DE2717583B2 - Trommeltrockner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Trommeltrockner gemäß Oberbegriff des Anspruchs I,

Rotierende Trommeltrockner werden im weiten Rahmen für die thermische Behandlung und das Trocknen von grobkörnigen und feinkörnigen Feststoffen verwendet. Trommeltrockner haben im allgemeinen einen hohlen Zylindermantel mit offenen Lndcn, wobei der Mantel für eine Drehung um seine Achse installiert ist. Die Ach¹*' kann etwas zur Horizontalen geneigt sein. Die Innenfläche der Trommel oder des Mantels kann mil Hügeln oder Schncckcn^angcn oder mich Zähnen.

Nocken, Rippen bzw. Hebern versehen sein, um die Feststoffe beim Drehen des Trockners anzuheben und umzuschütten bzw. herabrieseln zu lassen. Das Umschütten ergibt einen innigen Kontakt der Feststoffe mit den Gasen, die durch den zylindrischen Mantel geleitet werden.

Ähnlich wie die Trommeltrockner sind auch Kühleinrichtungen ausgebildet, ihre Funktion ist jedoch anders. Die Trockner werden mit erhitzter Luft beschickt, um ίο Feuchte oder Lösungsmittel aus den Feststoffen in dem Trocknerbett zu verflüchtigen, während Kühlvorrichtungen mit nicht beheizter oder gekühlter Luft beschickt werden, um überschüssige Wärme aus den heißen Feststoffen zu entziehen. Die Beziehungen für die Steuerung des Wärmeübergangs und der Betttransportgeschwindigkeit durch die Trommel sind jedoch sonst sehr ähnlich.

Der Luftstrom durch Trommeltrockner oder Kühler kann ein Gleichstrom oder ein Gegenstrom, verglichen mit der Richtung des Feststofftransportes, sein. Die mathematischen Beziehungen für den Betttransport und den Wärmeübergang in rotierenden Trommeltrocknern sind bekannt (Chemical Engineering Progress, Septem ber 1954, Seiten 467 bis 475, und Juni 1962, Seiten 49 bis 56).

Die Geschwindigkeit des Betttransports in einem Rotationszylinder, der mit Flügeln versehen ist und mit einem Gegenluftstrom arbeitet, kann folgendermaßen ausgedrückt werde/»:

V'= CDR (S-mA)

In dieser Gleichung bedeuten V die horizontale Transportgeschwindigkeit in m/min. C eine Konstante mit einem festgelegten Wert im Bereich von 2 bis 3, gewöhnlich 2,6, D den Durchmesser des Zylinders in m, R die Drehzahl in Upm, Sdie Achsneigung in Meter pro Meter axialem Abstand, m einen Koeffizienten, um die Wirkung der Luftgeschwindigkeit aui die Wirkung einer äquivalenten Neigung zu beziehen, und A die Luftgeschwindigkeit in Einheiten, die mit dem Koeffizienten m kompatibel sind.

Wenn die Luftgeschwindigkeit in m/s ausgedrückt wird, liegt der Wert des Koeffizienten m im Bereich von 0,01 bis 0,033. Wenn der Zylinder mit einem Luftgleichstrom arbeitet, wird der Faktor (S- mA) gewöhnlich durch (mA +S) ersetzt, obwohl in manchen Fällen auch der Ausdruck (mA - S)verwendet werden kann.

Üblicherweise liegen die Geschwindigkeiten der Luftströme durch Trockner und Kühleinrichtungen im

w Bereich von 1 bis 3 m/s. Der Wert des Ausdrucks mA mi, einem Wert für m von 0,017 liegt dann im Bereich von 0.015 bis 0,05. Nimmt man an, daß der Zylinder einen Durchmesser von 3 m hat und sich mit einer Drehzahl von 10 Upm dreht, so liegt, auch wenn keine

^v> Neigung vorhanden ist (S=O) die Betttransportgeschwindigkeit allein durch den Transport im Gleichstrom im Bereich von 1,1 bis 3.7 r.i/min, wenn der Wert des Koeffizienten C 2.5 beträgt, ί-'in Trockner mit einer Länge von 12 m würde dann in etwa 3 bis etwa 10 mm

^hn durchquert werden.

Die erforderliche Verweilzeit in den Trocknern ändert sich mit verschiedenen Materialien und reicht gewöhnlich von 10 min bis über 100 min. V/enn die gewünschte Verweilzeit größer ist als die durch die

-j Betttransportgeschwindigkeit mögliche, müssen FJnrichtungen zur Verzögerung des Betttransportes verwendet werden, um die relativ schnelle l.ufttran?portgcschwindigkcii /υ verringern.

Zur Verzögerung der Betttransportgeschwindigkeit wird der Trockner gewöhnlich mit einer Axialneigung in der Richtung betrieben, die der Wirkung des Lufttransportes entgegengesetzt ist, so daß die wirkliche Betttransportgeschwindigkeit sich aus der Differenz zwischen den beiden Maßnahmen ergibt.

Wenn eine negative Neigung von 0,01 mit dem vorstehend genannten Wert für mA kombiniert wird, liegen die Werte für die kombinierten Faktoren (mA —S) für die vorstehend genannten Zustände bei 0,017 s/m und 0,040. Dadurch reduzieren sich die Betttransportgeschwindiglceiten von 1,1 und 3,7 m/min auf 0,4 und 3 m/min bei Gleichstromgeschwindigkeiten von 03 bzw. 3 m/min. Bei einer Luftgeschwindigkeit von 03 m/s wird dabei die Bettverweilzeit von 10 min auf über 30 min ausgedehnt, wähkrend die Bettverweilzeit nur geringfügig von 3 auf 4 min bei der höheren Luftgeschwindigkeit verlängert wird. Dieses Verfahren der Betttransportverzögerung ist deshalb nur wirksam, wenn die Neigung des Zylinders entsprechend dem Ausdruck (rnA—S) oder (S-mA) für jeden speziellen Geschwindigkeitswert oder umgekehrt wieder neu eingestellt wird, da die Betttransportgeschwindigkeit proportional zur Differenz zwischen den beiden Ausdrücken ist. Wegen dieser Beziehung sind Änderungen der Luftgeschwindigkeit fest mit Änderungen der axialen Neigung verbunden. Wegen der Schwere der industriellen Trommeltrockner kann die Neigung jedoch nicht in zweckmäßiger Weise geändert werden, so daß die Luftgeschwindigkeit in relativ schmalen Änderungsgrenzen gehalten werden muß, was in vielen Fällen schwierig ist.

Eine weitere Möglichkeit, die Betttransportgeschwindigkeit zu reduzieren, besteht darin, die Drehzahl der Trommel zu verringern. Bekanntlich ist der Wärme übergang zwischen Luft und Feststoffen proportional zur Drehzahl des Zylinders. Die Redizierung der Drehzahl des Zylinders zur Erzielung einer Betttransportgeschwindigkeitsverringerung geht somit zu Lasten des Wärmeübergangs in der Trommel. Dies würde größere, langsam laufende Trockner erforde.n, um den gleichen Wärmeübergang wie bei kleineren, schneller laufenden Trocknern zu erreichen.

Neben der Änderung der Zylinderneigiing und der Drehzahl zur Einstellung der Betttransportgeschwindigkeit in drehenden Zylindern, ist es auch, üblich. Stauringe an geeigneten Stellen im Inneren d^s Zylinders anzuordnen, um ein zwangsweises Ansammeln des Bettes hinter dem Stauring zu erreichen, bis die Betthöhe den Überströmpunkt des Rings erreicht.

Dies führt wirder zu einer relativ starren Situation, weil das Volumen des hinter dem Stauring zurückgehaltenen Bettes durch die Geometrie der Stauringe unabhängig von der Trommelgeschwindigkeit, der Luftstromgeschwindigkeit, der Neigung oder der Trocknerbeschickungs- bzw. der Trockncrvorschubgcschwindigkeit ist. Man erhält längere Verweil/eilen bei niedrigeren Beschickungsgeschwindigkeilcn und kürzere VerwcilzQJtQn bei höheren Beschickungsgcschwindigkeiten. Eine derartige Beziehung könnte für das Trocknen von thermisch empfindlichem Material nachteilig sein, für welches die Verweilzeit unter allen Betriebszuständen auf einem Minimum gehalten werden muß. Eine zu große Verweilzeit wirkt sich auch nachteilig auf die Zyüpclerantriebsleistung aus, da ein 'innötiges V'erv. eiler cu· Bettes eine zusätzliche Belastung für den Zylinderantrieb bedeutrt F-!in weiterer Nachteil ''er Verwendung von Stauringen zur Steuerung der Bettgeschwindigkeit besteht darin, daß die Bettiefe nicht konstant ist, sondern sich fortschreitend in eine Richtung stromauf von dem Stauring reduziert. Die sich verringernde Bettiefe führt zu einer Abnahme des Wärmeübergangskoeffizienten zwischen den Gasen im Trockner und den Feststoffen.

Auch ein gattungsgemäßer Trommeltrockner (DE-OS 23 14 110) weist noch Stauringe auf. Zur Reduzierung der erwähnten Nachteile besitzt der

ίο gattungsgemäße Trommeltrockner einen Kurzschlußweg aus axial verstellbaren Toren, die im Stauring angeordnet sind und die der Innenfläche der Trommel bis zur Höhe des Staurings refrhcn Ein Einschalten des Kurzschlußweges durch Öffnen mindestens eines Tores

is bewirkt, daß ein Teil des zu trocknenden Materials in der Gesamthöhe des am Stauring aufgestauten Niveaus in einen stromabwärtsliegenden Raum gelangt Die Verweilzeit des Materials wird bei vorgegebener Länge der Trommel im wesentlichen durch < -n effektive Höhe des jeweiligen Staurings unter BerucKrchtigung des jeweiligen Ofmungsgrades der Tore bestimmt. Maßnahmen zur Vergleichmäßigung der Gasverteilung in Anpassung an die vorgegebene Länge der Trommel sind nich" getroffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verweilzeit eines Materials in einem Trommeltrockner möglichst gut an dessen vorgegebene Länge anzupassen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Trommeltrockner

3" der eingangs genannten Art erfindungsgemäß so gestaltet wie in den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 angegeben.

Teilmerkmale der Erfindung sind bereits bekannt. So ist in der DE-OS 17 78 116 ein an der Auslaßöffnung - 35 vorgesehener Kurzschlußweg beschrieben, der eine von einem rippenfrei gehaltenen Bereich ausgehende Gleitbahn aufweist, mittels der an einer das Tromr -,elende bildenden Stauwand aufgestautes Material über den Scheitel der Stauwand in die Auslaßöffnung befördert vver^en kann. Ein anderes Teilmerkmal ist aus der DE-PS 5 51 746 bekannt, in der ein Trommeltrockner beschrieben ist, der eine Vorrichtung zur Rückbeförderung von zu trocknendem Material nach stromaufwärts aufweist. Abgesehen von diesen Teilmerkmalen weisen

'5 diese Trommeltrockner aber eine andere Funktionsweise auf.

Der erfindungsgemäße Trommeltrockner hat den Vorteil, daß die Materialtransportgeschwindigkeit innerhalb der Trommel unabhängig von der Neigung des

w Trommeltrockners, seiner Trommeldrehzahl, der Geschv indigkeit der durchströmenden Luft oder der sffekivcn Höhe des jeweiligen Staurings auf einfache Weise wählbar ist. Auch kann die Verteilung des Materialbettes stro, lauf und sfomab von den Stauringen vergleichmäßigt und auf eine gleichmäßige Bettiefe eingestellt werden, so daß man einen ausgeglichenen Warmeubergangikoeffizienten und damit eine wesentliche Verbesserung des Trocknungsprozesses erhält. Durch das Anheben des zu trocknenden Materials über die effektive Höhe des jeweiligen Staurings, de- sogar geschlossen ausgebildet sein kann, wird außerdem ein zusätz.liclierTrocknungseffeki erreicht.

Anspruch 2 ermöglicht es. bei einem Trommeltrockner die Matcrialhöhe vor und ninter den Stauringen

hi noch besser zu regulieren und erlaubt die vollständige Entleerung des Trommeltrockners bei Beendigung des Trocknungs Verfahrens.

Gemäß Anspruch J und Anspruch 4 kann eine

einfache Bedienbarkeit des Aufnehmers von außerhalb der Trommel erreicht werden, wobei die Feststellbarkeit der Steuerstange die einmal eingestellte Regulierung während des Trocknungsprozesses gewährleistet.

Anspruch 5 ermöglicht es, bei einem Trommeltrockner das vom Aufnehmer erfaßte Material ohne Rückfließen zuverlässig über den Stauring befördert werden.

Gemäß Anspruch 6 kann sichergestellt werden, daß zunächst die gewünschte Materialmenge über den Stauring geführt wird, bevor das restliche Material stromaufwärts z.irückgeleitet wird.

Gemäß Anspruch 7 kann der Rückströmweg von zu trocknendem Material verlängert und der Trocknungsprozeß dadurch weiter verbessert werden.

Gemäß Anspruch 8 kann bei einem Trommeltrockner die Regulierung und Rückführung von Material in jeder Stufe erreicht werden, wodurch die Trocknung des Materials optimal durchführbar ist.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

F i g. 1 zeigt in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht eine Ausführungsform eines Trommeltrockners.

F i g. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 von Fig. 1.

F i g. 3 ist ein Schnitt längs der Linie 3-3 von F i g. 2.

F i g. 4 ist ein Schnitt längs der Linie 4-4 von F i g. 3.

F i g. 5 ist ein Schnitt längs der Linie 5-5 von F i g. 3, wobei der Trommelmantel so gedreht ist, daß die Relativstellung des rollenden Feststoffbettes in Beziehung zum Stauring und den Bettransporteinrichtungen erkennbar ist.

Der gezeigte Trommeltrockner hat einen insgesamt hohlen zylindrischen Trommelmantel 2 mit einem Beschickungsende 4 und einem Abgabeende 6. Auf der äußeren Umfangsfläche des Trockners sind zwei Laufringe 8 und 10 angeordnet. Der Mantel 2 sitzt für die Drehung um seine Längsachse mit den Laufringen 8 und 10 auf einer Auflagerollenanordnung 11. Die Drehachse kann etwas aus der Horizontalen gekippt sein, wobei das Abgabeende 6 niedriger liegt. Zur Begrenzung der Axialbewegung des Mantels 2 können geeignete, nicht gezeigte Axiallager vorgesehen werden. Auf der Außenfläche des Mantels 2 ist ein Ringzahnrad 13 angebracht, das mit einem geeigneten Zahnrad 12 des Antriebs 14 kämmt. Der Antrieb 14 kann auch so eingesetzt werden, daß er die Auflagerollen anstelle des Ringzahnrades 13 antreibt.

Die Öffnung im Beschickungsende 4 des Mantels 2 ist mittels eines PUttenelementes 16 verkleinert, um ein Auslaufen des Bettes aus dem Beschickungsende zu verhindern. Überlappend mit dem Beschickungsende 4 des Mantels 2 ist ein ortsfestes Gehäuse 18 vorgesehen, das einen Trocknungsgaseinlaß 20 und eine Beschikkungsrinne 22 aufweist, die sich ins Innere des Mantels 2 erstreckt.

Das Abgabeende 6 des Mantels 2 wird von einem ortsfesten stirnseitigen Gehäuse 24 überdeckt Der Mantel 2 und das stirnseitige Gehäuse 24 sind mit eine Relativdrehung dazwischen zulassenden Dichtungseinrichtungen 26 versehen. Das stirnseitige Gehäuse 24 hat eine Kühleinlaßleitung 28 und eine Abführleitung 30. Bei einer Gleichstromtrocknung wird durch die Leitung 30 das ausgenutzte Trocknungsgas sowie das gegenströmende Kühlgas (Luft) abgezogen. Der Trocknungsabschnitt des Trockners kann auch für einen Gasgegenstrom verwendet werden, wobei die Leitung 30 als Eintritt für das Heizgas verwendet wird, während die ausgenutzten Trocknungs- und Kühlgase über die Leitung 20 abgezogen werden.

Der Mantel 2 hat eine Vielzahl von Funktionszonen. Die erste Zone ist die Beschickungszone 32, welche eine Vielzahl von sich radial erstreckenden spiraligen Flügeln oder Rippen 34 hat, die sich von der Innenfläche des Mantels 2 aus erstrecken. Die Trocknungszone 36 enthält wenigstens einen Satz von in Umfangsrichtung im Abstand angeordneten, sich radial erstreckenden flügelartigen Rippen 38 und einen Stauring 40. Der

in Stauring 40 ist im Abstand stromab von den zugeordneten Rippen 38 angeordnet, wodurch ein relativ kurzer Abschnitt der Innenwand des Mantels 2 gebildet wird, der frei von Rippen 38 ist und im folgenden als rippenfreier Bereich 42 bezeichnet wird.

Bei der in Fig. 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform sind vier Sätze von in Umfangsrichtung im Abstand angeordneten Rippen mn je einem zugeordneten Stauring 40 vorgesehen. Nach dem letzten Stauring 40 ist die Innenwand des Mantels 2 unbesetzt. Dieser Bereich bildet die Abführzone 44, welche die Trocknungszone 36 von der Kühlzone 46 trennt. Die Leitung 30 ist mit ihrer öffnung in der Abführzone 44 angeordnet. Die Kühlzone 46 ist mil einer Vielzahl von sich radial erstreckenden flügelartigen Rippen 47 versehen.

Das siirnseitige Gehäuse 24 kann mit einer Abgaberinne 48 versehen sein, in der das Material geführt wird, wenn es aus dem Mantel 2 abgegeben worden ist.

Wie aus den F i g. 2 und 3 zu ei sehen ist, hat jeder der rippenfreien Bereiche 42, die jeweils einem Satz von Rippen 38 und einem Stauring 40 zugeordnet sind, eine einen Kurzschlußweg bildende erste Gleitbahn 50 zur Bettiefenregulierung. Die Gleitbahn 50 hat einen löffelartigen Aufnehmer 52, dessen Vorderkante 60 so einstellbar ist, daß der Abstand zwischen der Vorderkante und der innenwand des Mantels 2 geändert werden kann. Die Gleitbahn 50 hat weiterhin eine ablenkende Leitblecheinrichtung 54 mit einem Wandabschnitt 56, der dafür sorgt, daß die Feststoffe über den Stauring zu dessen stromab gelegener Seite laufen.

Weiterhin kann eine Feststoffe nach stromaufwärts fördernde zweite Gleitbahn 57 vorgesehen werden, deren Vorderkante 59 in dem rippenfreien Bereich 42 hinter dem Aufnehmer 52 angeordnet ist und dessen

« Abgabeende sich in der Nähe des stromauf liegenden Endes der Rippen 38 befindet. Die Gleitbahn 57 dient dazu, Feststoffe in Richtung zum Beschickungsende des Trockners zu bewegen, um für eine Neuverteilung der Feststoffe stromauf von dem Stauring während jeder Umdrehung des Mantels 2 zu sorgen.

Die Rippen 38 eines jeden Rippen-Stauring-Abschnitts können irgendeine bekannte Form haben. Sie können eine relativ einfache radiale Form oder eine Verbundform mit einem abgewinkelten Nasenansatz haben, der an dem von der Mantelwand abgewandten Rand angebracht ist Der Stauring 40 kann ein einfaches ringförmiges Teil sein, dessen Außeni-mfang an der inneren Zylinderwand befestigt ist

Die minimale Breite des rippenfreien Bereichs 42 ergibt sich aus der vorwärtstransportierten Menge des Bettes während einer einzigen Kaskade der Feststoffe in dem Mantel 2. Bei Zwischenräumen mit relativ geringer Breite können die Feststoffe von der Stromaufseite des Staurings 40 auf der Stromabseite des Staurings 40 abgelegt werden, wodurch die Wirkung des Staurings 40 aufgehoben wird. Bei herkömmlichen Transportgeschwindigkeiten genügen rippenfreie Zonen im Bereich von V₂O bis ¹Ao des Durchmessers am

Trockner gewöhnlich, um die maximale Stauringwirkung zu gewährleisten. Übermäßig große rippenfreie Bereiche führen zu einer unnötigen Verringerung des Wärmeübergangs im Trockner, da der Wärmeübergang der rippenfreien Bereiche vernachlässigbar ist.

Ei*; maximaler Wärmeübergang erfordert, daß der Mantel mit einer optimalen Drehzahl betätigt wird, die gewöhnlich der Formel η = 20 y/ 3/0,3 D entspricht, wenn D der Durchmesser des Mantels in m und η die Drehzahl pi <> Minute ist. Bei der optimierten Drehzahl to geniigen Rippen in Form von einfachen radialen Leitblechen mit einer Höhe von V^ bis '/» des Manteldurchmessers. Die Höhe der Rippen bzw. Leitbleche ist proportional zum maximalen Gewicht des zurückzuhaltenden Bettes und ist gewöhnlich kleiner als die Höhe der Siauringe. Gewöhnlich genügen 16 bis 24 Rippen, die in gleichförmigen Absiänuen an dem Innenumfang des Mantels 2 angebracht sind, um den Wärmeübergang auf ein Optimum zu bringen. Bei einer Betätigung des Mantels mit Drehzahlen, die kleiner als die optimale Drehzahl sind, können die Rippen relativ groß gemacht und mit abgebogenen oder gekrümmten Ansätzen versehen werden, um den Wärmeübergang bei niedrigeren Drehzahlen auf ein Maximum zu bringen.

Die Rippen 38 und die Stauringe 40 haben bezüglich des Betttransportes im Mantel 2 entgegengesetzte Eigenschaften. Die kaskadenartig von den Rippen korr.iiienden Feststoffe werden nach vorn in Richtung des Luftstroms unter Neigung der Achse des Mantels 2 transportiert. Die sich in dem rippenfreien Bereich 42 stromauf von dem Stauring 40 sammelnden Feststoffe werden an einem Weitertransport durch die Sperrwirkung des Staurings 40 gehindert, bis die Tiefe der Feststoffe die Höhe des Staurings überschreitet. Somit ist bei Stauringen mit einer vorgegebenen festen Höhe die Tiefe des Bettes von Feststoffen, die stromauf von den Stauringen zurückgehalten werden, ebenfalls festgelegt.

Die Gleitbahnen 50 zur Bettiefenregulierung bildet w eine einfache und wirksame Steuerung für die Tiefe der Feststoffe stromauf von den Stauringen. Der Aufnehmer 52 der Gleitbahn 50 ist an einer langgestreckten Steuerstange 58 befestigt. Die Steuerstange 58 kann am Innenumfang der Stauringe 40 in geeigneten, nicht *5 gezeigten Lagern gehalten werden, um eine Drehbewegung zu ermöglichen. Sie erstreckt sich durch die stirnseitige Platte 16 am Beschickungsende 4 des Mantels 2.

Die Länge eines jeden Aufnehmers 52 soll so bemessen sein, daß bei Drehung der Steuerstange 58 die Vorderkante 60 in Kontakt mit der Innenwand des Trommelmanteis 2 kommen kann. Praktikabel und wirksam sind Aufnehmerlängen vom 1,0 bis 5fachen oder mehr der Höhe des Staurings 40. Die Hinterkante 62 soll in einem Abstand von der Innenwand des Mantels 2 angeordnet sein, der wenigstens der Höhe des Staurings 40 entspricht

Für eine Steuerung des Aufnehmers 52 von außen geht die Steuerstange 58 wie aus F i g. 4 zu ersehen ist ^M durch die stirnseitige Platte 16 des Mantels 2 hindurch. Am Ende der Steuerstange 58 kann ein Betätigungselement 64 befestigt werden. Zum Halten der Steuerstange 58 in der gewünschten Stellung werden Klemmeinrichtungen 66 vorgesehen. Die Klemmeinrichtungen 66 können einen Bügel 68 aufweisen, der an dem zylindrischen Mantel 2 sitzt und eine geeignete gekrümmte Langlochöffnung 70 hat. Das Betätigungselement 64 kann mit einer Zylinderbohrung 72 versehen sein, so daß ein Bolzen 74 durch die öffnung 70 und die Bohrung 72 hindurchgeführt und eine Mutter 76 auf das Gewindeende des Bolzens 74 aufgeschraubt werden kann. Wenn die Mutter 76 gelöst wird, kann das Betätigungselement 64 zur Einstellung des Aufnehmers 52 bewegt werden. Wenn der Aufnehmer 52 sich in der gewünschten Stellung befindet, wird die Mutter 52 festgezogen, so daD das Betätigungselement fi4 und die Steuerstange 58 in der erforderlichen Stellung gehalten werden. Anstelle dieser von Hand betätigbaren Anordnung zum Einstellen der Steuerstange 58 können andere Fernsteuereinrichtungen mit hydraulischen, pneumatischen, elektrischen oder mechanischen Antrieben verwendet werden.

Die Leitblecheinrichtung 54 ist in Rotationsriehtiing

uiiiniiiLiuai

angeordnet. Die Leitblecheinrichtung 54 kann einen einstückigen Fortsatz des bewegbaren Aufnehmers 52 bilden oder unbeweglich sein. Bei der gezeigten Ausführungsform hat die Leitblecheinrichtung 54 einen Plattenabschnitt 78, der am Innenumfang des Staurings 40 befestigt ist bzw. diesem zugeordnet ist und dazu dient, das von der Vorderkante 62 des Aufnehmers 52 kommende Material daran zu hindern, in den rippenfreien Bereich 42 zu fallen. Der Wandabschnitt 56 bildet ein Stück mit dem Plattenabschnitt 78 und ist in einem Winkel so angeordnet, daß er das Material zum Abgabeende 6 des Mantels 2 über den Stauring 40 leitet.

Der Aufnehmer 52 ist zwischen einer Bettiefeneinstellung von Null, bei der die Vorderkante 60 an dem Innenumfang des Mantels 2 angreift, und einer vollen Bettiefe einstellbar, bei der die Vorderkante des Aufnehmers 52 von der Innenwand des Mantels 2 in einem Abstand angeordnet ist, der wenigstens gleich der Höhe des Staurings 40 ist.

F i g. 5 zeigt die Arbeitsweise des einstellbaren Aufnehmers 52 sowie die Art und Weise, in der er die Bettiefe reduziert. Wenn sich der Aufnehmer 52 in der gezeigten Stellung befindet, tritt ein Teil der Feststoffe in dem rippenfreien Bereich 42 in den Aufnehmer ein und wird bei jeder Umdrehung der Trommel auf eine Höhe angehoben, die über dem Innenumfang des Staurings 40 liegt. Bei fortgesetzter Drehung werden die von dem gegenüberliegenden Ende des Aufnehmers 52 ausfließenden Feststoffe über die Oberseite des Staurings 40 durch die Leitblecheinrichtung 54 abgelenkt. Wenn der Aufnehmer 52 an der Innenwand des Mantels 2 anliegt, treten alle Feststoffe im rippenfreien Bereich 42 in den Aufnehmer 52 ein und werden über die Oberseite des Staurings 40 geleitet. Wenn der Aufnehmer 52 von der Mantelwand wegbewegt wird, werden zusätzliche Feststoffe in dem Mantel 2 zurückgehalten, wodurch die Betttransportgeschwindigkeit verzögert und die Verweüzeit der Feststoffe im Mantel verlängert werden. Wenn die Vorderkante des Aufnehmers 52 die Höhe des Staurings 40 erreicht strömen nur überschüssige Feststoffe über den Stauring 40, wodurch das maximale Bettvolumen für die Feststoffe erreicht wird, die zurückgehalten werden können.

Wenn sich die Art oder die Zusammensetzung des zu trocknenden Produktes ändert oder wenn der Trocknerbetrieb aus irgendeinem Grund beendei wird, muß das verbleibende Bett im Trockner vollständig entfernt werden. Dies kann dadurch bewirkt werden, daß die Aufnehmer 52 in Kontakt mit der Innenwand bei einer Bettiefe null gebracht werden. Die fortgesetzte

Drehung des Mantels führt dazu, daß das Bett vollständig entfernt wird.

Die zweiten Gleitbahnen 57 sind so gebaut, daß sie Material von e^m rippenfreien Bereich 42 zu einer Stelle stromauf davon transportieren. Die gezeigte zweite Gleitbunn 57 ist ein schraubenförmiges Winkelelement, bei dem ein Winkelschenkel 80 zur Innenseite des Mantels 2 hin angeordnet ist, während der andere Winkelschenkel 2 zum Abgabeende 6 des Mantels 2 weist. Hs kann auch ein Profilelement verwendet werden, dessen einer Schenkel in Kontakt mil Jem Inneniimfang des Mantels 2 steht.

Die Vorderkante b/w. das Beladeende ^5t> der Gleitbahn 57 befindet sich in dem rippenfreien Bereich 42 hinter clem bewegbaren Aufnehmer 52 Das i'> Abgabeende 86 tier Gleitbahn ist an einer Stelle in der Nliihi" (Irs stromauf liegenden F.ntlfs dor Rinnen 18 angeordnet. Das Anordnen des Aufnehmers 52 vor dem Ik-Iadeende 5t der Gleitbahn 57 ermöglicht eine Vorsteuerung des Bcttmaterials für den Aufnehme- 52 Der Aufnehmer 52 kann die Funktion der Gleitbahn 57 aufheben, wenn er an der Innenwand des Mantels 2 angreift.

Anzahl und Länge der kombinierten Rippen-Stauring-Abschnitte hängen von verschiedenen Umständen ab Die zweiten, stromauffördernden Gleitbahnen 57 sorgen für ein Mischen des Bettes zwischen aufeinanderfolgenden Staiiringen 40. Durch diese Misch und Vermengungswirkung ist die maximale Änderung der Feuchte und Temperatur in aus einem gegebenen w Abschnitt entnommenen Proben relativ klein, verglichen mit Änderungen der Temperatur und der leuchte in Proben, die von benachbarten Abschnitten en'nominen werden. Wenn die Anzahl der Abschnitte erhöht wird, wird die Differenz der Feuchte oder Temperatur zwischen den Proben benachbarter Abschnitte kleiner. Wenn relativ große Temperaturdifferenzen tolerier; werden können, braucht nur em einziger Abschnitt von Rippen 38 und Stauringen 40 vorgesehen zu werden. Wenn große Differenzen bei der Temperatur und der -*o Feuchte zwischen den dazwischenliegenden Materialien und benachbarten Abschnitten des Trockners nicht erwünscht sind oder nicht toleriert werden können, muß die gesamte Länge des Trocknungsabschnittes in eine geeignete Anzahl erforderlicher Unterabschnitte unterteiit werden, um die Temperatur und Feuchtedifferenzen zwischen aneinandergrenzenden Unterabschnitten auf tolerierbare Werte zu reduzieren.

Gewöhnlich genügen drei bis sechs Unterabschnitte. Die Verwendung von mehr als zehn Unterabschnitten ~>o führt zu einer unnötig großen Trocknerlänge, da jedem Stauring 40 ein rippenfreier Bereich 42 ausreichender Länge vorausgehen muß, um ein unkontrolliertes Entweichen des kaskadenförmig laufenden Materials aus dem Abschnitt zu verhindern.

Der Mantel 2 kann mit einer Kühlzone 46 versehen werden. In der Praxis ist auch eine Kombination einer Gleichstromtrocknung und einer Gegenstromkühiung zweckmäßig, weil die Trocknerachse auf eine Neigung eingestellt werden kann, die ausreicht, einen Vorwärtstransport des Bettes trotz des Gegenstroms der Kühlluft zu induzieren. Eine übermäßig hohe Betttransportgeschwindigkeit, die sich normalerweise in dem Gieichstromtrocknungsabschniu infoige der axialen Neigung einstellen würde, wird im Hinblick auf die Bettverweilzeit durch die Stauringe 40 vermieden. Gewöhnlich sind bei Trocknern und Kühlern, deren BetttransDort nur durch die Kräfte des Luftstroms und der Neigung der Trommelachse gesteuert werden, zwei getrennte Gleichstromtrocknungs- und Gegenstromtrommeln erforderlich, von denen jede eine andere axiale Neigung hat, um den Betttransport infolge des Luftstroms zu kompensieren. Es sind auch andere Kombinationen eines Luftgleichstroms und Gegenstroms zum Trocknen und Kühlen möglich, wobei eine variable Bettiefe und Stauringe 40 verwendet werden.

Der Trockner arbeitet insgesamt folgendermaßen: Wenn sich der Mantel 2 mit der gewünschten Drehzahl in Richtung des Pfeils in I■'i g. 2 dreht, werden feuchte oder nasse Feststoffe in den Mantel 2 durch .he Kinne 22 eingeführt. Das Trocknungsgas tritt in ilen HnIaB 20 ein. strömt durch den Mantel 2 und tritt durch die I .eitung V) aus. Durch die Leitung 28 tritt Kühlgas ein, das durch die Kühlzone 46 und ebenfalls durch die I .eitung 30 austritt. Aus Wirtschafllii'hkeitsjiriiiult'n ist das Trocknungscas vorzugsweise erhitzte bzw. erwärmte Luft, w ährend das Kühlgas entweder Umgebungsluft oder gekühlte Luft

Die schraubenförmigen Rippen .14 in tier Beschikkungszone 32 führen zusammen mit den Transporikräften infolge des Luftstrom* und der Mantelneigung die

1 cststoffe in die Trocknungszone 36. Die Rippen 18 heben die F'eststoffe an und lassen sie her,Frieseln, um einen innigen Kontakt mit der Trocknungsluft zu erreichen. Die Feststoffe stauen sich auf der .Stromaufseite der Stauringe 40 in dem rippenfreien Bereich 42. Bei jeder Drehung der Trommel transportiert die erste Gleitbahn 50. die auf die gewünschte Bellhöhe eingestellt ist, einen Teil der Feststoffe über den Stauring 40 in den nächsten Satz von Kipp η 18 und Stauring 40 oder, bei dem let/ten Satz, in die Liiftabführzone.

Das Material in dem rippenfreien Bereich 42. das nicht über den Stauring 40 transportiert u orden ist. tritt in die wendeiförmige zweite Gleitbahn 57 ein und wird stromauf zur Vermischung mit anderen I-'etMoffen befördert. Dieser Vorgang hält an. wöbe, ein 'eil der Feststoffe über den Stauring 40 transportier; und andere zurück stromaufwärts befördert werden.

Die Feststoffe in der Abiührzone werden durch die Kräfte aufgrund der Neigung des ManteK 2 in die Kühlzone gebracht. In der Kühlzone werden die Feststoffe durch die Rippen 47 für einen innigen Kontakt mit der Kühlluft angehoben und herabrieseln gelassen.

Nach dem Durchgang durch die Kühlzone 46 werden die Feststoffe in das stirnseitige Gehäuse 42 abgegeben und treten durch die Abgaberinne 48 aus.

Wenn der Mantel 2 entleert werden soll, werden die zweiten Gleitbahnen 50 au! die Betiiefe null eingestellt, bei der die Vorderkante 62 an der inneren Mantelwand angreift. Bei jeder Umdrehung werden nun alle Feststoffe von den Gleitbahnen 50 über den Stauring und schließlich durch das Abgabeende 6 aus dem Mantel

2 transportiert. Nach einer kurzen Zeit ist der Mantel im wesentlichen frei von Feststoffen, da sich keine Feststoffe mehr auf der stromauf liegenden Seite der Stauringe 40 ansammeln können.

Anhand der nachstehenden Beispiele wird die Erfindung näher erläutert.

Beispiel I

Ein Trockner mit einem zylindrischen Mantel 2 mit einem Durchmesser von 2,4 m und einer Länge von 7.2 m wird mit einer Drehzahl von 10 Upm bei einer Vorwärtsneigung von 0,01 m/m betrieben. Der Mantel 2

ist in eine TYcv.'knungszone 36 mit einer Länge von 4,8 m und vier Abschnitten mit Rippen 38 und Sta:iringen 40, eine freie Abfiihrzone 44 mit 0,9 m Länge, aus der Luft abgeführt wird, und eine abschließende Kühlzone 46 mit einer Länge von 1,5 m unterteilt, leder Rippen-Stauring-Abschnitt hat vierundzwanzig radiale Rippen 38 mit einer Höhe von 10 cm und einer Länge von 90 cm, die gleichförmig im Abstand um die Innenwand des Mantels 2 herum verteilt sind. In einem Abstand von 20 cm stromab vorn linde der Rippen 38 eines jeden Abschnitts ist ein Stauring 40 mit einer Hohe \'<n 15 cm angeordnet, leder Rippen-Stauring-Abschnitt ist mit einer wenüelfoi migen /weiten Gleitbahn 57 fur den Transport des Bettes von dem rippenfreien Bereich 42 in eine Stellung in der Nähe des stromauf liegenden Indes der Rippen 38 versehen. In jedem du fippenlreien Bereiche 42 sind Aufnehmer 52 angeordnet. Die Aufnehmer 52 werden von einer angelenkten Steuerstangr 58 gehalten, die sieh parallel zu- Achse des Trockners erstreckt und außerhalb der Stirnseite des Trockners endet. l^:.in daran angebrachter Steuerhandgriff und eine Klemmeinrichtung ermöglichen eine einfache Handbetätigung und di·.· Positionierung der einstellbaren Aufnehmer 52. /um -\usrichlen des Betles. damit es von den Aufnehme· 52 in die stromab liegende Seite der Staun· .·..· 40 fließt, ist eine Leitblechrichtung 54 mit Ablenkplatten vorgesehen. Am Beschickungsende ties Trockners sind auf einer axialen Länge von 40 cm schraubenförmige Rippen 34 angeordnet, um ein Auslaufen der Beschickung in das stirnseitige Gehäuse zu verhindern. Die Kühl/one 46 ist mit vierundzwanzig radialen Rippen 47 \ersehen, die 10 cm hoch und 150 cm lang sind.

Den' TriK kner w ird feuchtes Calcninihyp* »chlorid mit einem Mengenstrom \on IHOO kg/l·· zugeführt. Die /u entfernende leuchte beträgt 0. !'■ kg Wasser pro kg Trockenprodukt. Zugeführt wird .uif 180 Γ vorerhn/te Luft mit einem Mengei-;rom von lh 300 kg'h. Die gesetzten Grenzen für de·! Wärmeübergang bei <.· ier Drehzahl von 10 ' ipm des Mantels erfordern ι ne Bett".erweil/eit in der Trocknungs/one von 15 min. Das erforderliche Bettvolumen für eine VcT«cilzeit vn 15 min beträgt 0.57 m¹. Die einstellbaren Aufnehmer 32 werden in eine Stellung gebracht, in der sich die Bettverweilzeit auf 2.5" ο der Querschnntsheladung beläuft. Der Verlust an Chlor v-ähr·.--:! <!e·· Tr-.icknens beträgt 1.5°/o.

Bei Fehlen von Stauringen 40 betr.igi .iic Transportgeschwindigkeit infolge der Kräfte durch \cv, L.Liftstrom und die axiale Vorwärtsneigung 1.2 m run. unduret" das Bett die Trocknungszone 36 in -i rain uiiivhqueri haue. Dies wäre hinsicht'^:ch der 15 min Verweilzeit unzureichend, die sich auf der Basis der Wärmeübergangsgrenzen ergeben.

Der Betttransport durch die Kühlzone 46 aufgrund der Vorwärtsachsneigung beträgt 0.6 m/min. Zur Reduzierung dieser Geschwindigkeit auf 0,3 m/min wird ein Kühlluftgegenstrom von 8100 kg/h verwendet.

Dies ergibt eine Verweilzeit des Bettes in der Kühlzone 46 des Trockners von 5 min, was hinsichtlich der 5 min Bettverweilzeit genügt, die erforderlich sind, um die Grenzen des Wärmeübergangskoeffizienten zu erfüllen

Beispiel 2

Wenn das I rocknen des C ak lumhvpochlorits, das dem Trockner gemäß Beispiel I zugeführt wurd". abgeschlossen ist, und der Trockner momentan .ingehalten, v, ährend die einstellbaren Aufnehmer 52 auf die Bettiefenstcllung null eingestellt werden. Der Trockner wird dann wieder gestartet und arbeitet 20 min. Während dieser Zeit werden alle Feststoffe im Trockner /um Abgabeende durch die normalen Transportkräf'.e transportiert, die durch den Luftgleichstrom und die Vorwärtsneigung der Trommelachse induziert werden.

Beispiel 3

In einem herkömmlichen Rotationstroc'*-ner werden 1800 kg/h feuchtes Calciumhypochlorit getrocknet. Der Trockner hat einen Durchmesser von 2,4 m. eine Länge MMi 4.6 m und dreht sich mit einer Drehzahl von 2.5 llpm. Die entfernte Feuchte beträgt 0,30 kg Wasser pro kg Trockenprodukt. Fs wird Heißluft von 130 C mit einem Mengenstrom von 16 300kg'h verwendet.

Die durch den Wärmeübergangskoeffi/icnten begrenzte erforderliche Bettvcrweilzeit beträgt b0 min. Die Bcütransportkrähe aufgrund de·· Luftstrom·· ergeben eine Bettbewegung von 0.15 m/mir. Die Neigung wird deshalb bei dem Luftgleichstrom λ. NuI eingestellt, um die erfcrderiichen 60 min V erweil/eit Je· Beties zu erhalten. Aufgrund dieser Verweilzeit betrag¹ der Verlust an Chlor währen.' Jes Trocknens '·!■ tvv. verglichen nut den L5v··· gemäß Freispiel 1

Das Produkt wirii mit ein-?r Temperatur \·>ιι -·'"> t abgegeben ur.J zu einer rotierenden Kü'rilfomiiK; :m Gegenstromkontaki m:¹ 4070 kg''h Luft von ?~'C überführt. Der Kühler h.: .'inen D-.irchmesser von LiS m und cmc Länge v.in c τ. I'm die erforderliche Verweilzeit zu erhalten, wird tier Kühler so eingestellt. daß er eine axip.Ie Vorv ;i-<vieiging von 0.OJ ·:ι m hat und der Verzogernngskral; jes Lufigleichslroms entgegenwirkt und einen Vorwärtstransport des Bettes mit der Geschwindigkeit von 0.3 m'min herbeiführt, was eine Verweilzeit von 20 min ereibt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Trommeltrockner, bei dem die Innenfläche der Trommel mit einer ein- oder mehrmaligen Folge in Umfangsrichtung im Abstand angeordneter Rippen und jeweils eines im axialen Abstand mindestens zu einer Rippe stromabwärts angeordneten Staurings versehen ist, wobei ein einstellbarer Kurzschlußweg zwischen den Räumen stromaufwärts und stromabwärts vom Stauring vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschlußweg von einer ersten Gleitbahn (50) gebildet ist, die von dem rippenfrei gehaltenen Bereich (42) zwischen Rippen (38) und Stauring (40) ausgeht und Ober den Scheitel des Staurings hinweg verläuft,

und daß eine zweite Gleitbahn (57) vorgesehen ist, die auch von dem rippenfrei gehaltenen Bereich (42) ausgeht und zu einer Stelle am stromauf liegenden Ende der Rippen zurückläuft

2. Trommeltrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gleitbahn (50) einen Aufnehmer (52) mit einer, in verschiedenen Abstän den zur Innenfläche des Trommelmantels (2) positionierbaren Vorderkante (-50) und einer Hinterkante (62) aufweist, die von der Innenfläche des Trommelmantels (2) einen radialen Abstand wenigstens gleich der Höhe des Staurings (40) hat.

3. Trommeltrockner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Aufnehmer (52) an einer drehbetätigbaren (64) und sie"- aus dem Trommelmantel (2) heraus erstreckende Steuerstange (58) sitzt.

4. Trommeltrockner nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (66) zum Halten der Steuerstange (58) in einer gegebenen Drehstellung.

5. Trommeltrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine zwischen Aufnehmer (52) und Stauring (40) zwischengeschaltete Leitblecheinrichtung (54).

ö. Trommeltrockner nach einem der Ansprüche ί bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeende (59) der zweiten Gleitbahn (57) in dem rippenfreien Bereich (42) im Drehsinn des Trommelmantels (2) hinter dem Aufnahmeende der ersten Gleitbahn (50) angeordnet ist.

7. Trommeltrockner nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gleitbahn (57) wendelförmig verläuft.

8. Trommeltrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß jedem Satz von Rippen (38) mit Stauring (40) eine erste und eine zweite Gleitbahn (50; 57) zugeordnet sind.