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Verfahren und Vorrichtung zum Entwässern von feuchtigkeitshaltigem
Gut Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entwässern von
feuchtigkeitshaltigem Gut durch dessen Behandlung mit Heißgasströmen in einer Vortrockenstufe
und einer Haupttrockenstufe.
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In den letzten Jahren ist man bestrebt, Viehfutter mit einem ernährungswichtigem
Gehalt an Zucker aus organischem Gut, wie Zuckerrohr, Citrusfrüch9en, Sorghum, Mais
und Zuckerrüben herzustellen. Aus diesen Rohstoffen hergestelltes Viehfutter ist
vor allem in jenen Gebieten wertvol1, in denen nicht viel-Getretde erzeugt wird.
Ein Beispiel eines Verfahren zum Erzeugen eines derartigen Viehfutters unter Verwendung
von Zuckerrohr und Melasse ist beispielsweise in der am 22. Juni 1971 ausgegebenen
UA-Patentschrift 3 586 511 (Ralpf W. Sishop) angegeben. In diesem und anderen bekannten
Verfahren muß das Behandlungsgut vor der Fertigverarbeitung entwässert werden. Die
bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Burchführen dieser Entwässerung lassen
hinsichtlich der Betriebskosten und der Qualität des Produktes viel zu wünschen
übrig.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens
und einer Vorrichtung zum Entwässern von feuchtigkeitshaltigem Gut, insbesondere
zum Entwässern von Beuchtigkeitshaltigem organischem Gut, das zu Viehfutter verarbeitet
werden soll.
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Diese und andere Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Schaffung
einer Vorrichtung gelöst, die zur Durchführung eines Entwässerungsverfahrens dient,
in dem zerkleinertes, feuchtigkeitshaltiges Gut durch eine Behandlung mit einem
Heißgasstrom vorgetrocknet und das vorgetrocknete Gut durch eine Behandlung mit
einem Heißgasstrom getrocknet wird. Vorzugsweise wird der zum Trocknen verwendete
Gasstrom überhitzt 5 vorzugsweise indem ein zum Vortrocknen verwendeter Heißgasstrom
in einem Hauptofen überhitzt und dann als Gasstrom zum Trocknen verwendet wird.
Auf diese Weise wird die zum Aufheizen des Gasstroms in dem Hauptofen erforderliche
Brennstoffmenge herabgesetzt.
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Vorzugsweise wird das Gut zum Vortrocknen durch einen Einstufen-Trockner
und danach zum Trocknern durch einen Mehrstufentrockner geführt.
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Wenn man mit einem Einstufentrockner vortrocknet, wird das Sut vorzugsweise
zu verschiedenen Stellen in dem Trockner hin abgelenkt, damit die Temperatur in
dem Trockner über dem Taupunkt der Feuchtigkeit gehalten wird.
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Nach dem Haupttrocknen kann man das getrocknete Gut von dem Gasstrom
trennen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die erfindungsgemäße
Vorrichtung eine Konditioniereinrichtung, die dazu dient, zerkleinertes, feuchtigkeitshaltiges
Gut durch Behandlung mit einem Heißgasstrom vorzutrocknen,
sowie
eine Haupttrockeneinrichtung, die mit der Konditioniereinrichtung in Verbindung
steht und dazu dient, das Gut durch eine weitere Behandlung mit einem Heißgasstrom
auf einen vorherbestimmten Feuchtigkeitsgehalt fertigzutrocknen.
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In einer bevorzugten husführungsform der Erfindung besteht die Konditioniereinrichtung
aus einem Einstufen-Trockner und die Haupttrockeneinrichtung aus einem Mehrstufen-Trockner,
insbesondere einem Dreistufen-Trockner.
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In dem Einstufen-Trockner kann eine verstellbare Ablenkeinrichtung
vorgesehen sein, die dazu dient, das Gut in. diesem Trockner zu verschiedenen Stellen
hin abzulenken, damit die Temperatur in diesem Trockner über dem Taupunkt der Peuchtigkeit
gehalten wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die Konditioniereinrichtung
einen Konditionierofen, der mit dem Einstufen-Trockner in Verbindung steht und dazu
dient, diesem einen Heißgasstrom zuzuführen. Die Haupttrockeneinrichtung kann einen
Hauptofen besitzen, der mit dem Mehrstufen-Trockner in Verbindung steht und dazu
dient, diesem einen überhitzten Gas strom zuzuführen.
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Der Haupt ofen kann ferner mit der Konditioniereinrichtung in Verbindung
stehen und dazu dienen, einen von dieser abgegebenen Gasstrom zu überhitzen.
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Die Haupttrockeneinrichtung kann einen Zyklon besitzen, der mit dem
Mehrstufen-Trockner in Verbindung steht und dazu dient, den Gasstrom von dem getrockneten
Gut zu trennen.
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In den Zeichnungen zeigen
Plg. 18 bis 1D schematisch
in Seitenansicht aufeinanderfolgende Teile einer Entwässerungs- und Granulieranlage,
welche die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Entwässern von feuchtigkeitshaltigem
Gut enthält.
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Da das Verfahren und die Vorrichtung zum Entwässern gemäß der Erfindung
vor allem zur Verwendung in einer Anlage zum Erzeugen von Viehfutter in Form eines
Granulats bestimmt sind, ist in den Zeichnungen die ganze Granulieranlage schematisch
dargestellt und wird diese Anlage nachstehend beschrieben.
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Das Behandlungsgut bewegt sich von dem in Fig. 1A gezeigten Teil
der Anlage durch die in den Figuren 1B und 1C gezeigten Teile zu dem in Fig. iD
gezeigten eil.
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Gemäß Pig. 1A ist eine erhöhte Plattform 10 vorgesehen, auf der sich
ein Fahrzeug 12 befindet, das beispielsweise einen Seitenkipperaufbau 14 besitzt
und das auf jede bekannte Weise, beispielsweise über eine nicht gezeigte Rampe,
auf die Plattform 10 gelangen kann. Im Bereich der Plattform 10 ist ein geeigneter,
bekannter Heber 16 angeordnet, der dazu dienst, den Inhalt des Aufbaus 14 in einen
Grüngutzubringer 18 zu kippen. Dieser besitzt ein Förderband 20, das von einem Motor
22 angetrieben wird und dazu dient, das Grüngut über eine Rutsche 26 einem Häcksler
24 zuzuführen. Der Häcksler 24 wird von einem Motor 28 angetrieben. Mit der Austrittsöffnung
des Häckslers 24 ist ein Gebläse 30 verbunden, das zerkleinertes Gut von dem Häcksler
erhält und das durch eine Rohrleitung 34 mit dem Eintrittsende 35 einer Konditioniereinrichtung,beispielsweise
einem Einstufen-Trockner 36, verbunden ist. Dieser besitzt einen zylindrischen Mantel
38, der in bekannter Weise drehbar gelagert ist und über ein Reibradgetriebe von
einer
Antriebseinrichtung 40 einen Drehantrieb erhält. Es hat sich
als zweckmäßig erwiesen, dem Mantel 38 eine Neigung von beispielsweise 200 von dem
Austrittsende 42 zu dem Eintrittsende 35 hin zu erteilen.
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In dem Mantel 38 ist im Bereich seiner Eintrittsendes 35 eine verstellbare
Ablenkeinrichtung 44 montiert, die eine schwenkbar gelagerte Ablenkplatte 46 besitzt,
die in bekannter Weise, z.B. mittels einer Stange 48 verstellt werden kann. Mit
Hilfe von geeigneten, bekannten Mitteln, z.B. einer nicht gezeigten Klemmeinrichtung,
kann man die Platte 46 durch direktes Festklemmen der Stange 48 in einer gewünschten
Stellung festlegen.
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Uber eine mit dem Eintrittsende 75 verbundene Rohrleitung 52 steht
ein Konditionierofen 50 mit dem Mantel 38 in-Verbindung.
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An dem Eintrittsende 35 und dem Austrittsende 42 sind eine Eintrittsöffnung
bzw. eine Austrittsöftnung (nicht gezeigt) vorgesehen, die den Durchtritt des Behandlungsgutes
und eines Gasstroms gestatten.
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Mit dem Austrittsende 42 des mantels 38 sind Rohrleitungen 54 und
56 verbunden Die Rohrleitung 54 dient zum Fortleiten des Behandlungsgutes und die
Rohrleitung 56 zum Fortleiten des Gasstroms nach dem Verlassen des mantels 38.
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In Fig. 1B sind ein Hauptofen 58 und ein Haupttrockner 60 gezeigt.
Der Mantel 38 steht über eine Rohrleitung 56 mit dem Ofen 58 in Verbindung. In der
Xohrleitung 56 sind ein Ventilator 62 zum Bewegen des Gases und eine Klappe 64 zum
Regeln des Gasstroms montiert. Der Trockner 60 steht mit dem Mantel 38 über die
Rohrleitung 54,
einen Schneckenförderer 66, eine Rutsche 68 und
ein T-StUck 70 in Verbindung. Dieses verbindet ferner den Oder nu mit dem Trockner
60.
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Der Haupttrockner 60 kann ein Einstufen-Trockner sein, besteht jedoch
vorzugsweise aus einem Mehrst.lfen-Trockner. Fig. 1B zeigt einen Dreistufen-Trockner.
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Das Gebläse 72 ist an seinem Eintritt mit dem Austritt 74 des Trockners
60 und an seinem Austritt über eine Rohrleitung 78 mit einem Zyklon 76 verbunden,
in dem Fasermaterial und Luft voneinander getrennt werden und dessen austritt über
eine Schwinförderrinne 82 mit einem Mahlwerk 80, beispielsweise einer Hammermühle,
verbunden ist. Die Schwingförderrinne 82 wird von einem geeigneten, bekannten Rüttler
84 angetrieben.
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Der Austritt des Mahlwerks, beispielsweise der Hammermühle 80, ist
über Rohrleitungen 88 und 92 und ein zur Druckerhöhung dienendes Gebläse 90 mit
einem Zyklon 94 verbunden (Fig. iC), aus dem das Mehl in einen Mehlbehälter 96 ausgebracht
wird. Dieser ist über einen Schneckenförderer 100 mit einer Granuliermaschine 102
verbunden. In den Behälter 96 ist ein Bandförderer 98 angeordnet, der das Mehl auf
den Schneckenförderer 100 aufgibt. Man könnte das Mehl aus dem Behälter 96 auch
in einen nicht gezeigten Mehlvorratsbehälter transportieren.
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Eine Rutsche 104 und ein Höhenförderer 106 (Fig. 1D) transportieren
Granulat aus der Granuliermaschine 1C2 zu einem Kohler 110, in dem das Granulat
luftgekühlt wird. Ein Bandförderer 112 bewegt das Granulat von der Rutsche 108 über
den Kühler 110 zu der Rutsche 114. Ein Gebläse 116 saugt luft durch den Kühler 110.
Das Granulat gelangt von der Rutsche 114
in einen Höhenförderer
118, der es hochfördert und an ein Verteilungssystem, beispielsweise einen Schneckenförderer
120, ahgibt. Der Förderer 120 verteilt das Granulat auf Granulatvorratsbehälter
122. Jetzt kann das Granulat gelagert oder beispielsweise mittels einer Waage gewogen
und in Säcke abgefüllt werden.
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Aus dem Fahrzeug 12 wird Rohgut, beispielsweise Zuckerrohr, in den
Grüngutzubringer 18 gekippt. Das Rohgut wird dann in dem Häcksler 24 in Stücke von
beispielsweise etwa 6 mm Länge zerkleinert. Das Gebläse 30 gibt das zerkleinerte
Rohgut über die Rohrleitung 34 an die Sonditioniereinrichtung bzw. den Trockner
36 ab.
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Die Konditioniereinrichtung bzw. der Trockner 36 dient auch zum Fördern
des Rohgutes. Man kann dessen Bewegung in der gewünschten Weise steuern, indem die
Bewegung des Rohgutes durch den Mantel hindurch unterbrochen bzw.
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freigegeben wird. Die Neigung des Mantels 58 erleichtert die Bewegung
des Gutes, weil die Förderwirkung des Gasstroms durch die Schwerkraft unterstützt
wird. Man kann die Sonditioniereinrichtung auch nur zum Fördern des Gutes verwenden,
ohne daß vorgetrocknet wird.
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Der Konditionierofen 50 wird auf eine Temperatur von beispielsweise
10930 C eingestellt und in bekannter Weise auf dieser Temperatur gehalten. Die Ablenkeinrichtung
44 in dem Trockner 36 lenkt das zerkleinerte Rohgut zu verschiedenen Stellen in
dem Trockner hin ab, damit die Temperatur in dem Trockner 36 oberhalb des Taupunktes
der Feuchtigkeit gehalten wird. In der Praxis hat es sich gezeigt, daß die Temperatur
in dem Trockner 36 über 560 C gehalten werden soll. In dem Trockner 36 wird dem
Gut eine vorherbestimmte Feuchtigkeitsmenge entzogen. Die von dem Trockner 36
über
die Rohrleitung 56 und das Gebläse 62 abgezogene Heißluft wird dem Ofen 58 zugeführt,
indem die Luft auf eine solche Temperatur überhitzt wird, daß die Temperatur in
dem Trockner 60 nicht unter beispielsweise 121° C sinkt, so daß die Feuchtigkeit
in dem Trockner 60 in dampf- oder gasförmigen Zustand verbleibt. Zu diesem Zweck
soll die Temperatur des das Gebläse 72 verlassenden Gasstroms so hoch sein, daß
keine Kondensation stattfinden kann, durch die das getrocknete Gut wieder angefeuchtet
werden würde. Durch automatische Steuerung des Hauptofens 58 wird in diesem eine
konstante Temperatur von bis zu beispielsweise 1371° C aufrechterhalten, so daß
die von den;pfen abgegebene Wärmemenge zum Aufrechterhalten der gewünschten Temperatur
in dem Trockner 60 genügt. Diese gewünschte Temperatur ist von dem gewünschten Endfeuchtegehalt
des Behandlungsgutes abhängig. Wenn die Luft in dem Trockner 36 beispielsweise 24
Teile Wasser pro Volumeneinheit Luft enthält, befinden sich in der überhitzten Luft
in dem Trockner 60 48 Teile Wasser pro Volumeneinheit Luft.
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In dem Einstufen-Trockner 36 wird das Gut vorgetrocknet und dabei
auf eine Temperatur erhitzt, bei der die Feuchtigkeit verdampft. Infolgedessen beginnt
die Feuchtigkeit in dem Behandlungsgut zu verdampfen, sobald dieses Gut in den Haupttrockner
60 eintritt. Die Durchsatzkapazität des Trockners 60 wird daher dadurch erhöht,
daß das Gut und die Luft nicht erst in dem Trockner 60 auf die erforderliche Temperatur
erhitzt zu werden brauchen. Die auf der Außenseite der Gutteilchen vorhandene Feuchtigkeit
schützt das Gut in dem Trockner 60 vor der hohen Temperatur des überhitzten Gasstroms,
der vorzugsweise aus Luft besteht.
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In dem Verfahren kann der Haupt ofen auf einer viel hbheren Temperatur
gehalten werden als es sonst ohne
Schädigung des Behandlungsgutes
möglich wäre. Infolgedessen kann in einem gegebenen Haupttrockner 60 aus dem Behandlungsgut
36 % mehr Feuchtigkeit bzw. Wasser entfernt werden.
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Wenn man in der bevorzugten Arbeitsweise die aus dem Trockner 76
austretende Luft zum Erzeugen des Gasstroms in dem Haupttrockner 60 verwendet, kann
man die mit dem Verfahren bzw. der Vorrichtung erzielbare Durchsatzleistung bei
einer gegebenen Temperatur um mehr als ein Drittel erhöhen, Ferner wird dadurch
eine Brerinstoffersparnis von etwa 18 ffi erzielt. Die aus dem Trockner 36 austretende
Luft kann bis zu 50 'jio der in dem Haupttrockner 60 verwendeten Luft liefern, wobei
ein etwaiger Luftüberschuß durch die Klappe 64 abgelassen wird.
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Wenn man bei konstanter Fördergeschwindigkeit des Behandlungsgutes
mehr Luft durch den Haupttrockner 60 führen will, kann man den aus dem Trockner
36 austretenden Gas strom vollständig ins Freie ablassen und trotzdem die unter
den vorhandenen Bedingungen in dem Haupttrockner 60 zum Entfernen einer Gewichtseinheit
Wasser erforderliche Wärmemenge um bis zu 6 % herabsetzen. Durch das Vortrocknen
soll dem Behandlungsgut 40-60 Gewichtsprozent der Feuchtigkeit entzogen werden,
die verdampft werden muß, damit an dem Gebläse 72 ein gegebenes Endprodukt erhalten
wird.
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Die vorstehend angegebenen Parameter führen zu optimalen Einsparungen
hinsichtlich der Brennstoffkosten, sie führen aber nicht unbedingt zum Erzeugen
des Endproduktes in einer optimalen Menge und sie führen u.U. nicht zu einer maximalen
Durchsatzleistung des Haupttrockners 60.
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Man kann daher auf Kosten der Brennstoffersparnis mehr Feuchtigkeit
durch das Vortrocknen entfernen und den aus
dem Trockner 36 austretenden
Gasstrom vollständig ins Freie ablassen, wenn man die DurchsatzkapazitSt des Haupttrockners
60 erhöhen will.
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Nachstehend sind Versuchsergebnisse angegeben, aus denen die mit
dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung erzielten Einsparungen hervorgehen.
Dabei wurde der Feuchtegehalt mit einem oinco-Heuchtigkeitsausgleichsgerät oder
einem Trocken- und Naß-Thermometer in Luft gemessen.
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Beispiel 1 Die Anlage wurde normal mit der Konditioniereinrichtung
und dem Dreistufen-Haupttrockner betrieben.
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Konditioniereinrichtung Feuchtigkeitsgehalt des aufgegebenen Rohgutes
57 % Brennstoffverbrauch 1,5 l/min bzw. 90,8 l/h Ablufttemperatur 790 C Ofentemperatur
10930 c Feuchtegehalt des aus der Konditioniereinrichtung austretenden Gutes 47
ffi Produktionsleistung des Haupttrockners 2,95 t/h Erzeugte Wärmemenge pro 1 Brennstoff
9200 kcal Erzeugte Wärmemenge pro 90,8 1 Brennstoff 836 000 kcal Zum Herabsetzen
des Feuchtegehalts von 57 ffi auf 47 ffi zu verdampfende Wassermenge 399 kg/t
Pro
Stunde verdampfte Wassermenge 399 kg/t . 2.95 = 1180 kg Zum Verdampfen von 1 kg
Wasser erforderliche Wärmemenge 710 kcal Dreistufen-Haupttrockner Das aus der Konditioniereinrichtung
in den Haupttrockner übergeführte Gut hat einen Feuchtegehalt von 47 %.
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Brennstoffverbrauch 3,78 l/min = 227 l/h Temperatur in der zweiten
Stufe 177° C Ofentemperatur 10930 C Ablufttemperatur 135° C Feuchtegehalt des Behandlungsgutes
beim Austritt aus dem Haupttrockner 10 % Produktionsleistung des Haupttrockners
2,95 t/h Erzeugte Wärmemenge pro 1 Brennstoff 9200 keal Erzeugte Wärmemenge pro
227 1 Brennstoff 2 090 000 kcal Pro Stunde veidampfte-Wassermenge 700 kg/t.2,95tA
= 2065 kg/h Zum Verdampfen von 1 kg Wasser verbrauchte 2 090 000 kcal/h : 2065 kg/h
Wärmemenge = l-6lo kcal/kg Das Gut wurde nicht über die normale Trocknung hinaus
geschädigt.
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Beispiel 2 Die Abluft der Konditioniereinrichtung wurde vollständig
ins Freie abziehen gelassen und nur das erhitzte Behandlungsgut dem Dreistufen-Haupttrockner
zugeführt.
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Konditioniereinrichtung Herabsetzung des Feuchtegehaltes von 57 j
auf 47 % Ofentemperatur 1093° C Ablufttemperatur 790 C Brennstoffverbrauch, l/min
1,5 l/min bzw. 90,8 l/h Produktionsleistung des Haupttro ckners 2,95 t/h Erzeugte
Wärmemenge pro 1 Brennstoff 9200 kcal Erzeugte Wärmemenge pro 90,8 1 Brennstoff
836 000 kcal Zur Herabsetzung des Feuchtegehaltes von 57 X auf 47 X zu verdampfende
Wassermenge 399 kg/t Pro Stunde verdampfte Wassermenge 399 kg/t . 2,95 t = 1180
kg Zum Verdampfen von 1kg Wasser 836 000 kcal/h verbrauchte Wärmemenge 1180 kg/h
= 710 kcal Dreistufen-Haupttrockner Feuchtegehalt des in den Haupttrockner eintretenden
Gutes 47 % Brennstoffverbrauch 4,54 l/min bzw. 273 l/h Temperatur in der zweiten
Stufe 1770 a
Ablufttemperatur 1380 C Ofentemperatur 11490 C Feuchtegehalt
des austretenden Gutes 10 ffi Das in der Konditioniereinrichtung erhitzte und von
ihr an den Fertigtrockner abgegebene Behandlungsgut hat einen Feuchtegehalt von
47 .
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Brennstoffverbrauch 273 l/h Erzeugte Wärmemenge 273 1/h . 9200 kcal/l
= 2 510 000 kcal/h Pro Stunde verdampfte Wassermenge 700 kg/t . 2,95 t/h = 2065
k Zum Verdampfen von 1 kg Wasser erforderliche Wärme- 2 510 000 kcal/h : 2065 kg/h
menge = 1210 kcal/kg Das Gut wurde nicht über die normale Trocknung hinaus geschädigt.
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Beispiel 3 Die Abluft der Konditioniereinrichtung wurde vollständig
ins Freie abziehen gelassen. Das Grüngut wurde in der Konditioniereinrichtung nicht
erwärmt, sondern diese wurde nur zum Transport des Behandlungsgutes von dem Grüngutzubringer
zu dem Dreistufen-Haupttrockner verwendet. Aus diesem Beispiel geht die Funktion
des Dreistufen-Haupttrockners bei dessen alleiniger Verwendung hervor.
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Konditioniereinrichtung Brennstoffverbrauch AbluSttemperatur-Ofentemperatur
Feuchtegehalt des eintretenden und des austretenden Behandlungsgutes 57 % Die Konditioniereinrichtung
wurde nicht zum Erhitzen, sondern nur zum Transport des Behandlungsgutes verwendet.
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Dreistufen-Haupttrockner Der Dreistufen-Haupttrockner wurde mit kaltem
Behandlungsgut mit einem Feuchtegehalt von 57 % gespeist. Das aus dem Trockner austretende
Behandlungsgut hatte einen Feuchtegehalt von 10 .
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Brennstoffverbrauch 6,44 l/min bzw. 386 l/h Temperatur in der zweiten
Stufe 2040 C Ablufttemperatur 1430 C Ofentemperatur 12600 C Produktionsleistung
des Haupttrockners 2,95 t (Feuchtegehalt 10 ,;) Erzeugte Wärmemenge 9200 kcal/l
. 386 l/h = 3 550 000 kcal/h Pro t des Behandlungsgutes verdampfte Wassermenge 1098
kg Pro Stunde verdampfte 1098 kg/t . 2,95 t/h Wassermenge 3250 kg/h Zum Verdampfen
von 1 kg Wasser verbrauchte Wärme- 3 550 000 kealh : 3250 kg/h menge = 1090 kcal/kg
Das fertiggetrocknete Gut war bei dieser Temperatur geschädigt und gebräunt worden,
weil es in der großen Hitze nicht wie in dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die
Feuchtigkeit geschützt wird.