DE2928962A1 - Verfahren und vorrichtung zum trocknen von stueckigem material mit einer kantenlaenge von ca. 3 - 100 mm - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum trocknen von stueckigem material mit einer kantenlaenge von ca. 3 - 100 mm

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Hugo Dipl Phys Dr Balster
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    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/12—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed solely by gravity, i.e. the material moving through a substantially vertical drying enclosure, e.g. shaft
    • F26B17/14—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed solely by gravity, i.e. the material moving through a substantially vertical drying enclosure, e.g. shaft the materials moving through a counter-current of gas
    • F26B17/1433—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed solely by gravity, i.e. the material moving through a substantially vertical drying enclosure, e.g. shaft the materials moving through a counter-current of gas the drying enclosure, e.g. shaft, having internal members or bodies for guiding, mixing or agitating the material, e.g. imposing a zig-zag movement onto the material
    • F26B17/1441—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed solely by gravity, i.e. the material moving through a substantially vertical drying enclosure, e.g. shaft the materials moving through a counter-current of gas the drying enclosure, e.g. shaft, having internal members or bodies for guiding, mixing or agitating the material, e.g. imposing a zig-zag movement onto the material the members or bodies being stationary, e.g. fixed panels, baffles, grids, the position of which may be adjustable
    • F26B17/1458—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed solely by gravity, i.e. the material moving through a substantially vertical drying enclosure, e.g. shaft the materials moving through a counter-current of gas the drying enclosure, e.g. shaft, having internal members or bodies for guiding, mixing or agitating the material, e.g. imposing a zig-zag movement onto the material the members or bodies being stationary, e.g. fixed panels, baffles, grids, the position of which may be adjustable consisting of perforated panels or baffles; consisting of grids

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Description

Balster-Verfahrenstechnik
PATENTANMELDUNG
Bezeichnung: Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von
stückigem Material mit einer Kantenlänge von ca. 3 - 1oo mm.
Anmelder: Dr. Hugo Balster
Obere Husemannstr.14 475o Unna
Erfinder: Dr.Hugo Balster
Obere Husemannstr.14 475o Unna
030067/0131
Balster-Verfahrenstechnik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen uon stückigem Material mit einer Kantenlänge uon ca. 3- 1oo mm. Für den TrocknungsprozeG ist es notwendig, das Material möglichst langsam und gleichmäßig, bzw. den Platerialeigenschaft entsprechend, aufzuwärmen. Aus Gründen der Energieeinsparung ist es dabei erforderlich, daß die dem System zur Verfugung gestellte Wärmemenge zu einem möglichst großen Teil zum Verdampfen der bei dem Trocknungsprozeß zu entfernenden Flüssigkeit benutzt wird. Dieses erfordert einerseits einen guten üiSrmeaustausch zwischen dem Material und dem üJärmeübertragungsmedium (Verbrennungsgas) und andererseits ein nach dem Gegenstromprinzip arbeitendes System, so daß der li/ärmeinhalt der v/erdampften Flüssigkeit und die Restwärme des Wärmeübertragungsmediums bis knapp oberhalb des Taupunktes der Abgase für die Aufwarmung des zu trocknenden Materials genutzt wird.
Bei bekannten Verfahren, wie z.B. dem Drehofen oder der Trockentrommel ist der Wärmeübergang zwischen dem warmeüber— tragungsmedium (meistens Luft) und dem zu trocknenden Material sehr schlecht, da die Berührungsflächen zwischen dem Warmluftstrom und der Materialschicht relativ klein sind und die Gasgeschwindigkeit an der Materialoberfläche gering ist.
030067/0131
Balster-Verfahrenstechnik
129-28362
Die erfindungsmäSige Vorrichtung führt dagegen den Gasstrom zujangsmäQig an fast jedem Materialteilchen vorbei, indem der Gasstrom gleichmäßig durch die Roste strömt und dabei das Materialbett zusätzlich auflockert, so daß immer uiieder neue Luftkanäle entstehen. Die lockere, aber dichte Packung des Materials auf der Rostfläche ergibt zusätzlich schmale Luftkanäle, Dadurch die Gasgeschwindigkeit an der Materialoberfläche besonders hoch wird.
Diese Eigenschaften der erfindungsmäßigen Vorrichtung sind von entscheidender Bedeutung, da die Gasgeschwindigkeit an der Materialoberfläche und die Größe der Berührungsfläche die Wärmeübertragung direkt beeinflussen.
Ein weiteres Merkmal der erfindungsmäßigen Vorrichtung ist die Möglichkeit, beliebig viele Roste übereinander anzuordnen, wodurch einerseits eine hohe Ausnutzung der zur Verfügung stehenden UJärme gewährleistet werden kann, und andererseits eine das Material schonende geringere Aufwärmungsgeschwindig— keit eingestellt werden kann.
Ein anderes bekanntes Verfahren zum Trocknen von stückigem Material ist der bJirbelschichtofen. Für das Wirbelschichtverfahren ist es notwendig, daß die dem Ofen zugeführte Luftmenge genau dem Schwebeverhalten der zu trocknenden Teilchen angepaßt werden muß, uas sowohl einer komplizierten Steuerung bedarf, als auch eine optimale energiesparende Lufttemperatur nicht zuläßt.
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Balster-Verfahrenstechnik _
Bei dem erfindungsmäßigen Verfahren wird diejenige Flammentemperatur eingestellt, die für eine optimale Verbrennung des Brennstoffes und damit für den geringsten Energieverbrauch erforderlich ist und dennoch gleichzeitig eine geringe spezifische Abgasmenge ergibt.
Die für den TrocknungsprozeQ notwendige bzw. höchstzulässige Materialtemperatur wird durch die Materialgeschwindigkeit auf den Rosten und durch die spezifische Gasgeschwindigkeit in der Materialschicht, die sich aus dem Verhältnis von bJärmeangebot zu Ofenquerschnitt ergibt, eingestellt.
Eine für den Trocknungsprozeß notwendig höhere Temperatur bedeutet bei dem erfindungsmäßigen Verfahren im Gegensatz zu den bekannten Verfahren keine gleichzeitige Erhöhung des Wärmebedarfs, da der sich nach dem Trocknungsprozeß anschließende Kühlprozeß den üJärmeinhalt des Materials auf die Verbrennungsluft überträgt und somit die Wärmemenge dem System erhält.
Als Brenner lassen sich einfache, handelsübliche Gas- oder Ölbrenner einsetzen, wie sie in Heißwassergeräten Verwendung finden. Ein großer Vorteil für die Brenneruorrichtung ist bei der erfindungsmäßigen Vorrichtung, daß die durch den Materialkühlprozeß aufgewärmte Verbrennungsluft gleichmäßig zwischen zwei übereinanderliegenden Rosten an den Brenner herangeführt werden kann.
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Der Drahtabstand der Roste ist so zu wählen, daß maximal die Materialmenge durch die Rostschlitze bei stehendem oder vibrierendem Rost hindurchfällt, die pro Zeiteinheit durch den Ofen gehen soll. Der kleinste Drahtabstand kann so gering gewählt werden, daG sich der Rost nicht zu oft verstopft. Die Qualität der zu verwendenden Rostmaterialien soll dem Temperaturbereich und der Aggressivität der im Ofen befindlichen Stoffe angepaßt sein. Bei notwendiger Kühlung kann ein wärmeübertragendes Kühlmedium an den Rost herangeführt werden, z,B. in Form von Luft, die durch eine aus Rohren bestehende Rosthalterung geführt wird.
An Hand der beigefügten Zeichnung kann der Trockenprozeß in der erfindungsmäßigen Vorrichtung folgendermaßen beschrieben werden:
Über einen Luftabschluß 1 wird das zu trocknende Material 2 dem Trockenofen zugeführt. Das Material rutscht nun durch die Schwerkraft und/oder durch einen Schieber bewegt von einem Rost 3 zu dem darunterliegenden und erwärmt sich dabei immer mehr. Die sich während des Trocknungsvorganges eventuell zerkleinerten Stückchen fallen teilweise durch die Roste auf die darunter befindliche Materialschicht. In der Materialschicht 4, die direkt oberhalb des Brenners 5 liegt, erreicht das Material seine höchste Temperatur. Auf den darunter liegenden Rosten wird das Material anschließend wieder abgekühlt und gibt dab'ei seinen Uärmeinhalt an die zur Verbrennung notwendige Frischluft 6. Über einen weiteren Luftabschluß (z.B.Zellenschleuse) 7 wird das getrocknete Material 8 dem Ofen entnommen.
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Der Gasstrom geht den dem Materialfluß entgegengesetzten Weg und beginnt mit dem Einlaß der Frischluft 6 in den Ofen. DiBse Frischluft erwärmt sich an dem zu kühlenden Material 9 und steht somit vorgewärmt dem Brennstoff 1o als Verbrennungsluft zur Verfügung, wodurch eine besonders günstige Energieausnutzung des Brennstoffes möglich wird. Erfindungsgemäß kann die Flammentemperatur der heißen Flamme um vieles höher sein als die Temperatur, die das Material 4 im heißestens Fall haben darf, da nur die Flammentemperatur in Verbindung mit der Gasgeschwindigkeit an der Materialoberfläche die Piaterialtemperatur bestimmt.
Die Gase der heißen Flamme durchströmen die Materialschicht 4 und erhitzen das Material. Die beim Trocknungsprozeß entstehenden Gase steigen nach oben und geben ihre Wärme zusammen mit dem Gas der heißen Flamme an die Materialschicht 11 ab. Dort geschieht das gleiche wie in der Materialschicht 4. Dieser Prozeß setzt sich stufenweise fort, bis endlich die oberste Rostschicht mit der niedrigsten Abgastemperatur erreicht ist.
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GmbH U41? 2928962
Af
ErfindungsgemäQ kann bei günstigen Ofenbedingungen, z.B. wenn die Ofenuandung sehr dicht gearbeitet ist und der Brenner nicht bei Umgebungsdruck arbeiten muß, entweder der Austrags-Luftabschluß uegfallen, uienn die Abgase 12 mit einem Unterdruckventilator abgezogen werden, oder der Aufgabe-Luftabschluß 1 wegfallen, wenn die Frischluft 6 mit einem Uberdruckuentilator dem Trockenofen zugeführt wird.
Natürlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele in vielfacher Weise abzuändern, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. So z.B. können mehr oder weniger als angegebene Rostesich im Trockenofen befinden.
Erfinder:
Dr. Hugo Balster
Obere Husemannstr.14
475o Unna, den- 17.7.1979
030067/0131
L e e r s e i t e

Claims (9)

Balster-Verfahrenstechnik PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von stückigem Material mit einer Kantenlänge von ca. 3 - 1oo mm aus organischer und/ oder anorganischer Herkunft, wie Stroh, Reis- und Getreidespelzen, Chemie-Abfälle und -Produkte, Kohle, Holz, Steine, Huscheln u.a. Stoffe, dadurch gekennzeichnet, daO in einem schachtförmigen Kasten das Material über Roste von oben nach unten rutscht und durch eine zwischen zwei übereinander liegenden Rosten befindliche Wärmequelle eruiärmt wird, so daß das Material während des Abrutschens von oben nach unten langsam auf die für den Trocknungsvorgang notwendige Temperatur erhitzt wird und anschließend weiter über wie oben beschriebene Roste nach unten rutscht, wobei das getrocknete Material durch die ganz oder teilweise für die Verbrennung benötigte Luft abgekühlt wird, und die vorhandene Wärmemenge an die Verbrennungsluft übertragen wird.
2. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Trockenofen angeordneten Rosten aus parallel angeordneten Drähten bestehen, die auf einer Halterung, z.b. senkrecht dazu angebrachten Flacheisen oder Rohren, aufgebracht sind, z.B. durch Aufschweißen wobei im Falle einer notwendigen
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Balster-Verfahrenstechnik
Kühlung, das Kühlmedium durch die Rohre strömt oder die Kälte an die Halterung über Wärmeübertragungsmedien beliebiger Art herangeführt wird, und in einer alternierenden Schräglage in dem Trockenofen angebracht sind, so daQ das zu trocknende Material von einem Rost zum anderen rutschen kann.
3. l/erfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Schräglage bestimmende Winkel entsprechend dem gewünschten Rutschverhalten und der damit zusammenhängenden Materialschichtdicke auf dem Rost geändert werdf
ist.
uierden kann, wobei eine Schräglage von ca. 45l gebräuchlich
4. l/erfahren und Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schräglage bis zur horizontalen tage verringert werden kann, wenn das Verhältnis der über den Rost transportierten Teilmenge zu der durch den Rost fallenden Teilmenge gegen Null geht und/oder die von unten durch den Rost strömende Luft den Reibungswiderstand des Materials auf dem Rost verschwindend klein werden läßt·
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Balster-Verfahrenstechnik GmbH
5. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall einer durch den Trockenvorgang bewirkte^ völlige Zerkleinerung des Materials durch Durchfallen durch den untersten Rost exakt von dem noch zu trocknenden Material, insbesondere durch Vibration des unteren Rostes, getrennt uerden kann.
6. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall einer durch den Trockenvorgang nur teilueisen Zerkleinerung des Materials, die nicht zerkleinerten Stückchen über den schräg gestellten Rost rutschen, während die zerkleinerten Stückchen durch den Rost fallen.
7. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 — 6 dadurch gekennzeichnet, daß durch Verringerung der Wärmequelle unter den Rosten und/oder Beschleunigung des Materialtransportes im Trockenofen das Material nach Wunsch dem Ofen teilgetrocknet entnommen uierden kann.
8. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1—7 dadurch gekennzeichnet, daß das durch den Trockenvorgang entstandene Gas und das Verbrennungsgas dadurch abkühlen, daß sie beim Durchströmen der darüberliegenden Materialschichten diese aufwärmen.
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Balster-Verfahrenstechnik
9. l/erfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß Materialaufgabe und Materialentnahme über Luftschleusen geführt uierden, damit keine Falschlufteinbrüche entstehen können.
1o. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 - 1o, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren und die Vorrichtung auch unter Druck angewandt werden kann.
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DE19792928962 1979-07-18 1979-07-18 Verfahren und vorrichtung zum trocknen von stueckigem material mit einer kantenlaenge von ca. 3 - 100 mm Withdrawn DE2928962A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0407278A1 (de) * 1989-07-06 1991-01-09 François Laurenty Trocknungsturm für körnige Produkte
US20220226889A1 (en) * 2021-01-21 2022-07-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fluid heating furnace and heating method

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