DE3013820A1

DE3013820A1 - Trockenverfahren mit rueckgewinnung der zur trocknung erforderlichen energie

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Publication number: DE3013820A1
Application number: DE19803013820
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. 8026 Irschenhausen Lambrecht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-04-10
Filing date: 1980-04-10
Publication date: 1981-10-15

Description

Trockenverfahren mit Rückgewinnung der zur Trocknung erforderlichen Energie

Die Erfindung betrifft ein Trockenverfahren mit Rückgewinnung der zur Trocknung erforderlichen Energie durch Entfeuchten des Trockenmediums am Verdampfer einer Wärmepumpe und Aufheizung des Trockenmediums am Kondensator mindestens einer Wärmepumpe.

Anlagen, die nach einem solchen Verfahren arbeiten, sind bekannt und werden beispielsweise zum Trocknen von Lebensmitteln oder Textilien eingesetzt.

Die bisher bekannten Trocknungsanlagen mit Energierückgewinnung mittels Wärmepumpe werden ausschließlich für Trocknungsaufgaben eingesetzt, bei denen im Trockenraum eine im wesentlichen konstante Temperatur vorherrscht oder zumindest kein sehr großer Unterschied zwischen der Eintrittstemperatur des Trockenmediums in den Trockenraum und seiner Austrittstemperatur. Diese Beschränkung ist dadurch vorgegeben, daß die Temperaturerhöhung, die mit einer Wärmepumpe erzielt werden kann, begrenzt ist.

In der Praxis finden sich jedoch viele Trockenanlagen, bei denen zwischen Eintritts- und Austrittstemperatur des Trockenmediums sehr große Unterschiede vorherrschen, beispielsweise wenn die Aufheizung des Trockenmediums durch einen öl- oder Gasbrenner erfolgt. Typische Eintrittstemperaturen liegen in diesen Fällen bei 400 bis 5oo°C, aber auch noch höher, während die Austrittstemperatur beispielsweise bei 12o - 13o°C liegt. Dabei ist die hohe Eintrittstemperatur im allgemeinen nicht vom Trockenvorgang her bedingt. Für das Verdampfen der Feuchtigkeit aus dem Trockengut heraus würde eine niedrigere Temperatur ohne weiteres ausreichen.

Zwar ließe sich auch bei einem konventionellen Trockner mit hoher Eintrittstemperatur die Kondensationswärme der dem Trocken-

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gut entzogenen Feuchtigkeit am Verdampfer einer Wärmepumpe rückgewinnen, aber aus thermodynamischen Gründen nicht auf die Trocknereingangstemperatur anheben. Allenfalls ließe sich ein Teil der Wärme an einem stromabwärtigen Punkt dem Trockner zuführen, wo die Temperatur des Trockenmediums ein wenig unter die Kondensatortemperatur der Wärmepumpe abgesunken ist. An diesem Punkt ist der Trockenvorgang konventioneller Trockner jedoch bereits weitgehend beendet.

Theoretisch läßt sich allerdings das Prinzip der bekannten Trokkenanlagen mit Wärmepumpe auch auf solche Trocknungsvorgänge übertragen, bei denen bisher große Temperaturunterschiede zwischen Eintritt und Austritt der Trockenkammer vorherrschen, indem die Temperatur an der Eintrittsseite des Trockners soweit abgesenkt wird, daß sie der Kondensatortemperatur der Wärmepumpe entspricht. In der Praxis ist dies jedoch keine wirtschaftliche Lösung, da die Trockendauer wegen der stark verringerten Temperaturdifferenz zwischen Trockenmedium und Trockengut entscheidend verlängert wird.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Nachteile der bekannten Trockenanlagen zu überwinden und ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem eine Energierückgewinnung mittels Wärmepumpe auch bei solchen Trockenanlagen möglich wird, bei denen dies wegen der großen Temperaturdifferenz zwischen Eintritt und Austritt der Trockenkammer bisher nicht durchführbar war.

Die Lösung dieser Aufgabe wird dadurch erreicht, daß entlang der Achse des Trockners mindestens zwei Wärmepumpenverdampfer und mindestens zwei Wärmepumpenkondensatoren einander abwechselnd angeordnet sind.

Durch die wiederholte Auskondensation der verdampften Feuchtigkeit wird in mehreren Schritten ein wesentlicher Teil oder auch die gesamte im Dampf gespeicherte Trockenwärme an den Wärmepumpenverdampfern zurückgewonnen. Der jeweils vom Verdampfer aufgenommene Teil der Trockenenergie wird von der Wärmepumpe auf ein höheres Temperaturniveau angehoben und an das Trockenmedium über

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die Wärmepumpenkondensatoren wieder abgegeben. Damit ist die
Temperaturdifferenz zwischen Trockenmedium und Trockengut wieder ausreichend, um auf dem nächsten Abschnitt des Trockners weitere Feuchtigkeit zu verdampfen.

Gegenüber den konventionellen Trocknern mit Aufheizung des Trokkenluft in Brennkammern wird durch das erfindungsgemäße Trockenverfahren eine Einsparung von 75 % der Trockenenergie möglich.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, einen der Wärmepumpenverdampfer am Ende des Trockners und einen der Wärmepumpenkondensatoren im Zuführkanal des Trockenmediums zum Trocknereintritt
anzuordnen.

Ebenso vorteilhaft ist es, hintereinander angeordnete Verdampfer und Kondensatoren paarweise zu einem Modul zusammenzufassen, wo-· bei jeder Modul zum Kühlmittelkreis einer mit einem individuellen Antrieb versehenen Wärmepumpe gehört.

Bei einer bevorzugten Ausführung von Trocknern gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens sind zwei Gruppen -paralleler Kühlmittelkreisläufe vorgesehen, wobei die Kühlmittelkreise der einen Gruppe jeweils einen Verdampfer und die der anderen Gruppe jeweils
einen Kondensator aufweisen und wobei die parallelen Kühlmittelkreisläufe "von nur einer Wärmepumpe versorgt werden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausbildung von Trocknern nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die erste Gruppe paralleler
Kühlmittelkreise zwischen Verdampferaustritt und Wärmepumpeneintritt in einer Mischkammer zusammengeführt.

Bei einer anderen bevorzugten Realisierung der Erfindung wird
die zweite Gruppe paralleler Kühlmittelkreise zwischen Kondensatoraustritt und Eintritt in die Drossel des Wärmepumpenkreises
in einer zweiten Mischkammer zusammengeführt.

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Weiterhin ist es von Vorteil, wenn das Trockenmedium im Kreislauf geführt wird.

Schließlich sieht eine vorteilhafte Realisierung des erfindungsgemäßen Trockenverfahrens vor, daß die Wärmepumpenantriebsleistung durch eine Verbrennungskraftmaschine erzeugt wird und daß ein Teil der im Abgas dieser Antriebsmaschine enthaltenen Abwärme über Wärmetauscher an das Trockenmedium übertragen wird, die stromabwärts von einem oder mehreren der Kondensatoren im Strömungskanal für das Trockenmedium angeordnet sind.

Alternativ sieht eine vorteilhafte Ausführung vor, bei der die Wärraepumpenantriebsleistung durch eine Verbrennungskraftmaschine erzeugt wird, daß deren Abgas dem Trockenmedium stromabwärts von einem oder mehreren der Kondensatoren beigemischt wird.

Die Anzahl der erforderlichen Trockenstufen richtet sich nach der Wärmemenge, die in jeder Stufe an das Trockengut abgegeben werden kann. Diese richtet sich bei vorgegebenem Arbeitsmedium der Wärmepumpe nach der erreichbaren Temperaturerhöhung ^ ^Vd· Dabei ist in der Temperaturerhöhung der Wärmepumpe AT_wp gegebenenfalls die Temperaturerhöhung durch Nutzung der Abwärme des Antriebsmotors miteingeschlossen.

Variabel ist demnach nur der Massenstrom des Trockenmediums m und die spezifische Wärme des Trockenmediums, die für die verschiedenen Gase unterschiedlich ist. Wünschenswert ist ein Trokkenmedium, dessen Produkt aus Masse je Volumeneinheit und spezifischer Wärme möglichst groß ist, d.h. (

2fu den Gasen mit großem P- C« gehören unter anderem CO^ und Wasserdampf.

Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, daß das im Kreislauf geführte Trockenmedium aus einem Gas oder Gasgemisch besteht, dessen eine Komponente Dampf der dem Trockengut entzogenen Feuchtigkeit ist.

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In einer Fortbildung der Erfindung soll der Partialdruck des Dampfes der dem Trockengut entzogenen Feuchtigkeit den Partialdruck aller anderen Komponenten des Gasgemisches zusammengenommen übersteigen.

Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung besteht das Trockenmedium aus überhitztem Wasserdampf mit Beimengungen anderer Gase.

Schließlich ist es vorteilhaft, wenn das als Trockenmedium dienende Gas oder Gasgemisch ein Produkt aus Dichte und spezifischer Wärme aufweist, das bei 1oo°C mindestens o,28 kcal/nr°C und bei 2oo°C mindestens o,2 kcal/irr⁰C beträgt.

Die Erfindung wird im Folgenden anhang von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Bandtrockner im Längsschnitt mit drei als Wärmepumpe dienenden Kuhlmittelkreisen und offener Führung der Trockenluft.

In Fig. 2 ist schematisch der Temperatur- und Feuchtigkeitsverlauf in einem Bandtrockner entsprechend Fig. 1 dargestellt, sowie zum Vergleich der Temperatur- und Feuchtigkeitsverlauf in einem konventionellen Bandtrockner.

In Fig. 3 ist ein mehrteiliger Drehrohrtrockner dargestellt, bei dem zwischen benachbarten Trocknerteilen jeweils ein Kondensator und ein Verdampfer einer Wärmepumpe angeordnet sind und bei dem das Trockenmedium in einem geschlossenen Kreis geführt wird.

Fig. k zeigt die Anwendung des erfindun.?sgemäßen Trockenverfahrens bei einem Triplex-Trockner mit drei konzentrisch angeordneten, gemeinsam umlaufenden Trockenzügen und geschlossenem Kreislauf des Trockenmediums.

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Der in Fig.1 dargestellte Bandtrockner 1 wird über einen Zulauf 2 mit dem feuchten Trockengut beschickt, das den Trockner mit Hilfe des Transportbandes 3 durchläuft. Das getrocknete Gut wird über eine konventionelle Schleuse k ausgetragen.

Das Trockenmedium, im vorliegenden Fall als Beispiel Trockenluft, wird im Luftkanal 5 durch einen Kondensator 9 eines Wärmepumpenkreises A aufgeheizt. Zum Anfahren des Trockners sind zusätzliche, nicht dargestellte Heizvorrichtungen vorgesehen. Die erhitzte Trockenluft streicht nun über das Trockengut und gibt dabei Wärme ab, durch die Feuchtigkeit verdampft wird.

Am Ende der Trockenkammer wird die Luft so umgelenkt, daß eine Trennung vom Trockengut erreicht wird. Der noch in der Luft enthaltene Staub wird an einem Staubabscheider 7 abgeschieden.

Die feuchte, staubfreie Luft wird jetzt am Verdampfer 8 des Wärmepumpenkreises A vorbeigeführt, wo die mitgeführte Feuchtigkeit auskondensiert und durch eine Leitung 1o nach außen abgeführt wird. Der Wärmepumpenkreis weist außerdem eine Wärmepumpe WA, einen Antriebsmotor MA und eine Drossel DA auf. Als Antriebsmotor kann beispielsweise ein Elektromotor, Hydraulikmotor oder Verbrennungsmotor dienen.

Im Trockenkanal sind an einer Stelle, wo die Lufttemperatur unter Normalbedingungen auf einen Mindestwert abgesunken ist, ein Verdampfer 18 und dahinter ein Kondensator 19 eines Wärmepumpenkreises B angeordnet, durch die die Luft wieder von der bis dahin auf« genommenen Feuchtigkeit befreit, bzw. wieder aufgeheizt wird. Das Kondensat wird über geeignete Mittel 11 nach außen geleitet, Die Verdampfer- und Kondensatorabmessungen werden so gewählt, daß unter Normalbedingungen etwa der gleiche Luftzustand erreicht wird wie hinter dem Verdampfer 8 und Kondensator 9 von Wärmepumpenkreis A,

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Weitere Verdampfer 28 usw. bzw. Kondensatoren 29 usw. von weiteren Wärmepumpenkreisläufen C usw. werden entlang der Achse des Trockners vorgesehen und zwar immer dort, wo sich im Normalfall die zulässige Mindesttemperatur der Trockenluft einstellt. Das an den Verdampfern der Wärmepumpenkreise C usw. ausgeschiedene Kondensat wird durch geeignete Mittel 12 usw. nach außen geleitet.

Die Wärmepumpenkreise B, C usw. weisen Wärmepumpen WB, WC usw., Antriebsmotoren MB, MC usw. sowie Drosseln DB, DC usw. auf.

In Fig. 1 sind nur Wärmepumpenkreise B und C angedeutet. Die Anordnung äquivalenter Aggregate von zusätzlichen Wärmepumpenkreisen erfolgt analog.

Durch die schrittweise Entfeuchtung und Aufheizung der Trockenluft ergeben sich entlang der Trocknerachse Verläufe von Temperatur und Dampfdruck, die sich von einem konventionellen Trockner wesentlich unterscheiden. In Fig. 2 ist dies schematisch dargestellt.

Im oberen Teil von Fig. 2 sind Kurven für den Verlauf von Temperatur und Dampfdruck in konventionellen Trocknern angedeutet. Die Eintrittstemperatur der Trockenluft, die aus Brennkammer und Mischkammer kommt, beträgt beispielsweise ^oo°C. Sie sinkt sehr rasch ab. In der zweiten Hälfte der Trocknerlänge verringert sie sich dagegen nur noch geringfügig.

Der Änderung der Lufttemperatur entspricht die Wärmeabgabe an das Trockengut und damit - abgesehen von der Aufheizzone des Trockenguts - in etwa dem Entzug von Feuchtigkeit aus dem Trokkengut. Dementsprechend steigt der Dampfdruck in der Trockenluft an (s. Fig. 2 obere Hälfte).

Die im unteren Teil von Fig. 2 dargestellten Kurven von Temperatur- und Dampfdruckverlauf eines Trockners mit mehrfacher Ent-

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feuchtung und Wiederaufheizung der Trockenluft durch Wärmepumpenkreise gemäß der Erfindung haben einen gänzlich anderen Verlauf. Die Temperatur sinkt mehrfach von der Kondensatortemperatur des jeweiligen Wärmepumpenkreises (z.B. i8o°C) ab auf einen Mindestwert (z.B. 12o°C) bei dem die ausgetriebene Feuchtigkeit noch nicht auskondensiert. Der Dampfdruck in der Trokkenluft steigt dabei an.

DieFeuchtigkeit wird nun am Verdampfer des jeweiligen Wärmepumpenkreises auskondensiert, dessen Temperatur unter der Kondensationstemperatur der dem Trockengut entzogenen Flüssigkeit liegen muß, d.h. bei Wasserdampf unter 1oo°C.

Natürlich läßt sich die Erfindung auch bei anderen Trocknern
als dem in Fig. 1 beispielhaft gezeigten Bandtrockner mit gleichem Vorteil anwenden, etwa bei einem Drehtrommeltrockner, der konventionell mit einer Brennkammer beheizt wird oder bei Kammertrocknern.

Fig. 3 zeigt einen dreistufigen Drehtrommeltrockner bei dem
entsprechend der Erfindung zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Trockentrommeln 41 und Zf2 sowie 42 und 43 je ein
Verdampfer 51 bzw. ^>Z sowie ein Kondensator 61 bzw. 62 zum
Kondensieren der dem Trockengut entzogenen Feuchtigkeit bzw.
der anschließenden Aufheizung des Trockenmediums angeordnet
sind. Das an den Verdampfern 51 und 52 niedergeschlagene Kondensat wird durch geeignete Mittel 31 bzw. 32 nach außen abgeführt.

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Die Aufgabe des Trockenguts erfolgt über eine Eingabevorrichtung 34. Der Transport von einer Drehtrommel in die nächste durch Fördermittel 35 bzw. 36. Das getrocknete Gut wird durch eine übliche Austragsvorrichtung 37 ausgebracht.

Eine dreistufige Anlage ist nur als Beispiel gewählt worden. Die Erfindung läßt sich auf alle Drehtrommeltrockner oder andere Trockner anwenden, bei denen zwei oder mehr Stufen hintereinander geschaltet sind.

Nach der letzten Trockenstufe, in Fig. 3 nach der Trockentrommel 43» wird die Luft durch einen Staubabscheider 44 gereinigt und mittels einem Kanal 45 zum Eintritt der ersten Trockentrommel, in Fig. 3 ist das Trockentrommel 41» im Kreislauf zurückgeführt.

Im Kanal 45 ist ein Verdampfer 53 angeordnet, an dem die im Trokkenmedium enthaltene Feuchtigkeit auskondensiert. Sie wird durch geeignete Mittel 33 nach außen abgeführt. Anschließend wird die Luft mit einem Gebläse 46 beschleunigt und an einem Kondensator 63 aufgeheizt.

Die Verdampfer 51 » 52 und 53 gehören zu einer Gruppe paralleler Kühlmittelkreise, die nach Durchströmen der Verdampfer in einer Mischkammer 5k enden, welche vor dem Eintritt in eine Wärmepumpe 47 angeordnet ist.

Die Kondensatoren 61, 62 und 63 gehören zu einer zweiten Gruppe paralleler Kühlmittelkreise, die nach Durchströmen der Kondensatoren in einer weiteren Mischkammer 55 enden, welche im Wärmepumpenkreis vor einer Drossel 56 angeordnet ist.

In Fig. 3 wird die Wärmepumpe 47 mit einem Verbrennungsmotor 48 angetrieben. Der Verbrennungsmotor kann ein beliebiger Kolben-, Drehkolben- oder Turbinenmotor sein. Im allgemeinen wird man einen Dieselmotor oder eine Gasturbine als Antrieb vorsehen.

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Die heißen Abgase des Antriebsmotors 48 werden in einem Wärmetauscher 49 abgekühlt und dadurch das Trockenmedium auf eine höhere Temperatur erwärmt, als dies mit einer Wärmepumpe möglich ist. Diese zusätzliche Erwärmung des Trockenmediums vor Eintritt in die erste Trocknerstufe ist von Vorteil, da das Trockengut zunächst aufgewärmt werden muß, bevor die Verdampfung der Feuchtigkeit beginnen kann. Die für die Aufheizung des Trockenguts erforderliche Wärmemenge kann bei entsprechender Auslegung des Abwärmetauschers 49 gerade durch diese Zusatzheizung aufgebracht werden. Bei voller Ausnutzung der im Abgas des Antriebsmotors enthaltenen Abwärme kann in manchen Fällen sogar ein erhöhtes Wärmeangebot für die Verdampfung von Feuchtigkeit zur Verfügung stehen, so daß in der ersten Trockenstufe dem Trockengut mehr Feuchtigkeit entzogen wird als in den folgenden.

Eine zusätzliche Aufheizung des Trockenmediums durch die heißen Abgase von Antriebsmotor 48 braucht nicht auf den Eintritt in die erste Trocknerstufe beschränkt zu sein. Es ist ohne weiteres möglich, dem Wärmetauscher 49 nur einen Teilstrom der Abgase zuzuführen und weitere Wärmetauscher stromabwärts der Kondensatoren 61 und 62 anzuordnen, die ebenfalls mit Abgasteilströmen beaufschlagt werden. Auf diese Weise wird die Temperatur des Trokkenmediums vor jeder Trockenstufe über die Kondensationstemperatur der Wärmepumpe hinaus erhöht.

Bei vielen Trockengütern, die bisher mit in Brennkammern erzeugten Heizgasen direkt beaufschlagt wurden, ist es ohne weiteres zulässig, die Abgase des Antriebsmotors 48 dem Trockenmedium beizumischen. Dadurch wird das Trockenmedium zusätzlich erhitzt, ohne daß der Wärmetauscher 49 bzw. weitere Wärmetauscher stromabwärts von Kondensatoren 61 und 62 erforderlich wären.

Die Zuführung des Abgases zum Trockenmedium muß stromabwärts des der Trockenstufe vorgeschalteten Kondensators erfolgen. Je nach den Erfordernissen kann das Abgas des Antriebsmotors an nur einer Stelle zugeführt werden oder auch vor Jeder Trockenstufe. An ei-

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ner geeigneten Stelle des Strömungskanals 45 muß bei Zuführung des Abgases zum Trockenmedium ein Auslaß vorgesehen werden, durch den eine der Abgasmenge äquivalente Menge Trockenmedium nach außen geführt wird. Dies wird vorzugsweise stromabwärts von Verdampfer 53 erfolgen, wo dem Trockenmedium bereits die Kondensationswärme des Dampfes entzogen worden ist.

Durch eine geeignete Drossel im Auslaß wird sichergestellt, daß das Druckniveau des umlaufenden Trockenmediums unverändert bleibt.

Falls erforderlich, kann die Länge der Trockentrommeln 41» 42, 43 usw. unterschiedlich so gewählt werden, daß die Temperatur des Trockenraediums am Austritt jeder Trockentrommel gleich ist. Damit werden die Bedingungen für die Aufheizung am nächsten stromabwärtigen Kondensator der Wärmepumpe angeglichen. Die bei verschiedener Trommellänge auftretenden Unterschiede im Dampfdruck am Trommelaustritt können durch entsprechend verschieden große Wärmepumpenverdampfer kompensiert werden, so daß sichergestellt wird, daß die Bedingungen im Kühlmittel am Austritt aller Verdampfer in etwa gleich sind.

In Fig. 4 ist ein Drehtrommeltrockner 7o dargestellt, der mit drei aus konzentrischen Rohren 71 > 72 und 73 aufgebauten Zügen versehen ist, die vom Trockenmedium im Gleichstrom mit dem Trokkengut nacheinander durchlaufen werden. Am Ende des inneren Rohres 71 ist eine Haube 7k angebracht, von der der größte Teil des mit Feuchtigkeit beladenen Trockenmediums aufgefangen und durch Schlitze 75 zum folgenden, weiter außen liegenden Trockenrohr 72 umgelenkt wird. Die Haube 74 ist gegenüber der Endplatte des Trockners abgedichtet und stationär angebracht. Sie rotiert mit den konzentrischen Drehtrommeln nicht mit. Haube 74 hat am unteren Rand des im Trockner liegenden Endes eine Ausnehmung 76, durch die das teilgetrocknete Gut der Schwerkraft folgend in das nächste Trockenrohr 72. fällt.

Am stromabwärtigen Ende von Trockenrohr 72 ist eine weitere Haube (nicht dargestellt) vorgesehen, von der der größte Teil des

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mit Feuchtigkeit beladenen Trockenmediums aufgefangen und durch Schlitze zum folgenden, weiter außen liegenden Trockenrohr 73 umgelenkt wird. Diese Haube ist gegenüber der anderen Endplatte des Trockners abgedichtet und stationär angebracht. Sie hat am unteren Rand des im Trockner liegenden Endes eine Ausnehmnung, durch die das teilgetrocknete Gut der Schwerkraft folgend in das nächste Trockenrohr 73 fällt.

In Haube 7h ist ein Verdampfer 77 eines Kühlmittelkreises angeordnet, an dem die feuchte Luft durch nicht dargestellte Mittel vorbeigeführt und die Feuchtigkeit auskondensiert wird. Das Kondensat wird aufgefangen und nach außen abgeleitet (79). Im Anschluß daran strömt das Trockenmedium am Kondensator 78 eines Kühlmittelkreises vorbei, an dem es wieder aufgeheizt wird.

In der nicht dargestellten Haube am stromabwärtigen Ende von Trockenrohr 72- sind ebenfalls ein Verdampfer eines Kühlmittelkreises zum Auskondensieren der Feuchtigkeit im Trockenmedium, Mittel zum Ableiten des Kondensats nach außen und ein Kondensator eines Kühlmittelkreises zum Wiederaufheizen des Trockenmediums angeordnet. Die vier Zulauf- bzw. Ablaufleitungen des Verdampfers und Kondensators sind bei 86 schematisch dargestellt.

Die aus dem dritten, dem äußeren Rohr austretende feuchte Luft wird in einem Zyklon 82 entstaubt und über Kanal 9o zum Eintritt des ersten, inneren Drehrohrs zurückgeführt. Sie wird am Verdampfer 83 eines Kühlmittelkreises entfeuchtet, das Kondensat durch geeignete Mittel 87 nach außen abgeführt.

Der Luftumlauf wird durch ein Gebläse 8*t sichergestellt.

Die parallelen Kühlmittelkreise, in denen die Kondensatoren zur Aufheizung des Trockenmediums angeordnet sind, werden stromabwärts der Kondensatoren in einer Mischkammer 89 zusammengeführt. Der Kühlmittelstrom wird in einer Drossel 88 entspannt und anschließend in parallelen Kühlmittelkreisen den Verdampfern zugeführt. Stromabwärts der Verdampfer werden die parallelen Kühl-

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mittelkreise in einer weiteren Mischkammer 98 zusammengeführt. Das Kühlmittel kommt von dort in die Wärmepumpe 80, die mit einem Verbrennungsmotor 81 (Kolben-, Drehkolbenmotor, Gasturbine) angetrieben wird.

Die Aufheizung der im Kanal 90 umlaufenden Luft erfolgt stromabwärts von Verdampfer 83 im Beispiel, das in Fig. k dargestellt ist, nur über einen Wärmetauscher 85 aus der Abwärme des Abgases von Motor 81. Ein von der Wärmepumpe beschickter Kondensator vergleichbar mit Kondensator 63 in Fig*. 3 ist nicht vorgesehen.

Die Aufheizung des Trockenmediums kann alternativ auch dadurch erfolgen, daß das Abgas dem Trockenmedium beigemischt wird. Dann entfällt Wärmetauscher 85. Dafür ist aber ein Auslaß für eine äquivalente Menge Trockenmedium vorzusehen.

Die Anordnung von Fig. l± führt zu einer Energieverteilung im Trockenkreis, bei der gegenüber Fig. 3 mehr Wärme, nämlich die gesamte Heizleistung der Wärmepumpe, dem stromabwärtigen Teil des Trockners (in Fig. k sind dies Rohre 72 und 73) zugeführt wird. Dies kann je nach Leistungsziffer der Wärmepumpe zu einer gleichmäßigeren Trocknung über die Länge des Trockners führen.

Das Naßgut wird bei dem in Fig. Zf dargestellten Drei-Zug-Trockner über eine Aufgabevorrichtung 91 der inneren Trockentrommel 71 zugeführt, die mit nicht dargestellten Eintragwindungen versehen sein kann. Am Ende der Trommel 71 folgt das teilgetrocknete Gut durch eine Öffnung 76 in Haube 7k der Schwerkraft auf den Anfang der mittleren Trockentrommel 72-> die an diesem Ende etwas länger ist als die innere Trommel 71 · Am anderen Ende der mittleren Trommel 72 fällt das weitergetrocknete Gut durch eine Öffnung in der nicht dargestellten Haube der Schwerkraft folgend auf den Anfang der Trockentrommel 73, die an diesem Ende etwas länger ist als die mittlere Trommel 72. Am anderen Ende von Trockentrommel 73 wird das getrocknete Gut über eine geeigne- . te Vorrichtung 92 ausgetragen.

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Der Drehtrommeltrockner ist auf zwei Rollenlager 93 und 9Zf von unten abgestützt, und über das eine der beiden Lager mit einem Motor 95 angetrieben.

In einer Fortbildung des erfindungsgemäßen Trockenverfahrens wird die Anzahl der Kondensatoren mit denen das Trockenmedium wiederholt aufgeheizt wird, dadurch verringert, daß als Trockenmedium ein Gas oder Gasgemisch verwendet wird, dessen Produkt aus Dichte und spezifischer Wärme im Arbeitstemperaturbereich des Trockners größer ist als das der üblicherweise als Trockenmedium verwendeten Luft. Bei einer durch die Wärmepumpe vorgegebenen maximalen Temperaturerhöhung des Trockenmediums am Kondensator ist die Wärmeabgabe an das Trockengut je Trockenstufe proportional zum Produkt Q 'Cp des Trockenmediums, wenn die Strömungsgeschwindigkeit unverändert bleiben soll. Insbesondere bei staubhaltigen Trockengütern läßt sich die Strömungsgeschwindigkeit des Trockenmediums nur sehr begrenzt erhöhen. Außerdem steigt die Gebläseleistung merklich an.

Gase mit höherem Produkt O · Cr> als Luft sind beispielsweise COp oder überhitzter Wasserdampf.

Die Trockenleistung je Trockenstufe läßt sich deshalb überraschenderweise dadurch erhöhen, daß man nicht wie allgemein üblich versucht, die Trockenluft möglichst weitgehend vom Wasserdampf zu befreien, sondern im Gegenteil sie mit überhitztem Wasserdampf anreichert. Je höher der Partialdruck des Überhitzten Wasserdampfes ist und je geringer der Partialdruck der Luft, desto günstiger werden die Verhältnisse.

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Claims

Patentansprüche

Trockenverfahren mit Rückgewinnung der zur Trocknung erforderlichen Energie durch Entfeuchten des Trockenmediums am Verdampfer und Aufheizung des Trockenmediums am Kondensator zumindest einer Wärmepumpe, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens je zwei Wärmepumpenverdampfer und -kondensatoren einander abwechselnd entlang der Achse des Trockners angeordnet sind.
2. Trockenverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Wärmepumpenverdampfer am Ende des Trockners und einer der Wärmepumpenkondensatoren im Zuführkanal des Trockenmediums zum Trocknereintritt angeordnet sind.
3. Trockenverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß hintereinander angeordnete Verdampfer und Kondensatoren paarweise zu einem Modul zusammengefaßt sind und jeder Modul Teil eines Kühlmittelkreises einer mit einem individuellen. Antrieb versehenen Wärmepumpe ist.
if. Trockenverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gruppen paralleler Kühlmittelkreislaufe vorgesehen sind, wobei die Kühlmittelkreise der einen Gruppe jeweils einen Verdampfer und die der anderen Gruppe jeweils einen Kondensator aufweisen, und daß die parallelen Kühlmittelkreisläufe von nur einer Wärmepumpe versorgt werden.
5. Trockenverfahren nach Anspruch /f, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe paralleler Kühlmittelkreise zwischen Verdampferaustritt und Wärmepumpeneintritt in einer ersten Mischkammer zusammengeführt werden.

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ORIGINAL INSPECTED

Patentansprüche
6. Trockenverfahren nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gruppe paralleler Kühlmittelkreise zwischen Kondensatoraustritt und Eintritt in die Drossel des Wärmepumpenkreises in einer zweiten Mischkammer zusammengeführt werden.
7« Trockenverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockenmedium im Kreislauf geführt wird.
8. Trockenverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmepumpenantriebsleistung durch eine Verbrennungskraftmaschine erzeugt wird und daß ein Teil der im Abgas dieser Antriebsmaschine enthaltenen Abwärme über Wärmetauscher an das Trockenmedium übertragen wird, die stromabwärts von einem oder mehreren der Kondensatoren im Strömungskanal für das Trockenmedium angeordnet sind.
9. Trockenverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmepumpenantriebsleistung durch eine Verbrennungskraftmaschine erzeugt wird und daß deren Abgas dem Trockenmedium stromabwärts von einem oder mehreren der Kondensatoren beigemischt wird.
10. Trockenverfahren nach Anspruch 7> 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockenmedium aus einem Gas oder Gasgemisch besteht, dessen eine Komponente Dampf der dem Trokkengut entzogenen Feuchtigkeit ist.
11. Trockenverfahren nach Anspruch 1o, dadurda gekennzeichnet, daß der Partialdruck des Dampfes der dem Trockengut entzogenen Feuchtigkeit den Partialdruck aller anderen Komponenten des Gasgemischs zusammengenommen übersteigt.

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12. Trockenverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockenmedium überhitzter Wasserdampf mit Beimengungen anderer Gase ist.
13. Trockenverfahren nach Anspruch 7i 8, 9» 1o oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das als Trockenmedium dienende Gas oder Gasgemisch ein Produkt aus Dichte und spezifischer Wärme f'Gp aufweist, das bei 1oo°C mindestens o,28 kcal/m3 °C und bei 2oo°C mindestens o,2 kcal/m*°C beträgt.

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