DE2415223A1 - Verfahren zur verringerung des staubgehaltes - Google Patents

Description

Hubert Baudot, 21000 DiJon, 50, Boulevard de la Defense (Frankreich)

"Verfahren zur Verringerung des Staubgehaltes"

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Entstaubung und anschließenden Filterung der Luft zum Trocknen von körnigen, Staub freisetzenden Gütern, beispielsweise mit Hilfe einer Anlage, wie sie sinngemäß in der französischen Patentschrift 2 o98 5o3 und in der DT-OS 2 261 339 des-gleichen Anmelders beschrieben ist und ein erstes Gehäuse für die Trockenluftzufuhr, ein zweites im Gegenstrom von Luft durchströmtes Gehäuse für die Schwerkraftumwälzung des körnigen Gutes sowie ein drittes, mit. einem Filter versehenes Gehäuse für den Austritt von feuchter und staubhaltiger Luft umfaßt.

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Das Verfahren besteht in der Niederschlagung oder Ablagerung des Korngutes in dem zweiten Gehäuse in einem diskontinuierlichen Arbeitsvorgang und nach einem zwangsläufigen Ablauf von Arbeitsfolgen, zu denen jeweils ein kurzer Zeitraum für die Kornaustragung gehört, wobei die Trockenluftzufuhr mit Hilfe entsprechender Mittel automatisch fast ganz unterbrochen wird. Auf diese Weise wird der Staubgehalt der Luft um mindestens 90 Gewichts-% verringert, wodurch die Qualität des trockenen Korngutes nicht beeinträchtigt wird, das im übrigen bei Bedarf nach der Trocknung noch wirksamer entstaubt werden kann.

Anwendungsbereich: Trocknung von Korn, dessen Staub einen VJert hat, insbesondere von Getreide und speziell Mais.

In den meisten Fällen ist eine Korntrocknung durch Heißluft unumgänglich, um insbesondere den Feuchtigkeitsgehalt des geschnittenen Korns zwecks längerer und gärungsfreier Einlagerung herabzusetzen und auf einen handelsüblichen Stand zu bringen. Als Folge dieser industriellen Technik wird die feuchte und staubhaltige Luft ins Freie ausgestossen und dadurch die Umwelt verschmutzt. Als Mittel hiergegen sind Filtereinrichtungen auf der Luftaustrittsseite, insbesonderere solche, wie in den vorgenannten Patenten beschrieben, sowie diesen Filtern nachgeschaltete Anlagen zur Luftentstaubung auf feuchtem Wege (französische Patentanmeldung Nr. 72 15592 vom vom 28. April 1972) vorgeschlagen worden. Trotz des durch

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solche Anlagen erreichten ausgezeichneten Einissionsschutzes und der weitgehenden Erleichterung in der Art der Filterreinigung stellt letztere für den Benutzer der Anlage eine Belastung dar, die mit Produktionsunterbrechungen, Lohnkosten für schmutzige und bei automatisierten Anlagen besonders störende Arbeiten sowie mit einem Materialverlust verbunden sind, der über 2% liegen kann; andererseits wird aber durch derartige bekannte Anlagen die Qualität des getrockneten Korns nicht beeinträchtigt, und eine Entstaubung des trockenen Korns kann bei Bedarf mit höherer Rentabilität vorgenommen werden.

Zur Vervollständigung des Standes der Technik muß hinsichtlich der Ursache für die vorgenannten Schwierigkeiten der Beschreibung der Erfindung ein wenig vorgegriffen werden, und zwar in Bezug auf die Entstaubung des Korns durch die Trocknungsluft unter Beeinflussung des Luftstromes. Zur Regelung des Luftstromes in Abhängigkeit von ä.ußeren Parametern, insbesondere bei Klimaanlagen, sind bereits verschie- ■ dene Hilfsmittel geschaffen worden, z.B. Nebenanschlüsse, Umgehungsleitungen oder Regelschieber in einer Auslaufleitung des Strömungsmittels zur Veränderung des Durchflußquerschnitts. Die Neuheit der vorliegenden Erfindung liegt somit in einem Verfahren zur Entstaubung unabhängig von den bereits bekannten oder noch zu findenden Hilfsmitteln, die zur Realisierung

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des Verfahrens eingesetzt werden; ein Beispiel für solche Hilfsmittel wird selbstverständlich gegeben werden.

Durch die Erfindung soll der zeitliche Abstand zwischen den einzelnen Luftfilterreinigungen an Korntrocknungsanlagen maximal verlängert und sogar eine Filterreinigung im Laufe einer ganzen Trocknungssaison, d.h. bei mehrmonatigem, kontinuierlichem Betrieb für eine Getreideernte, überhaupt überflüssig gemacht werden.

Eine Korntrocknungsanlage, wie sie sinngemäß in vorgenannten Hinweisen beschrieben ist und für welche sich die vorliegende Erfindung besonders eignet, enthält ein erstes, parallelflaches Gehäuse für den Trockenlufteintritt, das normalerweise in zwei Kammern, eine obere Heißluftkammer und eine untere Kaltluftkammer, unterteilt ist. In einem zweiten Gehäuse von gleicher Form, das mit seiner großen Seitenfläche an dem ersten Gehäuse anliegt, wird das zu trocknende Korn . durch Schwerkraft umgewälzt; das Korn fließt aus einem über dem zweiten Gehäuse angeordneten und ständig offenen Fülltrichter zu und wird durch einen Bodentrichter ausgetragen, der mit einem von einem Kontrollraum aus elektrisch gesteuerten Schieber versehen ist. Die heiße oder kalte Trocknungsluft durchfließt das zweite Korngehäuse im Gegenstrom und führt, die Kornfeuchtigkeit, Samenhäutchen und Staub einem dritten Luft-

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austrittsgehäuse zu, das den beiden erstgenannten Gehäusen vergleichbar und durch einen Filter in zwei Räume unterteilt ist; die Luft durchströmt diesen .Filter und tritt nach dieser Filterung ins Freie aus.

Die Beobachtung der Betriebsverhältnisse einer solchen Anlage in für eine Kornentstaubung durch die Trocknungsluft besonders günstigen Fällen, wo sich demzufolge auch die Filter häufig zusetzen (beispielsweise bei der Bergung von besonders feuchten Getreideernten), hat ergeben, daß die Menge des abgeführten Staubes sich sehr feinfühlig nach dem Verhältnis zwischen der das Korngehäuse durchströmenden Luftmenge (Durchflußgröße) und der Kornfülldichte in diesem Gehäuse richtet. Diese Luftdurchflußmenge wird dennoch in erster Linie von den Parametern der Trocknung beeinflußt.

Wenn das Korngehäuse in aussetzender Arbeitsweise durch öffnen des Schiebers im Bodentrichter so entleert wird, daß man jeweils nur einen geringen Bruchteil des Gehäuseinhalts abfließen läßt, wird durch den Abfluß des Korns im Innern des Gehäuses die Schichthöhe und Schüttwichte des Korns schnell und abrupt verringert. Wenn dann der davorstehende Luftdruck gleich bleibt, steigt in diesem Augenblick die Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Korngehäuse genügend hoch an, um eine größere Staubwelle als bei der Trocknung mit geschlossenem Schieber und normaler Kornschichtung abzuführen. Auch wird trotz der relativen Kürze der Kornablauf-

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zeit gegenüber der Gesamt-Trocknungszeit fast der ganze Staub während des Kornabflusses abgeführt.

Man hat daher versucht, gleichzeitig mit dem öffnen des Austragsschiebers vermindernd auf den Luftdruck in dem ersten Eintrittsgehäuse einzuwirken, mit dem Ergebnis, daß das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden und seine Wirksamkeit beweisen konnte.

Das erfindungsgemäße Verfahren der Blasentstaubung besteht in einer Kombination der folgenden Arbeitsgänge: Unterteilung der zur Erzielung eines bestimmten Feuchtigkeitsgehaltes erforderlichen Korndurchlaufzeit unter Schwerkraft durch das Gehäuse in eine große Anzahl, beispielsweise etwa 200, gleicher Arbeitsfolgen, deren Dauer im einzelnen in der Größenordnung von zwei bis mehreren Minuten liegen kann.
Einteilung der Arbeitsfolgen in jeweils drei Phasen:

Die erste Phase ist die eigentliche Trockenphase, in welcher der Bodenschieber geschlossen ist und das Korn eine gleichförmige und normale Schüttwichte aufweist, die je nach Bedarf eventuell durch eine zusätzliche Aufgabe aus dem immer offenen Fülltrichter aiachgeregelt werden kann. Die Trocknungsluft (Heißluft im oberen, Kaltluft im unteren Teil des Gehäuses) durchströmt das Korngehäuse im Gegenstrom und fließt aus dem

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Lufteintrittsgehäuse zu, wo der Druck auf einem entsprechenden Normalwert gehalten und durch bekannte Hilfsmittel, wie beispielsweise Gebläse, Schlauchdruckleitungen und Manometer, gesteuert wird. Diess Phase endet mit dem öffnen des Bodenschiebers und kann in ihrer Dauer bei 90% der Arbeitsfolgezeil: liegen. Der Verlust an Trockenleistung bei einer bestimmten Anlage ist daher im kontinuierlichen Trocknungsbetrieb unter Anwendung dieses Verfahrens tragbar.

Während der zweiten Phase, der Kornaustragphase, ist der Bodenschieber offen, und eine^ bestimmte Kornmenge fließt durch den Bodentrichter ab. Ferner wird das Korn auch im Gehäuse in Form einer Bewegung ausgetragen, die am Boden beginnt und sich nach oben hin fortpflanzt, wobei sich örtlich die Kornschüttwichte verringert. Der Luftdruck.im Lufteintrxttsgehäuse wird durch Hilfsmittel stark reduziert, die bekannt sind und gleichzeitig mit dem öffnen des Bodenschiebers, also zu Beginn dieser Phase, betätigt werden (beispielsweise Schließen von-Klappen in den Luftzuleitungen). Diese Phase endet mit dem Schließen des Bodenschiebers und kann in ihrer Dauer bei 2% der Arbeitsfolgezeit liegen.

Als dritte Phase folgt die Kornfüll- oder Schüttphase, in welcher der Bodenschieber geschlossen ist. Die Fortpflanzung des Kornabflusses im Gehäuse erfolgt nach oben hin und endet

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durch eine zusätzliche Kornaufgabe aus dem stets offenen Fülltrichter, die so lange anhält, bis das Korn im Gehäuse seine gleichförmige und normale Schüttwichte wiedererlangt hat. Der Luftdruck im Luftexntrittsgehäuse bleibt stark herabgesetzt, weil die vorgenannten Steuerelemente im gleichen Zustand wie während der zweiten Phase bleiben. Die dritte Phase endet mit der Wiederherstellung des normalen Luftdruckwerts im Luftexntrittsgehäuse durch die Rückkehr der Steuerelemente in den Zustand, den sie in der ersten Phase gehabt hatten, und zwar mit Hilfe der gleichen Mittel wie bei der umgekehrten Zustandsänderung, wobei diese Hilfsmittel selbst durch ein verstellbares Zeitrelais betätigt werden, das gleichzeitig mit dem öffnen des Bodenschiebers erregt wird. Die Einstellung der Verzögerungszeit dieses Relais erfolgt in Abhängigkeit von der Gesamtzeit, die das Korn in diesem Falle zur Wiedererlangung seiner gleichförmxgen und normalen Schüttwichte benötigt, versuchsweise für sämtliche Arbeitsfolgen der Trocknung eines bestimmten Gutes. Die Dauer dieser Phase liegt bei etwa 8% der Arbeitsfolgezeit; die erste Phase der nächsten Arbeitsfolge schließt sich,unmittelbar an diese dritte Phase an.

Während der zweiten und dritten Phase wird der Luftdurchsatz durch das Korngehäuse ebenso wie die durch die Luft abgeführte Staubmenge stark vermindert. Außerdem wird ein beträchtlicher Teil des Staubes, der während der ersten Phase im Luftfilter

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hängengeblieben ist und zu dessen Verstopfung beigetragen hat, nicht mehr durch den Luftstrom mitgenommen und auf dem Boden " des Luftaustrittsgehäuses niedergeschlagen.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Menge des im Luftstrom mitgeführten Staubes um mindestens 90%, eher aber um 95% verringert. Die Häufigkeit der Reinigung des Staubfilters in dem dritten Gehäuse wird aufgrund der vorgenannten zusätzlichen Niederschlagung von Filterstaub in noch stärkerem Maße verringert. Dies ist fast immer ausreichend, um eine Filterreinigung während einer Trockensaison gänzlich überflüssig zu machen.

Ein weiterer Vorteil des erfindunsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß Kornbindungen, die beim Trocknen unter ständiger leichter Kornbewegung laufend eintreten, durch die heftigere Fließbewegung des Korns getrennt werden, die nur für die Dauer von etwa 10% der Gesamt-Verweilzeit im Trockner stattfindet. Dies ist besonders vorteilhaft bei Facettenkorn, an welchem größere Berührungsflächen vorhanden sein können, die eventuell unter der Einwirkung des Trockenvorgangs zusammenkleben.

Fig. 1 zeigt den Vertikalschnitt einer für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Korntrocknungsanlage.

Fig. 2 ist die Draufsicht auf eine Ausführungsform der Hilfsmittel zur Herabsetzung des Luftdruckes im Lufteintrittsgehäuse in Form einer Doppelklappe im Luftzuleitungskanal.

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Fig. 3 und U zeigen jeweils perspektivisch bzw. im Vertikalschnitt eine andere Ausführungsform der Hilfsmittel zur Herabsetzung des Luftdruckes in Form eines Klappenpaares in jedem der Nebenkanäle innerhalb einer Gruppe von Luftzufuhrleitungen.

Da die vorliegenden Verbesserungen sich auf ein Verfahren beziehen_s muß noch einmal betont werden, daß es sich hier lediglich um beispielhafte Ausführungsformen handelt, die den Anwendungsbereich des Verfahrens nicht einengen und den Einsatz bekannter Einrichtungen beinhalten.

Fig. 1 zeigt einen in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichneten Korntrockner, der ein erstes, parallelflaches Lufteintrittsgehäuse 2 mit einer oberen Heißluftkammer 3 und^einer unteren Kaltluftkammer U enthält. Die Heißluft strömt aus einem mit einer Klappe 6 versehenen Zufuhrkanal 5 zu, nachdem sie unter der Einwirkung eines im Freien ansaugenden Gebläses 9 einen Austauscher 7 durchflossen hat, wo sie mit Hilfe einer in einem Kessel 8 erhitzten Heizflüssigkeit erwärmt wird. Ein Kaltluftgebläse 10 saugt die Luft ebenfalls im Freien an und befördert sie durch einen oder mehrere, auf ihrer Austrittsseite mit Klappen 12 versehene Kanäle 11 in die Kammer ^l Das Gehäuse 2 hat·eine seiner beiden großen, senkrechten Seitenflächen gemeinsam mit einem parallelflachen Korngehäuse 20, das auf seiner ganzen Höhe mit Ein- und Austrittsöffnungen für Gegenstromluft versehen ist, die durch die Pfeilreihen 21

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und 22 angedeutet werden, so daß das Korn während des TrocknungsVorgangs mit der eingeblasenen, heißen.oder kalten ' Trocknungsluft in Berührung kommt. Das Korn wird durch den mit einem Schieber 24 versehenen Fülltrichter 23 aufgegeben, wobei dieser Schieber nur zum Wechsel der Kornart geschlossen und im übrigen während des kompletten Arbeitsablaufs der Trocknung offengelassen wird. Die Austragung des Korns erfolgt durch einen Bodentrichter 25 mit dem Schieber 26, der offen ist und für die einzelnen Arbeitsfolgen geschlossen wird. Die Schieber 25 und 26 werden von außen beispielsweise durch Druckzylinder betätigt, die ihrerseits von einer zentralen Schaltstelle aus elektrisch gesteuert werden. Das Gehäuse 20 hat seine große, dem Gehäuse 20 gegenüberliegende Vertikalfläche gemeinsam mit einem parallelflachen Gehäuse 30 für den Austritt und die Filterung der feuchten und staubhaltigen Luft, die in diesem Gehäuse 30 durch einen Gewebefilter 31 gereinigt und bei 32 durch die Rohrstutzen 32 ins Freie geblasen wird, während der Staub sich mit Ausnahme einer geringen, durch den Luftstrom im Filtergewebe festgehaltenen Menge am Boden des Gehäuse 30 niederschlägt. V7ie bereits erwähnt, wird dieser Luftstrom während eines Teils der einzelnen Arbeitsfolgen plötzlich fast ganz zum Stillstand gebracht, wodurch sich eine beträchtliche Menge des angeblasenen Staubs vom Filtergewebe löst und dadurch das völlige Zusetzen des Filters hinausgezögert wird.

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Fig..2 zeigt einen an sich bekannten Schieber, wie er bei 6 in Fig. 1 dargestellt ist, im rechteckigen Querschnitt eines Luftzufuhrkanals 5. Es handelt sich beispielsweise um zwei oder mehr rechteckige Klappen 40 und 41 mit den mittleren Trägerachsen 42, 43, die sich auf der einen Seite in einem in dem Kanal befestigten Zapfenlager drehen und auf der anderen Seite in einem Lager in der Kanalwandung ruhen, wo sie bei 44, 45 an das durch einen Zylinder 47 betätigte Steuergestänge 46 angeschlossen sind. Durch Hin- und Herbewegung des Gestänges erfolgt jeweils eine Klappendrehung um 90° um die Mittelachse, und zwar gleichzeitig bei allen Klappen, die somit auch eine Öffnungsstellung einnehmen können, in welcher sie mit ihrer geringen Dicke und der ihrer Achsen innerhalb des Kanalquerschnitts kaum ein Hindernis für den Luftstrom bilden. In ihrer geschlossenen Stellung wie nach Fig. 2 bilden sich zwischen dem Rand der einzelnen Klappen und der Kanalinnenwand bzw. einer anderen Klappe die Zwischenräume 48, durch welche bei Schließstellung des Schiebers ein geringer Bruchteil der Luft strömen kann, die den Kanal bei geöffnetem Schieber durchfließt. Die geöffnete Stellung entspricht der ersten Phase einer vorstehend beschriebenen Arbeitsfolge und die geschlossene Stellung der zweiten und dritten Phase einer Arbeitsfolge.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine andere, an sich bekannte Einrichtung zur Drosselung eines Luftstroms, so wie bei 12 in

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Fig. 1. Hierbei kommt der Luftstrom durch ein Hauptrohr 50, das in die Abzweigrohre 51 unterteilt ist, die in eine Lufteintrittskammer 52 ähnlich der bei 4 in Fig. 1 gezeigten münden. Jede rechteckige Mündung 53 der Abzweigrohre· in der Kammer ist beispielsweise mit einem Paar rechteckiger Klappen "5t, 55 versehen, die an ihren Kanten 56, 57 im Kammerboden drehbar gelagert und nach außen hin durch eine fest angebrachte Stange verlängert sind, die bei 58, 59 an ein Betätigungsgestänge 60 angelerikt ist, welches seinerseits durch einen Zylinder 61 betätigt wird. Durch Hin- und Herbewegung des Gestänges erfolgt e.ine gleichzeitige Drehung der Klappen in ihrer Scharnierlagerung, so daß das Klappenpaar waagerecht auf die Rohrmündung 53 in Schließstellung geschwenkt und senkrecht nach oben in öffnungsstellung bewegt werden" kann. Diesebeiden Stellungen sind in Fig. 4 gestrichelt dargestellt. In Schließstellung lassen die Klappen an ihrer nicht gelagerten Kante einen freien Spalt 62, durch welchen ein geringer Bruchteil des Luftstroms fließen kann, der in öffnungsstellung das Abzweigrohr 51 durchströmt.

Bei einer solchen Ausführungsform ist ersichtlich, daß eine automatische Steuerung in den synchronisierten oder verzögerten Bewegungen der Zylinder 47 bzw. 61 mit den bekannten Hilfsmitteln erleichert wird. Hierdurch wird der in die Kammern 3 und 4 eingeblasene Luftstrom und damit auch der Druck in diesen Kammern unter Mitwirkung weiterer Zylinder

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beeinflußt, die den Bodenschieber 26 betätigen, dessen öffnen den Kornabfluß im Gehäuse 20 und folglich auch eine Verminderung der Kornschüttwichte einleitet, so daß eine Verkettung oder Koppelung der Phasen und Arbeitsfolgen erfindungsgemäß verwirklicht wird.

Patentansprüche

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Claims (1)

1. -IG-

   Patentansprüche:

   Verfahren zur Verringerung des Staubgehalts im Luftstrom zur Trocknung von körnigem Gut, beispielsweise in einer Anlage mit einem Drucklufteintritt in einer Kammer, wo dieses Gut sich durch Schwerkraft niederschlagen oder absetzen kann, sowie mit einem Luftaustritt durch eine Filtereinrichtung, gekennzeichnet durch den intermittierenden Ablauf einer Kombination von mindestens zwei Betriebsphasen, die zusammen eine Arbeitsfolge oder Zyklus bilden, der anschließend in gleicher Weise wiederholt wird: Eine erste Phase der Tr'ocknung ohne Austragung des in besagter Kammer mit einer bestimmten Füllungsdichte befindlichen Kornguts unter Einwirkung von Heißluft aus besagtem Lufteintritt, dessen Druck auf einem angemessenen und kontrollierten Wert gehalten wird,

   eine zweite, sehr viel kürzere Phase, in welcher ein bestimmter Bruchteil des in der ersten Phase in besagter Kammer befindlichen Kornguts ausgetragen und dadurch örtlich die Schüttwichte des Kornguts in der Kammer gegenüber derjenigen in der ersten Phase verringert wird, wobei sich der Lufteintrittsdruck während dieser zweiten Phase sehr stark im Verhältnis zu demjenigen in der ersten Phase vermindert.

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   2. Entstaubungsverfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine anschließende dritte Phase innerhalb der . gleichen Arbeitsfolge von einer Dauer, die zwischen der Dauer der ersten und zweiten Phase liegt, wobei die Kornaustragung beendet wird, die örtliche Verringerung der Schüttwichte des Kornguts sich aber in der Kammer nach oben hin fortsetzt, während der Lufteintrittsdruck der gleiche wie in der zweiten Phase bleibt.

   3. Entstaubungsverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Obergang von der ersten zur zweiten Phase rasch erfolgt und durch den gleichzeitigen Einsatz von zwei Arten von Hilfsmitteln automatisch ausgelöst wird:

   Hilfsmittel zum öffnen eines Bodenschiebers in besagter Kammer,

   Hilfsmittel zur starken Herabsetzung des Lufteintrittsdrucks .

   4. Entstaubungsverfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet ,daß der Obergang von der ersten zur zweiten Phase rasch erfolgt und durch den gleichzeitigen Einsatz von zwei Arten von Hilfsmitteln automatisch ausgelöst wird:

   Hilfsmittel zum öffnen eines Bodenschiebers in besagter Kammer,

   Hilfsmittel zur starken Herabsetzung des Lufteintrittsdrucks .

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   -5. Entstaubungsverfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Obergang von der zweiten zur dritten Phase durch den Einsatz von Hilfsmitteln zum Schließen eines Bodenschiebers in der Kammer automatisch ausgelöst wird.

   6-. Ent s taubungs verfahren gemäß Anspruch h, dadurch · gekennzeichnet , daß der Übergang von der dritten Phase zur ersten Phase der nächsten Arbeitsfolge durch die Stillsetzung besagter Hilfsmittel zur Herabsetzung des Lufteintrittsdrucks automatisch ausgelöst wird.

   7. Entstaubungsverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzahl der Arbeitsfolgen, die zur Austragung einer dem Inhalt der Kammer entsprechenden Menge an Korngut erforderlich ist, zwischen 150 und 250 liegt.

   8. Entstaubungsverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der ersten Phase zwischen 80% und 95% der Gesamtzeit einer Arbeitsfolge liegt.

   9. Entstaubungsverfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Dauer der dritten Phase zwischen dem zweifachen und achtfachen Wert der Dauer der zweiten Phase liegt.

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