DE2243670B2 - Verfahren und Wirbelbett-Trockner zum kontinuierlichen Trocknen von körnigen Stoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich zunächst auf ein Verfahren zum kontinuierlichen Trocknen von körnigen, auf Grund ihres Feuchtigkeitsgehaltes zu Materialzusammenschlüssen tendierenden Stoffen in einem Wirbelbett-Trockner, bei dem die Stoffe im Wirbelbett in eng aneinanderliegenden Windungen, denen an einer Stelle ein stationäres Wirbelbett zugeordnet ist, fortbewegt werden, bei jeweils gesteuerter Menge und Temperatur des Trocknungs- und Verwirbelungsmediums.

Körnige Stoffe, welche in feuchtem Zustand kein Wirbelbett bilden, wurden bisher so in einem Wirbelbett getrocknet, daß in eine erhitzte Schicht des fertiggetrockneten Materials ununterbrochen feuchtes Material zugeführt wurde, welches im Wirbelbett auf den geforderten Austrittsfeuchtegehalt unter den Bedingungen praktisch idealer Durchmischung der festen Phase getrocknet wurde.

Der Umstand, daß die Trocknung bei diesem Verfahren im Wirbelbett mit fast idealer Durchmischung der festen Phase verläuft, hat aber auch zur Folge, daß manche Teilchen den Trockner praktisch sofort verlassen, wogegen andere Teilchen hier sehr lange verweilen. Der Feuchtegehalt des Materials beim Austritt aus dem Trockner stellt also im Grunde genommen den mittleren Feuchtegehalt dar, und es gilt Dieses Verfahren wurde bereits abgewandelt und das Gut in einem Vortrockner gerührt, dem ein Fertigtrockner nachgeschaltet war (DT-AS 1 010 460). Man hat dann weiter bereits das Wirbeibett auf verxo schiedene Kammern unterteilt (GB-PS 78S 191 und 1230 587), um einerseits die Durchwirbelung zu verbessern und andererseits die Verweildauer des Guts im Wirbelbett besser steuern zu können. Aber auch diese Unterteilung und Führung des Wirbelbetts ermöglicht noch keine gleichmäßige Trocknung und verhindert vor allem nicht, daß fertiggetrocknete Teilchen länger als notwendig im Trockner verweilen.

Auch eine Weiterentwicklung dieser bekannten ao Verfahren entsprechend der eingangs erwähnten Gattung (US-PS 3 685 165), bei der das Wirbelbett in eng aneinanderliegenden Windungen unter Zwischenschaltung eines stationären Wirbelbetts verteilt ist, konnte noch keine gleichmäßige Trocknung eras zielen. Man verzichtete im stationären Wirbelbett auf eine gesonderte Zuführung des Verwirbelungsmediums und brachte zusätzlich besondere Heizkörper an. Da sich im Guiaufgabebereich immer wieder Materialzusammenschlüsse gebildet hatten, die im Wirbelbett nicht transportiert wurden und so auch nicht getrocknet werden konnten, wurde hier eine besondere Vorrichtung zur Entfernung dieser Matenalzusammenschlüsse vorgesehen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs erwähnten Gattung zu verbessern und dabei eine gleichmäßige Trocknung des gesamten aufgegebenen Gutes zu erreichen und in allen Phasen des Wirbelbctts dtn Anteil der schon fertiggetrockneten Teilchen erheblich herabzusetzen und so eine optimale Energieausnutzung und geringe Wärmeverluste zu erzielen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das stationäre Wirbelbett den Anfang der Behandlungsstrecke bildet und Menge und Temperatür des in ihm aufgeströmten Trocknungsmediums so geregelt werden, daß darin der Feuchtegehalt der Stoffe unmittelbar unter dem Wert gehalten wird, über dem Matenalzusammenschlüsse auftreten.

Die Vortrocknung des feuchten Stoffes in dem vorgeschalteten stationären Wirbelbett mit praktisch idealer Durchrührung der festen Phase erfolgt sehr intensiv, weil dabei eine große Zwischenphasenoberfläche für die Wärme- und Massenübertragung gebildet wird. Dazu kommt noch der Umstand, daß mit Rücksicht darauf, daß in einem ideal gerührten Wirbelbett in jedem Augenblick ein beträchtlicher Anteil von schon fertiggetrockneten Teilchen anwesend ist, die tatsächliche Oberfläche, auf welcher die Wärme- und Massenübertragung zustandekommt, noch bedeutend kleiner als die effektive Gesamtoberfläche aller im Wirbelbett anwesenden Teilchen ist.

Das erfindungsgemäße Zweistufentrocknungsverfahren ermöglicht also, den Anteil der schon fertiggetrockneten bzw. teilweise getrockneten, im Wirbelbett verweilenden Teilchen dadurch beträchtlich herabzusetzen, daß sich der getrocknete Stoff in der ideal gerührten Zone nur so lange aufhält, bis der mittlere Feuchtegehalt der festen Phase auf den Wert

jtert ist, welcher gerade für eine gute Verwirke- F t g, 2 den Grundriß des Trockners gemäß F i g. 1, lung unentbehrlich ist. Die Haupttrocknung verläuft Fig.3 die Seitenansicht teilweise ün Schnitt eines dann weiter in der zweiten Phase unter den Eedin- Wirbelbeti-Trockners nach einem zweiten Autfühgmjgen eines praktisch kolbenartigen Flusses der rungsbeispiel mit stufenartig ausgebildetem Wirbelleilchen, wenn sich die Verweilzeit der Teilchen un- 5 bettkanal und

tereinander nur noch sehr wenig unterscheidet. F ί g. 4 den Grundriß des Trockners gemäß F i g. 3.

• im Zusammenhang mit dem niedrigen Track- Bei den beiden Ausführungsformen des Wirbel-

uungsgrad des feuchten Materials in der ideal ge- bett-Trockners ist in dem unteren TeU des geschlosrübrten Trocknerzone ist es bei dem erfindungsgemä- senen Gehäuses 1 ein gasdurchlässiger Rostboden 2 ßen Zweistufenverfahren zum Trocknen von körni- io angeordnet, welcher zur Verteilung des im Raum ungen Stoffen möglich, die Temperatur des Wirbelbetts ter ihm mittels einer oder mehrerer Zuführungen 4 J_n dieser Zone bei einem genügend großen ausnutz- zugeführten Trocken- und Verwirbelungsmediums, baren Temperaturenunterschied des Trocknungs- _z. B. Luft, dient. Die Luft kommt aus einem nicht ge- und Verwirbelungsmediums auf einem relativ nied- zeichneten Wärmeaustauscher; ihre Temperatur wird Bgen Wert zu halten. Der niedrigste Wert dieser 15 automatisch durch ein System gekoppelter Klappen Temperatur wird dabei in der Regel durch die For- (nicht gezeigt) in Abhängigkeit von der Wirbelbettderung einer genügend hohen Trocknungsgeschwin- temperatur geregelt. Nach dem Durchgang durch den digkeit, ihie obere Grenze dagegen durch ökonomi- Trockner entweicht die die abgedampfte Feuchtigkeit $che und technologische Forderungen bestimmt. Die und kleine aus dem Wirbelbett 14, 14' ausgetragene Temperatur des Wirbelbetts in der zweiten Prozeß- ao Teilchen festen Materials enthaite-de Luft durch den stufe, d.h. in der Zone des kolbenartigen Flusses, bzw. die Stutzen 10 in einen nicht eingezeichneten wird gewöhnlich der gegebenen Technologie ange- Zyklon, aus welchem sie von einem Saugventilator paßt abgesaugt wird. Der Druck im Trockner ist einstell-

Die Erfindung bezieht sich ferner auf einen Wir- bar und kann durch ein Regulierklappensystem in belbett-Trockner zur Durchführung des Verfahrens 25 gegebenen Grenzen gehalten werden, gemäß der Erfindung, mit Gutzufuhr und Gut- und Im Inneren des Trockners ist auf dem Rostboden 2

Trocknungsmediumabfuhr, mit in eng aneinanderlie- in der bzw. jeder Kammer 11 ein Einbau angeordnet, genden durch Teiltrennwände in einer Kammer ge- welcher aus einem System paralleler, senkrechter, bildeten Windungen geführten Wirbelbettkanal und glatter Teiltrennwände 7 und 12 gebildet wird, die diesem zugeordnetem, gegenüber der Kanalbreite 3° auf dem Rostboden in regelmäßigen Abständen hinmehrfach größerem Wirbelbettbehälter mit jeweils tereinander angeordnet sind. Dabei liegen sowohl die gasdurchlässigen Rostböden, durch die das Auf- längeren, die einzelnen Arbeitskammern 6, 11 trenström- und Trocknungsmedium von unten in das je- nenden Teiltrennwände 12 als auch die kürzeren, weilige Wirbelbett geführt wird. einen Kanal für das Wirbelbett 14, 14' in der oder

Bei einem Wirbelbett-Trockner dieser Gattung 35 den Kammern 11 abgrenzenden Teiltrennwände 7 (US-PS 3 685 165) ist das stationäre Wirbelbett zwi- immer mit einer ihrer Kanten an der einej oder der schengeschaltet und hat keine eigene Zufuhr für das anderen Seitenwand des Gehäuses 1 an, wobei an der Verwirbelungsmedium. Daraus entstehen die dem zu- anderen Kante an der gegenüberliegenden Seitenwand gehörigen Verfahren anhaftenden Mängel. Die Teil- ein Spalt frei bleibt, dessen Breite ungefähr dem trennwände sind senkrecht angeordnet, so daß der 40 gegenseitigen Abstand der Trennwände entspricht. Wirbelbettkanal in Zick-Zack-Linie verläuft. Der durch die Teiltrennwände 7 und 12 gebildete

Der erfindungsgemäße Wirbelbett-Trockner ist da- d. h. mehrfach umgelenkte Wirbelbett-Kanal 14' ist durch gekennzeichnet, daß der Wirbelbettbehälter bei der Ausführungsform gemäß F i g. 3 und 4 an der dem Wirbelbettkanal vorgeordnet ist und eine eigene Grenze zwischen den einzelnen Kammern 6, 11. 11 Luftzufuhrkammer aufweist. 45 durch Scheidewände 8 unterbrochen. Die Scheide-

Demgegenüber kann durch die erfindungsgemäße wände 8 sind in den Spalten zwischen der Kante der Vorordnung des Wirbelbettbehälters und die beson- betreffenden Teiltrennwand 7 oder 12 und der Seidere Zufuhr des Verw:,rbelungsmediums die Vor- tenwand des Gehäuses 1 angeordnet und erfüllen die trocknung in optimaler Weise gesteuert und so das Funktion von Überfallwänden für das Wirbelbett, Verfahren gemäß der Erfindung mit allen ihm zu- 5° dessen Oberflächenniveau die Scheidewände auf kommenden Vorteilen durchgeführt werden. diese Weise regulieren und auf konstanter Höhe hal-

Um den Rückfluß und die Rückdurchmischung ten. Bei der Ausführungsform gemäß F1 g. 1 und ^ der Anteile des fließenden Wirbelbetts zu verhin- ist die Scheidewände nur über dem Abführrohr5 des dem ist es möglich, den Rost stufenweise so auszu- fertiggetrockneten Gutes angeordnet, bilden daß mit dem fortschreitenden Wirbelbett die 55 Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 und4 ist Höhe der Stufen abnimmt. Die einzelnen Roststufen der Rostbode.^2 stufenartig ausgebildet, wobei die können dabei wieder vorteilhaft den einzelnen Ar- Stufenhöhe mit der Bahn des Wirbelbettkanals 14 beitskammern entsprechen, welche im Grenzfall als sinkt. Jede Stufe gehört zu einer Kammer 6 bzw. 11, selbständige, mit eigener Zu- und Abführung des welche eine selbständige Zuführung 4 des I rock-Trocknungs- und Verwirbelungsmediums versehene, 60 nungs- und Verwirbelungsmediums und auch einen hintereinander zu einer absteigenden Kaskade ge- eigenen Stutzen 10 zur Abführung des Mediums aus schaltete Trockenkammern ausgeführt sind. dem oberen Teil der Kammer besitzt. Nötigenfalls

Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung ermöglicht diese Anordnung die Einfuhrung von Meschematisch veranschaulichten Ausführungsbeispiele dien verschiedener Eigenschaften oder sogar von näher erläutert; darin zeigt 65 ganz verschiedenen Medien in die einzelnen Kam-

Fi 2.1 die Seitenansicht teilweise im Lotrecht- mern. ... _c ■ _t

schnitt eines Wirbelbett-Trockners nach einem ersten Das feuchte Gut wird mittels eines Sepaneraufge-

Ausführungsbeispiel, bers 3 in den Behälter 6 des stationären W.rbelbetts

zugeführt, dessen Breite das Vierfache des Abstandes 120 bis 130° C erwärmter Luft durchgeführt, wobei

zwischen den einzelnen Teiltrennwänden 7 und 12 die Temperatur des Wirbelbetts in dem größten Teil

ausmacht. In dem Behälter 6 sind keine Trennwände des Trockners ebenfalls auf 35 bis 45° C gehalten

angeordnet. wurde. Praktisch dieselbe Temperatur wiesen auch

Nach dem Durchgang durch den Trockner fällt 5 das austretende, fertiggetrocknete Material und die

das fertiggetrocknete Gut über die Scheidewand 8 der den Trockner verlassende Luft auf, wogegen die

bzw. der letzten Kammer 11 in das Gutabfuhrrohr 5, Lufttemperatur unter dem Rost bei voller Auslastung

das mit einem nicht eingezeichneten Rotationsdruck- des Trockners auf 12O⁰C gehalten wurde. Der

Verschluß versehen ist. Feuchtegehalt des ausgetragenen Materials betrug

Bei der Ausführung gemäß F i g. 1 und 2 ist der io 0,2 bis 0,3 Gewichtsprozent.

Raum unter dem Rostboden 2 mittels undurchlässi- Bei dem bisherigen Trockenverfahren in einem

ger Trennwände 9 in zwei selbständige Verteilungs- ideal gerührten Wirbelbett wird dagegen die Trock-

kammem 13 geteilt, von denen jede eine eigene Zu- nung gewöhnlich bei einer Temperatur von 60 bis

führeirtrichtung 4 für das Trocknungs- und Verwirbe- 70⁰C im Wirbelbett durchgeführt, wobei dieselbe

lungsmedium besitzt. 15 Temperatur auch das Trocknungs- und Verwirbe-

Für einige Gebrauchsfälle ist es möglich, die lungsmedium und das aus dem Trockner austretende

Wände des Gehäuses 1 oder auch die Teiltrenn- Material aufweisen.

wände 7 und 12 doppelt auszuführen, so daß sie als Die durch das Trocknungs- und Verwirbelungsme-

Wärmeaustauschflächen für die Erwärmung oder dium bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum

Kühlung des Wirbelbetts ausgenützt werden können, ao Trocknen körniger Stoffe übertragene Wärmemenge

Die Hauptvorteile des erfindungsgemäßen Verfah- ist also bis um 60 %> größer als die bei dem bisherirens und des erfindungsgemäßen Wirbelbett-Trock- gen Verfahren übertragene Wärmemenge. Die ganze ners zum kontinuierlichen Trocknen von körnigen übertragene Wärme wird dabei praktisch nur zum Stoffen sind besonders die niedrige thermische und Trocknen ausgenützt, weil sich das Material selbst im mechanische Beanspruchung des zu trocknenden as Laufe des Trocknens nicht erwärmt. Daraus folgen Materials, der hohe Trocknungsgrad des Materials zugleich auch niedrigere Wärmeverluste durch die bei minimaler Trocknungstemperatur, der minimale Wände und niedrigere Verluste in der abgeführten Wärmebedarf für die Trocknung, besonders bei Luft oder im Material, welches sich überdies nach Materialien mit niedrigem Aufgabefeuchtegehalt (1 dem Austritt aus dem Trockner nicht mehr nachträgbis 3 Gewichtsprozent), die niedrige Temperatur des ₃₀ Hch abkühlen muß. fertiggetrockneten, ausgetragenen Materials, die ge- Trocknen von vitalen Hefen drängte Bauart des Trockners und folglich auch die Trocknen von vitalen Hefen herabgesetzten Wärmeverluste in den Wänden des Beim Trocknen von vitalen Hefen ist die Trock-Trockners, die hohe Leistung des Trockners bei klei- nungstemperatur wegen der Empfindlichkeit des Maner Grundrißfläche und kleinem Baumaterialauf- ₃₅ terials gegen Wärme beschränkt. Die Trocknungsgewand, die Tatsache, daß im eigentlichen Trockner schwindigkeit ist bei den erlaubten Temperaturen keine rotierenden, erhöhte Anforderungen an die verhältnismäßig niedrig, und sie beträgt stellenweise Herstellungsgenauigkeit und an die Betriebsinstand- nur etwa einige zehn Minuten bis eine Stunde. Körhaltung stellenden Bestandteile sind, die sehr ein- nige Hefeteilchen in feuchtem Zustand verwirbeln fache und anspruchslose Bedienung und Instandhai- ₄₀ schlecht, und es ist darum notwendig, sie erfindungstung des Trockners und die außerordentlich nied- gemäß in das vorgetrocknete Wirbelbett zu dosieren, rigen Betriebs- und Investitionsaufwendungen. Mit Rücksicht darauf, daß es aus Lagerungsgrün-

den notwendig ist, praktisch alle körnigen Teilchen

Anwendungsbeispiele unter die geforderte Grenze auszutrocknen, ist die

Trocknen von kristallinem Ammoniumsulfat 45 verschiedene Verweilzeit der einzelnen Teilchen im

Trockner in diesem Fall besonders unerwünscht. Die

Es wurde kristallines Ammoniumsulfat verarbeitet, Anwendung des erfindungsgemaB^n Verfahrens zui das nach Abschleudern vor dem Eintritt in den kontinuierlichen Trocknung in einem Wirbelbeti Trockner einen Feuchtegehalt von 1 bis 3 Gewichts- bringt also hierbei außerordentliche Vorteile sowohl prozent und eine Temperatur von 35 bis 45° C auf- _Jo vom wirtschaftlichen Standpunkt des Verfahrens als wies. Die Trocknung im Wirbilbett wurde mittels auf auch vom technologischen Standpunkt aus.

Hierzu 2 Statt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   J. Verfahren zum kontinuierlichen Trocknen von kömigen, auf Grund ihres Feuchtigkeitsgehaltes zu Materialzusammenschlüssen tendierenden Stoffen in einem Wirbelbett-Trockner, bei dem die Stoffe im Wirbelbett in eng aneinander-Uegenden Windungen, denen an einer Stelle ein stationäres Wirbelbett zugeordnet ist, fortbewegt werden, bei jeweils gesteuerter Menge und Temperatur des Trocknungs- und Verwirbelungsmediums, dadurch gekennzeichnet, daß das stationäre Wirbelbett den Anfang der Behandlungsstrecke bildet und Menge und Temperatur des in ihm aufgeströmten Trocknungsmediums so geregelt werden, daß darin der Feuchtegehalt der Stoffe unmittelbar unter dem Wert gehalten wird, über dem Matenalzusammenschlüsse auftreten.
2. 2. Wirbelbett-Trockner zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit Gutzufuhr und Gut- und Trocknungsmediumabfuhr, mit in eng aneinanderliegenden, durch Teiltrennwände in einer Kammer gebildeten Windungen geführten Wirbelbettkanal und diesem zugeordnetem, gegenüber der Kanalbreite mehrfach größerem Wirbelbettbehälter mit jeweils gasdurchlässigen Rostböden, durch die das Aufström- und Trocknungsmedium ^ron unten in das jeweilige Wirbelbett geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelbetfbehälter <6) de:,i Wirbelbettkanal (14, 14') vorgeordnet ist, und eine eigene Luftzufuhrkammer aufweist.
3. 3. Wirbelbett-Trockner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelbettkanal (14') stufenartig ausgebildet ist.

   grundsätzlich, daß, je niedriger der zu erreichende Feuchtegebalt ist, ein desto größerer Anteil der Teilchen notwendigerweise länger im Trockner verbleibt, als es zu deren Austrocknung unbedingt notwendig

   S ist.