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Verfahren und Vorrichtung zum Eintrocknen von in Lösung oder innerhalb
einer Flüssigkeit in Suspension befindlichen festen Körpern.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein bekanntes Verfahren und eine Vorrichtung
zum Eintrocknen von in Lösung oder innerhalb einer Flüssigkeit in Suspension befindlichen
Festkörpern, bei welchen die Flüssigkeit in einem umlaufenden Strom überhitzten
Trokkendampfes zerstäubt wird und die dabei sich ausscheidende feste Substanz sowie
der entstehende Dampfüberschuß aus dem Dampfkreislauf entfernt werden, während der
verbleibende Dampf zur Behandlung weiterer, zu zerstäubender Flüssigkeit immer wieder
überhitzt wird.
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Bei dem Eintrocknen von Flüssigkeiten ist es üblich, diese Flüssigkeiten
bis zu einem gewissen Grade zuerst einzudicken und sie nachher einzutrocknen. Es
stellt sich diese Teilung des Trocknungsprozesses in zwei Abschnitte viel wirtschaftlicher,
als wenn man in einem Apparat zu Ende trocknet. Das gilt sogar auch für jene bekannten
Eindampfungs- und Trocknungsverfahren, welche mit Verdichtung der Brüdendampfe arbeiten.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung gelingt es nun, die Trocknung in
einer Apparatur bis zum Ende zu führen, ohne an Wirtschaftlichkeit einzubüßen.
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Zu diesem Zwecke wird der aus dem umlaufenden Trockendampf entfernte
Dampf überschuß verdichtet, dabei erhitzt und zum Überhitzen des verbliebenen umlaufenden
Trockendampfstromes benutzt.
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Es ist also wohl bekannt, die zu trocknenden Flüssigkeiten in einem
umlaufenden Dampfstrom zu zerstäuben, den Dampfüberschuß zu entfernen und den verbleibenden
Dampf für die Trocknungszwecke zu überhitzen.
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Es ist ferner bekannt, den bei der Trocknung entwickelten Dampf abzusaugen,
zu verdichten und diesen verdichteten Brüdendampf zur Wiederbeheizung der zu trocknenden
Substanz zu verwenden.
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Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß der aus dem umlaufenden
Dampfstrom entfernte Dampf verdichtet und zum Uberhitzen des in der Apparatur verbleibenden
Dampfkreisstromes benutzt wird.
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Um eine völlige Ausnutzung dieses durch die Verdichtung überhitzten
Dampfes zu bewerkstelligen, wird derselbe, nachdem er zur Überhitzung des verbleibenden
Dampfstromes einen Teil seiner Wärme abgegeben hat, zum Vorwärmen der durch die
Zerstäubung einzutrocknenden Flüssigkeiten benutzt.
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Die zur Anwendung gelangende Einrichtung weist hierbei vorzugsweise
mindestens eine Trockenkammer auf, aus welcher die Luft entfernt wird, während sie
mit Heißdampf gefüllt werden kann, und in welche die
einzutrocknende
Flüssigkeit mittels eines Zerstäubers fein zerstäubt wird. Diese Trockenkammer wird
von dem durch mindestens einen Ventilator im Kreislauf gehaltenen Trockendampf durchströmt
und hierbei der überschüssige Teil des Trockendampfes von einem Kompressor aus dem
Kreislauf abgesaugt, verdichtet und erhitzt und sodann zunächst durch einen in den
Kreislauf des Trockendampfes eingeschalteten Heizkörper gedrückt, worauf er als
Kondensat aus letzterem in eine Heizrohre gelangt, die in das Rohr, welches die
einzutrocknende Flüssigkeit dem Zerstäuber zuführt. ein geschaltet ist.
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Auf beiliegender Zeichnung (Abb. I) ist ein Ausführungsbeispiel des
Erfindungsgegenstandes im Längsschnitt zur Darstellung gebracht, indem beispielsweise
unter Vakuum getrocknet werden soll.
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A bezeichnet die Trockenkammer, deren Hinterteil unter zwischenschalten
einer Filtrierkammer C mit einem zum Ventilator B führenden, vertikalen Kanal a
in Verbindung steht, der wiederum mittels eines horizontalen Kanals b und eines
vertikalen Kanals c mit dem Vorderteil der Kammer A verbunden ist, so daß cin durch
die Pfeile d angedeuteter, geschloosener Kreislauf gebildet ist, in welchen die
Kammer 4 eingeschaltet ist, deren Luft- bzw. Dampfinhalt durch den Ventilator B
in umlaufender Bewegung gehalten werden kann. Diese Kamuier -1 sowie die Kammer
C und die Kanäle a, h, c können aus Beton oder Eisenbeton hergestellt und ihre Wandungen
durch eine Asphaltschicht o. dgl. luft- und dampfundurchlässig gemacht und in gehöriger
Weise gegen Wärmeverlust isoliert sein.
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Die Kammer ist unten mit einem Rohr e für die Heißdampfzufuhr und
oben mit einem Rohr f zum Ausblasen der Luft versehen, um beim Inbetriebsetzen der
Einrichtullg, unter Inbewegungsetzung des Ventilators B mittels des Elektromotors
g, die Luft aus der Kammer A, der Filtrierkammer C und den Kanälen a, b, c entfernen
und dieselben mit Heißdampf an füllen zu können.
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In ihrem Vorderteil ist die Kammer 1 mit dem Düsenzerstäuber I) ausgerüstet,
dem die einzutrocknende Flüssigkeit durch die mittels des Elektromotors h angetriebene
Pumpe E zugeführt wird. Letztere saugt die Flüssigkeit aus dem Behälter F und drückt
sie durch das Rohr G in den Düsenzerstäuher n, der sie fein zerstäubt und in der
mit Heißdampf gefüllten Kammer 4 verteilt.
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Die aus dem Verdampfen der Flüssigkeit aus den Flüssigkeitströpfchen
in der Kaminner entstehende feste Substanz fällt auf den Boden der Kammer 4 und
kann mittels einer Förderschnecke H aus der Kammer A entfernt werden. In der Filtrierkammer
C sind filtriersäcke I angeordnet, die etwa vom Heißdampf mitgerissene Trockensubstanz
zurückhalten. Die sich so unter den Filtriersäcken I ansammelnde Trockensubstanz
kann durch einen Kanal a1 abgelassen und mit der durch 11 geförderten Trockensubstanz
vereinigt und durch i aus der Anlage entnommen werden.
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Bei der Inbetriebsetzung der Einrichtung, d. h. nachdem A, c, a,
b, c mit Heißdampf angefüllt und der Hahn j und e geschlossen worden ist und sich
der Ventilator B auch in Betrieb befindet, d. h. Heißdampf durch A, C, a, b, c zirkuliert,
wird, bevor der Zerstäuber d durch die Pumpe E mit der einzutrocknenden Flüssigkeit
gespeist wird, der Kompressor li mittels des Elektromotors k angetrieben, so daß
er durch das Rohr iii von dem sich in der Kammer 4 befindlichen Dampf aus diesem
Kreislauf absaugen kann und ihn behufs Einstellen des Vakuums in der Kammer 1 auf
den gewünschten Grad, nach Schluß des Habnes 8, durch das mit Hahn 6 versehene Rohr
7 ins Freie abbläst und nach Schluß des Hahnes 6 und Wiederöffnen des Hahnes 8 ihn
verdichtet und erhitzt, wie die Pfeile 2, 3, 4 angeben, zunächst durch den Hahn
8 reguliert in die Heizschlange L, die in einer Erweiterung o des Kanals b angeordnet
ist, und hierauf als Kondensat in eine Heizschlange M, die in einer Erweiterung
p des Rohres G angeordnet ist, hindurchdrückt. Hierbei wird der Troclinungsdampf,
den der Ventilator B über die Heizschlange L hinwegbewegt, über hitzt und die durch
G dem Zerstäuber zugefiihrte, einzudickende Flüssigkeit. durch die Heizschlange
Äl vorgewärmt. Dieser Vorgang dauert so lange, als der Kompressor K im Betrieb bleibt,
indem er kontinuierlich den im Trockendampf sich ansammelnden iiberschiissigen Dampf
ansaugt. Ein Hahn s gestattet den Übertritt des Dampfes aus L in M zu drosseln,
und ein Hahn 9 gestattet, die sich eventuell in der Schlange L ansammelnde Luft
ins Freie abzulassen, um den gewünschten Vakuumgrad in der Anlage aufrechtzuerhalterl.
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Bei richtigem Einstellen des Hahncs s genügt die so erhaltene Überhitzung
des zirkulierenden Trockendampfes durch die Heizschlange L nebst Vorwärmung der
einzudickenden Flüssigkeit durch die Heizschlange M, um die Einrichtung ohne große
Frischdampfzufuhr in Betrieb zu halten. Die erforderliche Frischdampfzufuhr kann
durch clas mit Hahn t versehene Rohr q, wie durch Pfeils 5 angegeben ist, aus e
zur Heizschlange L erfolgen, oder es kann zu diesem Zwecke durch Öffnen des Hahnes
v frischer
Heißdampf aus q einem in o eingesetzten, zwischen q und
dem L und M miteinander verbindenden Rohr w eingeschalteten, mit Kodenstopf ausgerüsteten
Zusatzheizkörper 7 zugeführt werde.
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Falls die in der Kammer A einzutrockende Flüssigkeit bei ihrem Eintrocknen
eine Säure oder andere den Kompressor K angreifende Substanz dem in Zirkulation
befindlichen Trockendampf abgeben sollte, so kann in den Kreislauf des Trockendampfes,
z. B. in den Kanal a oder in das Rohr, ein Glaswolle-oder Schlackenwollefilter eingeschaltet
werden, dessen Glas- bzw. Schlackenwolle mit einer Flüssigkeit berieselt wäre, welche
die Säure oder andere den Kompressor angreifende Substanz zurückzuhalten vermöchte.
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Anstatt sich in der Kammer in gleicher Richtung zu bewegen, könnten
der Trockendampf und der einzutrocknende Flüssigkeitsstaub sich in einander entgegengesetzten
Richtungen bewegen. Auch könnte der Hahn s durch einen Kondenstopf ersetzt werden.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Abb. 2 dargestellt.
Es hat sich nämlich herausgestellt, daß eine überaus günstige Ausnutzung der Energie
erzielt wird, wenn die einzutrocknende Flüssigkeit gleichzeitig an mehreren Stellen
des Trockendampfkreislaufs eingespritzt und zerstäubt wird und der Trockendampf
vor jeder Flüssigkeitseinspritz- und Zerstäubungsstelle mit vom Kompressor geliefertem,
verdichtetem und erhitztem Dampf überhitzt wird. Zur Verwirklichung dieser Ausführungsform
des Verfahrens genügt es, die vorbeschriebene Einrichtung in der Weise auszuführen,
daß sie mehrere Trockenkammern aufweist, die neben-, hinter- oder übereinander angeordnet
sein können, und daß der Trockendampfstrom dieselben nacheinander durchfließt und
vor jedem Eintritt in eine dieser Kammern über mindestens einen Heizkörper geleitet
wird, der mit vom Kompressor verdichtetem Dampf gespeist wird.
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Auf beiliegender Zeichnung (Abb. 2) ist beispielsweise schematisch
im Grundriß eine Einrichtung zur Darstellung gebracht, bei welcher vier Trockenkammern
nebeneinander angeordnet sind.
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Die Buchstaben bezeichnen Bestandteile, die zu demselben Zwecke dienen
wie diejenigen, die in der Zeichnung (Abb. I) mit denselben Bezugszeichen versehen
sind, jedoch mit dem Unterschiede, daß hier vier Kammern 21 vorhanden sind, die
je mit einem Zerstäuber 1) versehen sind, und die nacheinander vom Trockendampfstrom
durchströmt werden sollen. Ferner hat die Einrichtung ebensoviel Gruppen von Heizkörpern
L' als KammernA vorhanden sind, die untereinander durch den Filterraum C und den
Kanala, b, den Kanal a1, bt, den Kanal a2, b2 und den Kanal a3, b3 in Verbindung
stehen. In diesen Kanälen befindet sich jeweils die einer Kammer vorgeschaltete
Gruppe von Heizkörpern L. Letztere werden sämtlich durch die Röhre 10 mit vom Kompressor
K geliefertem, verdichtetem und erhitztem Dampf gespeist, während alle vier Zerstäuber
D vom Rohr G mit einzudampfender Flüssigkeit gespeist werden, die in P durch das
durch die Röhre ii der Schlange M aus L zugeführte Kondensat vorgewärmt wird.
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Der vom Ventilator B aus dem Filterraum durch den Kanal a, b angesaugte
Trockendampf, der vorher im Kanal a, b durch eine Gruppe von Heizkörpern L überhitzt
worden ist, wird vom Ventilator in die demselben gegenüberliegende Kammer gedrängt
und bewegt sich durch dieselbe im Gegenstrom zu der in diese Kammer durch den Zerstäuber
D eingespritzten Flüssigkeit; aus dieser ersten Kammer gelangt der Trockendampf
durch den Kanal at, bi, in welchem er neuerdings durch die darin befindliche Gruppe
von Heizkörpern L überhitzt wird, in die zweite Kammer A, in welcher er sich in
derselben Richtung bewegt, in welcher die Flüssigkeit durch den Zerstäuber D eingespritzt
wird; aus dieser zweiten Kammer gelangt der Trockendampf durch den Kanal a2, b2,
in welchem er wieder durch die darin befindliche Gruppe von Heizkörpern überhitzt
wird, in die dritte Kammer A, in welcher er sich nochmals im Gegenstrom zu der in
diese Kammer durch den darin befindlichen Zerstäuber D eingespritzten Flüssigkeit
bewegt, und schließlich gelangt er aus dieser dritten Kammer A durch den Kanal a3,
b3, in welchem er nochmals durch die darin befindliche Gruppe von Heizkörpern überhitzt
wird, in die vierte Kammer, um sich in derselben in der Richtung der Flüssigkeitseinspritzung
durch den Zerstäuber zu bewegen, um schließlich durch den Filterraum C wieder in
den Kanal a, b zu gelangen.
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In letzterem wird der von der Flüssigkeitsverdampfung in den verschiedenen
Kammern herriihrende, überschüssige Dampf durch den Kompressor Ev angesaugt, um
durch letzteren verdichtet zur Speisung der Heizkörper L verwendet zu werden.
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Dadurch, daß bei der beschriebenen Einrichtung der Trockendampf,
im Verlauf seiner Einwirkung auf die zu trocknende Flüssigkeit mehrmals nacheinander
überhitzt wird, wird bei gleichbleibender Fördermenge des Ventilators die maximale
Temperaturerhöhung der geförderten Dampfmenge um
die Anzahl der
Trockenkammen kleiner, so laß <1er Brüdendampf ebenfalls nicht so hoch durch
den Kompressor komprimiert zu werden hraucht, wodurch bei sich gleidibleiben der
Verdampfungsleistung eine Ersparnis an elektrischer Energie fiir den Betrieb des
Kompressors erzielt wird.
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Oder umgekehrt, bei einer gewissen Temperaturerhöhung des Trocknungsdampfes
ist bei n-Trockenkammern n-mal weniger Trokkendampf durch den Ventilator in Zirkulation
zu halten, und damit wird es möglich, bei sich gleichbleibender Verdampfungsleistung
eine Ersparnis an elektrischer Energie für den Betrieb des Ventilators zu erzielen.
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Die Zerstäubung bei den Zerstäubern kanu eventuell unter Anwendung
von Dampf erfolgen.