DE19651426C1 - Verfahren zum Kontakttrocknen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kontakttrocknen, bei dem Wärme durch Kontakt unmittelbar von bewegbaren beheizten Heizflächen an das zu trocknende Gut übertra­ gen wird.

Bei den bekannten Verfahren zur Kontakttrocknung in Walzentrocknern, Drehrohrtrock­ nern, Röhrentrommeltrocknern, Schneckentrocknern mit bewegbaren (rotierenden) Heizschnecken, Tellertrocknern und dgl. werden im Trockner bewegbare Elemente mo­ torisch angetrieben, wobei sowohl das zu trocknende Gut als auch das Eigengewicht der bewegbaren Komponenten durch den Antrieb bewegt werden müssen. Bei den Dreh­ rohrtrocknern kommt hinzu, daß das Trocknungsgut durch die Rotationsträgheit und den "Steiner Anteil", sowie die Eigenreibung beim Umwälzen zusätzliche Antriebsenergie erforderlich macht. Drehrohrtrockner weisen darüberhinaus noch den Nachteil auf, daß die Abführung der beim Trocknungsvorgang entstehenden Brüden, die Einführung des zu trocknenden Guts und die Entleerung des Trockenguts, sowie die Anordung der Meßstellen für die Erfassung der Betriebsparameter insgesamt in der Nähe der Trom­ meldrehachse liegen müssen.

Drehrohrtrockner lassen auch kaum eine Modulbauweise zu, um eine Gesamtvorrich­ tung konstruktiv, sowie transport- und montagemäßig an unterschiedliche Mengen zu trocknenden Guts anzupassen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei dem der Energieverbrauch für die Trocknung verringert werden kann.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß das zu trocknende Gut auf die beheizte Be­ schaufelung mindestens einer wasserradähnlichen Trocknerbaugruppe aufgegeben wird derart, daß sich die Trocknerbaugruppe unter dem Einfluß des von dem aufgegebenen Gut aufgebrachten Drehmoments dreht.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Trocknungsgut kontrolliert und scho­ nend von oben in die Schaufeln der Trocknerbaugruppe eingefüllt. Wie bei einem ober- oder mittelschlächtigen Wasserrad wird durch die exzentrische Lage des Massen­ schwerpunkts des Trocknungsguts in der Trocknerbaugruppe ein Drehmoment aufge­ baut, das die Baugruppe mit dem Trocknungsgut in Rotation versetzt. Diese Verfahrens­ führung wird durch eine entsprechend gute, reibungsarme Lagerung der Welle der Bau­ gruppe und eine gute Auswuchtung unterstützt, so daß die eingesetzten Massen nicht groß sein müssen.

Wie bei einem Wasserrad entleeren sich die Schaufeln nach einem gewissen Drehwin­ kel der Trocknerbaugruppe. Ist dann noch keine ausreichende Trockung erzielt worden, wird das Trocknungsgut vorzugsweise in mindestens eine unter der ersten Trockner­ baugruppe angeordnete zweite Trocknerbaugruppe überführt. Der Umfüllvorgang führt zu einer schonenden Durchmischung des Guts. Ein einfacher modulartiger Aufbau der Vorrichtung ist somit möglich. Hierzu gehört auch, daß das Trocknungsgut parallel auf zwei oder mehr Trocknerbaugruppen aufgegeben wird.

Um eine kontrollierte Drehung der Trocknerbaugruppe und damit eine kontrollierte Ver­ weilzeit des zu trocknenden Guts in der Beschaufelung sicherzustellen, ist es zweck­ mäßig, wenn die Drehung durch eine an der Welle der Trocknerbaugruppe angreifende Bremse geregelt werden kann. Hierzu eignet sich insbesondere eine elektrische Wirbel­ strom- oder eine Generatorbremse. Bei Einsatz einer Generatorbremse kann elektrische Energie zurückgewonnen werden. Insgesamt richtet sich der elektrische Energiever­ brauch nach den Verbräuchen für den An- und Abtransport des zu trocknenden Guts. Dieser Transport kann durch die Anordnung der Lagerbehälter für das zu trocknende Gut und für das Trockengut optimiert werden. Der Heizenergieverbrauch ist hier nicht berücksichtigt worden.

Eine besonders zweckmäßige Verfahrensführung ergibt sich, wenn zur Beheizung der Beschaufelung Dampf eingesetzt wird, der als Frischdampf erzeugt wird oder zumindest zum Teil durch Kompression der bei der Trocknung erzeugten Brüden gewonnen wird.

Die erfindungsgemäße Verfahrensführung eignet sich für die Behandlung aller riesel- oder fließfähigen, granulatförmigen oder körnigen Schüttgüter und anderer nicht kleben­ der (anbackender) Produkte, insbesondere Klärschlamm und andere Schlämme. Falls die Konsistenz des zu trocknenden Guts nicht ausreicht, kann es sinnvoll sein, ei­ nen Teil des Trockenguts in das zu trocknende Gut einzumischen, ehe es dem Trockner aufgegeben wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere auch bei empfindlichen Gütern eingesetzt werden, da ein schonender zerstörungsfreier Transport in dem Trockner er­ folgt.

Die Ansprüche 5 und 6 richten sich auf Kontakttrocknungsgesamtverfahren, bei denen die erfindungsgemäße Verfahrensführung bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung mit besonderem Vorteil eingesetzt werden können.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Kontaktrocknen mit einem Trocknerge­ häuse und einer in dem Gehäuse angeordneten beweglichen Trocknerbaugruppe mit Kontaktheizflächen.

Eine solche Vorrichtung ist z. B. in Form eines Hohlschneckentrockners mit angetriebe­ nen Hohlschnecken bekannt. Dieser weist die vorstehend angesprochenen Nachteile auf.

Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß in dem Trocknerge­ häuse mindestens eine Schaufelradbaugruppe mit Welle und beheizten Schaufeln an­ geordnet ist und deren Beschaufelung mit dem zu trocknenden Gut befüllbar ist.

Beim Befüllen der Schaufelradbaugruppe wird ein Drehmoment erzeugt, das die Schaufelradbaugruppe zu drehen sucht.

Um einen seitlichen Austritt von Gut aus der Beschaufelung zu vermeiden, sind die Schaufeln vorzugsweise taschenartig ausgebildet. Der Boden kann flach oder gewölbt sein. Er kann glattflächig ausgebildet oder mit Rippen versehen sein.

Um eine Regelung der Drehgeschwindigkeit zu ermöglichen, ist die Welle geregelt ab­ bremsbar, vorzugsweise durch einen elektrischen Generator.

Vorzugsweise sind in dem Trocknergehäuse mindestens zwei Schaufelradbaugruppen übereinander angeordnet und es sind gffs. beheizte Leiteinrichtungen vorhanden, die die Einleitung von aus der ersten Schafelradbaugruppe austretendem Gut in die zweite Schaufelradbaugruppe unterstützen. Der Abstand der Leiteinrichtungen von den zuge­ ordneten Schaufelradbaugruppen ist vorzugsweise einstellbar, um die übertretende Gutmenge zu steuern.

Zur Beheizung der Schaufeln sind diese zweckmäßigerweise als Hohlschaufeln ausge­ bildet und ist dem Hohlraum über eine Hohlwelle ein Heizmedium zu- und abführbar. Hierzu eignet sich Dampf, insbesondere Sattdampf, heißes Wasser, erwärmtes Ther­ moöl od. dgl.

Es ist aber auch möglich, die Beschaufelung elektrisch (induktiv oder resistiv) zu heizen. Der einfache Aufbau der Schaufelradbaugruppe ermöglicht einen modularen Aufbau eines Konrakttrockners, in dem in einem einzigen Trocknergehäuse Schaufelradbau­ gruppen übereinander und/oder nebeneinander angeordnet sind.

Die Erfindung soll nun an Hand der Figur näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1. einen schematischen Vertikalschnitt durch eine modulartig aufgebaute Trocknungsvorrichtung mit vier Schaufelradbaugruppen,

Fig. 2. eine Schaufelradbaugruppe mit abgewandelter Gestaltung der Beschaufelung,

Fig. 3. eine Zuführeinrichtung für Heizdampf zur Welle einer Schaufelradbaugruppe,

Fig. 4. ein Blockschaltbild eines Trocknungsgesamtverfahrens mit Brüdenbehandlung, in dem der erfindungsgemäße Trockner eingesetzt werden kann, und

Fig. 5. ein Blockschaltbild eines Trocknungsgesamtverfahrens mit Brüdenrückkompres­ sion, in dem der erfindungsgemäße Trockner mit besonderem Vorteil eingesetzt werden kann.

In einem Trocknergehäuse 1 sind vier Schaufelradbaugruppen 2, 3, 4 und 5 angeordnet, und zwar die Schaufelräder 2 und 3 bzw. die Schaufelräder 4 und 5 jeweils in einem Trocknungsstrang übereinander. Das Trocknergehäuse besteht aus einem einfachen Stahlgerüst, in dem die Schaufelradbaugruppen gelagert sind und das entprechend verkleidet und isoliert ist. In einem solchen Gerüst können die Schaufelradbaugruppen problemlos ein und ausgebaut werden. Die sich horizontal erstrecke Wellen 6 der Schafelräder 2 und 3 und die Wellen 6 der Schaufelräder 4 und 5 liegen jeweils in einer Vertikalebene.

Die Beschaufelung eines jeden Schaufelrads besteht aus acht mit der Welle verbunde­ nen taschenartigen Schaufeln 7 mit einem glattflächigen Boden 8 und zwei Seitenwän­ den 9 und 10.

Unter einem mittig angeordneten Einfülltrichter 11 ist in dem Trocknergehäuse 1 zwi­ schen den beiden Strängen bestehend aus den Schaufelrädern 2, 3 bzw. 4, 5 ein Leiteinbau 12 angeordnet, der mit einem sich vertikal erstreckenden Leitblech 13 und nachfolgenden abgeschrägten Leitflächen 14 und 15 das ankommenden zu trocknenden Gut auf die beiden Stränge aufteilt. Wie die Fig. 1. zeigt ist die Anordnung so ausgestal­ tet, daß das Gut bezogen auf die Wellen 6 der Baugruppen 2 und 4 exzentrisch in die Schaufeln 7 fällt und damit in der Schaufelradbaugruppe 2 ein Drehmonent im Uhrzei­ gersinn und in der Schaufelradbaugruppe 4 ein Drehmonent im Gegenuhrzeigersinn erzeugt wird.

Unter dem Einfluß der Drehmonente drehen sich die Schaufelradbaugruppen. Nach ei­ nem vorbestimmten Drehwinkel und damit einer vorbestimmten Verweilzeit fällt das Gut aus dem Schaufelrad 2 in das Schaufelrad 3 und das Gut aus dem Schaufelrad 4 in das Schaufelrad 5. Um diesen Transportvorgang zu unterstützen und das Gut sicher in den Schaufeln zu halten, schließen sich an die Bleche 14 und 15 entsprechend der Krüm­ mung der Schaufelräder gekrümmte Leitbleche 16 bzw. 17 und an diese gekrümmte Leitbleche 18 und 19 in der aus der Fig. 1. ersichtlichen Weise an. Während der Umfül­ lung erfolgt eine gute Durchmischung des zu übergebenden Guts. Der Leiteinbau 12 ist an seinem unteren Ende durch ein Bodenblech 20 und an seinen Seiten durch nicht gezeigte Seitenbleche geschlossen und kann mit einem Heizmedium beaufschlagt wer­ den, wie dies durch die Zulauf- und Ablauföffnungen 21a-21b schematisch dargestellt ist.

Das aus den Taschen der Schaufelräder 3 und 5 fallende Trockengut wird über einen Abzugskanal 22 abgezogen. Die Brüden können auf einfache Weise durch eine oder mehrere Öffnungen 1a bzw. 1b aus dem Gehäuse abgesaugt werden.

In der Fig. 2 ist eine etwas anders gestaltete Schaufelradbaugruppe 23 dargestellt. Bei dieser ist der Boden 9' gewölbt und die Seitenwände 10' und 11' sind an diese Formge­ bung angepaßt. Weiterhin ist bei dieser Ausführungsform zumindest der Boden gerippt, um die für den Kontakt zur Verfügung stehende Oberfläche zu vergrößern.

Wenn die Beschaufelung mit einem der vorstehend angesprochenen Heizmedia beauf­ schlagt werden soll, wird das Heizmedium in eine als Hohlwelle ausgestaltete Welle 6 eingespeist und von dieser in die als Hohlschaufeln ausgebildeten Schaufeln übertra­ gen. Hierzu eignet sich beispielweise ein Dampfdichtungskopf 24, wie er in der Fig. 3 dargestellt ist. Ein solcher Kopf besteht aus einem mit der Welle rotierenden Verbin­ dungselement 25 und einem feststehenden Verbindungselement 27 zu Dampfzufuhrlei­ tung. Das sich bildende Kondensat kann bei entsprechender leichter Neigung der Hohl­ welle über einen entsprechenden Dichtungskopf am anderen Ende der Hohlwelle abge­ zogen werden. Es ist auch möglich, an einem der beiden Wellenenden über einen ent­ sprechend gestalteten Kopf Dampf zuzuführen und Kondensat abzuziehen.

Die Gestaltung von Hohlschaufeln und die Zufuhr und Abfuhr von Heizmedium oder die Gestaltung von elektrisch beheizten Heizflächen sind in verschiedenen Formen denkbar.

Schematisch ist in der Fig. 2 die Ankopplung eines Bremsgenerators 28 an die Welle 6/6' einer Schaufelradbaugruppe dargestellt. Durch Einstellung der Generatorlast kann die Drehgeschwindigkeit der Schaufelfrradbaugruppe und damit die Verweilzeit des zu trocknenden Gutes in der Schaufelradbaugruppe beeinflußt werden.

Bei der Verfahrensführung gemäß Fig. 4 wird das zu trocknende Gut G zusammen mit Trockengut TG einem Mischer 30 zugeführt, falls der Trockensubstanzgehalt des zu trocknenden Guts nicht ausreicht. Aus dem Mischer 30 wird das Gut in einen Kontakt­ trockner 31 überführt, der vorzugsweise ein Trockner mit mindestens einer Schaufelrad­ baugruppe ist. Der Trockner 31 wird mit einem Heizmedium H, z. B. Dampf betrieben, der durch Zufuhr von Wärme Q in einem Dampferzeuger 29 erzeugt wird oder mit einem anderen Heizmedium, das durch Zufuhr von Wärme erwärmt wird. Das getrocknete Gut wird über einen Kühler 32 einem Sieb 33 zugeführt. Ein Teil des gffs. zuvor zerkleinerten Siebüberkorns und/oder des Siebdurchgangs wird dem Mischer 30 zugeführt. Eine Sie­ bung ist nur dann erforderlich, wenn das fertige Trockengut eine bestimmte Korngrö­ ßenverteilung aufweisen soll.

Die anfallenden Brüden B werden einem Staubabscheider 34 zugeführt und von dort gffs. unter Einschaltung eines Gebläses 35 einem Brüdenkondensator 36 zugeführt, in dem das Wasser vollständig auskondensiert und bei W abgezogen wird. Der im Stau­ babscheider 34 abgeschiedene Staub wird dem zu trocknenden Gut zugeführt bzw. bei Vorhandensein eines Mischers 30 diesem aufgegeben. Die nichtkondensierbaren Gase werden einem Bio-Filter 37 zugeleitet und nach der Behandlung abgeleitet. Das ver­ brauchte Filtermedium wird bei F abgezogen.

Bei der Verfahrensführung gemäß Fig. 5. werden die Brüden nach dem Staubabscheider 24 keiner weiteren Behandlung unterzogen, sondern mit Hilfe eines Verdichters 38 auf einen erhöhten Druck und eine höhere Temperatur gebracht und als Sattdampf in den Trockner 31 eingespeist, um somit einen Teil des Frischdampfes zu ersetzen.

Bei beiden Verfahrensführungen ist es möglich, Sattdampfkondensat wenigstens zum Teil in den Dampferzeuger 29 zurückzuführen.

In Abweichung von den Verfahrensführungen gemäß den Fig. 4 und 5 ist es auch mög­ lich, Trocknerbrüden in eine etwaig vorhandene Feuerung einzuleiten.

Claims (16)

1. Verfahren zum Kontakttrocknen, bei dem Wärme durch Kontakt unmittelbar von be­ wegbaren beheizten Heizflächen auf das zu trocknende Gut übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das zu trockende Gut auf die beheizte Beschaufelung mindestens einer wasser­ radähnlichen Trocknerbaugruppe aufgegeben wird derart, daß sich die Trocknerbau­ gruppe unter dem Einfluß des von dem aufgegebenen Gut aufgebrachten Drehmoments dreht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung durch eine an der Welle der Trocknerbaugruppe angreifende Bremse geregelt werden kann.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung der Beschaufelung mit einem Heizmedium oder elektrisch erfolgt.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknungsgut in mindestens eine unter der ersten Trocknerbaugruppe ange­ ordnete zweite Trocknerbaugruppe überführt wird.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beheizung Sattdampf eingesetzt wird, der als Frischdampf erzeugt wird oder zumindest zum Teil durch Kompression der bei der Trockung erzeugten Brüden gewon­ nen wird.

6. Verfahren zum Kontakttrocknen, insbesondere Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Trockner abgezogenen Brüden nach einer Entstaubung einer Konden­ sation unter Auskondensation des Wassergehalts und gffs. einer weiteren Behandlung unterzogen werden.

7. Verfahren zum Kontakttrocken, insbesondere Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Trockner abgezogene Brüden nach einer Entstaubung einer Kom­ pression unterzogen werden und dem Trockner zumindest teilweise als Heizmedium zugeführt werden.

8. Vorrichtung zum Kontakttrocknen mit einem Trocknergehäuse und einer im Gehäuse angeordneten beweglichen Trocknerbaugruppe mit Kontaktheizflächen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Trocknergehäuse (1) mindestens einer Schaufelradbaugruppe (2; 3; 4; 5) mit Welle (6) und beheizten Schaufeln (7) angeordnet ist und deren Beschaufelung mit dem zu trocknenden Gut befüllbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (7) taschenartig (8, 9, 10) ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaufelboden flach oder gewölbt ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaufelboden glattflächig ausgebildet oder mit Rippen versehen ist.

12. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (6; 6') geregelt bremsbar ist, vorzugsweise durch einen elektrischen Ge­ nerator (28).

13. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8-12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Trocknergehäuse (1) mindestens zwei Schaufelradbaugruppen (2, 3; 4, 5) übereinander angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8-13, dadurch gekennzeichnet, daß Leiteinrichtungen (12) vorgesehen sind, die die Einleitung von aus der ersten Schaufelradbaugruppe (2) austretendem Gut in die zweite Schaufelradbaugruppe (3) unterstützen.

15. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln als Hohlschaufeln ausgebildet sind und dem Hohlraum über eine Hohlwelle (6') Heizmedium zu- bzw. abführbar ist.

16. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln elektrisch beheizbar sind.