DE2734198A1 - Low energy hot gas double treatment dryer - has closed circuit plus branch with cooler and condenser - Google Patents
Low energy hot gas double treatment dryer - has closed circuit plus branch with cooler and condenserInfo
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Abstract
Description
Anlage zum Wärmebehandeln von Gütern Plant for the heat treatment of goods
Die Erfindung betrifft eine Anlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie deren Verwendung.The invention relates to a system according to the preamble of the claim 1 and their use.
Zweistufige Anlagen werden in der Trocknungstechnik z.B.Two-stage systems are used in drying technology, e.g.
eingesetzt, wenn ein Produkt von einer hohen Anfangsfeuchte auf eine sehr geringe Endfeuchte abgetrocknet werden muß.used when a product changes from a high initial moisture content to a very low final moisture must be dried off.
In der ersten Stufe wird dabei in relativ kurzer Zeit der weitaus größte Teil der Feuchtigkeit verdampft, und zwar vor allem die oberflächlich anhaftende Feuchtigkeit. Die zweite Stufe dient zur Entfernung der kapillargebundenen Feuchtigkeit, die zwar gering, dafür aber fester gebunden ist. Dementsprechend arbeitet die zweite Stufe mit einem anderen Behandlungsaggregat und/oder mit anderen Betriebsparametern als die erste Stufe. Insbesondere wird für die zweite Stufe eine niedrigere Gasfeuchte und vielfach eine verlängerte Einwirkungsdauer verlangt.In the first stage, the far in a relatively short time Most of the moisture evaporates, especially that which adheres to the surface Humidity. The second stage is used to remove the capillary-bound moisture, which is small, but tied more tightly. The second works accordingly Stage with another treatment unit and / or with other operating parameters than the first stage. In particular, the gas humidity is lower for the second stage and in many cases a longer exposure time is required.
Anlagen mit geschlossenem Gaskreislauf zeichnen sich dadurch aus, daß sie völlig abgasfrei arbeiten. Sie genügen daher erhöhten Umweltschutzanforderungen. Sie eignen sich insbesondere zum Trocknen von lösungsmittel feuchten Produkten, z.B. Kunststoffgranulaten, bei denen nicht nur mit Rücksicht auf die Umwelt, sondern auch zwecks Rückgewinnung des Lösungsmittels eine Kondensation der im Trockner ausgetriebenen Feuchtigkeit erwünscht ist.Systems with a closed gas cycle are characterized by that they work completely emission-free. They therefore meet increased environmental protection requirements. They are particularly suitable for drying solvent-moist products, E.g. plastic granules, which not only take the environment into account, but also for the purpose of recovery of the solvent, a condensation of the expelled in the dryer Moisture is desired.
Eine Anlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in der Zeitschrift "Chemische Industrie" XVI, September 1964, in Abbildung 3 auf Seite 622 dargestellt. Dabei mündet die Abgasleitung des zweiten sehandlungsaggregates, das ebenso wie das erste Behandlungsaggregat als Drallrohr-Trockner ausgebildet ist, in die vom ersten Behandlungsaggregat ausgehende Hauptleitung. Diese ist anschließend zu einer Kühl- und Kondensationseinrichtung, einem Tropfenabscheider und einem Fördergebläse geführt. Hinter dem Fördergebläse zweigt von der zum ersten Behandlungsaggregat zurückgeführten Hauptgasleitung die Zugasleitung für das zweite Behandlungsaggregat ab. Die Erhitzung erfolgt bei dieser Anlage über die beheizten Wandflächen der Drallrohrtrockner.A system according to the preamble of claim 1 is in the journal "Chemical Industry" XVI, September 1964, shown in Figure 3 on page 622. The exhaust pipe of the second treatment unit opens, as does the first treatment unit is designed as a twist tube dryer, into which from first treatment unit outgoing main line. This is then a Cooling and condensation device, a droplet separator and a conveyor fan guided. Behind the conveyor fan branches from the to the first treatment unit returned main gas line, the supply line for the second treatment unit away. In this system, heating takes place via the heated wall surfaces of the twist tube dryer.
Bei dieser Anlage wird also die gesamte Gasmenge bei jedem Umlauf gekühlt. Anschließend erwärmt sie sich wieder beim Durchgang durch das Drallrohr. Die Kühlung muß z.B. bei der Trocknung von lösungsmittelfeuchten Kunststoffgranulaten bis zu tiefen Temperaturen heruntergehen, damit eine niedrige Gasfeuchte erreicht wird. Diese ist erforderlich, weil in dem zweiten Behandlungsaggregat das Gut auf eine sehr niedrige Restfeuchte gebracht werden muß. Entsprechend dem Temperaturintervall, das bei jedem Umlauf zuerst zur Kühlung und dann zur Wiederaufheizung durchlaufen werden muß, ist der Wärmebedarf sehr groß.In this system, the total amount of gas is used with each cycle chilled. Then it warms up again at Passage through the swirl tube. The cooling must be used e.g. when drying solvent-moist Plastic granules go down to low temperatures, thus a low one Gas humidity is reached. This is necessary because in the second treatment unit the material must be brought to a very low residual moisture content. According to that Temperature interval that is used for each cycle first for cooling and then for reheating has to be run through, the heat requirement is very high.
Durch die DT-AS 24 34 827, Fig. 2 ist auch schon eine Trocknungs- und Erhitzungsanlage für Kohle bekannt, bei der ein Stromtrockner und ein Wirbelbett in einem Gaskreislauf, der über eine Kondensationseinrichtung geführt ist, hintereinander geschaltet sind. Hierbei wird ebenfalls die gesamte Gasmenge bei der Kondensation gekühlt und anschliessend wieder erhitzt, und zwar in einem außerhalb der Behandlungsaggregate angeordneten zusätzlichen Erhitzer.Due to the DT-AS 24 34 827, Fig. 2, a drying and coal heating equipment is known which uses a flow dryer and a fluidized bed one behind the other in a gas circuit which is routed via a condensation device are switched. Here, too, the entire amount of gas is used in the condensation cooled and then heated again, namely in one outside of the treatment units arranged additional heater.
Eine ähnliche Anlage, bei der jedoch beide Behandlungsaggregate als Stromtrockner ausgebildet sind, ist Gegenstand der DT.OS 24 15 758. Hierbei ist zur Verbesserung des Wärmehaushalts ein Wärmetauscher vorgesehen, der von den der Kondensationseinrichtung zufließenden und den von der Kondensationseinrichtung abfließenden Gasen im Gegenstrom durchflossen wird. Ein nennenswerter Wärmerückgewinn ist aber nur zu erzielen, wenn die Temperaturen der beiden Gasströme genügend weit auseinander liegen. Der Wärmeersparnis steht ein erhöhter apparativer Aufwand gegenüber. Ferner erhöht sich der Wartungsaufwand. Es muß nämlich Vorsorge getroffen werden, daß nicht durch den Reststaubgehalt des Umlaufgases in den Gängen des Wärmetauschers Beläge oder Verstopfungen auftreten.A similar system, but with both treatment units as Flow dryers are designed, is the subject of DT.OS 24 15 758. Here is to improve the heat balance, a heat exchanger is provided, which is of the The condensing device flowing in and the flowing out of the condensing device Gases in countercurrent is traversed. A significant heat recovery but can only be achieved if the temperatures of the two gas streams are sufficiently high to be apart. The heat savings are offset by increased expenditure on equipment. Furthermore, the maintenance effort increases. Precautions must be taken that not due to the residual dust content of the circulating gas in the passages of the heat exchanger Deposits or blockages occur.
Natürlich ist es auch bekannt, bei zweistufigen Anlagen für die beiden Behandlungsstufen zwei separate Gaskreise vorzusehen. In diesem Fall hat jeder der beiden Kreise eine eigene Kühl- und Kondensationseinrichtung. Auch hierbei ist es notwendig, die gesamte Gasmenge beider Kreise bei jedem Umlauf erst zu kühlen und dann wieder zu erhitzen.Of course, it is also known for two-stage systems for the two Two separate gas circuits to be provided for treatment stages. In this case everyone has the Both circles have their own cooling and condensation facility. Here too it is necessary to first cool the total amount of gas in both circuits with each cycle and then reheat again.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Anlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 den Wärmebedarf zu senken, die Umweltbelastung zu vermindern und den apparativen Aufwand zu verkleinern.The invention is based on the object in a system according to the The preamble of claim 1 to reduce the heat requirement, to reduce the environmental impact and to reduce the outlay on equipment.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by the features in the characterizing part of the claim 1 contained features solved.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in Anspruch 2 angegeben.A preferred embodiment of the invention is specified in claim 2.
Die Anlage gemäß Anspruch 3 liegt bezüglich der Energieersparnis besonders günstig.The system according to claim 3 is particularly in terms of energy savings cheap.
Anspruch 4 gibt eine bevorzugte Verwendung der erfindungsgemäßen Anlage an.Claim 4 gives a preferred use of the system according to the invention at.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing shown.
Eine Naßqutaufgabevorrichtung 1 ist am Fuße eines Stromtrockners 2 angeordnet, der in herkömmlicher Weise aus einem senkrecht stehenden Rohr besteht. Dieser Stromtrockner 2 bildet das erste Behandlungsaggregat. Von seinem oberen Ende führt ein Rohrstück 3 zum Materialabscheider 4. Der Auslauf des Materialabscheiders ist über eine Zellenradschleuse und eine Förderstrecke 5 mit dem Materialeingang des Wirbelbettes 6 verbunden, welches als zweites Behandlungsaggregat dient. Es ist mit einer Heizschlange 7 ausgestattet. Mit dem Bezugszeichen 8 ist die Austrageinrichtung des Wirbelbettes bezeichnet.A wet material feed device 1 is at the foot of a flow dryer 2 arranged, which consists in a conventional manner of a vertical tube. This electric dryer 2 forms the first treatment unit. From its upper end A pipe section 3 leads to the material separator 4. The outlet of the material separator is via a rotary valve and a conveyor line 5 with the material inlet of the fluidized bed 6, which serves as a second treatment unit. It is equipped with a heating coil 7. With the reference number 8 is the discharge device of the fluidized bed.
Der Stromtrockner 2 bildet mit dem Rohrstück 3, dem Abscheider 4 und der Hauptgasleitung 9, die über ein Fördergebläse 10 und einen Gaserhitzer 11 zum Eingang des Stromtrockners zurückgeführt ist, einen geschlossenen Kreis. Von der Hauptleitung 9 ist eine Leitung 12 abgezweigt, die über einen Gaskühler 13 zu der Kondensationseinrichtung 14 geführt ist. Von der Kondensationseinrichtung 14 geht eine Rohrleitung 15 aus, die mit einem Fördergebläse 16 und einem Erhitzer 17 ausgestattet ist. Sie ist an den Luftverteilkasten des Wirbelbettes 6 angeschlossen. Die Leitung 12 und die Leitung 15 bilden also mit den zwischengeschalteten Elementen die Zugasleitung des Wirbelbettes 6.The flow dryer 2 forms with the pipe section 3, the separator 4 and the main gas line 9, which via a conveyor fan 10 and a gas heater 11 to Entrance of the electric dryer is returned, a closed circuit. Of the Main line 9 is a line 12 branched off via a gas cooler 13 to the Condensation device 14 is performed. From the condensation device 14 goes a pipe 15 equipped with a conveying fan 16 and a heater 17 is. It is connected to the air distribution box of the fluidized bed 6. The administration 12 and the line 15 thus form the gas line with the interposed elements of the fluidized bed 6.
Eine Abgasleitung 18, die am Oberteil des Wirbelbettes 6 angeschlossen ist, führt zunächst zum Entstauber 19 und mündet dann wieder in die Hauptgasleitung 9. Der Auslauf des Entstaubers 19 ist mit der Austrageinrichtung 8 des Wirbelbettes 6 verbunden.An exhaust pipe 18, which is connected to the upper part of the fluidized bed 6 is, first leads to the dust extractor 19 and then opens again into the main gas line 9. The outlet of the deduster 19 is with the discharge device 8 of the fluidized bed 6 connected.
Die Kondensationseinrichtung 14 besteht in herkömmlicher Bauweise aus einem aufrecht stehenden zylindrischen Behälter.The condensation device 14 is of conventional construction from an upright cylindrical container.
Von dem Behälterboden geht eine Rohrleitung 20 aus, die über zwei parallel geschaltete, mit Absperrorganen versehene Pumpen 21 und einen Kondensatkühler 22 zu den im Mittelteil des Behälters angeordneten Rieselvorrichtungen 23 zurückgeführt ist. Bei dem Bezugszeichen 24 ist der Kondensataustritt symbolisch angedeutet. Eine Leitung 25, die ebenfalls an eine Rieselvorrichtung angeschlossen ist, dient zur Einführung von Kühlflüssigkeit beim Anfahren der Anlage.A pipe 20 extends from the bottom of the container and has two pumps 21 connected in parallel and provided with shut-off devices and a condensate cooler 22 returned to the trickling devices 23 arranged in the middle part of the container is. The condensate outlet is indicated symbolically at the reference number 24. One line 25, which is also connected to a trickle device, is used for introduction of coolant when starting up the system.
Zur Veranschaulichung der Wirkungsweise wird beispielsweise die Trocknung von hexanfeuchtem Polypropylengranulat betrachtet. Als Trocknungsgas dient dabei Stickstoff. Das Gas wird dem Stromtrockner 2 mit einer Temperatur von 1400 C zugeführt. Das Abgas des Stromtrockners 2 hat eine Temperatur von 800 C. Sein Gehalt an dampf förmigem Hexan beträgt dabei 0,855 kg Hexantkg Stickstoff. In das Wirbelbett 6 tritt das Gas mit etwa 1250 C ein und verläßt es mit einer Temperatur von 930 C. Der Hexangehalt des Abgases des Wirbelbettes liegt bei 0,085 kg Hexan/kg Stickstoff, also etwa um den Faktor 10 niedriger als beim Abgas des Stromtrockners.To illustrate the mode of operation, for example, the drying viewed from hexane-moistened polypropylene granulate. It serves as the drying gas Nitrogen. The gas is fed to the flow dryer 2 at a temperature of 1400.degree. The exhaust gas of the electric dryer 2 has a temperature of 800 C. Its steam content shaped hexane is 0.855 kg hexane kg nitrogen. In the fluidized bed 6 occurs the gas enters at about 1250 C and leaves it at a temperature of 930 C. The hexane content of the exhaust gas from the fluidized bed is 0.085 kg hexane / kg nitrogen, i.e. around around a factor of 10 lower than the flue gas from the electric dryer.
Hinter der Einmündung der Abgasleitung 18 in die Hauptgasleitung 9 stellt sich in der Abgasmischung eine Temperatur von 820 C und ein Hexangehalt von 0,626 kg Hexan/kg Stickstoff ein.Behind the confluence of the exhaust line 18 into the main gas line 9 the exhaust gas mixture has a temperature of 820 C and a hexane content of 0.626 kg hexane / kg nitrogen.
Die Erfindung beruht wesentlich auf der Erkenntnis, daß dieser Hexangehalt niedrig genug ist, um die Abgasmischung ohne Auskondensation wieder dem Stromtrockner zuzuführen.The invention is based essentially on the knowledge that this hexane content is low enough to return the exhaust gas mixture to the flow dryer without condensation to feed.
Die Rechnung zeigt, daß dieser Hexangehalt den Trocknungsvorgang im Stromtrockner 2 nur unwesentlich beeinflußt.The calculation shows that this hexane content contributes to the drying process in the Stream dryer 2 only marginally affected.
Allein durch die Beimischung des Abgases aus dem Wirbelbett 6 wird also die exankonzentration des Abgases aus dem Stromtrockner 2 ausreichend abgesenkt.Simply by admixing the exhaust gas from the fluidized bed 6 is so the exan concentration of the exhaust gas from the electric dryer 2 is sufficiently lowered.
Nur für die nachgeschaltete Behandlung des Produktes im Wirbelbett 6, bei der eine sehr kleine Restfeuchte des Produktes erreicht werden muß, ist eine weitere Verringerung der Hexankonzentration erforderlich. Zu diesem Zweck wird der über die Leitung 12 abgezweigte Teilstrom, der nur etwa 20 % des Gesamtgasstromes ausmacht, nach Vorkühlung auf 350 C durch den Gaskühler 13 in der Kondensationseinrichtung 14 bis auf -170 C gebracht, wobei sich die für die Behandlung im Wirbelbett 6 erforderliche Absenkung des Hexangehaltes auf 0,065 kg Hexan/kg Stickstoff einstellt.Only for the downstream treatment of the product in the fluidized bed 6, at which a very small residual moisture content of the product must be achieved, is one further reduction in hexane concentration is required. For this purpose, the Partial flow branched off via line 12, which is only about 20% of the total gas flow after pre-cooling to 350 C by the gas cooler 13 in the condensation device 14 brought down to -170 C, which is necessary for the treatment in the fluidized bed 6 The hexane content is lowered to 0.065 kg hexane / kg nitrogen.
Die erzielte Energie-ersparnis wird durch eine Vergleichsrechnung deutlich. Hierzu wurde eine Vergleichsanlage herangezogen, die unter gleichen Bedingungen arbeitet und ebenfalls einen Stromtrockner und einen im Produktweg nachgeschalteten Wirbelbett-Trockner als Behandlungsaggregate aufweist. Jedoch sind bei der Vergleichsanlage für die beiden Behandlungsaggregate völlig separate Gaskreisläufe vorgesehen, von denen jeder mit einer Kühl- und Kondensationseinrichtung ausgerüstet ist. Gegenüber dieser Vergleichsanlage wird für die Kühlung eine Energieersparnis von 260 kJ/kg Fertigprodukt und für die Wiederaufheizung eine Energieersparnis von 290 kJ/kg Fertigprodukt errechnet, also insgesamt 550 kJ/kg Fertigprodukt. Dieser außerordentlich vorteilhafte Wert ist natürlich in erheblichem Maße darauf zurückzuführen, daß bei der Kombination eines Stromtrockners mit einem Wirbelbett bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Gasbedarf des Wirbelbettes nur etwa ein Viertel des Gasbedarfs für den Stromtrockner beträgt.The energy savings achieved are calculated using a comparative calculation clear. For this purpose, a comparison system was used, which was operated under the same conditions works and also a flow dryer and one downstream in the product path Has fluidized bed dryer as treatment units. However, in the comparison system completely separate gas circuits provided for the two treatment units, from each of which is equipped with a cooling and condensing device. Opposite to this comparison system becomes an energy saving for cooling of 260 kJ / kg finished product and an energy saving of 290 kJ / kg finished product calculated, so a total of 550 kJ / kg finished product. This extraordinarily advantageous value is, of course, to a considerable extent due to that in the combination of a flow dryer with a fluidized bed in the illustrated Embodiment the gas requirement of the fluidized bed only about a quarter of the gas requirement for the flow dryer is.
Entsprechend der reduzierten Kühlleistung wird die Umweltbelastung durch das austretende erwärmte Kühlwasser vermindert. Außerdem fällt gegenüber der Vergleichsanlage eine Kondensationseinrichtung ersatzlos fort. Hierdurch sowie durch die Verringerung des Aufwandes für Meß- und Regeltechnik werden die Investitionskosten erheblich gesenkt.The environmental impact is corresponding to the reduced cooling capacity reduced by the exiting heated cooling water. Also falls across from the Comparison system continued a condensation device without replacement. Through this as well as through the investment costs are reduced by the cost of measurement and control technology considerably reduced.
Wesentlich ist auch die Verminderung des Bauvolumens um etwa 10 %.It is also essential to reduce the building volume by around 10%.
Vergleichsanlagen der anderen in der Beschreibungseinleitung angegebenen Arten wurden zwar nicht im einzelnen durchgerechnet. Jedoch werden sich dabei ähnliche Werte ergeben, da alle bekannten Anlagen darin übereinstimmen, daß der gesamte Gasstrom gekühlt und anschließend wieder aufgeheizt wird.Comparative systems of the others specified in the introduction to the description Species were not calculated in detail. However, they will be similar Values result because all known systems agree that the entire gas flow cooled and then reheated.
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| EP0503241A1 (en) * | 1991-02-14 | 1992-09-16 | BASF Aktiengesellschaft | Process for drying small particles of expandable polystyrene |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| BR7804879A (en) | 1979-03-06 |
| IT7826118A0 (en) | 1978-07-26 |
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