DE3043730A1 - Zentrifugalstromtrockner - Google Patents

Description

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Zentrifugalstromtrockner

Die Erfindung betrifft einen Zentrifugalstromtrockner zur Trocknung von breiigen, klebenden, stark agglomerierten, thermolabilen Feuchtgutera, deren Feuchte ζ. T. als Quellflüssigkeit gebunden ist.

Feuchtguter, die bei Wärmeeinwirkung zum Zusammenbacken neigen und deren Feuchte z. T. als Quellflüssigkeit gebunden ist, können in konventionellen. Stromtrocknern aufgrund der relativ kurzen Verweilzeit nicht getrocknet werden. Bs wurden deshalb bereits verschiedene Vorschläge zur Verlängerung der Verweilzeiten mittels konstruktiver, vom konventionellen Stromtrockner z. T. stark abweichender Losungen unterbreitet.

Bekannt ist ein Doppelrohrstromtrockner, bei dem das Feuchtgut nach Durchlaufen eines bekannten Stromtrockners mit Steig- und Fallrohr durch ein äußeres Steigrohr mit wendelförmigeii Einbauten geführt wird. Diese Lösung ist strömungstechnisch ungünstig, da der spiralige Teil des Trockners

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infolge der intensiven Wandreibung einen erheblichen Druckverlust aufweist.

Bekannt ist weiterhin ein Düsenrohrtrockner, der vor allem in der Holzindustrie zur Trocknung von Spänen eingesetzt wird. Der Düsenrohrtrockner besteht aus einem horizontalen Trockenrohr, in das die Trockenluft über einen tangential einmündenden schlitzförmigen Kanal über die gesamte Trocknerlänge eingeblasen wird.

Mittels gruppenweise schwenkbarer ieitelemente kann die Verweilzeit variiert werden. Zur Auflockerung von Ablagerungen im unteren Teil dient eine langsam rotierende Rechenwelle· Dieser Trockner eignet sich nicht zur Trocknung von feuchtgütern, die während der Trocknung zur Bildung von Klumpen neigen.

Bekannt ist weiterhin ein rein pneumatisch arbeitender Zentrifugalstromtrockner, dessen Trockenraum zwischen einem zylindrischen Mantel und einem kegelstrumpfförmigen Verdrängungskröper gebildet wird. Die Trockenluft wird bei diesem Trockner in drei leilströme geteilt, wobei die Sekundärluft über eine Vielzahl von Düsen, die im Trockenraummantel installiert sind, in den Trockenraum eintritt; die Primärluft axial durch einen Ringquerschnitt in den Trockenraum eintritt; die die Gutaufgabeluft den Eintrag des Peuchtgutes durch eine Gutaufgabeschleuder unterstützt. Dieser Trockner ist nur für die Trocknung von rieselfähigen feinkörnigen Haufwerken geeignet. Er hat außerdem einen hohen Druckverlust.

Bekannt sind weiterhin mechanisch arbeitende Wirbelschichtapparate. In diesen wird das Haufwerk durch ein horizontales Mischwerkzeug an der Peripherie des Apparates verwirbelt,

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durch, die übertragene mechanische Energie intensiv zerkleinert und erwärmt. Mechanische Wirbelschichtapparate sind wohl in der Lage, klumpende Haufwerke zu zerteilen, haben jedoch ein breites Verweilzeitspektrum, so daß man im kontinuierlichen Betrieb ein ungleichmäßig abgetrocknetes Gut erhält.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen Zentrifugalstromtrockner auszubilden, der einen günstigen energiewirtschaftlichen Betriet), niedrige Wartungs-, Bedienungsu.ad Anlagekosten, sowie einen störungsfreien Betrieb mit erhöhter Sicherheit und hoher Produktqualität gewährleistet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zentrifugalstromtrockner zu schaffen, der bei großer Variabilität eine Vereinfachung des Zentrifugalstromes, der Trockenmittel- und Feuchtguteintragung sowie dessen Zerteilung und Vermischung mit dem Trockenmittel unter Vermeidung von Anbackungen ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem zylindrischen Trockenraum mit einem Durchmesser-Länge-Verhältnis von 1:1,5 bis 1:12 vorzugsweise 1:2 bis 1:6 mittig axial eine Leiteinrichtung, die eine Welle und darauf angeordnete randgängige Leitschaufeln aufweist, sowie ein tangentialer Eintragsstutzen und ein tangentialer Austragstutzen angeordnet sind, wobei die Leiteinrichtung gleichsinnig mit dem eingetragenen Trockenmittel-ffeuchtgutstrom motorisch antreibbar ist.

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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungaform ist der zylindrische Trockenraum liegend angeordnet. Zweckmäßig ist aber auch eine stehende oder geneigte Anordnung.

Eine Weiterbildung sieht vor, daß die Leitschaufeln ganz oder teilweise zwischen einem positiven und/oder negativen Winkel zur 'Jrocknerachse einstellbar sind.

Nach einem weiteren Merkmal ist der Austrittsstutzen in einem Winkel zwischen 75° und 90° zur Achse des zylindrj sehen l'rockenraumes in diesen einmündend angeordnet.

Das Peuchtgut wird gemeinsam mit der Heißluft durch einen Eintritt sstutzen tangential in den Trockner eingetragen.

Die gleichsinnig und annähernd mit der Geschwindigkeit des strömenden l'rockenmittels rotierende Leiteinrichtung zwingt das Trockenmittel und das Feucht- bzw. Trockengut auf wendeiförmige Bahnen. Dabei wird das Gut zum Trocknerende gefördert. Die effektive Geschwindigkeit des umlaufenden Gutes beträgt ein Mehrfaches der Axialgeschwindigkeit.

Die Verweilzeit des Gutes ist abhängig von der Axialgeschwindigkejt des Trockenmittels, der Umfangsgeschwindigkeit der Leiteinrichtung sowie vom Anstellwinkel der Leitschaufeln.

Die Axialgeschwindigkeit des Trockenmittels wird in einem Bereich von 1-25 m/s gewählt. Sie soll im konkreten Pail so groß sein, daß die bei der Trocknung bereits den Endtrockenzustand erreichten Peinteile ausgetragen werden.

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Die Umfangsgeschwindigkeit soll für Jedes Gut so groß sein, daß das Gut vorwiegend auf wendeiförmigen Bahnen gefördert wird· Die Ausbildung einer mechanisch erzeugten Wirbelschicht wird nicht bezweckt.

Besondere Bedeutung hat der !jeweils eingestellte Anstellwinkel der Leitschaufeln. Der Anstellwinkel für die Leitschaufeln ist gleich Null, wenn diese axial angeordnet sind. Bei einem positiven Anstellwinkel wird die Förderung des Trocknungsgutes durch den Trockner beschleunigt. Bei einem negativen Anstellwinkel wird durch partielle Rückförderung die Verweilzeit des Trocknungsgutes effektiv verlängert. E3 können Verweilzeiten bis zum 15fachen Betrag der nominellen Aufenthaltszeit der Trockenluft erzielt werden. Die oberen Werte für die Verweilzeit betreffen vor allem die größeren Teilchen, da die feinen Teilchen aufgrund der großen spezifischen Oberfläche sehr schnell abtrocknen und durch die strömende Trockenluft aus dem Trockner gefördert werden.

Der Trocknungsablauf gestaltet sich wie folgt: Das Feuchtgut wird mit einer Speisevorrichtung in den Trokkenmittelstrom eingetragen. Der Trockenmittelstrom und das Feuchtgut treten gemeinsam tangential in den Trockenraum ein. Im Trockenraum wird das zusammengeballte oder breiige bzw. das oberflächenfeuchte Gut durch die mit dem Trockenmittelstrom gleichsinnig umlaufende Leiteinrichtung aufgelöst und im Trockenmittelstrom verteilt. Gleichzeitig verhindert die leiteinrichtung die Veränderung der Strömungsrichtung des Trockenmittels und zwingt das Peuchtgut und das Trockenmittel auf wendeiförmigen Bahnen im Trockenraum

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umzulaufen. Das Trockengut wird durch die gemeinsame Einwir„ kung der Trockenluft und der Leiteinrichtung zum Trocknerende gefördert. Dort verläßt das fertiggetrocknete Gut den Trockner, indem die Leitschaufeln das Gut und die Trockenluft in den Tangentialstutzen des Trockners übergeben. Ab hier erfolgt ein pneumatischer Transport des Trockengutes durch die Abluft bis zum Separator, indem das Trockengut von der Abluft getrennt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist außerordentlich anpassungsfähig. Die Anpassung an das jeweilige Feuchtgut bzw. an den geforderten Durchsatz wird durch Variation der Axialgeschwindigkeit des Trockenmittels, der Umfangsgeschwindigkeit der Leiteinrichtung sowie den Anstellwinkel und die Anzahl der in Winkelstellung zur Trocknerachse stehenden Leit3chaufeln erzielt«

Bei der Trocknung von breiigen Feuchtgütern, die im Trokkenzustand pulverige oder feinkörnige Haufwerke mit einer relativ einheitliehen Kornverteilung ergeben, ist es notwendig, nur wenige Leitschaufeln in eine negative Winkelstellung gegen die Trocknerachse zu bringen. Dagegen kann mit vergleichsweise hohen Umfangsgeschwindigkeiten der Leiteinrichtung gearbeitet werden. Damit werden alle Agglomerate mechanisch verteilt und der Grobanteil im Vergleich zu anderen Trockenverfahren gesenkt· Ansätze werden durch die ranggänyigen Leitschaufeln wirksam verhindert.

Im Gegensatz zu den im Trockenzustand pulvrigen oder feinkörnigen Haufwerken erfordert die T_rocknung von Feuchtgütern, deren Bestandteile sich in der Korngröße Und im

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'frocknungsverhalten wesentlich unterscheiden, daß eine größere Anzahl Leitschaufeln in Winkelstellung zur teilweisen Rückwärtsförderung vor allem des gröberen Materials gestellt wird. Die Aufenthaltsdauer des gröberen Haufwerksanteiles wird dadurch verlängert, so daß auch Feuchtgüter, deren Feuchte überwiegend als Quellflüssigkeit gebunden ist, ausreichend getrocknet werden und das.Trockengut nach Verlassen des Trockenraumes eine einheitliche Feuchte aufweist.

Der zylindrische Trockenraum kann stehend, liegend oder geneigt angeordnet werden. Die gemeinsame Durchgangsrichtung für das Feuchtgut und das Trockenmittel ist beliebig.

Die liegende Anordnung des Trockenraumes des erfindungsgemäßen Zentrifugalstromtrockners ist die günstige Lösung, weshalb diese Anordnung besonders bevorzugt wird.

Aus dem Dargelegten ist ersichtlich, daß die erfiiidungsgemäße Vorrichtung für eine Vielzahl von Trocknungsetufgaben geeignet ist. Die Trockenvorrichtung ist besonders geeignet für breiige, klebende Produkte, die sich schwierig im Fördergas zerteilen lassen und zur Ansatzbildung neigen. Es lassen sich jedoch auch Feuchtgüter, die z. Z. in konventionellen Förderlufttrocknern getrocknet werden, vorteilhaft in Bezug auf die zu erzielenden energetischen bzw. technisch-ökonomischen Kennzahlen behandeln.

Durch die rotierende Bewegung der Trockenmittel- und Gutsströmung werden die Trockenzeiten und die Intensität des Wärme- und St off Übergangs verbessert. Gröbere Haufvverksanteile werden durch selektiv verlängerte Verweilzeit auf eine einheitliche Feuchte getrocknet. Da durch die rand-

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gängigen Leitschaufeln Ansätze wirksam verhindert werden, kann durch Beheizung des Trockenraummanteisl Zusatzwärme zugeführt werden, wodurch sich die Effektivität des Trocknungsprozesses weiter verbessert.

Temperaturempfindliche Produkte können mit hohen Eingangstemperaturen für das Trockenmittel beaufschlagt werden, ohne daß Qualxtätsverschlechterungen eintreten.

Der erfindungagemäße Zentrifugalstromtrockner ermöglicht einen störungsfreien betriebssicheren Trocknerbetrieb. Brandgefahren und elektrostatische Aufladung werden durch Konstruktion des Trockners und die Erdung des Trockners und der Leiteinrichtung wirksam verhindert.

Der erfindungsgemäße Zentrifugalstromtrockner ist durch einfache Mittel an veränderte Betriebsbedingungen anzupassen bzw. für unterschiedliche Peuchtgüter umzugestalten. Er zeichnet sich durch günstige energiewirtschaftliche Kennzahlen aus. Der Druckverlust ist vergleichsweise niedrig. Die Möglichkeit, zusätzliche Wärme über das Trocknergehäuse zuzuführen, führt zur Reduzierung des spezifischen Wärme- und Luftbedarfs.

Durch die kompakte Bauweise werden die spezifischen Raumund MaterialaufWendungen im Vergleich zu konventionellen Stromtrocknern gesenkt.

Diχ- Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel und zwei konkreten Anwendungsbeispielen näher erläutert werden.

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In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Pig. 1: eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Zentrifugalstromtrockners, fseilweise aufgebrochen;

Pig. 2: einen Schnitt I-I, nach Mg. 1.

Der in Pig. 1 gezeigte Zentrifugalstromtrockner weist einen zylindrischen Trockenraum 1 auf, der von einem Manteil 6 umgeben ist. Pur bestimmte Anwendungsfälle ist es zweckmäßig, den Mantel 6 dampfbeheizt auszubilden.

Im Trockenraum 1 ist koaxial eine Leiteinrichtung, gebildet aus einer Welle 2 und Leitschaufel 3, angeordnet.

Über einen Eintragstutzen 4 werden das Peuchtgut und die Trockenluft tangential in den Trockenraum 1 eingetragen.

Von der Leiteinrichtung wird das Peuchtgut auf wendelförrnigen Bahnen zum Trocknerausgang gefördert und über einen Austragstutzen 5 in einen nicht dargestellten Zyklonabscheider überführt.

Anwendungsbeispiel 1:

Pur die anhand Pig. 1 näher beschriebene Vorrichtung wird die Wirkungsweise am Beispiel der Trocknung von Kartoffelreibsel erläutert.

Der Trockenraum 1, hier als horizontales Stromroirr ausgebildet, hat eine Länge von 4.000 mm, einen Durchmesser 2.000 mm, die Umfangsgeschwindigkeit der Leiteinrichtung beträgt 15 m/s. Die Hälfte der Leitschaufeln 3 ist mit einem Winkel von 15° zur Rückförderung eingestellt. Das Kartoffelreibsel hat eine Peuchte von 70 % und besteht aus freier Stärke sowie Kartoffelreibsel mit einer Länge bis

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20 ram und einem Durchmesser von ca. 3 mm. Die Eingangstemperatur der Trockenluft beträgt 165⁰C. Das JPeuchtgut wird über eine Zellenschleuse (nicht dargestellt) in den Trockenluftstrom eingetragen· Die Trockenluft und das Feuchtgut treten tangential in den Trockner ein. Hier wird es von der Leiteinrichtung erfaßt und grobe Gutszusammenballungen intensiv mit der Trockenluft gemischt, gleichzeitig treibt die Leiteinrichtung das Peuchtgut auf wendeiförmigen Bahnen langsam zum Trocknerausgang hin.

Die Verweilzeit, insbesondere für das gröbere Gut, wird dadurch verlängert, daß ein Teil der Leitschaufeln 3 das Trokkengut zeitweise rückwärts fördert. Obwohl dadurch zwischen dem feinen und dem gröberen Material im Trockner erhebliche Verweilzeitunterschiede entstehen, hat das durch den Abluftstrom erfaßte Trockengut einen einheitlichen Trockengrad von 9 %· Der Wärmeverbrauch konnte im.Vergleich zum Bandtrockner auf 34 % reduziert werden.

Anwendungsbeispiel 2:

Trocknung von Kartoffelstärke mit einer Ausgangsfeuchte von 40 % auf eine Endfeuchte von 20 %.

Die Trocknung erfolgt in einer Vorrichtung gem&B Anwendungsbeispiel 1. Zusätzlich wurde der zylindrische Trockenraum 1 mit einem dampfbeheizten Mantel versehen. Obwohl Kartoffelstärke sich problemlos in einem konventionellen Stromtrockner trocknen läßt, wurde mit dem erfindungsgemäßen Zentrifugalstromtrockner der Trockenluftbedarf um 25 % und der spezifische Wärmebedarf um 14 % reduziert. Gleichzeitig wurde der Durchsatz erhöht.

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Claims (4)

•..-..: 30A3730 10.09.1980 WP F 26 B/217 975 Patentansprüche

1.) Zentrifugalstromtrockner für breiige, klebende, stark agglomerierte Peuchtgüter, bei denen ein Teil der leuchte als Quellflüssigkeit gebunden ist, gekennzeichnet dadurch, daß in einem zylindrischen Trockenraum (1) irit einem Durchmesser-Länge-Verhältnis von 1:1,5 bis 1:12, vorzugsweise 1:2 bis 1:6 mittig axial eine Leiteinrichtung, die eine Welle (2) und darauf angeordnete randgängige verstellbare Leitschaufeln (3) aufweist, sowie ein tangentialer Eintragstutzen (4) und ein tangentialer Austrägst ut«en (5) angeordnet sind, v/obei die Leiteinrichtung gleichsinnig mit dem eingetragenen Trockenmitt >1-Feuchtgui;ström motorisch antreibbar ist.

2. Zentrifugalströmtrockner nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der zylindrische Trockenraum (1) liegend angeordnet ist.

3· Zentrifu^alstromtrockner nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der zylindrische Trockenraum (1) stehend angeordnet ist.

4. Zentrifu^alatromtrockner nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der zylindrische Trockenraum (1) geneigt angeordnet ist.

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