DE3635833A1 - Durchlauftrockner fuer materialbahnen, insbesondere offset-trockner und verfahren zum thermischen betreiben eines durchlauftrockners - Google Patents
Durchlauftrockner fuer materialbahnen, insbesondere offset-trockner und verfahren zum thermischen betreiben eines durchlauftrocknersInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchlauftrockner für
Materialbahnen, insbesondere für Offsetdruck, bestehend
aus die Materialbahn ein- oder beidseitig mit aufgeheizter
Luft beaufschlagender Blasdüsen, mindestens einem die
Blasdüsen mit Umluft speisenden Gebläse, mindestens einer
gasgespeisten Heizeinrichtung für die Umluft und mindestens
einer Nachverbrennungseinrichtung für die Schadstoffe
enthaltende Umluft sowie einem Einlaufschlitz und einem
Auslaufschlitz für die Materialbahn.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum
thermischen Betreiben solcher Trockner, in denen die
Materialbahnen beim Trocknen mit sie beaufschlagender,
durch einen Gasbrenner aufgeheizter Luft in die Trockner
atmosphäre hochsiedende Lösungsmittel abgeben, die einer
thermischen Nachverbrennung zugeführt werden, von der die
erzeugte Wärmeenergie zur Aufheizung der Trockneratmosphäre
herangezogen wird.
Bei solchen Trocknern ist es üblich, daß die
Trockneratmosphäre durch die in den Trockner offen
hineinbrennende Flamme des Gasbrenners aufgeheizt wird.
Dabei entstehen durch Verkrackung der in die Trockner
atmosphäre gelangten hochsiedenden Lösungsmittel
Schadstoffe, die nicht ohne Reinigung aus dem Trockner in
die Atmosphäre gelangen dürfen. Deshalb wird die Abluft
des Trockners einer thermischen Nachverbrennung zugeführt.
Eine Teilmenge dieser gereinigten Heißgase kann wieder in
die Trockneratmosphäre geleitet werden.
Ferner ist bekannt, an den Einlaufschlitzen und ggf. an
den Auslaufschlitzen besondere Einrichtungen vorzusehen, die
verhindern, daß aufgrund des Unterdrucks im Trockner
angesaugte frische Luft in den Trockner gelangt und zu
Kondensationen führt. Bei solchen Einrichtungen wird die
angesaugte frische Luft mit aufgeheizter Frischluft
vermischt, so daß nur Luft mit erhöhter Temperatur in den
Trockner gelangt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Durchlauftrockner und ein Verfahren zum thermischen
Betreiben von Durchlauftrocknern für Materialbahnen
hinsichtlich der Aufheizung der Trockneratmosphäre unter
besonderer Berücksichtigung der Schadstoffproduktion zu
verbessern. Dabei soll gleichzeitig verhindert werden, daß
die über die Einlaufschlitze und ggf. die über die
Auslaufschlitze einströmende frische Luft zu Kondensationen
führt.
Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch folgende Merkmale
gelöst:
- a) Die Aufheizung der Trockneratmosphäre erfolgt durch den Gasbrenner ausschließlich zusammen mit der Nachverbrennung.
- b) Die Heißgase der Nachverbrennung werden durch Beimischen von frischer Luft abgekühlt, bevor sie in die Trockner atmosphäre geleitet werden.
Insbesondere wird die an den Trockner Einlaufschlitz
und ggf. Auslaufschlitzen eintretende frische Luft als
den Heißgasen beizumischende frische Luft verwendet.
Vorrichtungsgemäß besteht die Lösung der Aufgabe darin,
daß jede mit Gas- und Umluft des Trockners gespeiste
Heizeinrichtung und Nachverbrennungseinrichtung zu einer
Einheit zusammengefaßt sind und geschlossene Brennkammern im
Trocknergehäuse aufweisen und daß am Einlaufschlitz und ggf.
Auslaufschlitz oberhalb und unterhalb der
Materialbahnführungsebene Mischkammern vorgesehen sind, in
denen die über den Einlaufschlitz und ggf. Auslaufschlitz
einströmende frische Luft mit den Heißgasen der Heiz- und
Nachverbrennungseinrichtung mischbar sind und die Auslässe
zum Trocknerinnern aufweisen.
Bei der Erfindung besteht nicht mehr die Gefahr der
Verkrackung der beim Trocknen flüchtig gewordenen und in
der Trockneratmosphäre befindlichen Lösungsmittel, weil
die Trockneratmosphäre nicht unmittelbar mit sehr heißen
Elementen, insbesondere nicht mit einer offen in den
Trockner hineinbrennenden Flamme in Berührung kommt. Da
für die Heiz- und Nachverbrennungseinrichtung Umluft aus
der Trockneratmosphäre verwendet wird, ist sichergestellt,
daß die in dieser abgezweigten Umluft enthaltenen brennbaren
Bestandteile der flüchtig gewordenen Lösungsmittel
vollständig verbrannt werden. Da ferner die Heißgase der
Nachverbrennung durch Beimischen von frischer Luft erst auf
eine unkritische Temperatur abgekühlt werden, bevor sie in
die Trockneratmosphäre gelangen, ist gewährleistet, daß auch
diese heißen Gase nicht mit der die brennbaren Stoffe
enthaltenden Umluft in der Trockneratmosphäre in Berührung
kommen. Deshalb kann es auch hier nicht zur Verkrackung und
damit zum Entstehen von Schadstoffen kommen. Da die die
brennbaren Stoffe enthaltende Umluft der Heiz- und
Nachverbrennungseinrichtung zugeführt werden, ergibt sich
eine Einsparung von sonst für die Aufheizung der
Trockneratmosphäre benötigter Fremdenergie.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Temperatur
der Trockneratmosphäre über die der Heizeinrichtung
zuzuführende Luftmenge geregelt. Durch den Einsatz einer
Proportionalregelung läßt sich auf einfache Art und Weise
erreichen, daß die Gasmenge der geregelten Luftmenge folgt.
Vorzugsweise wird die Temperatur der Heißgase der
Nachverbrennung über die der Nachverbrennung aus dem
Trockner zuzuführende Luftmenge geregelt.
Da bei der Erfindung die Trockneratmosphäre schadstofffrei
aber nicht lösungsmittelfrei ist, lassn sich die Lösungs
mittel aus der Abluft des Trockners durch Abkühlen der
Abluft gewinnen, da beim Abkühlen diese Lösungsmittel
kondensieren. Diese Lösungsmittel können gesammelt und als
Brennstoff verwertet werden. Bei einem Heizwertvergleich
ergibt sich, daß unter Berücksichtigung der der
Nachverbrennung zugeführten brennbaren Stoffe aus der
Umluft und des Heizwertes des aus der Abluft gewonnenen
Kondensates die Beheizung des Trockners praktisch zum
Null-Tarif möglich ist, weil der Heizwert des der
Heizeinrichtung zugeführten Gases etwa dem Heizwert des
aus der Abluft gewonnenen Kondensates entspricht.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer einen
Durchlauftrockner schematisch darstellenden Zeichnung näher
erläutert. Im einzelnen zeigt
Fig. 1 den Trockner mit seiner ersten Zone und einem Teil
seiner zweiten Zone im Längsschnitt nach der Linie
A-B der Fig. 2,
Fig. 2 den Trockner gemäß Fig. 1 im Querschnitt nach der
Linie C-D der Fig. 1.
Ein Trocknergehäuse 1 weist an seiner vorderen Stirnwand
einen Einlaufschlitz 2 für eine zu trocknende Materialbahn 3
auf. Ein entsprechender Auslaufschlitz ist an seiner nicht
dargestellten hinteren Stirnwand vorgesehen. Die Material
bahn 3 wird während des Durchlaufs durch den Trockner mit
aufgeheizter Luft angeblasen und dadurch schwebend geführt
und getrocknet. Dafür sind oberhalb und unterhalb der
Materialbahn 3 eine Vielzahl von quer zur Materialbahn
laufrichtung sich erstreckende, mit erwärmter Blasluft
gespeiste Düsenkästen 4, 5, z. B. Luftkissendüsen vorgesehen.
Diese Luftkissendüsen 4, 5 werden über einen gemeinsamen
Kanal 6, 7 von einem Gebläse 9, 10 gespeist, das über eine
Ansaugöffnung 11, 12 Luft aus der Trockneratmosphäre
ansaugt.
Die Aufheizung der Trockneratmosphäre erfolgt
ausschließlich durch eine eine Einheit bildende Heiz- und
Nachverbrennungseinrichtung. Eine solche Heiz- und
Nachverbrennungseinrichtung ist für jede Zone oberhalb und
unterhalb der Materialbahn 3 vorgesehen. Sie besteht aus
einem Brenner 13, 14, dessen Brennermündung 15 über eine
zentrale Leitung 16 Gas und über einen diese Leitung 16
umgebenden Ringkanal 17 Luft zuführt. Die Luftzufuhr erfolgt
über eine Leitung 18 aus dem Kanal 6, 7. In der Leitung 18
ist ein Motorregelventil 19 vorgesehen, das in Abhängigkeit
von der Temperatur der Trockneratmosphäre gesteuert wird.
Die Zufuhr von Gas wird durch ein Gleichdruckregelventil 20
gesteuert, deren Steuermembrane auf der einen Seite mit dem
Luftdruck in dem Ringkanal 17 beaufschlagt wird. Das
Gleichdruckregelventil 20 ist derart aufgebaut, daß durch
Steuerung der dem Brenner 13 zugeführten Luft durch das
Motorregelventil 19 eine proportionale Regelung der Gasmenge
erfolgt.
Der Brenner 13 weist eine Brennkammer 21, 22 auf, die
exzentrisch von der Seite in eine zweite größere sich über
die Länge der Zone erstreckende Brennkammer 23 mündet. Die
Brennkammer 21, 22 ist von einem Ringkanal 25 umgeben,
die über eine Leitung 26 mit dem Kanal 6, 7 verbunden ist.
Die Zufuhr von Umluft zu dem Ringkanal 25 wird mittels eines
in der Leitung 26 angeordneten Motorregelventils 27 in
Abhängigkeit von der Temperatur in der Brennkammer 21, 22
gesteuert. Die heißen Rauchgase der Brennkammer 21, 22 und
die über den Ringkanal 25 zugeführte Luft wird am Ende der
Brennkammer 21, 22 vermischt und tritt exzentrisch von der
Seite in die Brennkammer 23, 24 ein. Es ergibt sich dann
eine spiralförmige Strömung durch die Brennkammer 23, 24
vom einen Ende zum anderen Ende.
Am anderen Ende der Brennkammer 23, 24 gelangt das Heißgas
über einen Krümmer 28, 29 und eine Leitung 30, 31 in ein
sich quer zur Materialbahn erstreckendes Düsenrohr 32, 33.
Aus den in diesem Düsenrohr 32, 33 in Reihe angeordneten
Düsenlöchern treten Blasstrahlen aus, die gegen ein
Leitblech 34, 35 blasen, das zur Materialbahn 3 konvex
gekrümmt ist und in Materialbahnlaufrichtung sich der
Materialbahn zunehmend nähert. Dem Rand dieses Leitbleches
34, 35 dem Gehäuseinnern gegenüber ist ein Schutzblech 36,
37 mit engem Abstand zur Materialbahn 3 zugeordnet. Dieses
Schutzblech 36, 37 bildet zusammen mit dem Leitblech 34, 35
und der stirnseitigen Gehäusewand einen Kanal 38, 39 .
Durch diese besondere Ausbildung am Einlaufschlitz 2, die
auch am Auslaufschlitz vorgesehen sein kann, werden die
Heißgase der Heiz- und Nachverbrennung mit der über dem
Schlitz 2 einströmenden Frischluft vermischt und dadurch auf
eine für eine Verkrackung der flüchtigen Stoffe unkritische
Temperatur herabgesetzt. Außerdem wird verhindert, daß kalte
frische Luft direkt in das Innere des Trockners gelangt.
Nach Vermischung gelangen die Heißgase und die frische Luft
über den Kanal 38, 39 in das Innere des Trockners.
Der Betrieb des Trockners erfolgt auf folgende Art und
Weise. Beim Aufheizen, also bei kalter Trockneratmosphäre,
wird das Motorregelventil 19 derart gesteuert, daß eine
große Gasmenge über das Gleichdruckventil 20 zugeführt wird
und auf diese Art und Weise eine schnelle Aufheizung
erfolgt. Zu dieser Zeit befinden sich in der Umluft noch
keine flüchtigen Stoffe. Das Rauchgasvolumen der Brennkammer
21, 22 und ebenso das der verhältnismäßig langen zweiten
Brennkammer (Nachbrennkammer) 23, 24 über die Ringleitung
25 zugeführte Umluftvolumen sind dabei groß. Die zugeführte
Umluft dient dabei vorwiegend zum Abkühlen der Rauchgase,
und zwar durch die stattfindende Beimischung.
Bei Erreichen der Betriebstemperatur der Trockneratmosphäre
regelt sich die Luft- und Gaszufuhr des Brenners auf den
geringeren Wärmebedarf beim Anfahren der Anlage ein. Wegen
des dann geringeren Rauchgasvolumens aus der Brennkammer
21, 22 würde zwar ein proportional geringeres Volumen der
der Nachbrennkammer 23, 24 zuzuführenden, über das
Regelventil 27 steuerbaren Umluft genügen, doch wegen der
inzwischen höheren Temperatur der über die Ringleitung
zuzuführenden Umluft und der damit verbundenen geringeren
Kühlwirkung sinkt die Förderung von Umluft in die
Nachbrennkammer nicht in gleich großem Maße.
Die nun bei Beginn der Trocknung stetig anfallenden, in die
Trockneratmosphäre gelangenden Lösungsmitteldämpfe lassen
deren Konzentration in der Trockneratmosphäre steigen.
Diese in der Trockneratmosphäre vorhandenen brennbaren
Stoffe, die mit der aus dem Trockner abgezogenen Umluft der
Nachbrennkammer 23, 24 zugeführt werden, werden hier
verbrannt. Die dabei erzeugte Wärmeenergie führt zu einer
entsprechenden Verminderung der Heizleistung des Brenners
13, weil durch die in die Trockneratmosphäre eingeleitete,
aufgeheizte Umluft die Trockneratmosphäre aufgeheizt wird,
in Abhängigkeit von deren Temperatur der Brenner 13 geregelt
wird. Durch die wiederum geringere Heizleistung des Brenners
13 verringert sich das der Nachbrennkammer 23, 24 zugeführte
Umluftvolumen, so daß die Verweilzeit der Umluft in der
Nachbrennkammer für einen guten Ausbrand der brennbaren
Stoffe bzw. für eine große Reinheit der Umluft genügend lang
ist.
Die Selbstversorgung des Trockners mit Wärmeenergie wird
durch ein gegenüber herkömmlichen Trocknern auf ein
Bruchteil herabgesetztes Abluftvolumen begrenzt. Das
Abluftvolumen läßt sich aber nicht bis auf Null reduzieren,
weil es notwendig ist, durch Ansaugung von Frischluft, zum
Beispiel über die Ein- und Auslaßschlitze des Trockners die
Trockneratmosphäre auf einem für den Betrieb des Brenners
ausreichenden, sauerstoffhaltigen Niveau zu halten. Darüber
hinaus ist ein gewisses Abluftvolumen nötig, um den Trockner
auf Unterdruck zu halten, damit die dampfhaltige Atmosphäre
des Trockners nicht über die Trocknerschlitze in die
Atmosphäre austritt.
Die beim erfindungsgemäßen Betrieb des Trockners anfallende
Abluft unterscheidet sich von der herkömmlicher Trockner
durch ein geringeres Abluftvolumen, wobei die Abluft frei
von Schadstoffen (Krackstoffen) ist. Die Reinigung der
Abluft läßt sich deshalb durch Kondensation, d. h. unter
Rückgewinnung von Lösungsmittel durchführen, das als
Brennstoff verwertbar ist.
Claims (8)
1. Durchlauftrockner für Materialbahnen, insbesondere für
Offsetdruck, bestehend aus die Materialbahn ein- oder
beidseitig mit aufgeheizter Luft beaufschlagender
Blasdüsen, mit mindestens einem die Blasdüse mit Umluft
speisenden Gebläse, mindestens einer gasgespeisten
Heizeinrichtung für die Umluft und einer
Nachverbrennungseinrichtung für die Umluft sowie einen
Einlaufschlitz und einen Auslaufschlitz für die
Materialbahn,
dadurch gekennzeichnet, daß jede
mit Gas und Umluft des Trockners gespeiste
Heizeinrichtung und Nachverbrennungseinrichtung (13,
21, 24) zu einer Einheit zusammengefaßt sind und eine
geschlossene Brennkammer (21-24) im Trocknergehäuse (1)
aufweisen, und daß am Einlaufschlitz (3) und ggf. am
Auslaufschlitz oberhalb und unterhalb der
Materialbahnführungsebene Mischkammern (32-39) vorgesehen
sind, in denen die über den Einlaufschlitz (2) und ggf.
Auslaufschlitz einströmende frische Luft mit heißen Gasen
der Heiz- und Nachverbrennungseinrichtung ( 13, 21-24)
mischbar sind und die Auslässe (38, 39) zum
Trocknerinnern aufweisen.
2. Durchlauftrockner nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
der Heiz- und Nachverbrennungseinrichtung (13, 21-24)
als Verbrennungsluft zugeführte Umluft aus dem Trockner
in Abhängigkeit von der Temperatur der Trockneratmosphäre
und das Gas mengenproportional geregelt werden.
3. Durchlauftrockner nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Heiz- und Nachverbrennungseinrichtung (13, 21-24) zwei
hintereinander angeordneten Brennkammern (21-24)
aufweist, deren zweite Brennkammer (23, 24) Umluft in
Abhängigkeit von der Temperatur am Ende der zweiten
Brennkammer (23, 24) zuführbar ist.
4. Verfahren zum thermischen Betreiben eines
Durchlufttrockners, insbesondere eines Offset-Trockners,
für Materialbahnen, die beim Trocknen mit
sie beaufschlagender, durch einen Gasbrenner
aufgeheizter Luft in die Trockneratmosphäre hochsiedende
Lösungsmittel abgeben, die einer thermischen
Nachverbrennung zugeführt werden, von der die erzeugte
Wärmeenergie zur Aufheizung der Trockneratmosphäre
herangezogen wird,
gekennzeichnet durch folgende
Merkmale:
- a) Die Aufheizung der Trockneratmosphäre erfolgt durch einen Gasbrenner ausschließlich zusammen mit der Nachverbrennung.
- b) Die Heißgase der Nachverbrennung werden durch Beimischen von frischer Luft abgekühlt, bevor sie in die Trockneratmosphäre geleitet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die
an dem Trocknereinlaufschlitz und ggf. dem
Trocknerauslaufschlitz eintretende frische Luft als den
Heißgasen beizumischende frische Luft verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die
der Heizeinrichtung (21, 22) zuzuführende Luftmenge in
Abhängigkeit von der Temperatur der Trockneratmosphäre
geregelt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die
der Nachverbrennung (23, 24) aus dem Trockner zuzuführende
Luft in Abhängigkeit von der Temperatur der Heißgase der
Nachverbrennung geregelt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Abluft des Trockners abgekühlt und die dabei
kondensierenden Lösungsmittel gesammelt werden.
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