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Vorrichtung zur Trocknung von Schüttgutern Die Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung zur Trocknung von Schüttgutern und insbesondere auf Flächentrockner,
wie Schubwende- oder Bandtrockner, welche von Warmluft im Querstrom durchströmt
wird.
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Zur Durchfuhrung einer technischen Trocknung sind bereits die verschiedensten
Trocknungsanlagen bekannt, die sowohl stationär als auch fahrbar ausgebildet sind.
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Besonders vorteilhaft sind sogenannte Flächentrockner, bei denen die
zu trocknenden Produkte während des Trocknungsvorganges beobachtet oder bestimmte
Werte, wie beispielsweise die Temperatur und der Feuchtigkeitsgehalt Jederzeit gemessen
werden können, so daß auf Grund dieser Messwerte der Trocknungsvorgang gesteuert
werden kann.
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Zu den Flächentrocknern zählen insbesondere die Schubwende- und die
Bandtrockner, welche von Trocknungsluft im Querstrom durchströmt werden.
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Bei einem Schubwendetrockner befindet sich das zu trocknende Gut auf
einem fest angeordneten Siebboden, der seitlich so von den Wänden begrenzt wird,
daß ein Trog entsteht. Auf den Trogrändern läuft der sogenannte Schubwender, der
aus einem rotierenden Schaufelwerk besteht, welches das Schüttgut in regelbaren
Zeitabständen wendet lockert und nach einer Richtung befördert. Bei diesen Anlagen
wird das zu trocknende Gut, welches möglichst gleichmäßig aufbereitet sein soll,
über einen Nassgutförderer einer Dosiervorrichtung zugeführt.
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Diese gibt eine beliebige einstellbare Menge Nassgut im Arbeitstakt
des Schubwenders auf einen Siebboden.
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Unter dem Siebboden befindet sich ein Raum für die Trocknungsluft.
Die Trocknungsluft strömt durch das auf dem Siebboden befindliche Schüttgut, das
Je nach Art und Feuchtigkeit eine Höhe von 10 - 50 cm aufweisen kann.
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Bei einem Bandtrockner dagegen befindet sich das zu trocknende Schüttgut
auf einem wandernden Siebboden, der beispielsweise aus einem Netz oder geflechtartigen
Förderband besteht. Das Netz- oder Maschenwerk des Förderbandes ist derartig al'sgebildet,
daß das Schüttgut nicht hindurchfallen kann, während andererseits die von unten
zugeführte Trocktsungßlouft das Förderband und anschließend das Schüttgut durchströmt.
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Solche oder ähnlich ausgebildete an sich bekannte Trocknungsvorrichtungen
weisen Jedoch einige Nachteile auf, die im folgenden erläutert werden.
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Zur Erzeugung der notwendigen Warm- bzw. Heißluftströmung ist ein
Gebläse erforderlich, dessen EnergieauSnahme proportional der geförderten Luftmenge
und dem zu überwindenden Gesamtdruck ist. Um die Energieaufnahme des oder der Gebläse
möglichst niedrig zu halten, ist es bei einer bestimmten vorgegebenen und zu fördernden
Luftmenge anzustreben, den zu überwindenden Gesamtdruck möglichst niedrig zu halten.
Dieser Druck wird durch Strömungswiderstände bewirkt, die sich einmal aus dem Verlauf
der Luftströmungskanäle ergeben und zum anderen durch die Schicht des zu trocknenden
Schüttgutes' welche von der Trocknungsluft durchströmt werden muss. Ein nasses Schüttgut
bietet einer durchströtnenden Luft einen großen Widerstand, da die zu trocknenden
Schüttgutteilchen durch die sie umgebende äußere Feuchtigkeit aneinander kleben.
Somit bietet das nasse Schüttgut im Eingaagsbereich der relativ heißen Trocknungsluft
einen großen Widerstand,der an sich durch einen höheren Energieaufwand überwunden
werden müsste.
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Neben der nachteiligen Wirkung des großen Strömungswiderstandes der
nassen Schüttgutschicht ergibt sich noch ein weiterer Nachteil, welcher bei dem
Trocknungsvorgang aus energetischen Gründen eine erhebliche Rolle spielt.
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Bei der Trocknung eines Gegenstandes durch Warm- oder Heißluft komnt
es namlich darauf an, möglichst einen großen Energieanteil der Warmluft für die
Verdunstung der zu entfern*tden Feuchtigkeit zu verwenden und möglichst keinen oder
nur einen unerheblichen Energieanteil für die Erwärmung des Trocknungsgutes. Die
Fähigkeit der Luft, Feuchtigkeit aufzunehmen, steigt etwa exponentiell mit der Temperatur.
Eine relativ heiße Luft ist somit auch in der Lage, eine entsprechend große Menge
Feuchtigkeit absuführen, die jedoch ihrerseits auch zur Verdunstung eine erhebliche
Energie benötigt, wodurch die Lufttemperatur wieder abgesenkt wird.
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Aus diesen Betrachtungen ergibt sich die Porderung, daß eine gute
Trocknung dann erzielt werden kann, wenn ein feuchtes zu trocknendes Gut nur solange
einer großen Luftmenge bei einer relativ hohen Trocknungslufttemperatur und Strömungsgeschwindigkeit
dem Luft ausgesetzt ist, bis seine Feuchtigkeit entfernt ist, ohne daß es zu einer
namhaften Temperaturerhöhung des Trocknungsgutes kommt.
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Die Vermeidung einer Temperaturerhöhung des zu trocknenden Guter;
ist besonders dann wichtig, wenn es sich um ein Produkt handelt, welches temperaturempfindlich
ist und sich oberhalb bestimmter Temperaturen umsetzt bzw.
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beschädigt wird und somit seine Struktur ändert und beispielsweise
als Lebensmittel zur menschlichen Ernährung nicht mehr brauchbar ist.
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Wegen dieser geschilderten Bed@ngungen darf die Lufteingangstemperatur
bei den bisher bekannten Flächentrocknern eine bestimmte obere Terperatur nicht
überschreiten.
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Auf Grund der mit der Temperatur exponentiell verlaufenden Fähigkeit
der @uft, Feu@@tigkeit aufzunehmen, wird bereits aus diesen Grß@den bei den bisher
bekannten Lufttrocknungsgeräten mit ei@em relat@@ schlechten Wirkungsgrad gearbeitet.
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Zur Lösung bzw. Ve@@esse@@@g des aufgezeigten Problems könnte daran
g@@ach@ werden, die an sich vorhandene Wendevorrichtung @@ Rich ung des Trocknungseingangs
zu verschieben, um @@@@@@ st f@ähzeitig eine Umschichtung des zu trocknend@@ @ch@@tgut@@
zu erzielen. Eine solche Maßnahme @ässt @@ @@@@ te@@nisch relativ einfach durchführen,
jedo@ @@@@@@ si@ nicht den erstrebten Erfolg, da es mit einer @e@@@@@ @htung nicht
möglich ist, eine saubere Umsch@@@tung @@@@t zu trocknenden Schicht durchzuführen.
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Der Erfinduge @@gt die Aufgabe zugrunde, die aufgeführten N@@@@@@@@
@@@ @@eiden und eine Vorrichtung vor@@@chlage@ @@öhten Wirkungsgrad aufweist.
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Bevor Jedoch die Lösung dieses Problems angegeben wird, soll noch
auf einen weiteren Nachteil ein'gegangen werden, der bei den bekannten Trocknungsgeräten
auftritt und der zumindest bei einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ebenfalls beseitigt wird.
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Die bekannten Flächentrockner sind so aufgebaut, daß die Warm- oder
Reißluft mit einer Temperatur von beispiels weise 1100 C einströmt und unterhalb
einer luftdurchlässigen Trocknerfläche mittels Drosselklappen und Umlenkblechen
so geführt wird, daß bestimmte Trocknungsbereiche mit einer entsprechenden Luftmenge
beaufschlagt werden. Damit ergibt sich entlang der Trocknerfläche ein Strömungsgefälle.
Im letzten Trocknungsbereich des Trooknungsgerätes erreicht die Warmluft nach Durchströmen
des Schüttgutes einen Feuchtigkeitssättigungsgrad von etwa 10 - 30 %. Bei den bisher
bekannten Anlagen dieser Art wird eine Trocknungsluft mit diesen Zustandsgrößen
an die Außenluft abgegeben, so daß hierdurch ein noch auswertbarer erheblicher Energieanteil
verlorengeht.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch
vermieden, daß Warmlu£tanteile mit diesen oder ähnlichen Zustandsgrößen noch einer
erneuten Ausnutzung zugeführt werden.
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Die Lösung dieser aufgezeigten Probleme erfolgt dadurch, daß bei einer
Vorrichtung zur Trocknung von Schntt¢tern, insbesondere Flächentrockner, wie Schubwende-
oder Band trockner, welche von Trocknungsluft im Querstrom durchströmt wird, zwischen
dem Ausgang einer Schüttgutzuführung und dem Eingang der Heißzone des Trockners
eine mit Warm-und/oder Heißluft beaufschlagte Vortrocknungs und Aufbereitungszone
angeordnet ist.
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Die Vortrocknungszone weist dabei einen Schüttgutkanal mit einer Breite
auf, die etwa der Breite des Flächentrockners entspricht, wobei der Schüttgutkanal
mit ein oder mehreren Versorgungsbehältern über Transporteinrichtungen zur Zuführung
von Schüttgut in Verbindung steht. Der Schüttgutkana@ ist erfindungsgemäß mit Luftdurchlässen
und Luft@@lenkeinrichtungen derart versehen, daß die in den Sch@ttgutkanal gelangende
Warm- und/oder Heißluft diesen quer zur Transportrichtung des Schdttgutes ganz oder
teilweise durchströmt. Durch diese Maßnahme gelingt es, das Sch@ttgut vorzutrocknen
und aufsulockwrn, so daß der Strömungswiderstand der sich auf dem Flächentrockner
susbildenden Schüttgutschicht erheblich verringert wird. Auf Grund des hohen Feuchtigkeitsgrades
des Nassg@t@s ist @s möglich, das Schüttgut in der Vortrocknunge@one mit einer Trocknungsluft
zu beaufschlagen, die eine erheblich höhere Temperatur aufweist. So lassen sich
b@ispielsweise Lufttemperaturen von 150°- 200° C e@@@@@@@, w@hei die Temperatur
des zu trocknenden Gutes @@@nt ü@@ 50°C steigt, da die Zeit, in der das zu trocknende
Gut dieser hohen Lufttemperatur ausgesetzt ist, relativ kurz ist, wobei die aufzubringende
Verdunstungswärme dafür dergt, daß die genannte Temperatur des Gutes nicht üb@ chritten
wird.
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In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung weist der Heißluftzuführungskanal
des Tro@kners einen Abzweig auf, durch den der Schüttgatkan@l mit einem Teil der
Heißluft des Trockners beaufschlagbar ist. Der Schüttgutkanal ist über die gesamte
Breite einer Schüttgutkanalseite derart mit dem Abzweig strömungsmäßig rbunden,
daß diese mit einem Teil der Heißluft es Trockners beaufschlagbar ist.
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Zur Regulierung der L@ftm@@ge der einströmenden Heißluft befindet
sich in vorteilhafter Weise im Abzweig eine Drosseleinrichtung. Fi sitcre Regelung
der erforderlichen Heißluft wird dadurch erreicht, daß die Schüttgut kanalseiten
mit veränderbaren Luftdurchlässen versehen sind.
In Weiterbildung
der Erfindung ist der Trockner in mehrere Abluftbereiche strömungsmäßig unterteilt,
die ihrerseits über einen Zuführungskanal voneinander trennbar mit der Vortrocknungs-
und Aufbereitungszone zur Zuführung von ungenutzter warmer Abluft verbunden sind.
Durch diese Maßnahme nach der Erfindung ist es möglich, noch nicht voll ausgenutzte
Energie der Warmluft zur Vortrocknung zu verwenden, so daß dadurch der Gesamtwirkungsgrad
der Anlage - verglichen zu den bisher bekannten Trocknungsgeräten -erheblich vergrößert
wird.
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Um für die Vortrocknungs- und Aufbereitungszone einen entsprechenden
Druck der Warml@ft aufzubauen, ist es vorteilhaft, im Zuführungskanal ein Radial-
oder Axialgebläse anzuordnen. Um je nach den erforderlichen Bedingungen naximal
mögliche Zustandsgrößen der Trocknungsluft zu erzielen, ist jeder Abluftbereich
mit einer Entlüftungs- und/oder einer Drosseleinrichtung versehen. Die bereits teilweise
und ungenügend ausge@a@zte Wazmluft ist zach der Erfindung aus einem oder mekr@@@@
der Abluftbere@@@@ einem Teil des Vortrocknungsz@@@ @@@ @@ @@@@@ @@@ Absweig des
Heißluftzuführungs@@@@@ @@@er and @ Teil der Vortrocknungszone zuführbar. Diese
Haßnah@@ nach der Erfindung ergibt einen weiten und anpassungsfähigen Anwendungsbereich
der vorgeschlagenen Trocknungsamlage. So kann es beispielsweise vorteilhaft sein,
wenn das sugeführt@ Nassgut in einem ersten Teil der Vortrocknungszone kurzzeitig
mit einer Trocknungsluft beaufschlagt wird, die eine relativ hohe Temperatur aufweist,
so daß hierdurch eine erhebliche Feuchtigkeitsmenge aus dem zu trocknenden Gut abg@führt
wird, während der nachfolgende Teil der Vortrocknungszone mit einer Luft einer niedrigeren
Te@peratur vorgetrocknet wird.
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Die Vortrocknungs- und Aufbereitungszone ist bei einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung derartig ausgebildet, daß das Schüttgut dies@ senkrecht oder nahezu
s@nkrecht zur Transportrichtung des Trockners durchwandert.
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Je nach dem zu trocknenden Gut und seinem Peuchtigkeitsgehalt kann
es auch vorteilhaft sein, die Warmluft aus einem oder mehreren der Abltuftbereiche
einer Seite eines oberen Teils der Vortrocknungszone und die Heißluft aus dem Ab
zweig des Heißluftzuführungskanals einer anderen Seite eines unteren Teils zuzuführen.
Die Luftdurchlässe der Seitenwände der Vortrocknungszone sind in vorteilhafter Weise
als Labyrinthdichtungen ausgebildet. Es lassen sich Jedoch auch Jalousien, schräg
angeordnete Bleche, ausgestanzte Luftschlitze, Siebe oder dergl. verwenden.
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In Weiterbildung der Erfindung weist die der Vortrocknungs-bzw. Aufbereitungszone
nachgeschaltete eigentliche Trocknungszone ein oder mehrere Schuttguttransport-
und/oder Wende- und/oder Mischeinrichtungen auf. Diese genannten Einrichtungen sind
derart ausgebildet, daß über die gesamte Breite der Trocknungsfläche des Trocknungsgerätes
eine aufgelockerte und vollständige Durchmischung auch der Schüttgutteilchen erreicht
wird, die unterschiedliche Temperaturen aufweisen@ Ferner ist es zweckmäßig, ausgangsseitig
zur eigentlichen Trocknungszone eine Dosiereinrichtung für dae Schüttgut vo@zusehen.
Damit wird in vorteilhafter Weise auf bei einer unterschiedlichen Zuführung des
Schüttgutes auf der Trocknungsfläche eine gleichbleibende Höhe der Schüttgutschicht
erreicht. Da die Anströnung des Schüttgutes im Schüttgutkanal durch die Warmluft
von einer Seite und durch die Heißluft von der anderen Seite er-folgt, ist es asz
vorteilhaft, das den Schüttgutkanal durchwandernde oder durchrieselnde Schüttgut
bereits mehrfach zu wenden. Hierzu dienen luftdurchlässige Schüttgutführungsuhd
Umlenkflächen und/oder Luftumlenk- und Führungsflächen.
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Die Schüttgutführungs- und Umlenkflächen können dabei in vorteilhafter
Weise derartig ausgebildet sein, daß das Schüttgut den anal zick-zack-förmig durchwandert
und etwa quer zur Wandrichtung von der Warm- und Heißluft durchströmt wird.
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Die Erfindung wird anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erl.äutert.
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Hierbei zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Bandtrockner
mit einer Vorrichtung nach der Erfindung; Figur 2 eine Draufsicht der in Figur 1
dargestellten Ausführungsform; Figur 3 einen Längsschnitt durch einen Bandtrockner
kombiniert mit einer anderen Ausführungsform der Vorichtung nach der Erfindung;
Figur 4 eine Draufsicht nach Figur 3; Figur 5 einen Längs schnitt durch einen Bandtrockner
kombiniert mit einer noch anderen Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung
und Figur 6 eine Draufsicht nach Figur 5.
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In den einzelnen Figuren sind gleiche oder gleichartige Elemente mit
gleichen Bezugszeichen versehen.
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In Figur 1 ist ein Schnitt C-D nach Figur 2 eines 3andtrockners dargestellt,
der ein aus einem korrosionsfesten Metallgewebe bestehendes Band 1 aufweist, das
um die Walzen 2 und 3 geführt wird, wobei die Walze 3 zum Antrieb des Bandes dient.
Die Walze 3 ist von einem rutschfesten Belag umgeben. Das Band wird von einer größeren
Anzahl kleinerer Walzen, die in einem bestimmten Abstand parallel zueinander angeordnet
sind, gestützt Zur Verdeutlichung sind hier lediglich drei Stützwalzen mit den entspr2chenden
Bezugsziffern 4, 5 und 6 versehen. Mit 7 ist eine seitliche Bandführung bezeichnet.
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Die Spannung des Bandes 1 wird mit Hilfe der Spannfedern 8 und 9,
welche auf die Achse der Walse 2 wirken, konstant gehalten. Mit Hilfe eines nicht
näher dargestellten Warmlufterzeugers wird dem Trichter 10, der als Diffusor ausgebildet
ist, Luft zugeführt, die über die Breite des Bandes 1 gleichmäßig verteilt wird.
Mit 11 bis 21 sind stellungsveränderbare Umlenk- und/oder Drosselklappen bezeichnet,
mit deren 9g den einzelnen Trocknerabschnitten verschiedene Luftmengen zuführbar
sind.
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Innerhalb der Abdeckungen 22 und 23 befinden sich Wendeeinrichtungen,
die jeweils ein nicht näher dargestelltes Schaufelwerk besitzen, das sich um die
Achse 24 bzw. 25 dreht und die dazu dienen, das auf dem Band 1 befindliche Schüttgut
umzuwenden, so da eine gleichmäßige Trocknung über die Höhe des Gut bewirkt wird.
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Entlang der Transportrlchtung des Bandes 1 stellt sich ein Druckgefälle
der Trocknungsluft ein, welches etwa durch die Bereiche E, F und C erfasst werden
kann. Nach der Erfindung wird die Abluft aus den Bereichen F und G'mittela trichterförmiger
Abdeckungen 26 erfasst und durch die Warmluftf@hrung 27 und 28 der Vortrocknungszone
29 zugeführt.
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Die Vortrocknungszone eist einen Schüttgutkanal 30 auf, der über einen
Vorratsbehälter 31 beispielsweise mit einem Silo, in dem das Sch.itngut gelagert
ist, in Verbindung steht.
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Dem Schüttgutkanal 30 chlient sich eine Aufbereitungssone an, in der
ein Schiebe 2 zur je Anstellung der Schüttguthöhe vorgesehen ist. Bei dieser Ausführungsform
der Erfindung wird eine noch relativ hochwertige Abluft zur Aufbereitung und Vortrocknung
des Schü.ttgutes in vorteilhafter Weise verwendet. Der Peuchtigkeitsgehalt der aus
dem Bereich G abgesaugten Warmluft beträgt etwa 10 - 30 %, bezogen auf die Sättigung
, bei einer Temperatur von 60 - 800C.
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Bei dem in den Figuren 3 und 4 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist an dem Trichter oder Diffusor
10 ein Abzweig
33 vorgesehen, mit dessen hilfe der Schüttgutkanal 30 quer zur Transport richtung
des Schüttgutes mit heißer Luft durchströmt wird. Durch Verstellung einer Drosselvorrichtung
34 kann die Menge der abgezweigten Heißluft verändert werden Bei dieser Ausführungsform
wird die Warmluft aus den Bereichen E, F und G ebenfalls an die Außenluft abgegeben.
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Der übrige Aufbau des Bandtrockners ist demjenigen nach den Figuren
1 und 2 ähnlich, desgleichen in den Figuren 5 und 6, so daß diesbezüglich auf die
Beschreibung zu den Figuren 1 und 2 verwiesen wird In den Figuren 5 und 6 ist ein
weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welchem eine Kombination
der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 mit der Ausführungsform nach den Figuren
3 und 4 ist. Zur Herstellung geeigneter Luftdruckverhältnisse ist in der Luftführung
27 ein Axialgebläse 36 vorgesehe@n, welches auch als Radialgebläse ausgebildet sein
kan Wie aus Figur 5 ersichtlich ist, dur@hströmt die durch die Luftführung 27 aufgefangene
Warmluft den Bchüttgutkanal 30 in einer Richtung, während die Heißluft den Schüttgutkanal
in einer entgegengesetzten Richtung und unterhalb des Warmluftbereiches durchströmt.
Diese Anordnung der Luftführung lässt sich auch ändern, und zwar derart, daß die
Heißluft den Schüttgutkanal oberhalb des Warmluftbereiches im entgegengesetzten
oder im gleichen Sinne durchströmt.
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In beiden Fällen wird die Luft, welche den Schüttgutkanal durchströmt,
an die Atmosphäre abgegeben. Auch bei diesen Ausführungsbeispielen sind wiederum
Schieber zur Einstellung der Schichthöhe des Schüttgutes in dem Schüttgutkanal angeordnet,
so daß eine vollständige Auflockerung und gute Durchmischung erreicht ist wenn das
Schüttgut über dAe gesamte Breite der Trocknerfläche des Bandtrockners abgelagert
und vom Band 1 weitertransportiert wird.
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Mit allen Äusführungsbeispielen der Erfindung wird eine Verbesserung
des Gesamtwirkungsgrades eines Bandtrockners oder irgendeines anderen Flächentrockners,
wie Schubwendetrockners, erzielt, und zwar durch eine wirtschaftlichere Ausnutzung
des Energieinhaltes der Warmluft und zun anderen durch eine Verbesserung des Anfangszustandes
des zu trocknenden Gutes. Durch die beschriebene Aufbereitung des Schüttgutes wird
der Widerstand desselben erheblich reduziert, so daß bei einer gleichbleibenden
Gebläseleistung eine erhöhte luftmenge das Schüttgut durchstrdmen kann und so den
Trocknungsvorgang beschleunigt und verbessert.