DE2304323C3 - Verfahren und Stromtrockner zum Trocknen temperaturempfindlicher körniger oder pulverförmiger Produkte in einem Gasstrom - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Stromtrockner zum Trocknen tcmpcraturempfindlieher körniger oder pulverförmiger Produkte in einem Gasstrom, wobei das Feuchtgut einem Kaltgasstrom beigemischt und dieser gutbeladene Kaltgasstrom /.entrisch einem konzentrisch zugeführten Heißgasstrom zugeführt und in dem Gasamtgasstrom in einem Trocknungsrohr getrocknet wird.

Es ist bekannt, bei der Stromtrocknung lemperaturempfindlicher Produkte das Feuchtgut einem Kaltgasstrom beizugeben und diesen gutbeladenen Kaltgasstrom vor Eintritt oder beim Eintritt in den eigentlichen Trocknungskanal mit Heißgas zu vermischen. Der Heißgasstrom wird dabei entweder zentrisch in den gutbeladenen Kaltgasstrom gegeben oder er wird als Mantel mit Kreisringquerschnitt um den Kaltgasstrom herumgelegt.

Bei den bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen mil einer Gasführung der ersten An muß das Gemisch aus gutbcladencm Kaltgas und Heißgas mittels eines Schleuderrades oder Ventilatorrades in den eigentlichen Trocknungsschacht übergeführt werden, um eine für die Durchtrocknung erforderliche gute Dispcrgicrung zu erzielen. Das ist jedoch bei Produkten mit niedrigem Erweichungspunkt nicht möglich, da sich LUif dem Schleuderrad Anbackungen bilden, die von Zeit zu Zeit abplatzen und das Produkt verunreinigen. Die sich dabei einstellende Unwucht des Schleudcrrades kann außerdem zur mechanischen Zerstörung der Apparatur führen.

Die bisher bekannten Vorrichtungen, bei denen das Heißgas um die Kaltgasleiumg herum eingeblasen wird, sind für besonders temperaturempfindliche Feuchtgüter nicht geeignet, da ungleichmäßige Pmduktverteilung über den Truckncrqucrschnitt. unkontrolliert lange Verweilzeit in heißen Zonen und Kontakt mit heißen Behälterwänden zur thermischen Schädigung des Gutes führen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es. ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen temperaturempfindliche körnige oder pulyerförmige Feuchtgüter thermisch schonend und ohne Bildung von Verkrustungen einwandfrei getrocknet werden können. Dabei soll aus wirtschaftlichen Gründen eine möglichst hoheTrocknungsgastempcratur angewandt weiden.

Verfahrensmäßig wird diese Aufgabe gemäß ikv Erfindung dadurch gelöst, daß das Feuchtgut im Kaltgasstrom mittels einer Düse fein dispcrgiert wird und der gutbeladene Kaltgasstrom unter Beschleunigung des Feuchtgutes aiii etwa die Geschwindigkeit des Kaltg.i ses mittels eines Diffusors verzögert und dralllrei in den ihn umgebenden, ebenfalls drallfreien llcilk-.isstrom eingeführt wird.

Durch die feine Dispergieriing der Feuchigut teilchen vor dei Berührung mit dem Heißgas wird ein anschließendes Antrocknen der Teilchen ohne unzulässig hohe Oberflächentemperaturen ermöglicht. Die wenigstens näherungsweise Beschleunigung der dispcrgierten Feuchtgutteilchen auf die Geschwindigkeit des KaItgasstromes führt dazu, daß diese während des Vermischens mit dem den Kaltgasstrom umgebenden Heißgasstrom noch eine ausreichende Strecke geradlinig weitergeführt werden, so daß keine Wandberiihrung stattfindet. Diese geradlinige Flugbahn wird zusätzlich durch die drallfreie Zufuhr des Hcißgasstromcs begün stigt. Durch die beiden letztgenannten Maßnahmen wird gleichzeitig die Vermischung des gutbeladenen Kaltgasstromes mit dem ihn umgebenden Heißgasstrom auf eine lange Wegstrecke verteilt, was sich überraschend auf die schädigungsfreie Trocknung temperaturempfindlicher Güter sehr günstig auswirkt.

Der erfindungsgemäße Stromtrockner zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einer konzentrisch mit einer Heißgasleitung angeordneten, mit einer Gutaufgabe verbundenen Kaltgasleitung, die in eine konzentrische, in ein Trocknungsrohr übergehende Hcißgasleitung mündet. Das Neue ist darin zu sehen, daß in der Kaltgasleitung eine Dispergiei vorrichtung angeordnet ist, die aus einer Düse oder aus einer Düse mit einer angeschlossenen ihr gegenüber weiteren zylindrischen Mischkammer besteht, welcher in Stromnchiung ein Diffusor folgt, der zentriseh am Übergang der Heißgasleitüng in das Trocknungsrohr angeordnet ist und in dieses mündet, und daß in der Heißgasleitung im Bereich des Diffusors radiale, achsparallele Leitbleche angeordnet sind.

Nach einer besonderen Ausführungsform weist die Düse am Düscnmantel innen gegen die Düsenöffnung gerichtete Preßluftdüsen auf. Diese lösen nach Art einer Strahlmühle festere Feuchtgutagglomcrate auf.

Als Gutaufgabc eignen sich alle bekannten Vorrichtungen zum Einbringen von rieselfähigen Stoffen in pneumatische Förderlciiungen, wie beispielsweise ZcI-lcnrad/.uteiler. Speiseschnecken. Der Diffusor sorgt für das Einbringen des Kaltgasstromes zusammen mit dem darin fein dispergieren Produkt in den drallfrei und

koaxial ziigefühnen Heißgasstmm. der durch die lleißgasleitung geführt wird. Die achsparallclen l.eitblechc Meilen sicher, daß der Ileißgasstrom dralllrei /uüelühn wird Eniwedcr bedient man si-.h einer /ur Kaligaslei-IUng über eine längere Wcgsirecke kon/enirischen Hcißgasleiliing oder man unisehheüt das Ende uer Kaltgasleitimg und den Dnlusor mit einer Haube, die Bestandteil der Hcißgasleitiing ist. In dieser Haube wird der Hciögas.sirom beispielsweise n'chiwinklig umgc'enkt. so daß er da* Ende der Kallgasleitung^b/w. den Diffusor konzentrisch umströmt, um schließlich zusammen mit dem produktbeladenen Kaligasstrom vermischt in das anschließende Trocknerrohr /u gelangen. Als Abscheider dient beispielsweise ein Entstaubimgs-/yklon, ein Sichter, Filter oder auch eine einfache Kammer, in der sich das getrocknete Produkt durch Schwerkraft abscheidet. Erforderlichenfalls ist der Diffusor und gegebenenfalls die K'ltgasleiuing im Bereich tier sie konzentrisch umgebenden llejßgasleituntr mn einem Kühlmantel versehen. Dieser Kühlmantel isoliert wen Heißgassirom von dem Kaltgassirom, so daß ».ich — insbesondere bei Produkten mit nxdrigem Erweichungspunkt — im Inneren der Kaligasleiuing keine Anbackungen bilden können. Das Trockncrrohr isi erforderlichenfalls an seinem Eintriiisende ebenfalls mit einem Kühlmantel versehen; und /war in demjenigen Bereich, in dem die Gefahr besieht. u,\ü die von ihrer geradlinigen Flugbahn abweichenden Produktieilchen auf die Wandung des Trocknerrohres ai !'treffen. Durch diese Maßnahme wird ebenfalls ein Anbacken verhindert.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Stromtrockners dargestellt und nachstehend näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 den Stromtrockner gemäß dem ersten Ausführungsbeispicl im Längsschnittschema,

F i g. 2 die Einzelheit A nach F i g. I in vergrößerter Darstellung,

F i g. 3 den Stromtrockner gemäß dem /weiten Ausführungsbeispiel im schematischen Längsschnitt und F i g. 4 einen Schnitt nach Linie B-B gemäß F i g. 3.

In F i g. 1 und 2 wird durch eine als pneumalische Förderleitung ausgebildete Kaltgasleitung 1 ein Kaltgasstrom geleilet, in den über eine als Zellenrad ausgebildet·.! Produktaufgabe 2 feuchtes, jedoch rieselfähiges, /11 trocknendes Produkt aufgegeben wird. Die Kaltgasleilung 1 ist dann seitlich durch die Wand einer Hcißgasleitung 3 hindurchgeführt. Im Anschluß an den Krümmer 4 verläuft die Kaltgasleitung 1 zentrisch zur umgebenden Gasleitung 3. Sie ist mit einer Düse 5 (F i g. 2) versehen, mittels der c'ic Dispcrgicrung der Produktteilchen im Kaltgasstrom erzielt wird. LIm die durch die Verengung der Düse 5 vernichtete Energie zu ersetzen, wird durch eine Anschlußleimng 6 Hilfsgas. 7. B. Preßluft, zu einem Rinjjvcrteiler 7 geführt, von dem mehrere Röhrchen 8 in das Innere der Düse 5 abzweigen. Das Flilfsgas wird vorzugsweise mit einem Druck von 3 bis 8 atü zugeführt und strömt etwa mit Schallgeschwindigkeit aus. Diese austretenden Ciasstrahlen wirken durch die Art der Anordnung der Röhrchen 8 nach Art einer Strahlmühle auf das Produkt, so daß sich die Feuchtgutaglomerate fein dispergieren. Am Ende der Kaltgasleitung I ist ein Diffusor 9 angeordnet. Er ist mit einem Kühlmantel 10 versehen, der die Innenwand des Diffusors 9 unter die für das zu trocknende Produkt kritische Erweichungstemperatur kühlt, so daß kein Schmieren oder Schmelzen des Produktes mit den damit verbundenen Verkrustungen auflreten kann. Radiale, achsparjllcle Leiibleche Ii sorgen dafür, daß der Heißgassirom dralllrei den Diffusor 9 umsirönu und ebenso drallfrei in das an die Meißgaslei lung 3 anschließende Trocknerrohr 12 eintritt. Das Frocknerrohr 12 ist in demjenigen Bereich mit einem Kühlmantel 13 umgeben, in dem die Gefahr besieh', daß die Produktieilchen auf die Wand aul treffen und anbacken können. Diese- Anbacken wird durch die Kühlung vermieden. Rein schemalisch ist noch dargestellt, wie sich an das Trocknerrohr 12 eine als Zv klon ausgebildete Abscheidevorrichtung 14 anschließt, in der das Produkt aus dem Gesamtgasstrom ausgeschieden wird.

Im Ausführungsbeispiel der Vorrichuing gemäß F i g. 3 und 4 ist eine Kaligasleiuing 15 für einen KaItgasstrom mit einer Düse 16 versehen, hinter der sich eine zylindrische Mischkammer 17 anschließt. In dieser Mischkammer 17 wird mittels einer als .Speiseschnecke ausgebildeten Produktaufgabe 18 das zu trocknende Produkt eingebracht. An den zylindrischen Leiiungsabschnitt 17 schließt sich ein Diffusor 19 an. der mit einem Kühlmantel 20 umgeben ist. Das Ende einer Heißgas leitung 21 für einen Heißgassirom ist als Unilenkhaubc 22 (Fig. 4) ausgebildet, die den Diffusor 19 mit einer konzentrischen Öffnung 23 umgibt, in der radiale, achsparallcle Leiibleche 24 vorgesehen sind Auf diese Weise werden die sonst notwendigen Krümmer vermieden, mit denen meist eine drallbehaftete und einseitige Strömung verbunden ist. Im vorliegenden Falle hingegen verteilt sich der radial zugeführie Heißgassirom innerhalb der Umlenkhaube 21 auf den ganzen Umfang, um dann in axialer Richtung durch den Ringspali 29 und die konzentrische Öffnung 23 drallfrei weitergeführt zu werden. Er strömt schließlich parallel mit dem aus dem Diffusor 19 austretenden Kaltgasstrom zusammen in ein Trocknerrohr 25, das sich an die Umlenkhaube 22 anschließt. Beim Vermischen des produktbeladenen Kaltgassiromes mit dem Heißgasstrom behalten die Teilchen zunächst ihre Flugbahn bei, verteilen sich jedoch allmählich über den Querschnitt des Trocknenohrcs 25. In demjenigen Bereich, wo ein Aufireffen der Produktteilchen auf die Wandung des Trocknerrohres 2'> zu befürchten ist, ist das Trocknerrohr 25 mit einem Kühlmantel 26 umgeben, der durch eine geeignete Temperaturhaltung das Anbacken von Produkt verhindert.

Schließlich ist dem Trocknerrohr 25 ein nicht dargestellter Abscheider nachgeordnet. Unterhalb der Umlenkhaube 22 ist eine Auffangkammer 27 vorgesehen, in der eventuell herabfallende Produktteilchen gesammelt werden. Um den Stromtrockner verschiedenen Produkteigenschaften anpassen zu können, ist der Diffusor 19 von einem Ringdiffusor 28 umgeben, der in axialer Richtung verschiebbar ist. Dadurch werden Wirbel- und eventuelle Rückströmungen von Produktteilchen vermieden. Beim Trocknen schlecht rieselfähiger Produkte hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Innenwandung des Diffusors 19 mit Polyietrafluorälhylen zu beschichten.

Verfahrensbeispiel I

Benutzt wurde der Stromtrockner in der Ausführung gemäß F i g. 3 und 4.

Chlorkautschuk wurde nach der Fällung mechanisch entwässert und in dieser Form dem Stromtrockner in einer Menge von 400 kg/h eingegeben. Der Anfangswasscrgchalt des Produktes betrug 48 Gewichtsprozent. Die Kaltgasmenge — atmosphärische Luft —

wurde in einer Menge von 1 K)OmVh zugelühri. In iler Düse 16 herrschte eine Geschwindigkeit von 1% m/scc. Die Geschwindigkeit innerhalb des Diffusors 19 ;m dessen Wandung betrug lOm/sec. Die Produktbeladnng des Kaltgasstromes betrug 0.54 kg Produkt/kg l.ul't. Der Diffusor t9 besaß eine Lange von 900 mm. Ls wurden 41 50OmVh m'/h Heißgas mit einer Temperatur von 150⁰C zugeführt. Die effektive Lufigesehwindigkcit in Höhe der Diffusormündung betrug 21 ni/sec. Der Querschnitt der Hcißgaslcitung 21 betrug 0.49 in-', die Fläche der konzentrischen Öffnung 2Ϊ hingegen 0,43 m². Das Trockncrrolir 25 besaß einen freien Durchmesser von 700 mm. Ks wurden 370 kg Wasser/h verdampft. Die Abluftteniperatur betrug 90"C Der Rcslwasscrgehall des Produktes wurde mit 0.2 Gewichtsprozent ermittelt.

Die Schwierigkeit bei der Behandlung dieses Produktes lag nicht so sehr darin, daß Schmelz- oder Sehmierpunkt sehr niedrig liegen, sondern daß sich das an sich schneeweiße Produkt oberhalb etwa 100 C gelblich bis braun verfärbt. Würde man eine Heißgastemperatur von maximal 100⁰C zulassen, wäre sichergestellt, daß auch angebackenes Produkt nicht iiberirocknen und sich damit auch nicht verfärben könnte. Bei der angestrebten Leistung von 400 kg/h Produktdurchsal/ wäre jedoch eine Betriebsweise mit einer Heißgastemperatur von 100⁰C wirtschaftlich nicht vertretbar gewesen. Um die zweite Forderung, einen Restwassergehall von 0.2 Gewichtsprozent zu erzielen, zu verwirklichen, war eine Abgastemperatur von etwa 90'¹C erforderlich. Diese Bedingungen konnten mit herkömmlichen Stromtrocknern nicht erfüllt werden.

Vcrfahrcnsbeispiel 2

Es wurde ein Vulkanisationsbcschleuniger getrocknet, der im trockenen Zustand einen Schmelzpunkt von etwa 92 C aulweist. Im leuchten Zustand schmiert das Produkt jedoch je nach Wassergehalt schon im Bereich um 70 C. Mit ilen üblichen Trockenverfahren hat dieses Produkt sofort zu Anbackungen an den Trocknerwanden gefühlt, und zwar sogar so stark, daß ein Zuwachsen des Trocknerrohres belürchiei werden mußte. Benutzt wurde ebenfalls der Stromtrockner nach I" i g. .3 und 4. Allerdings war die Innenwandung des Difltisors 19 mit Polytetrafluorethylen ausgekleidet.

ίο Durch extreme Standortsbedingungen des Stromtrock ners wurde als kaltgasstrom trockene Lull verwendet, die mit 20g Wasser/kg Luft vorbefeuehlcl wurde. Der Anfangsgehall des Produktes an Wasser betrug 4 3 Gewichtsprozent. Diese Luft wurde in einer Menge \on JOmVh zugeführt. Der Produkulurchsat/ betrug 3.9 kg/h. Die Kaltgasgeschwindigkeit in der Düse 16 wurde mit 17 m/sec ermittelt. Die Lunge des DiIIusors 19 betrug 280 mm. Die Geschwindigkeit des KaIigasstromes an der Mündung des Diffusors 19 wurde mit 10 m/sec ermittelt. Der Querschnitt der I leißgasleilung 21 betrug 0.0125 111^:. die konzentrische Öffnung 2? halle eine Fläche von ebenfalls 0.0125 in-'. Die effektive Trocknungsluftmenge (Heißgasstrom) betrug 545 m'/h bei einer Zuführtemperalur von 70 C. Die effektive Luftgeschwindigkeit des I leißgassiromes in Höhe der Diffusormündung wurde mit 12.3 m/sec gemessen. Die ungefähre Länge der Mischstrecke betrug 80 mm. während ihr Durchmesser etwa 25mm betrug. Die BeIa dung des Kallgasstromes betrug 0.19 kg Produkt /kg Luft. Das Trocknerrohr 25 besaß einen freien Durchmesser von 125 mm. Die effektive Luftgeschwindigkeii im Trockner betrug 12.3 m/sec. Beim Trocknungsvorgang wurden 2.95 kg Wasscr/h verdampft. Der Kndgehalt des Produktes an Wasser betrug 0,4 Gew ichispro-/ent. Die Ablufitemperatur betrug 45 C.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Trocknen temperaturempfindlicher körniger oder pulverförmiger Produkte in einem Gasstrom, wobei das Feuchigut einem KaIigasstrom beigemischt und dieser gutbeladene KaItgasstrom zentriseh einem konzentrisch zugcführien Heißgasstrom zugeführt und in dem Gesamtgasstrom in einem Trocknungsrohr getrocknet wird. dadurch gekennzeichnet, daß das Fcuchigut im Kaltgasstrom mittels einer Düse fein dispergiert wird und der gutbeladenc Kaltgasstrom unter Beschleunigung des Feuchtgutes auf etwa die Geschwindigkeit des Kaltgases mittels eines Diffusor«· verzögert und drallfrei in den ihn umgebenden, ebenfalls drallfreien Heißgasstrom eingeführt wird.

2. Stromtrockner /ur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer konzentrisch mit einer Hcißgasleitung angeordneten, mit einer Gutaufgabe verbundenen Kaltgasleitung, die in eine konzentrische, in ein Trocknungsrohr übergehende Heißgaslcitung mündet, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kaltgaslciti'mg (I. 15) eine Dispergiervorrichtung angeordnet ist. die aus einer Dü->e oder aus einer Düse (5. 16) mit einer angeschlossenen ihr gegenüber weiteren zylindrischen Mischkammer (17) besteht, welcher in Stromrichtung ein Diffusor (9, 19) folgt, der zentriseh am Übergang der Heißgasleitüng (3. 21) in das Tracknungsrohr (12. 25) angeordnet ist und in dieses mündet, und daß in der Heißgasleitung C3, 21) im Bereich des Diffu-ors (9. 19) radiale, achsparallele Leitbleche (11, 24) angeordnet sind.

3. Stromtrockner nach Anspruch 2. dadurch gckennzeichnet, daß die Düse (5) am Düsenmantel innen gegen die Düsenöffnung gerichtete Freßluftdüsen (8) aufweist.