entstehende Überschußdampf nach der Feinkornabscheidung mit gleichzeitiger Austragung des Feinkornes ausgekreist und direkt oder indirekt anderen Wärmeverbrauchern zugeführt. (DD-PS 237542)

Nachteilig bei diesen beiden bekannten Verfahren ist es, daß der ausgekreiste Dampf lediglich huf dem Temperaturniveau der Trocknungsschicht beieitgestellt werden kann.

In den bekannten Wirbelschicht-Dampftrocknungsverfahren, die den Wärmeeintrag indirekt nur durch in die Wirbelschicht eingetauchte Wärmeübertragungsflächen realisieren, werden die Betriebsparameter in der Wirbelschicht (Druck, Temperatur) durch die notwendige Triebkraft (Temperaturdifferenz) und die Größe der Wärmeübertragungsflächen begrenzt.

Soll die Wärmerückgewinnung — beispielsweise durch Kondensation des Überschußdampfes — auf einem möglichst hohen Temperaturniveau erfolgen, so muß die Wirbelschicht in einem entsprechenden Druck- und Temperaturbereich betrieben werden. Die dafür zwangsläufig vorzusehenden Wärmeübertragungsflächen und die erforderliche Vorlauftemperatur des Wärmeträgers für die indirekte Beheizung sind aber in ihren Größen begrenzt. Nachteilig wirken sich neben diesen konstruktiv und betriebstechnisch zu realisierenden Grenzen die erhöhte Trockenprodukttemperatur als Energioverlust und der bei höherem Druck sich verschlechternde Wärmeübergang zur Wirbelschicht als Verringerung des Stoffdurchsatzes aus.

In den bekannten Verfahren wirken sich außerdem die Schwankungen des Produktdurchsatzes und des Feuchtegehaltes negativ auf die Wärmerückgewinnung aus.

In einem weiteren bekannten mehrstufigen Vorfahren wird der aus dem Trockner austretende Dampfstrom, in dem Feinteile des Trockengutes enthalten sind, über einen Fe ststoffabscheider geleitet, in dem der feinkörnige Feststofianteil aus dem Dampf abgeschieden und dem Trockner wieder zugeführt wird (DE-PS 2901721).

Nachteilig ist es, daß diese Rückführung der feinkörnigen Feststoffanteile in den Trockner lediglich mit der Trocknungstomperatur erfolgt. Es erfolgt also lediglich eine Trockengutrückführung ohne energetische Auswirkungen auf die Wirbelschicht.

Bei einem Röstverfahren für sulfidische Erze (Schwefelkies) ist es bekannt, das Abrösten bei einer Geschwindigkeit oberhalb der zweiten kritische«. Geschwindigkeit der Wirbelschichtbildung mit einer Übersättigung an Abbrand durchzuführen. Diese Übersättigung erfolgt durch Zuleiten des aus dem Ofen ausgetragenen Abbrandos in die Wirbelschicht.

Diese Maßnahme erfolgt einerseits, um die Verweilzeit für den Abbrand in der Wirbelschicht zu verlängern und dadurch ein vollständiges Nachbrennen in der Wirbelschicht zu gewährleisten und zum anderen auch, um die beim Rösten entwickelte Wärme bzw. die ausgetragene Abwärme wieder zu verwerten (DE-AS 19080157).

Nachteilig bei diesem Verfahren ist es, daß die Rückführung des Abbrandes hauptsächlich zur höheren Produktausbeute beim Röstverfahren durchgeführt wird. Dabei erfolgt die Abbrandrückfunrung ausschließlich mit der Temperatur der Wirbelschicht, so daß eine Aufheizung durch den zugeführten Abbrand in der Wirbelschicht zu verzeichnen ist.

Hinzu kommt, daß die Temperaturverhältnisse aus dem Röstverfahren nicht auf die Trocknung oberflächenfeuchten, lösliche Salze enthaltenden Naßgutes übertragbar ist.

Ziel der Frfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Trocknen von oberflächenfeuchtem Schüttgut, vorzugsweise von Kalisalz, zu schaffen, das einerseits selbst energiesparend durchzuführen ist und andererseits eine energetisch günstige Hereitstellung von Abwärme für weitere Wärmeverbraucher gewährleistet

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine abproduktfreie Trocknung des Naßgutes durchzuführen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfirtdung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Trocknungsverfahren für oberflächenfeuchtes Schüttgut zu schaffen, bei dam die Temperatur des Überschußdampfes aus dem Trocknungsbereich unabhängig von der Trocknungstemperatur ist und die Kondensation des Überschußdampfes auf einem Temperaturniveau erfolgt, das höher oder gleich der Trocknungstemperatur ist und damit die bei der Kondensation anfallende Wärme vielfältig nutzbar ist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Wirbelschicht in einem Grobkornbereich und einem darüberliegenden Feinkornbereich ausgebildet wird, wobei im Grobkornbereich indirekt Trocknungswärme in das fluidisierte Scnüttgut und im Feinkornbereich zusätzlich Überhitzungswärme über die Trocknungstemperatur des Schüttgutes hinaus in das Dampf-Feinkorngemisch eingebracht und ausschließlich das Feinkorn mit dem Dampfstrom aus dem Wirbelschichttrockner ausgetragen wird, wobei ein Temperaturausgleich zwischen Feinkorn und Dampf erfolgt. Daraufhin wird das Feinkorn in einer Gas-Feststofftrennung vom Dampfstrom getrennt und vollständig oder teilweise zur Wärmeabgabe direkt in den Grobkornbereich der Wirbelschicht zurückgeführt und überhitzter Überschußdampf aus dem Dampfkreislauf ausgekreist. In einer besonderen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, das Schüttgut vor dem Einbringen in die Wirbelschicht in einer Vorkammer so aufzubereiten, daß nur (luidisierbare Feststoffteilchen in den Wirbelschichttrockner gelangen und in der Wirbelschicht nicht fluidisierbare Agglomerate entweder zu fluidisierba: ein Teilchengrößen zerkleinert oder aus der Vorkammer ausgeschleust werden

Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind:

— Durch die Realisierung der Kreislauffahrweise für das Wirbelm ldium wird die energetische Gute des Prozesses verbessert.

— Durch die indirekte Wärmezufuhr über in die Wirbelschichten eingetauchte Wärmeübertragungsflächen wird die Wärmestromdichte gegenüber dem ausschließlich direkten Wärmeeintrag erhöht.

— Durch Unterstützung des Wirbelmediums in der Feinkornwirbelschicht wird die Voraussetzung geschaffen, die Kondensation des Überschußdampfes auf möglichst hohem Temperaturniveau zu realisieren.

Ausführungsbeispiel

In einem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutert werden.

In der zugehörigen Figur 1 ist eine Wirbelschichttrocknung von Kalisalz mittels eines Dampfkreisk.ufes schematisch dargestellt.

Über eine Eintragsvorrichtung 1 wird das oberflächenfeuchte Kalisalz in einen Wirbelschichttrockner 2 eingebracht. Mittels Dampf, der im Dampfkreislauf 3 gefahren und als Wirbelmedium eingesetzt wird, erfolgt die Fluidisierung des Kalisalzes im Wirbelschichttrockner 2.

Der Wirbelschichttrockner 2 ist konstruktiv so ausgeführt, daß sich eine Wirbelschicht mit einem Grobkornbereich 4 a und einem darüberliegenden Feinkornbereich 4b ausbildet. Der Feinkornbereich 4b wird dabei durch einen Teil der feinen Kornfraktion gebildet, die aus dem Grobkornbereich 4 a durch das Wirbelmedium ausgetragen wird.

Innerhalb des Wirbelschichttrockners 2 ist der Grobkornbereich A a gleichzeitig die Trocknungszone und der Feinkornbereich 4 b

die Überhitzungszone. Aus dem Grobhornbereich 4 a wird das getrocknete Kalisalz über ein Wehr und eine Austragsschleuse 11 aus dem Wirbelschichttrockner 2 abgeführt.

Im Grobkornbereich 4a befinden sich Wärmeübertragungsflächen 5 und im Feinkornbereich 4b Wärmeübertragungsflächen 6, die jeweils von einem Wärmeüberträger mit unterschiedlichem Temperaturniveau durchströmt sind.

Am Kopf des Wirbelschichttrockners 2 wird der Dampf zusammen mit der Feinkornfraktion aus dem Feinkornbereich 4 b in den Dampikreislauf 3 abgeführt und gelangt in eine Gas-Feststofftrennung 7, die als Zyklon oder Elektroabscheider ausgeführt sein kann. In der Gas-Feststofftrennung 7 wird die Feinkornfraktion vom Dampfstrom 3 getrennt und die Feinkornfraktion wird direkt wieder in den Grobkornbereich 41 des Wirbelschichttrocknors 2 eingebracht. Nach der Gas-Feststofftrennung 7 wird der entstandene Überschußdampf 8 aus dem Dampfkreislauf 3 abgezweigt und einem Wärmeverbraucher 9 zugeführt oder kondensiert. Der geschlossene Dampfkreislauf 3 wird über ein Gebläse 10 aufrechterhalten.

Der erfindungsgeniäße Verfahrensablauf ist, wie im Ausführungsbeispiel ausführlich dargestellt, folgender:

Das in der Eintragsvorrichtung für die Fluidisiorurig aufbereitete oberflächenfeuchte Kalisalz wird im Wirbelschichttrockner mittels Kreislaufdampf fluidisiert. Dabei wird durch zweckentsprechende Wahl der verfahrenstechnischen und apparativen Bedingungen ein Grobkorn- und ein darüberliegonder Feinkornbereich ausgebildet. In den Grobkornbereich wird über eingetauchte Wärmeübertragungsflächen von einem Wärmeträger, beispielsweise Dampf, die zur Trocknung benötigte Wärmeenergie eingetragen.

In den Feinkornbereich wird ebenfalls über eingetauchte Wärmeübertragungsflächen, allerdings mit höherem Temperatumivaau, Überhitzungswärme eingetragen. Dor Austrag des getrockneten Kalisalzes erfolgt aus dem Grobkornbereich über ein Währ mit nachgoschalteter Austragsschleuse.

Das überhitzte Dampf-Feinkorngemisch wird dom Trockne- am Kopf entnommen und einer Gas-Feststofftrennung zugeführt, in der die feste Phase abgeschieden und ganz oder teilweise in den Trockner zurückgeführt wird. Der vom SaJz getrennte überhitzte Dampfstrom wird geteilt in den zur Aufrechterlialtung des Prozesses benötigten Kreislaufstrom und die Überschußmenge, die entweder direlct einem Wärmeverbraucher zugeführt oder zur Übertragung des Wärmeinhaltes an einen anderen Wärmeträger, z. B. Wasser, kondensiert.

Claims (2)

1. Verfahren zum Trocknen von oberflächenfeuchtem Schüttgut, vorzugsweise von Kalisalz, in einem Wirbelschichttrockner, in dem das Schüttgut von im Kreislauf geführten Dampf fluidisiert wird, dabei Wärme durch in die Wirbelschicht eingetauchte von einem Wärmeträger durchflossene Wärmeübertragungsrohre sowie durch den Dampf auf das Schüttgut übertragen und dieses getrocknet wird, das Trockengut aus dem Trockner ausgetragen und der im Dampfstrom enthaltene Feinkornanteil über eine Gas-Feststofftrenneinrichtung von Dampf getrennt und in den Trockner zurückgeführt sowie der entstehende Überschußdampf aus dem Dampfkreislauf ausgekreist wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelschicht durch eine Querschnittserweiterung im Wirbelapparat in einem Grobkornbereich und einem darüberliegenden Feinkornbereich ausgebildet wird, wobei in den Grobkorr.bereich indirekt Trocknungswärme und in den Feinkornbereich zusätzlich indirekt Überhitzungswärme über die Trocknungstemperatur hinaus eingebracht wird und dio vollständige oder teilweise Rückführung des gotrocknetenjVon der Dampfphase getrennten Feinkornanteils direkt in die Grobkornzone erfolgt.

2. Verfahren zum Trockn&n von oberflächenfeuchtem Schüttgut nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut vor dem Einbringen in die Wirbelschicht in einer Vorkammer so aufbereitet wird, daß nur f luidisierbare Feststoffteilchen in den Wirbelschichttrocknen gelangen und im Arbeitsbereich der Wirbelschicht nicht fluidisierbare Agglomerate entweder zu fluidisierbaren Teitchengrößen zerkleinert oder aus der Vorkammer ausgeschleust werden.