DD285724A5 - Spruehturm - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spruehturm mit einem rotierenden Versprueher fuer Loesungen, Suspensionen und Schmelzen, bei dem Luftzufuehrungen zentral und peripher im Spruehturm oberhalb des rotierenden Tellers des rotierenden Verspruehers, angeordnet sind. Mehrere Zentralluftleitungen sind senkrecht, von oben in den Spruehturm fuehrend, den rotierenden Versprueher an seiner Wurfkreislinie koaxial umgebend, angeordnet. Diese Zentralluftleitungen sind um einen Winkel von 45 bis 65 von der Vertikalen zur Wand des Spruehturmes und die peripheren Luftleitungen sind von der Vertikalen um einen Winkel von 8 bis 12 zur Achse des Spruehturmes hin abgewinkelt. Die Luftleitungen sind so dimensioniert, dasz 80 bis 90 * der benoetigten Luftmenge ueber die peripheren Luftleitungen zufuehrbar ist. Fig. 1{Spruehturm; Spruehtrockner; Zerstaeubungstrockner; Kristallisator; Kristallisationsbehaelter; Suspensionen; Biomasse; Salzschmelzen; Natriumacetat; rotierender Versprueher; Luftfuehrung; rieselfaehiges Produkt}

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Sprühturm mit einer besonderen Luftführung. Solche Sprühtürme finden in vielen Industriezweigen, vorwie&end in der chemischen und pharmazeutischen Industrie sowie in der Landwirtschaft, zum Trocknen oder Kristallisieren von Lösungen, Suspensionen oder Schmelzen Anwendung.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Sprühtürmezum Trocknen und Kristallisieren von Lösungen, Suspensionen oder Schmelzen werden in vielen Industriezweigen eingesetzt. Sie werden meist innerhalb von Anlagen produktspezifisch konstruiert.

Als Zerstäubungsorgane diei:en Sprühdüsen, meist als mehrfach bestückter Düsenstock ausgeführt, oder ein mittig angeordneter rotierender Versprüher im Kopf des Sprühturmes.

In vielen Anwendungsfällen, so z. B. boim Zerstäuben von Suspensionen, wird dem rotierenden Versprüher der Vorzug gegeben.

Zur Störmungsführung der Luft, die im Gleichstrom mit dem zu behandelnden Produkt geführt wird, sind aus den DD-PS 145855 und DD-PS 212898 bekannt, daß durch die tangential eingeblasene Trocknungs- oder Kühlluft die Feststoffteilchen auf einer schraubenlinienförmigen Bahn durch den Sprühturm bis zur Austragstelle bewegt werden.

Auch eine vertikale Luftführung wird technisch genutzt, die aber nur für Sprühtürme mit einem maximalen Durchmesser von 3 bis 4 m sinnvoll ist, da die Wurfweite von Feststoffteilchen, deren Flugbahn vom rotierenden Versprüher aus einen Wurfkreis beschreiben, maximal 1,5m erreicht. Sind für höhere Durchsätze größere Sprühturmdurchmesser notwendig, so erweisen sich die vertikale und tangentiale Luftführung als ungeeignet.

Um bei der tangentialen Luftführung eine Querschnittsauslastung des Sprühturmes zu erzielen, sind bereits bei Durchmessern von 6 bis 8m Lufteintrittsgeschwindigkeiten außerhalb des technisch sinnvollen Bereiches notwendig.

Dieses Problem wird allgemein mittels einer Luftzuführung durch ein im Sprühturm zentral angeordnetes Luftzuführrohr, dessen

Öffnung unterhalb des rotierenden Versprühers endet, gelöst.

Die Luft wird gegen die Fallrichtung der Teilchen geblasen und dabei der Sprühschirm aufgeweitet. Es entsteht eine Randströmung entlang der Sprühturmwand. Luft und Teilchen bewegen sich im Gleichstrom zum Austrag. Bei dieser Luftführung wird der Deckel und der obere zylindrische TeM des Sprühturmes direkt von den Teilchen, die noch zu Anbackungen neigen, berührt. Dadurch besteht natürlich die Gefahr von Anbackungen, auch am rotierenden Versprüher. Es kommt zu Ausfällen des Sprühturmes.

Die Anbackungen am rotierenden Versprüher verursachen Unwuchten und ein Abreißen der rotierenden Scheibe.

Aus der PCT-Anmeldung 83/02567 ist ein solcher Sprühturm bekannt. Bei diesem Sprühturm wird aber eine Weiterentwicklung wirksam. Hier wird ein separater Luftstrom direkt gegen die rotierende Scheibe geblasen, um Anbackungen daran zu verhindern.

Der Gefahr von Anbackungen der Feststoffteilchen am Kopf des Sprühturmes und seinen Wänden sowie die dadurch bedingten Folgen, wie Produktionsausfall, Durchsatzverminderung, Brandgefahr bei bestimmten Produkten sowie die Verschlechterung der Arbeits- und Lebensbedingungen der Werktätigen bei der Beseitigung der Anbackungen werden auch von dieser Lösung gemäß PCT-Anmeldung 83/02567 nicht beseitigt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein Sprühturm zum Trocknen odor Kristallisieren von Lösungen, Suspensionen und Schmelzen, der eine hohe Funktionssicherheit und große Verfügbarkeit aufweist und dadurch eine wesentliche Durchsatzsteigerung ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Entwicklung eines Sprühturmes zur Herstellung von gut fließ- und rieselfähigen Produkten in hoher Qualität sowie einer Luftführung, mit der Feststoffanbackungen im Innenraum insbesondere am Kopf des Sprühturmes wirkungsvoll verhindert werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zylindrisch-konische Sprühturm mit mehreren Zentralluftleitungen versehen ist. Diese Zentralluftleitungen sind senkrecht, von oben in den Sprühturm führend, den rotierenden Versprüher an seiner Wurfkreislinie koaxial umgebend, angeordnet. Die Wurfkreislinie ist die weiteste Entfernung der Feststoffpartikel von der Achse der rotierenden Scheibe. An der Wurfkreislinie enden die um 45 bis 65° zur Vertikalen in Richtung Wand des Sprühturmes abgebogenen Zentralluftleitungen. Die Austrittsöffnungen dieser Zentralluftleitungen befinden sich oberhalb der rotierenden Scheibe des rotierenden Versprühers.

Dadurch sind die Zentralluftleitungen außerhalb des Sprühfeldes, und es können keine Feststoffpartikel die Austrittsöffnungen zusetzen.

Entlang der Innenwand des Sprühturmes, gleichmäßig am Umfang verteilt, sind mehrere periphere Luftleitungen angeordnet, die eine Strahlrichtung, 8 bis 12° von der Vertikalen in Richtung Achse des Sprühturmes abweichend, erzeugen. Dadurch ist direkt an der Innenwand des Sprühturmes der Aufbau einer Luftschicht möglich, die das Anlagern von Feststoffpartikeln, deren Oberfläche noch zum Verkleben neigen kann, wirkungsvoll verhindert.

Neben der Anordnung dieser peripheren Luftleitungen ist auch die Dimensionierung des Luftleitungssystems wichtig. Zur Verhinderung des Kontaktes der Feststoffpartikel mit der Innenwand muß das Luftleitungssystem so dimensioniert sein, daß 80 bis 90 Vol.-% der benötigten Luft über die poripheren Luftleitungen in den Sprühturm förderbar sind.

Die Förderung der Luft erfolgt unter Aufrechterhaltung eines Unterdruckes im Sprühturm. Die Feststoffpartikel werden zuerst mit der radialen Luftströmung in Richtung Wand transportiert, vor Erreichen der Wand von dem Luftstrom aus den peripheren Luftleitungen aufgenommen und mit ihm koaxial in Richtung Austragsleitung gefördert. Die Anzahl der peripheren Luftleitungen und damit ihr Abstand zueinander werden so gewählt, daß sich ab der Höhe der Kontaktmöglichkeit mit den Feststoffpartikeln ein geschlossener Luftringstrom an der Wand des Sprühturmes ausbilden kann.

Die Zentralluftleitungen und die peripheren Luftleitungen sind mit je einer Ringluftleitung, die vorzugsweise oberhalb des Sprühturmes angeordnet ist, verbunden.

Zur gleichmäßigen Beaufschlagung aller Zentralluftleitungen und aller peripheren Luftleitungen müssen die Querschnittsflächen der jeweiligen Ringluftleitungen mindestens das Zweifache der Summe der zugehörigen Querschnittsflächen der Zentralluftleitungen bzw. der peripheren Luftleitungen betragen.

Bei der Kristallisation bei Umgebungstemperatur und bei Aufstellung des Sprühturmes im Freien kann auf iie Ringleitungen verzichtet werden und die Luftansaugung direkt über jede einzelne Zentralluftleitung bzw. jede einzelne periphere Luftleitung erfolgen.

Bei Nutzung des Sprühturmes zur Trocknung sind Einrichtungen zur Erwärmung der Luft vorgesehen.

Die Vorteile der Erfindung bestehen im großen Durchsatz bei nur geringem Investitionsaufwand sowie in der hohen Verfügbarkeit des Sprühturmes.

Die Ausbeute an qualitativ hochwertigem Produkt ist größer, weil keine Klumpen aus Anbackungen im Produkt sind. Die Arbeitserschwernisse beim Entfernen der Anbackungen entfallen, ebenso die damit verbundenen Lärmbelästigungen. Bei der Trocknung von biennbaren Produkten wird gleichzeitig die Brandgefahr beseitigt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1: eine schematische Darstellung des Sprüturmkopfes

Fig. 2: eine Draufsicht auf Fig. 1

Fig. 3: eine schematische Darstellung der Strömungen im Sprühturm.

Der Sprühturm 1 zum Kristallisieren weist ein', zylindrisch-konische Formgebung auf und ist vertikal angeordnet.

Die Gesamthöhe des Sprühturmes 1 beträgt 17000 mm, wobei die Höhe des oberen zylindrischen Teiles 28500mm und die Höhe des konischen Teiles 3 ebenfalls 8500mm betragen. Der größte Durchmesser des Sprühturmes 1 beträgt 10000mm.

Axial, von oben in den Sprühturm 1 hineinragend, ist der rotierende Versprüher 4 angeordnet, der über eine Leitung mit dem Schmelzbehälter (beides nicht dargestellt) verbunden ist.

Die rotierende Scheibe 5 des rotierenden Versprühers 4 befindet sich 1000mm unterhalb der oberen Begrenzung des Sprühturmes 1. Koaxial um den rotierenden Versprüher 4 sind sechs Zentralluftleitungen von je 240mm Durchmesser, senkrecht von oben in den Sprühturm 1 hineinführend, angeordnet. Die Austrittsöffnungen der Zentralluftleitungen 6 sind um einen Winkel von 60° aus der Vertikalen in Richtung Wand des Sprühturmes 1 abgebogen, enden 300 mm oberhalb der rotierenden Scheibe 5 und weisen einen Abstand zur Achse des Sprühturmes 1 von 1200mm auf.

Somit sind die Austrittsöffnungen der Zentralluftleitungen 6 direkt an der Wurf kreislinie dei rotierenden Versprüher 4 plaziert.

Zum Einsatz kommt ein rotierender Versprüher 4, der einen Wurfkreis mit einem Radius von maximal 1350mm ausbildet. Damit beträgt das Verhältnis der Radien vom Wurfkreis des rotierenden Versprühers 4zum zylindrischen Teil 2 des Sprühturmes 1:3,7.

Nahe der Wand des Sprühturmes 1 sind 16 periphere Luftleitungen 7 gleichmäßig am Umfang verteilt mit einer Strahlrichtung,

die 10° von der Vertikalen zur Achse des Sprühturmes 1 hin abweicht, angeordnet.

Die Austrittsöffnungen der peripheren Luftleitungen 7 sind radial 3400mm versetzt und vertikal 200mm oberhalb der Austrittsöffnungen der Zentralluftleitungen 6 angeordnet. Die peripheren Luftleitungen 7 haben einen Durchmesser von

450mm. Die Zentralluftleitungen 6 und die peripheren Luftleitungen 7 sind so dimensioniert, daß die benötigte Luftmenge zu10Vol.-% über die Zentralluftleitungen 6 und 90Vol.-% über die peripheren Luftleitungen 7 dem Sprühturm 1 zuführbar ist.

Die Zentralluftleitungen 6 und die peripheren Luftleitungon 7 sind mit je einer Ringluftleitung 8, die oberhalb des Sprühturmes 1

angeordnet sind, verbunden.

Die Ringluftleitung 8, die mit den sechs Zentrallufileitungen 6 verbunden ist, hat einen Innendurchmesser von 610mm und die Ringluftleitung 8, die mit den sechzehn peripheren Luftleitungen verbunden ist, hat einen Innendurchmesser von 1700mm. Durch diese Dimensionierung der Ringleitungen 8 und der dazugehörigen Zentralluftleitungen 6 bzw. peripheren Luftleitungen 7 wird eine gleichmäßige Beaufschlagung aller Luftzuführungsrohre 6,7 gewährleistet. Dadurch erreicht der

dynamische Druck in den Ringluftleitungen 8 nur etwa ein Viertel des dynamischen Druckes in den Luftzuführungsrohren 6; 7.

Der konische Teil 3 des Sprühturmes 1 verjüngt sich auf einen Durchmesser von 1400 mm, der zugleich dem Innendurchmesser

der -sich anschließenden Austragsleitung 9 für das Feststoffpartikel-Luft-Gemisch entspricht.

In einem Schmelzebehälter wird Natriumacetattrihydrat auf eine Temperatur von 8O⁰C gebracht und über eine Leitung dem

rotierenden Versprüher 4 zugeführt. Gleichzeitig werden die Ringluftleitungen 8, die Zentralluftleitungen 6 und die peripheren

Luftleitungen 7 mit Luft von Umgebungstemperatur (20⁰C) beaufschlagt. Die über die rotierende Scheibe 5 des rotierenden Versprühers 4 radial abgeschleuderte Natriumacetattrihydrat-Schmelze zerfällt in viele kleine Teilchen, die am Wurfkreis von

einem über die Zentralluftleitungen 6 eingeblasenen Luftstrom umgeben, gekühlt und radial transportiert werden.

Dieses LuftkristallisHtgemisch gelangt so in den über die peripheren Luftleitungen 7 eingetragenen Luftstrom, der das Kristallisat

vertikal zur Austragsleitung 9 transportiert. Dieser Luftstrom verhindert einerseits den Kontakt zwischen Kristallisat und Wanddes Sprühturmes 1 in einer Phase, in der es noch Anlagerungen des Kristallisates an der Wandung kommen könnte, undandererseits sichert er die Abkühlung auf Kristallisationstemperatur. Das Kristallisat-Luft-Gemisch wird über die

Austragsleitung 9 zu den nachgeschalteten Zyklonen gefördert und dort vollständig getrennt. Die Ansaugung der Luft erfolgt

durch einen Ventilator, der den Zyklonen nachgeschaltet ist.

Im Sprühturm 1 herrscht ein Unterdruck von etwa 23Pa gegenüber dem Umgebungsdruck. Das fertige Natriumacetattrihydrat ist trocken, fließ- und rieselfähig und weist Teilchendurchmesser zwischen 0,04 und 0,1 mm

auf. Der Durchsatz beträgt 3750kg Natriumacetattrihydrat pro Stunde. Die erforderliche Kühlluftmenge, die sowohl über die

Zentralluftleitung 6 als auch über die peripheren Luftleitungen 7 zugeführt wird, beträgt 42000kg/h. Der erfindungsgemäße Sprühturm sichert den erfolgreichen großen Durchsatz und erspart damit den Investitionsaufwand für

einen zweiten Sprühturm.

Neben dem qualitativ hochwertigen, gut rieselfähigen Kristallisat werden die Arbeits- und Lebensbedingungen der Werktätigen

wesentlich verbessert, weil weniger Reinigungen und Abstellung erforderlich werden und die körperlich schweren Arbeiten, diemit der Beseitigung der Anbackungen verbunden waren, entfallen.

Auch die dadurch bedingten Lärmbelästigungen der Anwohner entfallen.

Claims (3)

1. Sprühturm, der eine zylindrisch konische Form aufweist und vertikal angeordnet ist, einen axial angeordneten rotierenden Versprüher, eine Leitung für die Zuführung des zu behandelnden Produktes, eine Austragsleitung sowie Leitungen für die Zuführung der Luft aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zurZuführung der Luft mehrere Zentralluftleitungen (6) senkrecht von oben in den Sprühturm (1) führend, den rotierenden Versprüher (4) an seiner Wurfkreislinie koaxial umgebend, angeordnet sind, die Zentralluftleitungen (6) um einen Winkel von 45 bis 65° zur Vertikalen in Richtung Wand des Sprühturmes (1) abgebogen und ihre Austrittsöffnungen geringfügig oberhalb der rotierenden Scheibe (5) des rotierenden Versprühers (4) angeordnet sind, mehrere periphere Luftleitungen (7) nahe der Innenwand des Sprühturmes (1) gleichmäßig am Umfang verteilt mit einer Strahlrichtung, die 8 bis 12° von der Vertikalen zur Achse des Sprühturmes (1) hin abweicht, angeordnet sind, die peripheren Luftleitungen (7) oberhalb der Austrittsöffnungen der Zentralluftleitungen (6) enden und das Luftleitungssystem so dimensioniert ist, daß 80 bis 90 Vol.-% der benötigten Luftmenge über die peripheren Luftleitungen (7) zuführbar sind.

2. Sprühturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralluftleitungen (6) und die peripheren Luftleitungen (7) mit je einer Ringluftleitung (8), die oberhalb des Sprühturmes angeordnet ist, in Verbindung stehen.

3. Sprühturm nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche jeder Ringluftleitung (8) jeweils das Zweifache der Summe oer Querschnittsflächen aller Zentralluftleitungen (6) bzw. aller peripheren Luftleitungen (7) beträgt.