DE4008903A1 - METHOD AND DEVICE FOR DRYING DAMP MATERIALS IN A FLUIDIZED BED - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR DRYING DAMP MATERIALS IN A FLUIDIZED BED

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DE4008903A1
DE4008903A1 DE19904008903 DE4008903A DE4008903A1 DE 4008903 A1 DE4008903 A1 DE 4008903A1 DE 19904008903 DE19904008903 DE 19904008903 DE 4008903 A DE4008903 A DE 4008903A DE 4008903 A1 DE4008903 A1 DE 4008903A1
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bed chamber
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wall
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Helmut Maetzig
Joerg Peters
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F26B3/06—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried
    • F26B3/08—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried so as to loosen them, e.g. to form a fluidised bed
    • F26B3/084—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried so as to loosen them, e.g. to form a fluidised bed with heat exchange taking place in the fluidised bed, e.g. combined direct and indirect heat exchange
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B23/00—Heating arrangements
    • F26B23/10—Heating arrangements using tubes or passages containing heated fluids, e.g. acting as radiative elements; Closed-loop systems

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor­ richtung zum Trocknen von feuchten Materialien in einer Wirbelschicht, wobei die Trocknung durch indirekte Wärme­ übertragung von einem in einer Wirbelkammer angeordnetem Heizsystem auf die Materialien erfolgt.The invention relates to a method and a front Direction for drying moist materials in one Fluidized bed, drying by indirect heat transmission from one arranged in a swirl chamber Heating system is done on the materials.

Es ist bekannt, daß beim Trocknen von feuchten Materialien in einer Wirbelschicht durch indirekte Wärmeübertragung von einem in der Wirbelkammer angeordnetem Heizsystem, das in den meisten Fällen aus einem Rohrbündel oder Platten besteht, auf die Materialien vom Heizsystem nicht nur die Funktion der Wärmeübertragung übernommen wird, sondern vom Heizsystem auch die Gasblasenbildung in der Wirbelschicht beeinflußt wird. Da ferner das Heizsystem höhere Tempera­ turen aufweist als die Wandung der Wirbelschichtkammer, mußten bisher besondere Maßnahmen getroffen werden, um zu einem Dehnungsausgleich zwischen dem Heizsystem und der Wandung der Wirbelkammer zu gelangen. It is known that when drying wet materials in a fluidized bed through indirect heat transfer from a heating system arranged in the swirl chamber, the in most cases from a tube bundle or plates insists on materials from the heating system not just the Function of heat transfer is taken over, but by Heating system also gas bubbles in the fluidized bed being affected. Furthermore, since the heating system has higher tempera features than the wall of the fluidized bed chamber, So far, special measures had to be taken to an expansion compensation between the heating system and the Wall of the vortex chamber.  

Ferner ist bei bekannten Wirbelschichtsystemen von Nach­ teil, daß entweder ein Dehnungsausgleich, ausgebildet zwi­ schen dem Heizsystem und der Gehäusewandung, vorgesehen ist, dessen Funktion durch eindringenden Staub beeinträch­ tigt wird, oder daß bei Verzicht auf einen Dehnungsaus­ gleich Störungen bzw. Beeinträchtigungen auf die Ausbil­ dung der Wirbelschicht durch sich kreuzende Heizelemente, oder Toträume, Dampfverteiler oder Kondensatsammler auf­ treten, die sich wiederum sehr nachteilig auf die Wärme­ übertragung vom Heizsystem auf die Materialien auswirken können.Furthermore, in known fluidized bed systems from Nach part that either an expansion compensation, formed between between the heating system and the housing wall whose function is impaired by the ingress of dust is taken, or that in the absence of an expansion equal disturbances or impairments on the training formation of the fluidized bed by intersecting heating elements, or dead spaces, steam distributors or condensate collectors occur, which in turn is very detrimental to the heat transfer from the heating system to the materials can.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine geeignete Vorrichtung zum Trocknen von feuchten Materialien in einer Wirbelschicht zu schaffen, durch die die vorhin erwähnten Nachteile beseitigt werden.The object of the invention is a method and a suitable device for drying moist To create materials in a fluidized bed through which the drawbacks mentioned above are eliminated.

Gemäß dem Verfahren der Erfindung wird diese Aufgabe da­ durch gelöst, daß die Wandung der Wirbelschichtkammer auf dieselbe Temperatur aufgeheizt wird wie das Heizsystem in der Wirbelschichtkammer. Auf diese Weise werden sehr vor­ teilhaft Dehnungsunterschiede zwischen dem Heizsystem und der Wandung der Wirbelschichtkammer vermieden, so daß be­ sondere Ausdehnungs- und Dichtelemente zwischen dem Heiz­ system und der Wandung der Wirbelschichtkammer entfallen können. Ein weiterer und besonderer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß dadurch, daß die Wandung der Wirbelschichtkammer auf dieselbe Temperatur aufgeheizt wird wie das Heizsystem in der Wirbelschicht­ kammer, eine allseitige, gleichmäßige und optimale Wärme­ übertragung auf die gesamten jeweils in der Wirbelschicht­ kammer befindlichen Materialien erreicht wird, wodurch unter anderem eine wesentliche Steigerung der Durchsatz­ leistung bei sonst gleichen Abmessungen der Wirbelschicht­ kammer ermöglicht wird.According to the method of the invention, this object is achieved solved by that on the wall of the fluidized bed chamber the same temperature is heated as the heating system in the fluidized bed chamber. This way, be very forward partial differences in elongation between the heating system and the wall of the fluidized bed chamber avoided, so that be special expansion and sealing elements between the heating system and the wall of the fluidized bed chamber are eliminated can. Another and special advantage of the process according to the invention is that in that the Wall of the fluidized bed chamber at the same temperature is heated up like the heating system in the fluidized bed chamber, an all-round, even and optimal warmth transfer to the whole in each case in the fluidized bed chamber materials is achieved, whereby  among other things, a significant increase in throughput Performance with otherwise the same dimensions of the fluidized bed chamber is made possible.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird die Wan­ dung der Wirbelschichtkammer mit denselben Heizmedien be­ schickt wie das Heizsystem in der Wirbelschichtkammer. Auf diese Weise wird eine Vereinfachung der Heizmedienzufuhr in das Heizsystem und in die Wandung der Wirbelschichtkam­ mer erreicht.In an advantageous development of the invention, the tub of the fluidized bed chamber with the same heating media sends like the heating system in the fluidized bed chamber. On this will simplify the heating media supply into the heating system and into the wall of the fluidized bed always reached.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung. Es zeigtFurther details, features and advantages of the invention result from the following explanation of an in the drawing schematically illustrated device for Implementation of the method according to the invention. It shows

Fig. 1 eine Wirbelschichtkammer im Längsschnitt gemäß der Erfindung; Figure 1 shows a fluidized bed chamber in longitudinal section according to the invention.

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie AB in Fig. 1; Figure 2 is a section along the line AB in Fig. 1.

Fig. 3 eine weitere Ausgestaltung der Wandungen der Wirbelschichtkammer gemäß der Erfindung in Draufsicht. Fig. 3 shows a further embodiment of the walls of the fluidized bed chamber according to the invention in plan view.

Wie Fig. 1 zeigt, besteht die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung aus einer im wesentli­ chen vertikal verlaufenden, im Querschnitt rechteckig aus­ gebildeten Wirbelschichtkammer (1) mit einer zentralen Gutaufgabe (2) von oben und einer Fluidisierungszuleitung (3) von unten sowie mit Austrägen (4 und 5) für die ge­ trockneten Feststoffe und die Brüden. Am Gehäuse der Wir­ belschichtkammer können auch noch weitere, an sich bekann­ te, in der Zeichnung nicht näher dargestellte Austräge für die Feststoffe angeordnet sein. Die seitlichen Wandungen (6 und 7) der Wirbelschichtkammer (1) gemäß der Erfindung bestehen - wie insbesondere Fig. 2 zeigt - aus mehreren mit geringem Abstand voneinander angeordneten, senkrecht verlaufenden Rohren (8 und 9), die über quer durch die Wirbelschichtkammer verlaufende Verbindungsrohre (10) un­ tereinander in offener Verbindung stehen, während die rückwärtige Wandung (11) und die in der Zeichnung nicht näher dargestellte vordere Wandung aus mehreren, ebenfalls mit gleichem Abstand voneinander angeordneten, aber hori­ zontal verlaufenden Rohren (12) bestehen, die ebenfalls mit den übrigen Rohren über eine Sammelleitung (15) in offener Verbindung stehen. Sowohl die vertikal verlaufen­ den Rohre (8 und 9) in den Wandungen (6 und 7) als auch die horizontal verlaufend angeordneten Rohre (12) in der rückwärtigen Wandung (11) und der vorderen Wandung, sind durch stegartige Querwände (13 und 14 gestrichelt angedeu­ tet) miteinander verbunden und bilden sogenannte Rohrmem­ branwandungen, während die querverlaufenden Verbindungs­ rohre (10) das Heizsystem in der Wirbelschichtkammer dar­ stellen. Dadurch, daß die Rohre (8, 9, 12) der Wirbel­ schichtkammerwandungen (6, 7, 11) über die Sammelleitung (15) in offener Verbindung mit den quer dazu verlaufenden Verbindungsrohren (10) stehen, können sehr vorteilhaft die Wandungen der Wirbelschichtkammer und das aus den Verbin­ dungsrohren (10) bestehende Heizsystem der Wirbelschicht­ kammer mit denselben Heizmedien zur indirekten Wärmeüber­ tragung auf die zu trocknenden Materialien beschickt wer­ den. Die Beschickung der die Wandungen der Wirbelschicht­ kammer bildenden Rohre und die Rohre des Heizsystems mit den Heizmedien erfolgt über die auf der linken Seite in der Wandung (6) der Wirbelschichtkammer angeordnete Sam­ melleitung (15), und der Abzug der Heizmedien aus der Wir­ belschichtkammer und den Rohren (8, 9, 10, 12) erfolgt auf der rechten Seite unten über eine Sammelleitung (16).As shown in Fig. 1, the device for performing the method according to the invention consists of a substantially vertically extending, rectangular in cross-section formed from fluidized bed chamber ( 1 ) with a central task ( 2 ) from above and a fluidization line ( 3 ) from below and with discharges ( 4 and 5 ) for the dried solids and the vapors. On the housing of the Belbelkammer We can also be arranged, known per se te, not shown in the drawing discharge for the solids. The side walls ( 6 and 7 ) of the fluidized bed chamber ( 1 ) according to the invention - as shown in particular in FIG. 2 - consist of a plurality of vertically extending tubes ( 8 and 9 ) which are arranged at a short distance from one another and which are connected by connecting pipes running transversely through the fluidized bed chamber (10) un behind the other in open communication stand, while the rear wall (11) and the not illustrated in the drawing, front wall comprising a plurality, also spaced at the same distance, but there are hori zontally extending pipes (12), which also with the other pipes are in an open connection via a manifold ( 15 ). Both the vertically extending tubes ( 8 and 9 ) in the walls ( 6 and 7 ) and the horizontally extending tubes ( 12 ) in the rear wall ( 11 ) and the front wall are dashed by web-like transverse walls ( 13 and 14) indicated) connected with each other and form so-called Rohrmem branwandungen, while the transverse connecting pipes ( 10 ) represent the heating system in the fluidized bed chamber. The fact that the tubes ( 8, 9, 12 ) of the fluidized bed chamber walls ( 6, 7, 11 ) via the manifold ( 15 ) are in open connection with the transverse connecting pipes ( 10 ), the walls of the fluidized bed chamber and can be very advantageous the heating system of the fluidized bed chamber consisting of the connecting pipes ( 10 ) is charged with the same heating media for indirect heat transfer to the materials to be dried. The loading of the walls of the fluidized bed chamber forming tubes and the tubes of the heating system with the heating media takes place via the collecting line ( 15 ) arranged on the left side in the wall ( 6 ) of the fluidized bed chamber, and the removal of the heating media from the fluidized bed chamber and the pipes ( 8, 9, 10, 12 ) are on the right-hand side below via a manifold ( 16 ).

Dadurch, daß gemäß der Erfindung die Wandung der Wirbel­ schichtkammer mit denselben Wärmeübertragungselementen auf dieselbe Temperatur aufgeheizt wird wie das Heizsystem in der Wirbelschichtkammer, können jegliche Dehnungsaus­ gleichselemente zwischen dem Heizmantel der Wirbelschicht­ kammer und dem Heizsystem entfallen.Characterized in that according to the invention the wall of the vertebrae Layer chamber with the same heat transfer elements the same temperature is heated as the heating system in the fluidized bed chamber, any expansion can occur equal elements between the heating jacket of the fluidized bed chamber and the heating system are eliminated.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß ausgebildeten Wirbelschichtkammer besteht darin, daß das gesamte Materi­ alvolumen der Wirbelschicht gleichmäßig mit den Wärmeträ­ gerelementen (Verbindungsrohre 10) durchsetzt ist, wodurch Toträume oder sonstige störende Einwirkungen auf die Wir­ belschicht völlig ausgeschaltet werden. Weiterhin wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Wirbel­ schichtkammer eine erhebliche Vergrößerung der Wärmeüber­ tragungsfläche auf die zu trocknenden Materialien er­ reicht, wodurch bei hoher Durchsatzleistung an Bauvolumen und Energie zum Trocknen der feuchten Materialien in der Wirbelschicht eingespart werden können. Im übrigen kann - wie in Fig. 2 angedeutet - die Wandung der Wirbelschicht­ kammer auch sehr vorteilhaft aus mehreren einzelnen Seg­ menten (17 und 18) - aus sogenannten Modulen - zusammenge­ setzt sein, die geringere Herstellungskosten mit sich bringen und die im Falle eines Defekts sehr leicht auszu­ wechseln sind.Another advantage of the fluidized bed chamber designed according to the invention is that the entire material volume of the fluidized bed is uniformly interspersed with the heating elements (connecting pipes 10 ), whereby dead spaces or other disruptive influences on the fluid bed are completely eliminated. Furthermore, by the inventive design of the fluidized bed chamber, a considerable increase in the heat transfer area to the materials to be dried, it is sufficient, which can be saved at high throughput in terms of volume and energy for drying the moist materials in the fluidized bed. Incidentally, - as indicated in Fig. 2 - the wall of the fluidized bed chamber also very advantageously from several individual segments ( 17 and 18 ) - from so-called modules - put together, the lower manufacturing costs entail and in the event of a defect are very easy to replace.

Wie ferner Fig. 3 zeigt, kann es ggf. auch zweckmäßig sein, die in der Zeichnung dargestellten, senkrecht ver­ laufenden Rohre (19, 20), die die Seitenwandungen der Wir­ belschichtkammer bilden, direkt aneinanderliegend anzuord­ nen, und die quer dazu durch die Wirbelschichtkammer ver­ laufenden Verbindungsrohre (21) mit geringeren Rohrdurch­ messern auszubilden, um den Heizmediendurchsatz zu erhöhen und/oder die Druckverluste zu verringern.As further shown in Fig. 3, it may also be appropriate, the illustrated in the drawing, ver vertical tubes ( 19, 20 ), which form the side walls of the We belschichtkammer, directly adjacent to each other, and the transversely through the Fluid bed chamber ver running connecting pipes ( 21 ) with smaller pipe diameters to increase the heating medium throughput and / or reduce the pressure losses.

Abweichend von der in der Zeichnung dargestellten Vorrich­ tung können die Wandungen der Wirbelschichtkammer und das in der Wirbelschichtkammer befindliche Heizsystem ggf. auch vorteilhaft getrennt voneinander angeordnet und ge­ trennt voneinander mit gleichen oder auch unterschiedli­ chen Heizmedien beschickt werden. Wesentlich auch hierbei ist jedoch, daß die Wandungen der Wirbelschichtkammer auf dieselbe Temperatur aufgeheizt werden wie das Heizystem in der Wirbelschichtkammer.Deviating from the Vorrich shown in the drawing tion can the walls of the fluidized bed chamber and that heating system located in the fluidized bed chamber also advantageously arranged separately and ge separates from each other with the same or different heating media. Essential here too is, however, that the walls of the fluidized bed chamber on the same temperature as the heating system in the fluidized bed chamber.

Claims (5)

1. Verfahren zum Trocknen von feuchten Materialien in einer Wirbelschicht, wobei die Trocknung durch indi­ rekte Wärmeübertragung von einem in einer Wirbel­ schichtkammer angeordneten Heizsystem auf die Materi­ alien erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wan­ dung der Wirbelschichtkammer auf dieselbe Temperatur aufgeheizt wird wie das Heizsystem in der Wirbel­ schichtkammer.1. A method for drying moist materials in a fluidized bed, the drying by indirect heat transfer from a arranged in a fluidized bed chamber heating system to the materi alien, characterized in that the wall of the fluidized bed chamber is heated to the same temperature as the heating system in the fluidized bed chamber. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung der Wirbelschichtkammer mit denselben Heizmedien beschickt wird wie das Heizsystem in der Wirbelschichtkammer.2. The method according to claim 1, characterized in that that the wall of the fluidized bed chamber with the same Heating media is fed like the heating system in the Fluidized bed chamber. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen vertikal verlaufende Wirbelschichtkammer (1) mit einem darin angeordneten Heizsystem (10, 21) und zentraler Gutaufgabe (2) von oben und Fluidisie­ rungszuleitung (3) von unten sowie mit Austrägen (4, 5) für die getrockneten Feststoffe und die Brüden, und wobei die Wandung (6, 7, 11) der Wirbelschicht­ kammer (1) als Heizmantel ausgebildet ist.3. Device for performing the method according to claims 1 and 2, characterized by a substantially vertically extending fluidized bed chamber ( 1 ) with a heating system ( 10, 21 ) arranged therein and central feed ( 2 ) from above and fluidization supply line ( 3 ) from below and with discharges ( 4, 5 ) for the dried solids and the vapors, and wherein the wall ( 6, 7, 11 ) of the fluidized bed chamber ( 1 ) is designed as a heating jacket. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizmantel der Wirbelschichtkammer (1) aus einer Rohrmembranwandung besteht. 4. The device according to claim 3, characterized in that the heating jacket of the fluidized bed chamber ( 1 ) consists of a tubular membrane wall. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wirbelschichtkammer (1) aus mehreren einzelnen Segmenten (17, 18) besteht.5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the fluidized bed chamber ( 1 ) consists of several individual segments ( 17, 18 ).
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