DE10233015A1

DE10233015A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Trocknung eines Gasstromes

Info

Publication number: DE10233015A1
Application number: DE2002133015
Authority: DE
Inventors: Michael Zlotos
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Protec Polymer Processing GmbH
Priority date: 2002-07-20
Filing date: 2002-07-20
Publication date: 2004-02-05
Also published as: WO2004009218A1; EP1551533A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trocknung eines Gasstromes, insbesondere für einen Schüttguttrockner, aufweisend mindestens zwei Trockenmitteltöpfe (20, 21), Temperaturfühler (27, 28), Lenkungsmittel (29, 30) und Gasführungskanäle (17), wobei die Trockenmitteltöpfe (20, 21) jeweils einen Einlaß (25), einen Auslaß (26), eine Heizeinrichtung (22, 23) und ein Trockenmittel (24) aufweisen, wobei das Trockenmittel (24) zwischen dem Einlaß (25) und dem Auslaß (26) angeordnet ist, wobei die Heizeinrichtung (22, 23) zur Erwärmung des Gasstromes vorgesehen ist, wobei die Temperaturfühler (27, 28) zur Erfassung der Temperatur in dem Gasstrom vorgesehen sind, wobei das Lenkungsmittel (29, 30) zur Lenkung des Gasstromes vorgesehen ist, und wobei die Gasführungskanäle (17) korrespondierend mit den Trockenmitteltöpfen (20, 21) verbunden sind, wobei ein einziges Gebläse (19) vorgesehen ist, welches korrespondierend mit den Trockenmitteltöpfen (20, 21) verbunden ist, wobei das Lenkungsmittel (29, 30) in Gasstromrichtung nach den Trockenmitteltöpfen (20, 21) angeordnet ist, und wobei das Lenkungsmittel (29, 30) korrespondierend mit den Temperaturfühlern (27, 28) verbunden ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Trocknung eines Gasstromes, vorzugsweise in einem Schüttguttrockner, insbesondere einem Zweikammer Trockner, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Trocknung eines Gasstromes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
Die EP 0 884 085 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regeneration eines Feuchtigkeit adsorbierenden Mediums. Hier existiert ein Gebläse, welches die Zirkulation des Luftstromes zur Entfeuchtung der Luft und zur Entfeuchtung des Trockenmittels sicherstellt. Über eine Anordnung von vier, in Gasstromrichtung vor den Trockenmitteltöpfen angeordneten, Ventilen wird die Luftführung gesteuert. Mit Hilfe dieser Anordnung kann ein Teil der getrockneten Luft zur Entfeuchtung des zu regenerierenden Trockenmitteltopfes verwendet werden. In einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist hierzu eine Nutzung der Umgebungsluft möglich, dazu werden zwei zusätzliche Ventile in die Ausgangsleitungen der Trockenmitteltöpfe integriert. Das bei der Entfeuchtung, über jeweils eine im Trockenmitteltopf angeordnete Heizung, erhitzte Trockenmittel wird dabei über jeweils einen Zusatzlüfter, welcher in jedem Trockenmitteltopf angeordnet ist, mittels Umgebungsluft abgekühlt. Das Öffnen und Schließen der Ventile wird über einen logischen Controller gesteuert, welcher Feuchtigkeits-, Temperatur- oder Zeitsignale hierzu verarbeitet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Trocknung eines Gasstromes zu schaffen, welche kostengünstig, einfach im Aufbau ist und einen geringen Energieverbrauch hat.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 oder 7 gelöst. Ferner geben die Unteransprüche zweckmäßige Weiterbildungen an.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren werden vorzugsweise in Schüttguttrocknern eingesetzt. Es sind jedoch auch andere Einsatzformen, wie z.B. Luftentfeuchter oder ähnliches denkbar.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist mindestens zwei Trockenmitteltöpfe, weiterhin Lenkungsmittel, Gasführungskanäle und ein einziges Gebläse auf. Das zu trocknende Gas wird über das Gebläse angesaugt und über die Gasführungskanäle zu einem jeweiligen Einlaß der Trockenmitteltöpfe geleitet. Dabei weisen die Gasführungskanäle eine bevorzugt gleich Kanallänge und einen bevorzugt gleichen Kanaldurchmesser auf, wobei die Grundform der Gasführungskanäle rund, eckig oder beliebig frei wählbar ist. Bei einer bevorzugt gleichen Auslegung in Bezug auf Durchsatz, Volumen und Größe der Trockenmitteltöpfe, sollten die Gasführungskanäle zu den einzelnen Trockenmitteltöpfen vorzugsweise ein gleiches inneres Volumen bei gleichem Druckverlust zwischen Gebläse und Einlaß der Trockenmitteltöpfe aufweisen. Die Trockenmitteltöpfe weisen jeweils eine Heizeinrichtung, ein Trockenmittel und einen Auslaß auf, wobei das Trockenmittel zwischen Einlaß und Auslaß angeordnet ist. Die Heizeinrichtung kann eine Heizwendel, ein Strahler oder ein sonst im Stand der Technik bekanntes Mittel zur Erzielung einer geschalteten Aufheizung sein, und dient dazu, entweder den durch das Trockenmittel strömenden Gasstrom, oder das Trockenmittel selbst, gezielt geschaltet zu erhitzen. Mittels dieser Aufheizung wird das mit Feuchtigkeit gesättigte Trockenmittel regeneriert, indem die adsorbierte Feuchtigkeit an den durchströmenden Gasstrom abgegeben wird. Das Trockenmittel ist bevorzugt Molekularsieb, kann aber auch sonst jedes im Stand der Technik bekannte beliebige Mittel zur Adsorption von Feuchtigkeit aus einem Gasstrom sein. Die Feuchtigkeit des zu trocknenden Gasstromes wird im noch nicht mit Feuchtigkeit gesättigten Trockenmittel aus dem durchströmenden feuchten Gas aufgenommen. Anschließend, in Strömungsrichtung nach den Trockenmitteltöpfen, sind Lenkungsmittel in den Gasführungskanälen vorgesehen, welche die jeweiligen Gasströme leiten. Diese Lenkungsmittel können als Ventile, Klappen oder sonstige im Stand der Technik bekannten Mittel zur Beeinflussung einer Fluidströmung ausgeführt sein. Bevorzugt sind die Lenkmittel als 4-Wege Ventil und als Drosselklappe ausgeführt, wobei das 4-Wege Ventil in der Zusammenführung der beiden aus den Trockenmitteltöpfen herausgeführten Gasführungskanälen angeordnet ist, der dritte Weg in einen weiterführenden Gasführungskanal mündet und der vierte Weg in einen Gasführungskanal, der mit der Umgebung ver bunden ist, mündet. In der bevorzugten Ausbildung der Lenkmittel ist in dem, mit der Umgebung verbundenen Gasführungskanal, eine Drosselklappe angeordnet, welche diesen Weg öffnen und verschließen kann. Es lassen sich aber auch andere Anordnungen und Ausführungen der Lenkmittel denken, in denen z.B, die Lenkmittel einzeln in den jeweiligen, aus den Trockenmitteltöpfen herausgeführten, Gasführungskanälen angeordnet sind. Durch eine zeitliche Schaltung der Lenkmittel, wird erreicht, dass diese Vorrichtung eine Gasführung für Gasentfeuchtung und vollständige Regeneration des Trockenmittels mit nur einem einzigen Gebläse realisiert. Besonders vorteilhaft ist hier der geringe Materialaufwand verbunden mit einem geringen Energieeinsatz dieser Vorrichtung gegenüber dem Stand der Technik. Es gibt weniger bewegte Teile in der Vorrichtung und daraus resultiert dann logisch eine längere Lebensdauer der Vorrichtung.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung ist darin zu sehen, ein Temperaturfühler zur Erfassung der Temperatur der aus den Trockenmitteltöpfen durch die Gasführungskanäle herausströmenden Gasströme vorgesehen ist. Bevorzugt ist dieser einzige Temperaturfühler, nach der Zusammenführung der beiden aus den Trockenmitteltöpfen herausgeführten Gasführungskanäle, in dem mit der Umgebung verbundenen Gasführungskanal angeordnet. Der Temperaturfühler kann auch an weiteren Positionen der Gasführung angeordnet sein, es muß nur gewährleistet sein, dass die Temperatur des, den jeweils regenerierenden Trockenmitteltopfes verlassenden, Gasstromes erfasst wird. Die Lenkungsmittel sind korrespondierend mit dem Temperaturfühler verbunden, wobei diese Verbindung mechanischer, elektrischer oder elektronischer Natur sein kann. Dadurch ist vorgegeben, dass die, durch den Temperaturfühler, erfassten Temperaturen einflußgebend auf die Stellung des Lenkungsmittel einwirken. Damit wird erreicht, dass diese Vorrichtung eine Gasführung für Gasentfeuchtung und vollständige Regeneration des Trockenmittels mit nur einem einzigen Gebläse realisiert und diese Gasführung in Abhängigkeit der in den jeweiligen Gasströmen herrschenden Temperaturen durch die Lenkungsmittel realisiert wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung sind in Strömungsrichtung nach dem jeweiligen Auslaß der Trockenmitteltöpfe mindestens zwei Temperaturfühler zur Erfassung der Temperatur des ausströmenden Gases vorgesehen. Diese Temperaturfühler können analog zum obigen Temperaturfühler elektrisch, elekronisch oder mechanisch ausgeführt sein. Die Lenkungsmittel sind ebenso wie oben dargestellt korrespondierend mit den Temperaturfühlern verbunden, wobei diese Verbindung mechanischer, elektrischer oder elektronischer Natur sein kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Heizeinrichtungen der Trockenmitteltöpfe in Abhängigkeit der mittels der Temperaturfühler erfassten Temperaturen der aus den Trockenmitteltöpfen strömenden Gasen und der Stellung der Lenkungsmittel steuerbar. Bevorzugt werden dabei die Heizeinrichtungen so ein- oder ausgeschaltet, dass ein Erreichen einer vorbestimmten Temperatur im Gasstrom oder ein Endanschlag eines Lenkungsmittels dieses Ein- oder Ausschalten der Heizeinrichtungen bewirkt, wobei die Heizeinrichtungen der verschiedenen Trockenmitteltöpfe zu keinem Zeitpunkt gemeinsam eingeschaltet sind. Ebenso bestünde die Möglichkeit, daß nur eine Kombination einer gewissen Gastemperatur mit einer vorgegebenen Stellung des Lenkungsmittels zu einem Schalten der Heizeinrichtung führen würde. So lassen sich verschiedene Kombinationsmöglichkeiten dieser Ausgestaltung andenken.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, sind die Heizeinrichtung der Trockenmitteltöpfe, die Temperaturfühler und die Lenkungsmittel korrespondierend über eine Steuereinrichtung miteinander verbunden. Bevorzugt ist diese Steuereinrichtung als ein elektronischer Mikroprozessor ausgeführt, welcher die eingehenden Signale mittels hinterlegter Algorithmen bewertet und mit ausgehenden Steuersignalen reagiert. Weiterhin könnten die eingehenden und ausgehenden Werte über ein Display direkt oder indirekt visualisiert werden und so Rückschlüsse über den jeweiligen Prozeßzustand der Vorrichtung und des Verfahrens zulassen, wobei dann auch Fehlermeldungen ausgegeben werden könnten. Diese korrespondierende Verbindung muß jedoch nicht zwangsläufig über einen elektronischen Mikroprozessor realisiert werden, ebenso könnte eine mechanische Verbindung, oder eine simple elektrische Schaltverbindung verwendet werden. Auch hierbei ließen sich über einfache konstruktive Gestaltungen durch Eingangssignale ausgelöste Schaltungen realisieren. Eine weitere Modifikation der Erfindung weist eine weitere Heizung zur Erwärmung des Gasstromes auf, wobei die Heizleistung dieser Heizung und/oder die Gebläseleistung des Gebläses mittels der oben beschriebenen Steuereinrichtung veränderbar ist. Bevorzugt wird dabei die Heizleistung der im Gasstrom herrschenden Temperatur korrespondierend angepasst, um z.B. bei Vorhandensein eines schon erwärmten Gasstromes die Heizleistung herunterzufahren und damit Energie einzusparen. Ebenso könnte so die Gebläseleistung dem gewünschten Gasvolumenstrom angepasst werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein, durch ein einziges Gebläse in Strömung versetzter, Feuchtigkeit enthaltender Gasstrom durch Gasführungskanäle, welche bevorzugt keinen Einfluß auf die jeweiligen Volumenströme haben, in zwei Teilströme aufge teilt, wobei diese zwei Teilströme über jeweils einen Einlaß in Trockenmitteltöpfe geleitet werden. In einem ersten Trockenmitteltopf wird ein Teilstrom durch ein im Trockenmitteltopf angeordnetes Trockenmittel geleitet, wobei dort die Feuchtigkeit des Gasstroms adsorbiert wird, und der getrocknete Gasstrom anschließend den ersten Trockenmitteltopf über einen Auslaß verläßt. In einem zweiten Trockenmitteltopf wird der zweite Teilstrom bevorzugt zeitweise gleichzeitig als Regenerationsgas zur Regeneration des in diesem Trockenmitteltopf mit Feuchtigkeit gesättigten Trockenmittels eingesetzt. Die Regeneration setzt sich aus Entfeuchtung des Trockenmittels und anschließender Abkühlung des Trockenmittels zusammen. Dieses bedeutet, dass das Regenerationsgas bevorzugt auch zur Abkühlung des Trockenmittels genutzt wird. Die Temperatur des Trockenmittels sollte nach dem Abschluß der Regeneration eine Temperatur haben, die niedrig genug ist, um wieder für die Entfeuchtung des Gases genutzt werden zu können. Dies bedeutet in der praktischen Anwendung eine Temperatur des Trockenmittels von unter 100°C. Die Temperatur des Regenerationsgases wird dabei nach dem Verlassen des zweiten Trockenmitteltopfes mit Hilfe von Temperaturfühlern erfasst. Die Steuerung des Gasstromes und des Regenerationsgases erfolgt über in Strömungsrichtung nach den Trockenmitteltöpfen in weiteren Gasführungskanälen angeordnete Lenkungsmittel, wobei auch die volumenmäßige Aufteilung der Teilströme durch die Lenkungsmittel realisiert wird. Diese Steuerung kann auch eine Regelung beinhalten. Nach Abschluß der Regeneration erfolgt über die Lenkungsmittel eine geänderte Gasstromführung, und dadurch eine gewechselte Nutzung der Trockenmitteltöpfe, so dass der vorher zur Entfeuchtung des Gasstromes genutzte Trockenmitteltopf regeneriert wird und der vorher regenerierte Trockenmitteltopf nun zur Entfeuchtung des Gasstromes eingesetzt wird. Der sich aus diesem Verfahren ergebende Vorteil liegt in der geschickten Nutzung und Lenkung des, durch nur ein einziges Gebläse zur Verfügung gestellten, Gasstromes zur Entfeuchtung des Gasstromes in einem ersten Trockenmitteltopf, zur zeitweise gleichzeitigen Entfeuchtung des Trockenmittels eines zweiten Trockenmitteltopfes und zur anschließenden Abkühlung des Trockenmittels dieses zweiten Trockenmitteltopfes. Es wird also mit einem geringem materialwirtschaftlichem und energetischem Einsatz ein maximaler Erfolg erzielt.
Bei einer vorteilhaften Realisierung des Verfahrens werden die Lenkungsmittel in Abhängigkeit der durch die Temperaturfühler erfassten Temperaturen und zusätzlich gezielt vorgegebener Zeitspannen gesteuert, wobei eine Steuerung auch eine Regelung beinhalten kann. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Lenkungsmittel den Strömungsweg durch den regenerierten Trockenmitteltopf bei Erreichung einer geeigneten Temperatur von deutlich unter 100°C im Regenerationsgasstrom verschließen und nach einer ge samten Zeitspanne von ungefähr einer Stunde über einen Änderung der Gasströme die derzeitige Funktion der einzelnen Trockenmitteltöpfe von Regeneration zur Gasentfeuchtung und umgekehrt tauschen. Die angegebene Schalttemperatur und die vorgegebene Zeitspanne können natürlich je nach Art und Menge des eingesetzten Trockenmittels und den spezifischen Eigenschaften des zu trocknenden Gases differieren und sind den tatsächlichen Gegebenheiten anzupassen.
Weiterhin besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens darin, dass je Trockenmitteltopf eine Heizeinrichtung vorgesehen ist, und diese Heizeinrichtungen in Abhängigkeit, der von den Temperaturfühlern erfassten, Temperaturen des Regenerationsgasstromes und der Stellung der Lenkungsmittel gesteuert werden. Die Heizeinrichtungen dienen der Erwärmung des Trockenmittels, entweder direkt oder über das durchströmende Gas, wobei durch diese Erwärmung die im Trockenmittel adsorbierte Feuchtigkeit wieder freigegeben wird. Dabei wird das Trockenmittel und der in das Trockenmittel einströmende Gasstrom auf ca. 200–260°C erhitzt. Da die Regeneration immer im Wechsel mit der Feuchtigkeitsaufnahme stattfindet und ein Trockenmitteltopf ständig zur Feuchtigkeitsentnahme aus dem Gasstrom eingesetzt ist, sollten die Heizeinrichtungen niemals gleichzeitig in Betrieb sein. Diese Möglichkeit kann für Wartungszwecke offen gehalten werden, der Normalfall sieht dieses jedoch nicht vor. Bevorzugt wird eine der Heizeinrichtungen eingeschaltet sobald die Stellung der Lenkungsmittel das Durchströmen eines Gasteilstromes durch den Trockenmitteltopf in die Umgebung freigibt. Dieses läßt sich einwandfrei über z. B. Endschalter in den Lenkungsmitteln erfassen. Steigt daraufhin dann die Temperatur des Regenerationsgasstromes, welche von den Temperaturfühler nach den Trockenmitteltöpfen erfasst wird, auf einen Wert zwischen 100°C und 160°C wird die Heizeinrichtung wieder abgeschaltet.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung des Verfahrens besteht darin, dass bei Unterschreiten einer vorbestimmten Temperatur die Lenkungsmittel den Strömungsweg durch den regenerierten Trockenmitteltopf verschließen und die gesamte Gasströmung durch den, den Gasstrom entfeuchtenden, Trockenmitteltopf geleitet wird. Sobald also eine Temperatur im Regenerationsgasstrom von ca. unter 100°C erreicht wird, ist die Regeneration des Trockenmittels insoweit abgeschlossen, als dass keine weitere Kühlung durch den Gasstrom mehr notwendig ist. Im Verlauf der Zeit, in dem der regenerierte Trockenmitteltopf nicht durchströmt wird, erfolgt eine weitere automatische Abkühlung des Trockenmittels durch Abstrahlung an die Umgebung. Erfahrungsgemäß ist das Trockenmittel unterhalb Temperaturen von ca. 50°C–80°C wieder vollständig zur Feuchtigkeitsentnahme aus Gasströmen einsetzbar. Aber auch hier sind die Temperaturwerte abhängig vom Material des Trockenmittels oder von geänderten Zeitvorgaben.
In einer weiteren Ausführung des Verfahrens lenken die Lenkungsmittel den Gasstrom derart, dass ein Teil der bei der Regeneration eingesetzten Wärme, welche sich nach Abschluß der Entfeuchtung des Trockenmittels im Trockenmittel befindet, zur Aufheizung des Gasstromes verwendet wird. In manchen Anwendungsfällen ist es notwendig den getrockneten Gasstrom mittels einer weiteren Heizeinrichtung zu erhitzen. Vorteilhaft wird ein Teil der schon zur Entfeuchtung des Trockenmittels aufgewendeten Wärme hierzu eingesetzt. Dieses bedeutet eine Energieeinsparung durch die Möglichkeit einer Temperaturabsenkung der zusätzlichen Heizeinrichtung. Der zur Abkühlung den aufgeheizten Trockenmitteltopf durchströmende Gasstrom wird mittels der Lenkungsmittel nicht an die Umgebung geleitet sondern dem getrockneten Teilgasstrom zugeführt und sorgt so für eine Temperaturerhöhung im Gesamtgasstrom. Die so gewonnene Temperaturerhöhung muß dementsprechend nicht über die zusätzliche Heizeinrichtung aufgebracht werden.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend in der Zeichnung anhand von schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigt
1 Schematische Darstellung eines Zwei-Kammer-Trockners in einer bevorzugten Ausführungsform mit zwei Temperaturfühlern
2 Schematische Darstellung eines Zwei-Kammer-Trockners in einer weiteren Ausführungsform mit nur einem Temperaturfühler
3 Schematische Darstellung eines Zwei-Kammer-Trockners zur Darlegung der Verfahrensschritte mit geänderten Strömungsverhältnissen
4 Schematische Darstellung eines Zwei-Kammer-Trockners zur Darlegung der Verfahrensschritte mit einem komplett verschlossenen Gasführungsweg
5 Schematische Darstellung eines Zwei-Kammer-Trockners zur Darlegung der Verfahrensschritte nach dem Wechsel des Prozessvorganges
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die 1 zeigt die erfindungsgemäße Ausführung eines Zwei-Kammer-Trockners 10 mit einem Schüttgutbehälter 11, welcher einen Behältereinlaß 12 und einen Behälterauslaß 13 zur Führung des durchströmenden Gasstromes aufweist. Das Schüttgut wird hier bevorzugt durch ein Granulat 15 gebildet. Weiterhin sind ein Behälterdeckel 14 und ein Granulateinlaß 16 zur Einbringung des Granulates 15 vorgesehen. Der getrocknete Gasstrom tritt über den Behältereinlaß 12 ein, durchströmt das Granulat 15 bevorzugt von unten nach oben, nimmt dabei Feuchtigkeit aus dem Granulat 15 auf und verläßt den Schüttgutbehälter 11 mit der aufgenommenen Feuchtigkeit über den Behälterauslaß 13. Der Behälterdeckel 14 oder der Granulateinlaß 16 bieten die Möglichkeit eines Druckausgleiches gegen die Entstehung eines Unterdruckes im Schüttgutbehälter 11 durch eine Möglichkeit Umgebungsluft einzulassen. Das mit Feuchtigkeit angereicherte Gas wird anschließend über Gasführungskanäle 17 durch einen Filter 18 geleitet um eventuell aus dem Granulat 15 stammende, das Gas verunreinigende, Feinpartikel aus dem Gasstrom herauszufiltern. Dieser Filter 18 kann als Trocken- oder als Flüssigkeitsfilter ausgeführt sein, er muß nur die zu erwartenden Feinpartikel aus dem Gasstrom herausfiltern können. Im Anschluß an den Filter 18 wird der Gasstrom einem Gebläse 19 zugeführt. Dieses Gebläse 19 stellt die notwendige Druckdifferenz zur Herstellung einer Gaszirkulation her. Es sorgt gleichzeitig für die Gaszirkulation zur Entfeuchtung des Gasstromes und zusätzlich zur Herstellung einer Gasströmung zur Regeneration. Der aus dem Gebläse gedrückte Gasstrom wird über eine Gabelung in den Gasführungskanälen 17 geteilt, wobei ein erster Teilgasstrom zu einem ersten Trockenmitteltopf (A) 20, mit einer diesem Trockenmitteltopf (A) 20 zugeordneten Heizeinrichtung (A) 22, einem Einlaß 25, einem Auslaß 26 und einem zwischen Einlaß 25 und Auslaß 26 angeordnetem Trockenmittel 24, geleitet wird. Ein zweiter Teilgasstrom wird zu einem zweiten Trockenmitteltopf (B) 21, mit einer diesem Trockenmitteltopf (B) 21 zugeordneten Heizeinrichtung (B) 23, einem Einlaß 25, einem Auslaß 26 und einem zwischen Einlaß 25 und Auslaß 26 angeordnetem Trockenmittel 24, geleitet. Die durch die Trockenmitteltöpfe 20, 21 geleiteten Teilgasströme werden durch mit den jeweiligen Auslässen 26 verbundene Gasführungs kanäle 17 in einem ersten Lenkungsmittel (A) 29, bevorzugt einem 4-Wege-Ventil zusammengeführt. In den Gasführungskanälen 17 sind jeweils dem ersten Trockenmitteltopf (A) 20 und dem zweiten Trockenmitteltopf (B) 21 zugeordnete Temperaturfühler, Temperaturfühler (A) 27 und Temperaturfühler (B) 28, angeordnet, welche zur Erfassung der Temperaturen, der die Trockenmitteltöpfe 20, 21 verlassenden Teilgasströme, vorgesehen sind. Das Lenkungsmittel (A) 29 wird über die Gasführungskanäle 17 von beiden Teilgasströmen angeströmt und hat die Möglichkeit die Gasströme gestuft in einen oder zwei weitere Gasführungskanäle 17 vereinigt oder einzeln weiterzuleiten. Hierbei führt einer dieser weiteren Gasführungskanäle über ein weiteres Lenkungsmittel (B) 30, bevorzugt als Drosselklappe ausgeführt, in die Umgebung und der zweite durch eine weitere Heizeinrichtung (C) 31 wieder zum Behältereinlaß 12 des Schüttgutbehälters 11. In einer bevorzugten Weiterbildung sind die Lenkungsmittel 29, 30, die Heizeinrichtungen 22, 23, 31, die Temperaturfühler 27, 28 und das Gebläse 19 über eine Steuereinrichtung 33 miteinander durch Datenleitungen 32 verbunden. Die Gasströmung und die Gasströmungsrichtung wird in den Figuren eins bis fünf durch Pfeile signalisiert. In 1 sind die Lenkungsmittel 29, 30 und die Heizeinrichtungen 22, 23, 31 so geschaltet, dass der durch das Gebläse 19 angetriebene Gasstrom sich zu in etwa gleichen Teilen aufteilt, wobei in Trockenmitteltopf (A) 20 die Entfeuchtung des einen Teilgasstromes stattfindet, das entfeuchtete Gas zur vollständig eingeschalteten Heizeinrichtung (C) 31 geleitet wird und derlei aufgeheizt zur Entfeuchtung des Granulates 15 durch den Schüttgutbehälter 11 geleitet wird. Der zweite Teilgasstrom wird im Trockenmitteltopf (B) 21 durch die Heizeinrichtung (B) 23 aufgeheizt und durch das mit Feuchtigkeit gesättigte Trockenmittel 24 zur Regeneration des Trockenmittels 24 geleitet. Hierbei wird die im Trockenmittel 24 gespeicherte Feuchtigkeit vom aufgeheizten Gas verdampft und damit dem Trockenmittel 24 entnommen. Im weiteren Verlauf wird der nun mit Feuchtigkeit angereicherte Teilgasstrom über das Lenkungsmittel (A) 29 zum in geöffneter Stellung stehenden Lenkungsmittel (B) 30 geleitet und von dort an die Umgebung geführt. Die Temperatur des Regenerationsgasstromes, also des Teilgasstromes welches zur Trockenmittelregeneration genutzt wird, wird dabei über den Temperaturfühler (B) erfaßt und über die Datenleitungen 32 an die Steuereinrichtung 33 weitergegeben. Ebenso wird die Position der Lenkungsmittel 29, 30 an die Steuereinrichtung 33 übermittelt. Der in 1 dargestellte Ausschnitt des Entfeuchtungsverfahrens zeigt also die gleichzeitige Entfeuchtung des Granulates 15 über einen Gasstrom mit anschließender Entfeuchtung eines Teils dieses Gasstromes und einen Teil der Regeneration des Trockenmittels 24, gekennzeichnet durch die Entfeuchtung des Trockenmittels 24 mittels eines erhitzten Teilgasstromes und anschließender Abführung der Feuchtigkeit an die Umgebung. Die Realisierung erfolgt über einen Einsatz eines einzigen Gebläses 19 und der korrespondierenden Wirkung der Temperaturfühler 27, 28, der Heizeinrichtungen 22, 23, 31 und der Lenkungsmittel 29, 30, wobei diese Teile der Vorrichtung in der dargestellten Ausführungsform korrespondierend über Datenleitungen 32 mit der Steuereinrichtung 33 verbunden sind und wobei es zu der oben beschriebenen Gasführung kommt.
Die 2 zeigt eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei nur ein einziger Temperaturfühler 27, 28 zur Erfassung der Regenerationsgastemperatur vorgesehen ist. Der 1 entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Dieser wird in dem Abschnitt des Gasführungskanals 17, der sich zwischen Lenkungsmittel (A) 29 und Lenkungsmittel (B) 30 befindet angeordnet. Über die korrespondierende Stellung der Lenkungsmittel 29, 30 ist sichergestellt, das immer die Temperatur des das Trockenmittel 24 entfeuchtenden Teilgasstromes erfasst wird. Die Gasführung und die Anordnung und Funktion der weiteren Komponenten der Vorrichtung ist wie in 1 ausgeführt.
Die 3 zeigt das zeitlich weiter geführte Verfahren der Gasentfeuchtung mit anhand zu 1 geänderten Bauteilstellungen. Der 1 entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Sobald die durch den Temperaturfühler (B) 28 erfaßte Temperatur des Regenerationsgasstromes eine vorgegebene Temperatur, bevorzugt zwischen ca. 100°C und 160°C überschritten hat, wird der Gasführungskanal 17, welcher mit der Umgebung verbunden ist, über das Lenkungsmittel (B) 30 verschlossen und das Lenkungsmittel (A) gibt dem aus dem Trockenmitteltopf (B) 21 strömenden Regenerationsgas einen Weg zu dem aus dem Trockenmitteltopf (A) 20 strömenden entfeuchteten Gas frei. Dadurch wird dieser gemeinsame Gasstrom aufgeheizt und die über die zusätzliche Heizeinrichtung (A) in den, den Schüttgutbehälter 11 durchströmenden, Gasstrom einzubringende Wärmeenergie kann verringert werden. Dieses kann z. B. über die Steuereinrichtung 33 erfolgen. Weiterhin wird bei Erreichen des vorgegebenen Temperaturgrenzwertes des Regenerationsgasstromes von ungefähr 130 °C die Heizeinrichtung (B) 23 abgeschaltet. Zu Beginn der Entfeuchtung des Trockenmittels 24 wird der den Trockenmitteltopf (B) 21 durchströmende Teilgasstrom mittels der Heizeinrichtung vor Durchströmung des Trockenmittels 24 auf eine Temperatur von ungefähr 200 bis 260 °C erhitzt. Bei Durchströmung des Trockenmittels 24 wird ein großer Teil der im Gasstrom gespeicherten Wärme in Verdampfungsenthalpie der im Trockenmittel 24 gespeicherten Feuchtigkeit umgewandelt. Die verdampfte Feuchtigkeit wird dann vom Gasstrom beim Durchtritt durch das Trockenmittel 24 mitgerissen. Die vom Temperaturfühler (B) 28 in Strömungsrichtung nach dem Trockenmitteltopf (B) 21 erfasste Temperatur bleibt wäh renddessen ungefähr konstant. Sobald die im Trockenmittel 24 gespeicherte Feuchtigkeit nahezu vollständig verdampft wurde steigt die Temperatur des das Trockenmittel verlassenden Gasstromes weiter an. Eine erfasste Temperatur zwischen 100°C und 160°C, abhängig von Materialkonstanten, Ort des Meßpunktes usw. zeigt eine nahezu vollständige Verdampfung an. Zusätzlich soll eine gewisse Sicherheit gegen im Verdampfungsprozeß auftretende Temperaturschwankung gegeben sein, und dass es zu einem unnötigen Energieaufwand durch zu langes Aufheizen der Gasströmung kommt. Der geringe Anteil von Restfeuchtigkeit im Trockenmittel 24 nach Abschalten der Heizeinrichtung (B) 23 wird durch die noch im Trockenmittel 24 gespeicherte Hitze verdampft. Im weiteren Verlauf kühlt der den Trockenmitteltopf (B) 21 durchströmende nicht mehr aufgeheizte Teilgasstrom das durchströmte Trockenmittel 24 ab, so dass die aufgenommene Wärme im weiteren Verlauf der Gasströmung, durch die oben beschriebene Änderung der Stellung der Lenkungsmittel 29, 30, zur Aufheizung des Gesamtgasstromes verwendet wird. Der Temperaturwert zwischen 100°C und 160°C ist ein aus Erfahrung gewählter Wert, der eine genügend große Sicherheit zulässt. Es können jedoch, in Abhängigkeit des Trockenmittel 24, seines Volumens oder der Position der Temperaturfühler 27, 28 von diesem Wert abweichende Temperaturen als Schalttemperatur verwendet werden.
Die 4 zeigt das zeitlich weiter geführte Verfahren der Gasentfeuchtung mit anhand zu 3 geänderten Bauteilstellungen. Der 1 entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Sobald die vom Temperaturfühler (B) 28 erfasste Regenerationsgasstromtemperatur unter einen Wert von ungefähr 100 °C fällt, wird über das Lenkungsmittel (A) 29 die Verbindung zum entfeuchteten Gasstrom, welcher den Trockenmitteltopf (A) 20 durchströmt, verschlossen. Da auch die Verbindung zur Umgebung weiterhin durch das Lenkungsmittel (B) 30 verschlossen ist, strömt nun der gesamte, durch das Gebläse 19 zur Verfügung gestellte, Gasstrom zur Entfeuchtung durch den Trockenmitteltopf (A) 20. Ebenso wird nun, mittels der Steuereinrichtung 33 die Heizleistung der zusätzlichen Heizeinrichtung (C) 31 wieder angehoben, da die zusätzliche Wärme aus dem Regenerationsgasstrom wegfällt. Die Regeneration des Trockenmittels 24 im Trockenmitteltopf (B) 21 ist nun vollständig abgeschlossen. Erfahrungsgemäß ist das Trockenmittel 24 unterhalb einer Temperatur von ungefähr 100 °C wieder vollständig aufnahmefähig für Feuchtigkeit. Weiterhin ergibt sich nach Verschließen des Strömungsweges eine zusätzliche Abkühlung des Trockenmittels 24 durch Wärmeabstrahlung an die Umgebung. Die Abkühlung hängt von der Umgebungstemperatur und der ermöglichten weiteren Abkühlzeit ab. Die Ausgangstemperatur von deutlich unter 100 °C beruht auf Erfahrungswerten, kann aber je nach verwendetem Trockenmittel 24, Menge des Tro ckenmittels 24 oder Position der Temperaturfühler 27, 28 variieren. Ebenso ließe sich der Zustand des Trockenmittels 24 auch anhand von Feuchtigkeitssensoren, welche entweder die Feuchtigkeit des durchströmenden Gases erfassen oder direkt die Feuchtigkeit des Trockenmittels sensieren. Durch eine korrespondierende Verbindung mit der Steuereinrichtung 31 könnte dann anhand der erfassten Feuchtigkeitswerte die Schaltung der die Strömung und die Entfeuchtung beeinflussenden Bauteile vorgenommen werden.
Die 5 zeigt das zeitlich weiter geführte Verfahren der Gasentfeuchtung mit anhand zu 4 geänderten Bauteilstellungen. Der 1 entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne, wird über eine Änderung der Stellung der Lenkungsmittel 29, 30 ein Wechsel der Gasströmung erzielt. Das Lenkungsmittel (A) 29 verbindet nun den Gasführungskanal 17, der aus dem Trockenmitteltopf (A) 20 kommt, über das Lenkungsmittel (B) 30 mit der Umgebung. Der zweite Gasführungskanal 17, der aus dem Trockenmitteltopf (B) 21 kommt, wird über das Lenkungsmittel (A) 29 mit dem Gasführungskanal 17 zum Schüttgutbehälter 11 verbunden. Weiterhin wird die Heizeinrichtung (A) 22 eingeschaltet. Es findet also jetzt die Regeneration des Trockenmittels 24 im Trockenmitteltopf (A) 20 statt, währenddessen im Trockenmitteltopf (B) 21 die Entfeuchtung des durchströmenden Gases stattfindet. Aufgrund der besonderen Anordnung der Lenkungsmittel 29, 30 ist es möglich mit nur einem einzigen Gebläse eine kontinuierliche Entfeuchtung eines Gasstromes zu erzielen. Dabei wird in einem Trockenmitteltopf 20, 21 ein Gasstrom entfeuchtet und zeitweise gleichzeitig im zweiten Trockenmitteltopf 20, 21 das enthaltene Trockenmittel 24 regeneriert. Der Wechsel des jeweils für die Gasentfeuchtung aktiven Trockenmitteltopfes 20, 21 erfolgt über die Lenkungsmittel 29, 30 und die Heizeinrichtungen 22, 23 und wird über eine Steuereinrichtung 33 gesteuert, wobei die Steuerung auch eine Regelung beinhalten kann. Der zeitliche Ablauf, welcher in den Figurenbeschreibungen 1 und 3 bis 5 dargestellt wurde, erfolgt für beide Trockenmitteltöpfe 20, 21 in Abhängigkeit der Stellung der Lenkungsmittel 29, 30 im Wechsel. Die Zeitspanne bis zum Wechsel der Gasströme und damit dem Wechsel des jeweils zur Gasentfeuchtung verwendeten Trockenmitteltopfes 20, 21 ist bevorzugt in Abhängigkeit der gewünschten Trocknungsleistung fest vorgegeben, es ist allerdings ebenso denkbar, diese Zeitspanne von den jeweiligen Prozeßparametern, wie erfasste Temperaturen, erfasste Feuchtigkeit, Schüttgutmenge und Heiz- und Gebläseleistung abhängig zu machen. Dabei könnte die Zeitspanne individuell durch die Steuereinrichtung 33 festgelegt werden.

Claims

Vorrichtung zur Trocknung eines Gasstromes, insbesondere für einen Schüttguttrockner, aufweisend mindestens zwei Trockenmitteltöpfe (20, 21), Lenkungsmittel (29, 30) und Gasführungskanäle (17), wobei die Trockenmitteltöpfe (20, 21) jeweils einen Einlaß (25), einen Auslaß (26), eine Heizeinrichtung (22, 23) und ein Trockenmittel (24) aufweisen, wobei das Trockenmittel (24) zwischen dem Einlaß (25) und dem Auslaß (26) angeordnet ist, wobei die Heizeinrichtung (22, 23) zur Erwärmung des Gasstromes und/oder des Trockenmittels vorgesehen ist, wobei das Lenkungsmittel (29, 30) zur Lenkung des Gasstromes vorgesehen ist, und wobei die Gasführungskanäle (17) korrespondierend mit den Trockenmitteltöpfen (20, 21) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein einziges Gebläse (19) vorgesehen ist, welches korrespondierend mit den Trockenmitteltöpfen (20, 21) verbunden ist und wobei das Lenkungsmittel (29, 30) in Gasstromrichtung nach den Trockenmitteltöpfen (20, 21) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch eins, dadurch gekennzeichnet, dass ein einziger Temperaturfühler (27, 28) zur Erfassung der Temperatur in dem Gasstrom vorgesehen ist, welcher in Gasstromrichtung nach den Trockenmitteltöpfen (20, 21) und mit diesen korrespondierend angeordnet ist und wobei das Lenkungsmittel (29, 30) korrespondierend mit dem Temperaturfühler (27, 28) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch eins, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Temperaturfühler (27, 28) zur Erfassung der Temperatur in dem Gasstrom vorgesehen sind, welche in Gasstromrichtung nach den Trockenmitteltöpfen (20, 21) und mit diesen korrespondierend angeordnet sind und wobei das Lenkungsmittel (29, 30) korrespondierend mit den Temperaturfühlern (27, 28) verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtungen (22, 23) der Trockenmitteltöpfe (20, 21) in Abhängigkeit der in dem Gasstrom herrschenden Temperatur und der Stellung der Lenkungsmittel (29, 30) steuerbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtungen (22, 23) der Trockenmitteltöpfe (20, 21), die Temperaturfühler (27, 28) und die Lenkungsmittel (29, 30) über ein Steuerungseinrichtung (33), korrespondierend miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizung (31) zur Erwärmung des Gasstromes vorgesehen ist, wobei die Heizleistung der Heizung (31) und/oder die Gebläseleistung des Gebläses (19) mittels der Steuerungseinrichtung (33) veränderbar ist.
Verfahren zur Trocknung eines Gasstromes, insbesondere eines Trocknungsgases eines Schüttguttrockners, bei dem ein Feuchtigkeit enthaltender Gasstrom über Gasführungskanäle (30) durch einen Einlaß (25) einem Trockenmitteltopf (20, 21) zugeführt wird, wobei die Feuchtigkeit an ein, in dem Trockenmitteltopf (20, 21) angeordnetes Trockenmittel (24) abgegeben wird, und der entfeuchtete Gasstrom den Trockenmitteltopf (20, 21) über einen Auslaß (26) wieder verlässt, wobei das Trockenmittel (24), nach Erreichen einer bestimmten Feuchtigkeitssättigung regeneriert wird, wobei die Regeneration des Trockenmittels (24) mit einem Regenerationsgas erfolgt und wobei der Gasstrom und der Regenerationsgasstrom mit Lenkungsmitteln (29, 30) gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein einziges Gebläse (19) vorgesehen ist, wobei der durch das Gebläse (19) geförderte Gasstrom in Teilströme aufgeteilt wird, wobei die in Strömungsrichtung nach den Trockenmitteltöpfen angeordneten Lenkungsmittel (29, 30) die Gasströme derart steuern, dass ein erster Teilstrom einen ersten Trockenmitteltopf (20, 21) zur Entfeuchtung des Gasstromes durchströmt, und dass zeitweise gleichzeitig ein zweiter Teilstrom als Regenerationsgasstrom das Trockenmittel (24) in einem zweiten Trockenmitteltopf (20, 21) regeneriert, wobei dieser zweite Teilstrom, nach Abschluß der Entfeuchtung des Trockenmittels (24) zur Abkühlung des Trockenmittels (24) genutzt wird, wobei die Regeneration des Trockenmittels (24) durch die Entfeuchtung und die anschließende Abkühlung des Trockenmittels (24) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des, das Trockenmittel (24) verlassenden, Regenerationsgases mittels Temperaturfühlern (27, 28) erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkung des Gasstromes durch die, in Gasstromrichtung nach den Trockenmitteltöpfen (20, 21) angeordneten Lenkungsmittel (29, 30), in Abhängigkeit der durch die Temperaturfühler (27, 28) erfassten Temperaturen des Regenerationsgasstromes und zusätzlich gezielt vorgegebenen Zeitspannen erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Heizeinrichtungen (22, 23) vorhanden sind, welche zur Erwärmung des Gasstromes und/oder des Trockenmittels (24) vorgesehen sind, wobei die Heizeinrichtungen (22, 23) in Abhängigkeit der von den Temperaturfühlern (27, 28) erfassten Temperaturen des Regenerationsgasstromes und der Stellung der Lenkungsmittel (29, 30), gesteuert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (22, 23) des sich in der Regeneration befindenden Trockenmitteltopfes (20, 21), bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur im Regenerationsgasstrom, abgeschaltet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die in Gasstromrichtung nach den Trockenmitteltöpfen (20, 21) angeordneten Lenkungsmittel (29, 30) den Gasstrom derart lenken, dass bei Unterschreitung einer vorbestimmten Temperatur des, durch den Auslaß (26) des regenerierten Trockenmitteltopfes (20, 21) strömenden Gases, dieser Strömungsweg verschlossen wird und das gesamte Gas durch den, den Gasstrom entfeuchtenden Trockenmitteltopf (20, 21) strömt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die in Gasstromrichtung nach den Trockenmitteltöpfen (20, 21) angeordneten Lenkungsmittel (29, 30) den Gasstrom derart lenken, dass ein Teil der bei der Regeneration des Trockenmittels (24) eingesetzten Wärme, welche sich nach Abschluss der Entfeuchtung des Trockenmittels (24) im Trockenmittel (24) befindet, zur Aufheizung des Gasstromes verwendet wird.