DE3819584C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung und Sichtung von zur Verfilzung neigenden Schüttgut­ gemischen, wie z.B. Torf oder mit Strohstaub und Schalen oder Steinchen verunreinigten Ölsaaten, deren Bestandteile sich im Wirbelbett in eine grobe Kornfraktion und eine feine mit Fasern vermischte Fraktion entmischen, wobei der Abzug der verschie­ denen Fraktionen über getrennte Austräge erfolgt.

Ferner betrifft die Erfindung einen Wirbelbetttrockner mit getrenntem, mit Durchlaufregeleinrichtungen versehenen Austrägen für das getrocknete Gut im Bereich des Wirbelbodens und der Oberkante des Wirbelbettes.

Bei bekannten Wirbelbetttrocknern für Schüttgutge­ mische der genannten Art, z.B. der aus der Deut­ schen Auslegeschrift 10 01 570 bekannten Wirbel­ schichtvorrichtung mit in vertikaler Richtung konstan­ tem Querschnitt nimmt die Strömungsgeschwindigkeit des Fluidisierungsmediums beim Durchströmen des Wirbelbettes von unten nach oben zu, da es eine in Strömungsrichtung zunehmende Menge von aus dem Schüttgut ausgetriebenen Wasserdampf durchströmt. Die fasrige Fraktion neigt dabei zur Knäuelbildung, wobei sich die Knäuel an der Oberseite der Wirbel­ schicht ansammeln und den Trockner mehr oder weniger verlegen. Dadurch wird die Trocknung des Schüttgut­ gemisches behindert. Außerdem wird die Zufuhr von noch unbehandeltem Schüttgut in das Wirbelbett durch die aufgeschwommenen Knäuel erschwert. Eine nennenswerte Sichtung des Schüttgutgemisches wird nicht erreicht.

Auch bei Wirbelbetttrocknern mit sich von unten nach oben erweiterndem Querschnitt, wie z.B. dem aus der Deutschen Offenlegungsschrift 32 33 959 bekannten Wirbelbettreaktor können die genannten Nachteile nicht zur Gänze behoben werden, da sich das eingetragene Schüttgutgemisch über dem gesamten Querschnitt des Wirbelbettes ausbreitet. Durch die punktförmig eintauchenden Heizflächen wird das Auskämmen der aufgeschwommenen Knäuel erschwert bzw. die Verfilzung im Bereich der Heizflächen gefördert, so daß ein zusätzlicher Nachteil gegenüber dem erstgenannten Vorhalt entsteht. Bei Schütt­ gutgemischen mit unterschiedlichen Kornfraktionen und Fasern wird auch hier keine hinreichende Sichtung als Voraussetzung zur Vermeidung der nachteiligen Verfilzung erzielt.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, im Wirbelbetttrockner eine Lockerung der Knäuel und eine Sichtung nach Fraktionen zu erzielen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs ge­ nannten Art nach dem Vorschlag der Erfindung dadurch gelöst, daß die Wärmezufuhr indirekt erfolgt, daß die Strömungsgeschwindigkeit des verwirbelnden Fluids während des Aufstiegs durch das Wirbelbett durch dessen Querschnittsvergrößerung reduziert und daß das verbleibende Schüttgutgemisch einer Umwälzung unterzogen wird, indem eine vertikale Abwärtsströmung des Schüttgutgemisches vom Eintrag in Richtung eines zentralen unteren Austrags erzeugt wird, die eine Ruhezone bildet, in der praktisch keine Verwirbelung stattfindet und daß die Verwirbe­ lung außerhalb dieser Strömung erfolgt, wodurch die Fasern aus dem Schüttgutgemisch ausgekämmt und nach oben zu einem peripheren Austrag gefördert werden.

Dieser Kämmeffekt kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung noch dadurch verbessert werden, daß zur Steuerung der Umwälzung das verwirbelnde Fluid unterhalb des Wirbelbodens in mehreren Zonen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit eingebracht wird. Dadurch ergibt sich eine Verstärkung der Verwirbelung außerhalb der Ruhezone, wodurch die feine Kornfraktion mit den Fasern verstärkt aus dem eingetragenen Schüttgutgemisch herausgelöst wird und in Richtung Austrag aufschwimmt, während die grobe Kornfraktion zwischen den Heizflächen dem Trocknungsprozeß unter­ worfen wird und nach unten abgezogen werden kann.

Dementsprechend ist nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung vorgesehen, daß die grobe Kornfraktion durch den zentralen Austrag am Wirbelboden und die darüberschwebende feine, mit Fasern vermischte Fraktion durch einen Überlauf aus dem Wirbelbett unabhängig voneinander entnommen werden. Durch diese Maßnahme wirkt der Wirbelbetttrockner in Art eines Sichters, durch welchen Güter unterschied­ lichen spezifischen Gewichts bzw. Auftriebs in unterschiedliche Schichten getrennt und abgezogen werden können.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ferner ein speziell ausgebildeter Wirbelbett­ trockner mit getrenntem, mit Durchlaufregeleinrich­ tungen versehenen Austrägen für das getrocknete Gut im Bereich des Wirbelbodens und der Oberkante des Wirbelbettes vorgeschlagen, wobei der Eintrag für das zu trocknende Gut quer zu dem das Wirbel­ bett heizenden Heizflächen angeordnet ist und wobei sich das Gehäuse des Wirbelbetttrockners von unten nach oben erweitert.

Nach weiteren zweckmäßigen Varianten kann das Gehäuse des Wirbelbetttrockners asymmetrisch sein; ferner können unterhalb des Wirbelbodens mehrere Verteil­ kammern für das verwirbelnde Fluid vorgesehen sein, aus deren jeweiligen Düsen das Fluidisierungsmedium mit unterschiedlicher Strömungsenergie ausströmt; zur Steuerung der Verwirbelung können im Wirbelbett schwenkbare Tauchwände vorgesehen sein.

Mit einem derartigen Wirbelbetttrockner wird erreicht, daß die Strömungsgeschwindigkeit des verwirbelnden Fluids während des Aufsteigens durch das Wirbelbett durch Querschnittsvergrößerung des Wirbelbetts verkleinert wird, wodurch die gewünschte Sichtung in eine grobe Kornfraktion und eine feine mit Fasergut vermischte Fraktion gefördert wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Wirbelbetttrockner besteht somit die Möglichkeit, nicht nur schwer trennbare zur Verfilzung neigende Schüttgutgemische zu trocknen, sondern diese auch zu sichten und dementsprechend in unterschiedlichen Mengen abzuziehen. Hierdurch wiederum können beide Fraktionen unterschiedlichen Trocknungszeiten unterworfen werden und es können deren Verweilzeiten gesteuert werden, z.B. derart, daß für eine Abfallfraktion möglichst wenig Trocknungs­ energie aufgewendet werden muß. Bei der Torftrocknung läßt sich dabei die Brikettierfähigkeit des getrockne­ ten Torfes verbessern, indem ein optimaler Fasergehalt in der zu brikettierenden Grundmasse eingestellt wird; die anfallende Abfallfraktion kann dabei einer sofortigen Verbrennung zur Deckung des Wärmebe­ darfs der Anlage zugeführt werden.

Bei der Verarbeitung von Ölsaaten besteht nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag die Möglichkeit, die Reinheit des auszupressenden Materials zu erhöhen und damit die Ölausbeute zu vergrößern.

Im folgenden wird ein Wirbelbetttrockner gemäß der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch einen Wirbelbetttrockner mit natürlicher Zirkulation,

Fig. 2 eine Variante der Fluideinspeisung zu Fig. 1 und

Fig. 3 eine Variante des Wirbelbettes nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Wirbelbetttrockner mit einem Trocknungsraum 1 dargestellt, in dessen Wirbelboden 4 ein zentraler Austrag 2 mit einer Durchlaufregelein­ richtung 10′ angeordnet ist. Durch diesen Austrag wird die abgesunkene Fraktion des Schüttgutgemisches aus dem Trocknungsraum entfernt. Der Trockner besitzt ferner einen zweiten Austrag 3, der am Rand des Trocknungsraums 1 angeordnet und der an der Oberkante 5 des Wirbelbettes 6 angeschlossen ist und ebenfalls Durchlaufregeleinrichtungen 10 aufweist, die ent­ sprechend der anders gearteten Zusammensetzung der hier auszutragenden Fraktion konstruktiv von der Durchlaufeinrichtung 10′ des zentralen Austrags 2 abweichen können. Tatsächlich wird durch letztere die spezifisch schwerere grobe Kornfraktion bzw. das weniger leicht fluidisierbare Trocknungsgut ausgetragen, während durch den zweiten Austrag 3 das spezifisch leichtere, aber zum Verfilzen und zur Knäuelbildung neigende Gut aus dem Trocknungs­ raum entfernt wird. Durch Steuerung des Rückstaues der einzelnen Fraktionen läßt sich die Konzentration der einzelnen Fraktionen beeinflussen, so daß durch eine entsprechende Durchlaufregelung unter Abführung des überschüssigen Materials (nicht gezeichnet) im gemeinsamen Austrag 19 das Mischungsverhältnis der einzelnen Fraktionen praktisch beliebig eingestellt werden kann. Dies ist z.B. besonders vorteilhaft, wenn das getrocknete Gut anschließend einer Briket­ tiereinrichtung zugeführt wird, wobei das Mischungsver­ hältnis auf eine optimale Brikettierfähigkeit einstell­ bar ist. Das zu trocknende Gut wird über den Eintrag 7 in den Trockner von oben eingebracht, wobei die Einbringungsstelle durch Tauchwände 8 abgegrenzt ist. Die Tauchwände 8 sind höhenverstellbar angeordnet, so daß ihre Eintauchtiefe variiert werden kann. Die Tauchwände 8 bilden eine zentrale Rinne, die sich über die ganze Länge des Trockners hinzieht und die oberhalb des zentralen Austrages 2 angeordnet ist. Da in diesem Bereich keine Düsen im Wirbelboden 4 vorgesehen sind, stellt sich hier eine vertikale Abwärtsströmung ein, mit der das zu trocknende Gut nach unten absinkt und in den verengten Teil des Wirbelbettes gelangt, wo die Wirbelströmung verstärkt ist, sodaß in der vertikalen Abwärtsströmung das Gut aufgelockert bzw. gekämmt wird und die Fasern von den groben Körnchen getrennt werden. Zur Steuerung dieser Zirkulationsbewegung sind schwenkbare Tauchwände 11 vorgesehen, deren Drehpunkt etwa im oberen Bereich der Heizflächen 12 vorgesehen ist und die vorzugsweise symmetrisch zum zentralen Austrag 2 bzw. zum Eintrag 7 angeordnet sind. Die feine mit Fasern vermischte Fraktion strömt im wesentlichen nach oben zum peripheren Austrag 3, während sich die grobe Kornfraktion im unteren Teil des Wirbelbetttrockners befindet, und nach Erreichung der optimalen Behandlungszeit durch den zentralen Austrag 2 abgezogen wird. Die Beheizung des Wirbelbettes 6 erfolgt über die parallel zur Zeichnungsebene angeordneten Heizflächen 12, die über die Heizdampfzuführung 13 mit kondensierendem Dampf beaufschlagt werden. Der entstehende Sattdampf wird über die Abdampfleitung 14 gesammelt abgeführt. Das entstehende Kondensat wird über den Abfluß 15 abgeführt.

Das Fluidisierungsmedium wird über die Zuführungs­ leitung 17 zu der Verteilkammer 9 unterhalb des Wirbelbodens 4 gebracht. Es durchdringt den Wirbel­ boden 4 über die Düsen 20, die eventuell wie bei einem Glockenboden zwecks Vermeidung von Verstopfungen abgedichtet sein können. Das Fluidisierungsmedium kann Luft oder auch Heizdampf sein, der, wenn über­ haupt, nur einen geringen Teil der für den Wirbel­ betttrockner notwendigen Heizenergie in das Wirbelbett einbringt. Die Hauptenergiemenge wird durch die bereits erwähnten Heizflächen 12 eingebracht. Das Fluidisierungsmedium durchmischt sich während seiner Bewegung nach oben mit dem aus dem zu trocknenden Gut ausgetriebenen Dampf und wird über den Brüden­ abzug 16 aus dem Trockner abgeführt bzw. einer nicht dargestellten Kondensationseinrichtung zuge­ führt.

Zur Verstärkung der Wirbelbildung im Wirbelbett können, wie in Fig. 2 dargestellt, die Verteilkammern 9 und 9′ für das Fluidisierungsmedium mit unter­ schiedlichem Druck eingespeist werden, wofür in der Zuführungsleitung 17 für die innere Verteil­ kammer 9′ eine Drosselstelle 18 angeordnet ist, so daß durch die Düsen 20′ der inneren Verteilkammer 9′ das Fluidisierungsmedium mit geringerer Strömungs­ energie als durch die peripher angeordneten Düsen 20 der äußeren Verteilkammer 9 strömt. Dieses Hilfs­ mittel kann zusammen oder auch anstelle der schwenk­ baren Tauchwände 11 zur Unterstützung der natürlichen Zirkulation gemäß Fig. 1 angewendet werden, mit dem Ziel, die Trennschärfe der Sichtung der einzelnen Fraktionen zu verbessern.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Wirbelbetttrockners liegt in dessen Sichtwirkung, die z.B. so geregelt werden kann, daß einzelne Fraktionen eine kürzere Verweilzeit im Trockner aufweisen, so daß unter Umständen eine Energieerspar­ nis bzw. Optimierung der Aufenthaltsdauer der einzel­ nen Fraktionen erreicht wird. Diese ist besonders wichtig bei der Trocknung empfindlicher Güter, wo nur geringe Übertemperaturen beim Trocknen auf­ treten dürfen.

In Fig. 3 ist ein Wirbelbetttrockner in unsymmetrischer Form im Aufriß dargestellt, wobei auf der Seite des Eintrages 7 eine vertikale Wand angeordnet ist, die die seitliche Ausbreitung der Fluidisierungs­ blasen im Wirbelbett behindert, so daß der Auftrieb im Wirbelbett an der Seite des Eintrages 7 relativ groß ist, wodurch das eingetragene Material in Richtung zur Tauchwand 8 abgelenkt und einer Durch­ kämmung zugeführt wird, die der Knäuelbildung ent­ gegenwirkt. Bei dieser Querbewegung kommt das einge­ tragene Gut auch über die Stelle des Austrages hinweg, wo praktisch keine Fluidisierung erfolgt, so daß der Auftrieb im Wirbelbett gering ist und relativ schwere Bestandteile in den Austrag 2 absinken können. Das leichtere Gut taucht unter den Tauchwänden 8 unter und strömt in Richtung eines Überlaufwehres zum zweiten Austrag 3, der in diesem Fall als Überlauf ausgebildet ist. Oberhalb des Wirbelbettes sammeln sich die Brüden, die schließlich gemäß Pfeil 16 seitlich abgezogen werden. An der der vertikalen Wand 21 gegenüberliegenden schrägen Wand 22 herrscht ebenfalls praktisch kein Auftrieb, so daß das Wirbel­ bett an dieser Stelle zusammensackt und eine Art Ausgleichsströmung nach unten bewirkt, wobei das Gut in wirbelreichere Zonen gerät und dort durch Auftriebswirkung praktisch emporgeschleudert wird. Dabei erfolgt im Wirbelbett eine Art Waschung, im Sinne einer Trennung in spezifisch schwerere und spezifisch leichtere Fraktionen, wobei eine faserhaltige Fraktion von einer nichtfaserhaltigen getrennt wird. Auch in diesem Fall kann, wie in Fig. 2 dargestellt, der Wirbelboden mit Verteilkammer 9, 9′ unterschiedlichen Drucks beaufschlagt werden, um die oben beschriebene Zirkulation zu verstärken oder abzuschwächen, so daß im Austrag 2 die gewünschte Mischung bzw. Reinheit des getrockneten Gutes erreicht wird.

Claims (7)

1. Verfahren zur Trocknung und Sichtung von zur Verfilzung neigenden Schüttgutgemischen, wie z.B. Torf oder mit Strohstaub und Schalen oder Steinchen verunreinigten Ölsaaten, deren Bestand­ teile sich im Wirbelbett in eine grobe Kornfraktion und eine feine mit Fasern vermischte Fraktion entmischen, wobei der Abzug der verschiedenen Fraktionen über getrennte Austräge erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezufuhr indirekt erfolgt, daß die Strömungsgeschwindigkeit des verwirbelnden Fluids während des Aufstieges durch das Wirbelbett durch dessen Querschnittsvergrößerung reduziert und daß das verbleibende Schüttgutgemisch einer Umwälzung unterzogen wird, indem eine vertikale Abwärtsströmung des Schüttgutgemisches vom Eintrag in Richtung eines zentralen unteren Austrages erzeugt wird, die eine Ruhezone bildet, in der praktisch keine Verwirbelung stattfindet und daß die Verwirbelung außerhalb dieser Strömung erfolgt, wodurch die Fasern aus dem Schüttgutgemisch ausgekämmt und nach oben zu einem peripheren Austrag gefördert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung oder Umwälzung das verwirbelnde Fluid unterhalb des Wirbelbodens (4) in mehreren Zonen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit eingebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die grobe Kornfraktion durch den zentralen Austrag (2) am Wirbelboden (4) und die darüber schwebende feine mit Fasern vermischte Fraktion durch einen Überlauf (5) aus dem Wirbelbett (6) unabhängig voneinander entnommen werden.

4. Wirbelbetttrockner mit getrennten, mit Durchlauf­ regeleinrichtungen (10, 10′) versehenen Austrägen (2, 3) für das getrocknete Gut im Bereich des Wirbelbodens (4) und der Oberkante (5) des Wirbel­ bettes (6), dadurch gekennzeichnet,
daß im Wirbelbett Heizflächen (12) in vertikalen Ebenen quer zur Eintragsrichtung angeordnet sind, sich das Gehäuse des Wirbelbetttrockners von unten nach oben erweitert und oberhalb der Heizflächen (12) quer dazu Tauchwände (8) angeordnet sind, die das eingetragene Schüttgutgemisch von der auszutragenden feinen, mit Fasern vermisch­ ten Fraktion trennen,
daß der Eintrag (7) für das zu trocknende Gut quer zu den das Wirbelbett heizenden Heizflächen angeordnet ist und daß das Gehäuse des Wirbelbett­ trockners sich von unten nach oben erweitert.

5. Wirbelbetttrockner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse asymmetrisch ist.

6. Wirbelbetttrockner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Wirbelbodens (4) mehrere Verteil­ kammern (9, 9′) für das verwirbelnde Fluid vorge­ sehen sind.

7. Wirbelbetttrockner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Wirbelbett (6) schwenkbare Tauchwände (11) vorgesehen sind.