DE3702439A1

DE3702439A1 - Device for heat recovery

Info

Publication number: DE3702439A1
Application number: DE19873702439
Authority: DE
Inventors: Rudolf Wilholt; Rainer Stracke
Original assignee: Pfleiderer & Co KG Spanpl GmbH
Current assignee: Pfleiderer & Co KG Spanpl GmbH
Priority date: 1987-01-28
Filing date: 1987-01-28
Publication date: 1988-08-11

Abstract

The invention relates to a device for heat recovery from exhaust air laden with dust and having a high content of steam, especially vapours from wood chip dryers during production of particle boards, which exhaust air is conducted over a tube bundle carrying the fresh air, characterised in that a continuously rotatable tube bundle (5) is mounted in a drum (2) which exhibits a radial intake (20) and discharge (22) for the exhaust air. <IMAGE>

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur Wärme rückgewinnung aus staubbeladener Abluft mit hohem Wasser dampfgehalt, insbesondere Brüden aus Holzspänetrocknern, die über ein die Frischluft führendes Rohrbündel geleitet wird.The invention is directed to a device for heat recovery from dust-laden exhaust air with high water vapor content, especially vapors from wood chip dryers, which are routed through a tube bundle that guides the fresh air becomes.

Beim Trocknen feuchter Stoffe in einem Luftstrom belädt sich dieser mit der Feuchtigkeit und führt diese in Form von Wasserdampf ab. Hierbei werden zugleich erhebliche Wär memengen entnommen, von denen ein beträchtlicher Teil in einer anschließenden Wärmerückgewinnungsanlage zurückge wonnen werden kann, wenn diese Abgase im wesentlichen sauber sind. Problematisch wird ein solches Verfahren dann, wenn die Abgasschwaden außer Luft und Wasserdampf auch staubför mige und klebrige Substanzen aus dem Trockengut aufnehmen. Beim Durchströmen eines Wärmerückgewinnungssystems lagern sich diese Substanzen bevorzugt auf den Wärmetauscherflächen ab. Dies beeinträchtigt den Wärmeübergang und verlangt eine in vergleichsweise kurzen Zeitintervallen notwendige Reini gung dieser Flächen. Oft haften die sich auf den Wärmetau scherflächen aufbauenden Verschmutzungen außerordentlich fest, so daß die Reinigung erhebliche Schwierigkeiten berei tet und vielfach besonderer Vorkehrungen und intensiver Ein wirkung auf die diese Verschmutzung tragenden Flächen bedarf. Man hat deshalb in solchen Fällen vielfach auf eine Wärme rückgewinnung ganz verzichtet und die Abgase in die Atmosphäre entlassen. Dieses Problem stellt sich insbesondere bei der Verarbeitung von Holzspänen zu Spanplatten, bei der die Abgase der Spänetrocknung beachtliche Mengen von Holzinhaltsstoffen, wie beispielsweise Pinene, Terpene und viele andere enthalten, die bei der Trocknung aus den Holzspänen ausgetrieben werden. Aus Kostengründen kann man derartige Wärmeverluste jedoch nicht hinnehmen. Darüber hinaus stehen auch Gesichts punkte des Umweltschutzes einer mangelhaften Abscheidung der Staubsubstanzen aus solchen Abgasen, insbesondere Trocknerbrüden, entgegen. Man ist hiernach gezwungen, nach Mitteln und Wegen zu suchen, die eine verbesserte Wärme rückgewinnung und Reinigung derartiger industrieller Abgase in einem Maß gestatten, welches unter Einhaltung einwand freier betrieblicher Bedingungen eine Wärmerückgewinnung in größerem Umfang zuläßt.When drying moist substances in an air stream this deals with the moisture and leads it into shape from water vapor. At the same time, considerable heat taken from memengen, of which a considerable part in a subsequent heat recovery system can be recovered if these exhaust gases are essentially clean are. Such a procedure becomes problematic when the exhaust fumes, in addition to air and water vapor, are also dusty Take up sticky and sticky substances from the dry goods. Store when flowing through a heat recovery system these substances preferentially on the heat exchanger surfaces from. This affects the heat transfer and requires one Reini necessary in comparatively short time intervals of these areas. They often stick to the heat build-up contamination that builds up the shear surface firmly, so that cleaning poses considerable difficulties and often special arrangements and intensive involvement effect on the surfaces carrying this pollution. In such cases, you often have a warmth recovery completely dispensed with and the exhaust gases into the atmosphere dismiss. This problem arises in particular with the Processing wood chips into chipboard, in which the exhaust gases chip drying considerable amounts of wood constituents, like pinene, terpenes and many others, which expelled from the wood chips during drying will. Such cost losses can be caused by cost reasons however, do not accept. In addition, there are also facial points of environmental protection of deficient separation the dust substances from such exhaust gases, in particular Dryer vapors, counter. You are forced to do this Means and ways to look for improved warmth recovery and purification of such industrial exhaust gases allow to an extent free operating conditions a heat recovery permits to a greater extent.

Diese Aufgabe löst die Erfindung in überraschend ein facher Weise dadurch, daß sie bei einer Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung der eingangs bezeichneten Art ein kon tinuierlich drehbares Rohrbündel in einer Trommel anord net, die eine radiale Abluftzuführung und -abführung auf weist. Die einen hohen Feuchtigkeitsgehalt in der Größen ordnung bis zu etwa 70% und darüber relativer Feuchte auf weisenden Schwaden werden in die Trommel eingeleitet und bestreichen darin die von der Frischluft durchströmten Rohre. Die Feuchtigkeit kondensiert und schlägt sich auf den Rohren nieder, was angesichts des hohen Feuchtigkeits gehaltes aber mehr einem Umspülen der Wärmetauscherrohre gleichkommt. Dadurch wird aber verhindert, daß die auf die Rohre auftreffenden Staubteilchen sich dort aufbauen und anbacken können. Maßgeblichen Anteil an dieser ge wissermaßen als Selbstreinigung anzusprechenden Erschei nung hat die Drehbewegung des Rohrbündels, so daß stän dig wechselnde Flächen der einzelnen Rohre dem staubbe ladenen Warmluftstrom ausgesetzt werden. Die Bildung von Strömungsschatten wird praktisch völlig ausgeschaltet, so daß sich auch keine Reststäube an den Wärmetauscherflä chen ablagern können. Diese Flächen stehen vielmehr stän dig und unbeeinträchtigt dem Wärmeübergang aus den Schwaden in die Frischluft zur Verfügung, so daß sich eine beacht liche Menge Wärmeenergie rückgewinnen läßt. Innerhalb der Wärmetauschertrommel werden die Abgase infolge der auf tretenden Kondensation gewissermaßen einer Naßwäsche aus gesetzt, die einen beachtlichen Reinigungseffekt bewirkt.The invention surprisingly achieves this object times by the fact that in a device for Heat recovery of the type mentioned a con arrange the rotating tube bundle in a drum net, which has a radial exhaust air supply and removal points. Its high moisture content in sizes order up to about 70% and above relative humidity pointing swaths are introduced into the drum and brush the fresh air through it Tube. The moisture condenses and breaks open down the pipes, what given the high humidity content but more a rinsing of the heat exchanger tubes equals. This prevents the on the dust particles hitting the tubes build up there and can bake. Significant share of this ge sort of thing to be addressed as self-cleaning voltage has the rotary movement of the tube bundle, so that stän dig changing surfaces of the individual pipes to dust exposed hot air flow. The formation of Flow shadow is practically completely eliminated, so that there is no residual dust on the heat exchanger surface Chen can deposit. Rather, these areas are standing dig and unimpaired the heat transfer from the steam available in the fresh air so that one pays attention Liche amount of heat energy can be recovered. Within the The heat exchanger drum turns on the exhaust gases as a result occurring condensation to a certain extent from a wet wash set, which has a remarkable cleaning effect.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, in der Abluftzuführung zu der Trommel der Abluftbefeuchtung dienende Sprühdüsen anzuordnen, um dann, wenn der in der Abluft enthaltene Wasserdampf nicht ausreicht, die gewünschte Spülwirkung auf den Wärmetauscherflächen hervorzurufen, die für eine not wendige Anfeuchtung der zuzuführenden Schwaden sorgt. Zu diesem Zweck kann in der Abluftzuführung zu der Trommel vorteilhaft ein Meßfühler angeordnet sein, der die Wasser dampfbeladung der einzuleitenden Abluft laufend ermittelt und auf ein Steuerungsorgan für die Sprühdüsen einwirkt. Selbstverständlich muß beim Betrieb dieser Vorrichtung an den Wärmetauscherrohren der Taupunkt unterschritten wer den, um diese ständig ausreichend feucht zu halten.It is within the scope of the invention in the exhaust air supply spray nozzles for the humidification drum to arrange, if the contained in the exhaust air Water vapor is not sufficient, the desired rinsing effect on the heat exchanger surfaces that are necessary for an emergency agile moistening of the steam to be fed ensures. To This can be done in the exhaust air supply to the drum advantageously be arranged a sensor that the water steam load of the exhaust air to be introduced continuously determined and acts on a control element for the spray nozzles. Of course, this device must be in operation the heat exchanger tubes are below the dew point to keep them constantly moist.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß der Trommel eine Beruhigungskammer mit getrenntem Luftaustritt und Schlamm austrag nachgeschaltet ist. In dieser sammelt sich das den Hauptanteil der durch die Feuchtigkeit gebundenen Stäube enthaltene Kondensatwasser auf dem Boden. Zweckmäßig sorgt ein auf diesem umlaufender Rechen od. dgl. dem Schlammaus trag durch eine Schleuse, so daß andererseits die weitge hend von dem Staub, aber auch vom Wasserdampf befreite Luft nach oben aus der Beruhigungskammer austritt. Der aus dem aufgefangenen Staub bestehende Schlamm wird dann zweckmäßig einer Presse zugeführt, die den Wasseranteil weitgehend abtrennt. Dieser kann dann aus einem Absetz behälter dekantiert werden.It is within the scope of the invention that the drum Calming chamber with separate air outlet and mud discharge is connected downstream. This collects the Most of the dust bound by moisture contained condensate water on the floor. Appropriately ensures one on this revolving rake or the like carry through a lock, so that on the other hand the freed from the dust, but also from the water vapor Air emerges from the calming chamber upwards. The one out then the collected dust becomes sludge appropriately fed to a press, the water content largely separates. This can then result from a deduction be decanted.

Die erfindungsgemäße Maßnahme eignet sich bevorzugt inner halb der Spanplattenherstellung zum Behandeln der Abluft aus der Holzspantrocknung. Sie kann aber auch in ganz analoger Weise z.B. in Verbindung mit einer Getreidetrocknungs anlage Verwendung finden. Ein weiteres alternatives Anwen dungsgebiet ergibt sich in Verbindung mit Verbrennungsan lagen, um aus deren Abluft die Restwärme weitgehend zu entnehmen und zugleich einen Reinigungseffekt zu erzielen. Die Staubminderung kann in der Größenordnung von 60% ge sehen werden, was eine erhebliche Minderung der Umweltbe lastungen durch derartige Industrieabgase bedeutet. Daß hiermit eine Verringerung der Geruchsbelästigung einher geht, liegt auf der Hand.The measure according to the invention is preferably suitable internally half of the chipboard production to treat the exhaust air from wood chip drying. But it can also be done in whole analogously e.g. in connection with a grain drying plant use. Another alternative application area of application results in connection with incineration were to largely remove the residual heat from their exhaust air remove and at the same time achieve a cleaning effect. The dust reduction can be in the order of 60% will see what a significant environmental degradation loads caused by such industrial emissions. That this is accompanied by a reduction in odor nuisance goes, is obvious.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevor zugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:.Further features, details and advantages of the invention emerge from the following description of a before ferred embodiment of the invention and based on the Drawing. Here show:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Wärmetauschertrommel und Fig. 1 shows a longitudinal section through the heat exchanger drum and

Fig. 2 einen Querschnitt etwa nach Linie II-II in Fig. 1 in Verbindung mit der sich an die Wärmetrauscher trommel anschließenden Beruhigungskammer. Fig. 2 shows a cross section approximately along the line II-II in Fig. 1 in conjunction with the calming chamber adjoining the heat exchanger drum.

Die in der Zeichnung wiedergegebene Vorrichtung ist - rein beispielsweise - in Verbindung mit einer Trocknungsanlage für Hackschnitzel bei der Spanplattenfertigung zu sehen. In den Strömungsweg 1 der in ein Hackschnitzelsilo einzu führenden Trocknungsluft ist eine Wärmetauschertrommel 2 eingeschaltet, die ortsfest angeordnet ist und an ihrem einen axialen Ende eine Einströmöffnung 3 und am gegenüber liegenden Ende eine Ausströmöffnung 4 für die Frischluft aufweist, was jedoch lediglich schematisch dargestellt ist. Innerhalb der Trommel 2 liegt in dem Frischluftstrom ein Rohrbündel 5 aus einer Vielzahl von den Trommelquerschnitt im wesentlichen gleichmäßig besetzenden parallelen Rohren 6, deren Enden in den beiden Tellerflächen 7 u. 8 gelagert sind. Diese Teller 7 u. 8 sind auf einer Welle 9 befestigt, deren Lager 10 u. 11 an im Einströmkanal 12 und im Aus strömkanal 13 angeordneten Stegen 14 u. 15 befestigt sind. Von einem Elektromotor 16 wird das Rohrbündel 5 über einen Kettentrieb 17 in Umlauf versetzt. Die die Rohre 6 tragen den Teller 7 u. 8 sind über Dichtungen 18 u. 19 an den Wän den der Trommel 2 abgedichtet, so daß der Frischluftstrom zwangsläufig seinen Weg von der Einströmöffnung 3 durch die Rohre 6 zur Ausströmöffnung 4 nehmen muß. An der in Fig. oberen Seite der Trommel 2 ist ein Kanal 20 vorgesehen, durch den die mit Feuchtigkeit und Staub beladenen Abgase zugeführt werden, was durch den Pfeil 21 angedeutet ist. An der gegenüberliegenden Seite der Trommel 2 ist eine Aus laßöffnung 22. Diese mündet in eine Beruhigungskammer 23, auf deren Boden 24 ein hier zweiarmiger Rechen 25 umläuft. Er ist hierzu auf der Welle 26 gelagert, die in den La gern 27 umläuft und über einen Kettentrieb 28 von einem Getriebemotor 29 in langsamen Umlauf versetzt wird. Im Boden 24 der Beruhigungskammer 23 ist eine Austragsöffnung 30 vorgesehen, an die sich eine Zellenschleuse 31 anschließt. Die obere Abdeckung 32 der Beruhigungskammer 23 weist eine Ausströmöffnung 33 für die aus der Kammer 23 austretende Abluft auf. Ein Regelorgan 34 steuert diesen beispielsweise in die Atmosphäre entlassenen Abluftstrom 35. In den Zu führkanal 20 können Düsen 36 angeordnet sein, die lediglich schematisch dargestellt sind und zur Zuführung von Befeuch tigungswasser dienen können. Diese arbeiten zweckmäßig mit einem nicht im einzelnen wiedergegebenen Meßfühler zusammen.The device shown in the drawing can be seen - purely for example - in connection with a drying plant for wood chips in chipboard production. In the flow path 1 of the drying air to be introduced into a wood chip silo, a heat exchanger drum 2 is switched on, which is arranged in a stationary manner and has an inflow opening 3 at one axial end and an outflow opening 4 for the fresh air at the opposite end, which is, however, only shown schematically. Within the drum 2 is in the fresh air stream a tube bundle 5 made of a plurality of parallel tubes 6 which occupy the drum cross-section substantially uniformly, the ends of which in the two plate surfaces 7 and. 8 are stored. These plates 7 u. 8 are attached to a shaft 9 , the bearings 10 u. 11 on in the inflow channel 12 and in the outflow channel 13 arranged webs 14 u. 15 are attached. The tube bundle 5 is circulated by an electric motor 16 via a chain drive 17 . The tubes 6 carry the plate 7 u. 8 are via seals 18 u. 19 on the walls of the drum 2 sealed so that the fresh air flow must inevitably take its way from the inflow opening 3 through the tubes 6 to the outflow opening 4 . A channel 20 is provided on the upper side of the drum 2 in FIG. 2 , through which the exhaust gases laden with moisture and dust are supplied, which is indicated by the arrow 21 . On the opposite side of the drum 2 is an outlet opening 22nd This opens into a calming chamber 23 , on the bottom 24 of which a two-armed rake 25 rotates here. For this purpose, it is mounted on the shaft 26 , which rotates in the La like 27 and is set in slow rotation by a gear motor 29 via a chain drive 28 . In the bottom 24 of the calming chamber 23 , a discharge opening 30 is provided, to which a cell lock 31 connects. The top cover 32 of the settling chamber 23 has an outflow opening 33 for exiting the chamber 23 exhaust. A control element 34 controls this exhaust air flow 35, which is released into the atmosphere, for example. In the guide channel 20 can be arranged nozzles 36 , which are only shown schematically and can serve to supply humidification water. These advantageously work together with a sensor that is not shown in detail.

Die einen hohen Wasserdampf und Staubgehalt aufweisenden Brüden werden durch einen nicht dargestellten Ventilator über den Zuführkanal 20 in die Trommel 2 eingeleitet, in der das Rohrbündel 5 umläuft. Dieser Brüden beaufschlagt die Oberfläche der einzelnen Rohre 6, so daß das in ihm ent haltene Wasser auf den Rohroberflächen kondensiert und diese gewissermaßen umspült und dadurch eine Ablagerung der Staubpartikel auf den Rohroberflächen verhindert. Hierbei gibt der Brüden den größten Teil seiner Wärme über die Rohre 6 an die in diesen geführte Frischluft ab. Durch die Ausströmöffnung 22 verläßt der Gasstrom und mit ihm die Kondensatflüssigkeit, die vor allem die Staubpartikel bin det, die Trommel 2 und gelangt in die Beruhigungskammer 23. Während sich die Schlämme auf dem Boden 24 ablagern und durch den umlaufenden Rechen 25 der Austragöffnung 30 zur Zellenschleuse 31 zugeführt werden, kann die Restluft 35 durch die Ausströmöffnung 33 und den Kanal 37 aus der Be ruhigungskammer 23 entweichen.The vapors, which have a high water vapor and dust content, are introduced by a fan, not shown, via the feed channel 20 into the drum 2 , in which the tube bundle 5 rotates. This vapors acts on the surface of the individual tubes 6 , so that the water contained in it condenses on the tube surfaces and, as it were, flows around them, thereby preventing the dust particles from being deposited on the tube surfaces. Here, the vapor gives off most of its heat via the tubes 6 to the fresh air guided therein. Through the outflow opening 22, the gas flow and with it the condensate liquid, which is primarily the dust particles, det the drum 2 and enter the settling chamber 23rd While the sludge is deposited on the floor 24 and fed through the rotating rake 25 of the discharge opening 30 to the cell lock 31 , the residual air 35 can escape through the outflow opening 33 and the channel 37 from the loading chamber 23 .

Claims

1. Device for heat recovery from dust-laden exhaust air with a high water vapor content, especially vapors from wood chip dryers in chipboard production, which is gelei tet via a pipe bundle guiding the fresh air, characterized in that a continuously rotatable pipe bundle ( 5 ) in a drum ( 2 ) gela Gert is, which has a radial exhaust air supply ( 20 ) and discharge ( 22 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that in the exhaust air supply ( 20 ) to the drum ( 2 ) serving the exhaust air humidification spray nozzles ( 36 ) are arranged.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that in the exhaust air supply ( 20 ) to the drum ( 2 ) arranged the water vapor loading sensor and, if necessary, is coupled to the spray nozzles ( 36 ).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the drum ( 2 ) is a calming chamber ( 23 ) with a separate air outlet ( 33 ) and sludge discharge is connected downstream.