DE19508657A1

DE19508657A1 - Sprühtrocknungseinrichtung

Info

Publication number: DE19508657A1
Application number: DE1995108657
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr Ing Koeblitz; Alexander Lange
Original assignee: OHLMANN ANLAGEN und MASCHINENB
Current assignee: OHLMANN ANLAGEN und MASCHINENB
Priority date: 1995-03-14
Filing date: 1995-03-14
Publication date: 1996-09-19

Description

Die Erfindung betrifft eine Sprühtrocknungseinrichtung, bei der in einem Gehäuse ein Prozeßraum gebildet ist, der an seiner Unterseite durch einen perforierten Boden begrenzt ist, durch das Gas, insbesondere Luft zuführbar ist, und an dessen Oberseite ein Filter angeordnet ist, durch den das Gas abführbar ist, und bei dem an einer Stirnseite eine oder mehrere Sprühdüsen zum Einsprühen einer Partikel-Suspension oder -Lösung mittels eines Gases angeordnet ist, wobei der Prozeßraum an der der Düse gegenüberliegenden Stirnseite oberhalb des perforierten Bodens eine Schleuse zum Abführen eines im Prozeßraum erzeugten Granulats vorgesehen ist.

Derartige Einrichtungen sind bekannt. Bei ihnen wird den Sprühdüsen einerseits eine flüssige Partikel-Suspension oder -Lösung und andrerseits ein Gas unter Druck zugeführt, wodurch an der Düsenöffnung ein Versprühen der festen oder flüssigen Partikel erfolgt. Die an der Unterseite des Prozeßraumes durch den perforierten Boden zugeführte Luft hindert die Partikel daran, zu Boden zu fallen. Sie bilden vielmehr eine Wirbelschicht oberhalb des perforierten Bodens, die ein flüssigkeitsähnliches Verhalten zeigt. In dieser Wirbelschicht werden die Partikel durch die an ihnen vorbeiströmende erwärmte Luft getrocknet. Der perforierte Boden ist so ausgebildet, daß die hindurchströmende Luft eine Richtungskompo nente zu der den Düsen gegenüberliegenden Stirnwand aufweist. Dadurch werden die im Luftstrom schwebenden Partikel in diese Richtung bewegt, wo sie schließ lich durch eine Schleuse aus dem Prozeßraum entfernt werden können.

Diese Einrichtungen werden für die Trocknung der unterschiedlichsten Medien, z. B. aus dem chemischen, pharmazeutischen, lebensmitteltechnischen oder einem anderen Bereich eingesetzt. Je nach Einsatzfall ist die Temperatur der zugeführ ten Heißluft zu bestimmen. Es gibt auch Fälle, wo das zu trocknende Gut den Einsatz von Luft als Wärmetransportmittel nicht verträgt, sondern z. B. die Anwendung von Inertgas verlangt.

Alle diese bekannten Einrichtungen weisen den Nachteil auf, daß unter bestimm ten Betriebsbedingungen die aus den Sprühdüsen austretenden Partikel mit der Wand des Prozeßraumes in Berührung kommen, bevor sie an ihrer Oberfläche ausreichend getrocknet sind. Dadurch bleiben diese Partikel an der Prozeßraum wand kleben und backen dort im Laufe der Zeit zu immer größeren Ablagerungen zusammen. Das kann soweit führen, daß sogar die Düsenöffnungen verstopft werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden und durch eine relativ einfache konstruktive Maßnahme zu erreichen, daß die aus den Sprühdüsen austretenden Flüssigkeitspartikel unmittelbar hinter der Düse soweit an ihrer Oberfläche antrocknen, daß ein Haften an der Prozeßraumwand verhin dert wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Düse konzentrisch und mit radialem Abstand von einem Mantelrohr umgeben ist, wobei durch den Ringraum zwischen Düse und Mantelrohr zusätzliches Heißgas in den Prozeßraum zugeführt wird. In der Praxis wird dabei so vorgegangen, daß der größere Teil der dem Prozeßraum zugeführten Wärmeenergie über diese Mantelrohre zugeführt wird und nur der geringere Rest über den perforierten Boden. Dadurch wird erreicht, daß die aus den Sprühdüsen austretenden Partikel durch den sie umgebenden "Heißluftschlauch" daran gehindert werden, seitwärts auszuweichen und an die Prozeßraumwand zu gelangen. Gleichzeitig wird in dem "Heißluftschlauch" durch die innige Berührung der Partikel mit der Heißluft eine sehr rasche Trocknung wenigstens an deren Oberfläche erreicht, wodurch schon nach einer kurzen Wegstrecke der Partikel diese nicht mehr an der Prozeßraumwand ankleben könnten, selbst wenn sie an diese gelangen sollten.

Die bekannte Sprühdüse kann dadurch mit dem Mantelrohr zu einer Baueinheit vereinigt werden, daß konzentrisch im Mantelrohr ein Innenrohr angeordnet ist, das durch radiale Streben mit dem Mantelrohr verbunden ist und das in seiner Bohrung die Sprühdüse aufnimmt. Dabei können am einen Ende des Innenrohrs zwei Streben vorgesehen sein, die in einer gemeinsamen, die Längsachse des Innenrohrs enthaltenden Ebene liegen, und daß am anderen Ende des Innenrohrs zwei weitere Streben vorgesehen sind, die in einer zur erstgenannten Ebene rechtwinkligen Ebene liegen.

In der Wandung des Innenrohrs kann eine Madenschraube angeordnet sein, durch die die Sprühdüse gegenüber dem Innenrohr fixiert werden kann.

Das Mantelrohr kann an seinem der Düsenöffnung benachbarten Ende einen Radialflansch aufweisen, mit dem es an einer für mehrere Düsen gemeinsamen Düsenplatte befestigt, insbesondere angeschraubt werden kann.

Die Düsenplatte ihrerseits kann an einer Stirnseite des Gehäuses befestigt, insbesondere angeschraubt werden, wo sie eine Öffnung in der Gehäusewand überdeckt.

Mehrere Mantelrohre mit den in diesen befindlichen Sprühdüsen können von einem Düsenkasten überdeckt sein, durch den Heißluft den Mantelrohren zuge führt werden kann.

Um eine gleichmäßige Beaufschlagung der Mantelrohre zu erreichen, kann im Düsenkasten den Mantelrohren ein Strömungsgleichrichter vorgelagert sein. Dieser kann im einfachsten Falle als Lochplatte ausgebildet sein. Diese Lochplatte schließlich kann zwischen dem offenen Ende des Düsenkastens und einem diesem vorgelagerten Zuführtrichter angeordnet sein.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine stark vereinfachte schematische Darstellung der Einrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Einrichtung gemäß dem bekannten Stand der Technik,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Anordnung einer Sprühdüse in einem Mantelrohr und

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Gesamtanordnung der Düsen und Mantelrohre in einem Düsenkasten.

In Fig. 2 ist eine Sprühtrocknungseinrichtung dargestellt, die dem bekannten Stand der Technik entspricht. In einem Gehäuse 1 ist ein Prozeßraum 2 gebildet, der an seiner Unterseite durch einen perforierten Boden 3 begrenzt ist. Durch den Zuluftstutzen 4 kann Heißluft in den Raum 5 unterhalb des perforierten Bodens 3 eingeführt werden, die durch den perforierten Boden hindurch nach oben strömt.

An der Oberseite ist der Prozeßraum 2 durch ein Filter 6 begrenzt, welches von der zugeführten Heißluft durchströmt wird, die anschließend durch den Abluft stutzen 7 das Gehäuse 1 verläßt.

In der linken Stirnwand 8 des Gehäuses 1 sind mehrere Sprühdüsen 9 angeordnet, in welche über Anschlußnippel 10 eine Partikel-Suspension oder -Lösung und über die Anschlußnippel 11 Druckluft eingeführt wird. Auf diese Weise wird die Suspension oder Lösung in feine Tröpfchen versprüht, die daran anschließend in der aus dem perforierten Boden 3 nach oben strömenden Luft schweben und damit eine flüssigkeitsähnliche Wirbelschicht bilden, in welcher die Partikel infolge der von der Luft angegebenen Wärme getrocknet werden.

In der rechten Stirnwand 12 des Gehäuses 1 ist oberhalb des perforierten Bodens 3 eine schematisch angedeutete Schleuse 13 Vorgesehen, durch welche das nach dem Trockenvorgang entstandene Granulat ausgetragen werden kann.

Diese Ausführung hat den Nachteil, daß aus der Sprühdüse ausgetretene Partikel mit der Wandung des Prozeßraumes in Berührung kommen können, bevor sie wenigstens an ihrer Oberfläche ausreichend getrocknet sind. Die Folge ist, daß sie dort ankleben und zu größeren Ansammlungen (Agglomeraten) zusammen backen.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Ausführung entsprechend der Erfindung zeigt, daß der prinzipielle Grundaufbau der gleiche ist wie beim Stand der Technik. Neu ist, daß jede der Sprühdüsen 9 von einem Mantelrohr 14 konzen trisch und mit radialem Abstand umgeben ist, wobei diese Gesamtanordnung aus Düsen 9 und Mantelrohren 14 in einem Düsenkasten 15 untergebracht ist, dem über den Anschlußstutzen 16 Heißluft unter Druck zugeführte werden kann. Dadurch bildet sich eine den eigentlichen Sprühstrahl Umgebende Mantelströmung von heißer Luft aus, die zum einen ein Ausbreiten des Sprühstrahles nach außen behindert und zum andern dafür sorgt, daß in unmittelbarer Nähe der Düsen öffnung bereits der Trocknungsvorgang der einzelnen Partikel einsetzt und soweit abgeschlossen wird, daß die Partikel auch dann, wenn sie anschließend auf die Wandung des Prozeßraums 2 auftreffen sollten, sich dort nicht festsetzen und anbacken können.

Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab die Anordnung Spritzdüse/Mantelrohr. Das zylindrische Mantelrohr 14 weist an seinem rechten Ende einen Radialflansch 17 mit Bohrungen 18 zu seiner Befestigung auf. In dem Mantelrohr ist ein Innenrohr 19 angeordnet und mittels Streben 20 befestigt. Die Verbindung zwischen Mantelrohr 14, Innenrohr 19 und Streben 20 kann z. B. durch Schweißen erfolgen. In der Fig. 3 sind die Streben 20 an beiden Enden des Innenrohres 19 der Deutlichkeit halber in der gleichen Ebene dargestellt. In der Praxis wird man sie in zueinander versetzten Ebenen anordnen.

In das Innenrohr 19 ist die eigentliche Sprühdüse 9 eingeführt und durch eine Madenschraube 21 fixiert.

Die der Einfachheit halber nur schematisch dargestellte Sprühdüse 9 besteht aus dem Düsenrückteil 22 mit den Anschlußnippeln 10 für die Zuführung der Partikel- Suspension oder -Lösung und 11 für die Zufuhr der Druckluft. In diesen Düsen rückteil 22 sind das innere Düsenrohr 23 und das äußere Düsenrohr 24 einge schraubt. Die Sprühdüse 9 entspricht damit im wesentlichen den herkömmlichen Düsen gemäß dem bekannten Stand der Technik.

Aus Fig. 4 ist in einem Längsschnitt die Gesamtanordnung der Düsen 9 und Mantelrohre 14 in dem Düsenkasten 15 ersichtlich. Die Mantelrohre 14 sind mittels der Schrauben 25 an einer Düsenplatte 26 befestigt. Die Düsenplatte 26 ihrerseits ist mittels der Schrauben 27 an der linken Stirnwand 8 des Gehäuses 1 befestigt und deckt dabei die Öffnung 28 der Stirnwand 8 ab. Der Düsenkasten 15 schließlich ist mittels der Schrauben 29 ebenfalls an der Stirnwand 8 befestigt.

Am gegenüberliegenden Ende des Düsenkastens 15 ist die als Strömungsgleich richter wirkende Lochplatte 30 angesetzt, an die ein Zuführtrichter angrenzt, wobei der Düsenkasten 15, die Lochplatte 30 und der Zuführtrichter 31 gemein sam durch die Schrauben 32 miteinander verbunden sind. Über den Anschluß stutzen 16 wird die Heißluft zugeführt, die in der Düsenplatte 30 gleichgerichtet und anschließend in den kreisringförmigen Zwischenraum zwischen Mantelrohr 14 und Sprühdüse 9 eingeführt wird. Bei ihrem Austritt am rechten Ende des Mantelrohres 14 bildet sie eine Mantelströmung um den Sprühstrahl, der aus den Sprühdüsen 9 austritt.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse
2 Prozeßraum
3 perforierter Boden
4 Zuluftstutzen
5 Raum
6 Filter
7 Abluftstutzen
8 linke Stirnwand
9 Sprühdüse
10 Anschlußnippel
11 Anschlußnippel
12 rechte Stirnwand
13 Schleuse
14 Mantelrohr
15 Düsenkasten
16 Anschlußstutzen
17 Radialflansch
18 Bohrung
19 Innenrohr
20 Strebe
21 Madenschraube
22 Düsenrückteil
23 inneres Düsenrohr
24 äußeres Düsenrohr
25 Schrauben
26 Düsenplatte
27 Schrauben
28 Öffnung
29 Schrauben
30 Lochplatte
31 Zuführtrichter
32 Schrauben

Claims

1. Sprühtrocknungseinrichtung, bei der in einem Gehäuse (1) ein Prozeßraum (2) gebildet ist, der an seiner Unterseite durch einen perforierten Boden (3) begrenzt ist, durch das Gas, insbesondere Luft zuführbar ist und an dessen Oberseite ein Filter (6) angeordnet ist, durch den das Gas abführbar ist, und bei dem an einer Stirnseite (8) eine oder mehrere Sprühdüsen (9) zum Einsprühen einer Partikel- Suspension oder -Lösung mittels eines Gases angeordnet ist, wobei der Prozeß raum (2) an der der Düse (9) gegenüberliegenden Stirnseite (12) oberhalb des perforierten Bodens (3) eine Schleuse (13) zum Abführen eines im Prozeßraum erzeugten Granulats vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (9) konzentrisch und mit radialem Abstand von einem Mantelrohr (14) umgeben ist, wobei durch den Ringraum zwischen Düse (9) und Mantelrohr (14) zusätzliches Heißgas in den Prozeßraum (2) zuführbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß konzentrisch im Mantelrohr (14) ein Innenrohr (19) angeordnet ist, das durch radiale Streben (20) mit dem Mantelrohr (14) verbunden ist und das in seiner Bohrung eine Sprühdüse (9) aufnimmt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am einen Ende des Innenrohrs (19) zwei Streben (20) vorgesehen sind, die in einer gemeinsamen, die Längsachse des Innenrohrs (19) enthaltenden Ebene liegen, und daß am anderen Ende des Innenrohrs (19) zwei Streben (20) vorgesehen sind, die in einer zur erstgenannten Ebene rechtwinklig verlaufenden Ebene liegen.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung des Innenrohrs (19) eine Madenschraube (21) angeordnet ist, durch die die Sprühdüse (9) gegenüber dem Innenrohr (19) fixiert ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (14) an seinem der Düsenöffnung benachbarten Ende eine Radialflansch (17) aufweist, mit dem es an einer für mehrere Düsen (9) gemeinsamen Düsenplatte (26) befestigt, insbesondere angeschraubt ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenplatte (26) an einer Stirnseite (8) des Gehäuses (1) befestigt, insbesondere ange schraubt ist, wo sie eine Öffnung (28) in der Gehäusewand (8) überdeckt.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß mehrere Mantelrohre (14) mit den in diesen befindlichen Sprühdüsen (9) von einem Düsenkasten (15) überdeckt sind, durch den Heißluft den Mantelrohren (14) zuführbar ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Düsenkasten (15) ein Strömungsgleichrichter (30) den Mantelrohren (14) vorgelagert ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungs gleichrichter als Lochplatte (30) ausgebildet ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatte (30) zwischen dem offenen Ende des Düsenkastens (15) und einem diesem vorgelagerten Zuführtrichter (31) angeordnet ist.