DE4017806A1 - Verfahren und anlage zur kontinuierlichen trocknung von holzspaenen, holzfasern oder anderen schuettguetern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur kontinuierlichen Trocknung von Holzspänen, Holzfasern oder anderen Schüttgütern, bei dem die Wärme von in einer Brennkammer erzeugten Rauchgasen in einem mit dem zu trocknenden Gut be­ schickten Trockner ausgenutzt wird.

Es ist dabei üblich, die Rauchgase unmittelbar in den Trockner einzuleiten.

Bei der Trocknung von Holzspänen, Holzfasern oder ande­ ren Schüttgütern werden organische Schadstoffe freigesetzt, die neben den in den Rauchgasen und Brüden enthaltenen Feinstäuben eine Belastung der Umwelt darstellen. Die den Trockner verlassen­ den Abgase müssen deshalb vor ihrer Einleitung in die Atmosphäre gereinigt werden. Dies geschieht durch Entstaubung und erforder­ lichenfalls durch weitere, nachgeschaltete Reinigungsverfahren, wie z. B. Naßentstaubung, Elektrofilter, Tuchfilter, Kiesbettfil­ ter, Spänebettfilter und thermische Nachverbrennung. Mit derarti­ gen Reinigungsverfahren lassen sich zwar die Emissionen verrin­ gern, aber hierzu sind hohe Investitions- und Betriebskosten erforderlich.

In der DE-OS 24 61 415 ist eine Trocknungsanlage mit einem direkt durch Rauchgase beheizten Trockner offenbart, wobei die Rauchgase in einer dem Trockner vorgeschalteten Brennkammer erzeugt werden. Das den Trockner verlassende, mit Schadstoffen belastete Gemisch aus Rauchgasen und Brüden wird mittels Zyklon­ entstaubung gereinigt und anschließend in zwei Teilströme aufge­ teilt. Der eine Teilstrom wird zur Brennkammer zurückgeführt und dort zur Verbrennung der Schadstoffe in die heißeste Zone einge­ düst, so daß eine intensive Durchmischung mit den Rauchgasen stattfindet, die dann wieder dem Trockner zugeführt werden. Der andere Teilstrom wird über eine Abgasleitung in die Atmosphäre abgegeben.

Dieses Verfahren hat den Vorteil einer verringerten Abgasmenge, wodurch weniger Schadstoffe die Anlage verlassen, kommt aber, mit Rücksicht auf die gesetzlichen Vorschriften zur Emissionsbegrenzung, auch nicht ohne die oben beschriebenen, zu­ sätzlichen Reinigungsverfahren aus.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, wodurch die bisher erforderlichen, zusätzlichen Reinigungsverfahren in Wegfall kommen und dennoch geringere Schadstoff-Emissions-Grenzwerte als die bisher vorgeschriebenen eingehalten werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach der Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst.

Demnach werden die den Trockner verlassenden, schad­ stoffbelasteten aber rauchgasfreien Brüden im Kreislauf zum Trockner zurückgeführt und als Trockenmittel zur direkten Behei­ zung des Trockners verwendet. Den dazu erforderlichen Wärmeinhalt erhalten sie durch indirekte Beheizung vor Eintritt in den Trock­ ner. Beheizt wird mit Rauchgasen, die in einer Brennkammer er­ zeugt werden.

Diese Brennkammer stellt gleichzeitig die "Schleuse" für einen Brüden-Teilstrom dar, der aufgrund der im Kreislauf einzuhaltenden Massenbilanz aus diesem abgeführt werden muß, d. h., Schadstoffe können den Kreislauf nur über die Brennkammer verlassen. Dort werden sie verbrannt und liefern auf diese Weise einen Teil der zur Aufheizung des Kreislaufs erforderlichen Ener­ gie.

Durch diese Lösung gelingt es, ohne die sonst erforder­ lichen zusätzlichen Reinigungsverfahren, die in die Atmosphäre abgegebenen Emissionen sowohl von festen als auch von gasförmigen bzw. kondensierten organischen Schadstoffen unter den Grenzwerten der gesetzlichen Vorschriften zu halten. Die zusätzlichen Inve­ stitionskosten für die indirekte Beheizung des Kreislaufs sind aufgrund des bislang unerreichten Gesamtreinigungs-Effektes kurz­ fristig amortisierbar. Zudem werden diese Kosten durch Einsparun­ gen infolge vergleichsweise kleiner dimensionierter Anlagenteile, wie Trockner, Abscheider, Ventilator, Filtervorrichtung und Kamin nahezu kompensiert.

In vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens wird der Brüden-Teilstrom vor der indirekten Beheizung aus dem Kreislauf abgezweigt. Dadurch wird die aufzuheizende Brüdenmenge verringert und gleichzeitig zusätzlich zu den zur Erzeugung der Rauchgase eingesetzten Primärbrennstoffen ein weiterer Energieträger zur Verfügung gestellt.

Sollte das Einmischen des relativ kühlen Brüden-Teil­ stroms in die heiße Brennkammer Schwierigkeiten bereiten, kann ein weiterer Brüden-Teilstrom nach der indirekten Aufheizung des Kreislaufs von diesem abgezweigt und in die Brennkammer eingelei­ tet werden. Da dieser Brüden-Teilstrom aufgeheizt ist, läßt er sich effektiver mit den Rauchgasen vermischen. In diesem Falle wird aufgrund der im Kreislauf einzuhaltenden Massenbilanz der erste Brüden-Teilstrom um das Volumen des zweiten Brüden-Teil­ stroms verringert.

Andere vorteilhafte Merkmale der Erfindung gehen aus den weiteren Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbei­ spiel näher erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt ein Prin­ zip-Schaltbild einer Anlage zur kontinuierlichen Trocknung von Holzspänen, Holzfasern oder dergl.

In dieser Anlage sind ein Trockner 8, ein Abscheider 10, ein Ventilator 11, ein oder mehrere Zyklone 12 und ein reku­ perativer Wärmeaustauscher 7 über Rohrleitungen in einem Kreis­ lauf zusammengeschaltet. Durch konstruktive Maßnahmen wird dafür Sorge getragen, daß die Leckage in diesem Kreislauf gering ist.

Des weiteren weist die Anlage eine Brennkammer 1 mit einem Brenner 2 auf, die rauchgasseitig mit dem Wärmeaustauscher 7 verbunden, aber nicht Bestandteil des Kreislaufes ist. Zum Brenner 2 führen Versorgungsleitungen für Luft 3, Leichtöl oder Gas 4 und Holzstaub 5. Die Brennstoffe können einzeln oder in be­ liebiger Mischung verbrannt werden.

Das zu trocknende Gut wird zwischen Wärmeaustauscher 7 und Trockner 8 über eine nicht dargestellte Materialschleuse, beispielsweise eine Zellenradschleuse und eine Rohrleitung 9 in den Kreislauf eingegeben. Die Zuführung des Gutes kann aber auch direkt in den Eingangsbereich des Trockners 8, der, wie für die­ sen Einsatzfall üblich, ein Düsenrohrtrockner, Einzug-, Mehrzug- Trommeltrockner oder dergl. sein kann, erfolgen.

Von der zwischen dem bzw. den Zyklonen 12 und dem Trockner 8 für die Rückführung der Brüden zum Trockner 8 angeord­ neten Rohrleitung 13 zweigt in Strömungsrichtung vor dem Wärme­ austauscher 7 eine Rohrleitung 6 zur Brennkammer 1 ab.

Die Anlage arbeitet wie folgt:

Die in der Brennkammer 1 erzeugten Rauchgase werden dem Wärmeaustauscher 7 zugeführt. Dort erfolgt zwischen den heißen Rauchgasen und den im Kreislauf geführten relativ kühlen Brüden ein indirekter Wärmeaustausch, in dessen Ergebnis sich die Brüden auf die für die Trocknung des zu trocknenden Gutes erforderliche Verfahrenstemperatur aufheizen. Nach diesem Wärmeaustauschvorgang wird der heiße Brüdenstrom über das zwischen dem Wärmeaustauscher 7 und dem Trockner 8 angeordnete Teilstück der Rohrleitung 13 dem Trockner 8 zu dessen direkter Beheizung zugeführt. Während des Trocknungsvorganges werden weitere Brüden und schädliche Inhalts­ stoffe aus dem zu trocknenden Gut freigesetzt, die zusammen mit dem getrockneten Gut aus dem Trockner 8 abgeführt werden. In dem sich anschließenden Abscheider werden die gröberen Fraktionen des getrockneten Gutes abgetrennt. Die in den Brüden verbleibenden feinen Fraktionen des getrockneten Gutes werden dann zusammen mit den Brüden über ein Gebläse 11 einem oder mehreren Zyklonen 12 zugeführt. Dort erfolgt die Abscheidung der feinen Fraktionen des getrockneten Gutes. Die den bzw. die Zyklone 12 verlassenden Brü­ den sind mit Feinststäuben und den bei der Trocknung entstandenen Schadstoffen belastet. Sie werden über die Rohrleitung 13 zum Trockner 8 zurückgeführt, wobei sie den Wärmeaustauscher 7 pas­ sieren und aufgeheizt werden. Damit ist der annähernd inerte Brü­ denkreislauf geschlossen.

Da im Kreislauf während des Trocknungsvorganges ständig neue, mit Schadstoffen versetzte Brüden entstehen, muß der zirku­ lierende Brüdenstrom aus Gründen der technologisch im Kreislauf einzuhaltenden Massenbilanz laufend reduziert werden. Das ge­ schieht mittels der Abzweigleitung 6, über die ein Brüden-Teil­ strom in die Brennkammer 1 geleitet und dort verbrannt wird. Für den Fall, daß die Einmischung des relativ kühlen Brüden-Teilstro­ mes in die heißen Rauchgase der Brennkammer 1 nicht effektiv ist, kann eine weitere Abzweigleitung 14 in die Brennkammer 1 geführt werden, die hinter dem Wärmeaustauscher 7 vom Kreislauf abgeht. Die darin geführten aufgeheizten Brüden lassen sich einfacher mit den heißen Rauchgasen der Brennkammer 1 mischen. Die Summe der beiden Brüden-Teilströme ist dabei wegen der im Kreislauf einzu­ haltenden Massenbilanz immer gleich groß.

Die den Wärmeaustauscher 7 verlassenden, gekühlten Rauchgase werden mittels eines Ventilators 15 in eine Filtervor­ richtung 16, die als Trockenfilter in Gestalt eines Schlauchfil­ ters oder dergl. ausgebildet ist, gefördert, wo sie gereinigt werden. Wird aschefreier Brennstoff verwendet, kann diese Filter­ vorrichtung entfallen. Nach der Reinigung werden die Rauchgase in einen Wärmeaustauscher 17 geführt und dort zur Vorwärmung der Verbrennungsluft genutzt. Diese wird über die Rohrleitung 19 dem Brenner 2 zugeführt. Nach dem Wärmeaustauscher 17 werden die Rauchgase über einen Kamin 18 in die Atmosphäre geleitet.

Die Erfindung ist nicht nur auf die Trocknung von Holz­ spänen, Holzfasern oder dergl. beschränkt, sondern auch für an­ dere Schüttgüter, wie z. B. Fischmehl, Torf, Kohle, Getreide und Klärschlamm, anwendbar.

Claims (13)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Trocknung von Holzspä­ nen, Holzfasern oder anderen Schüttgütern, bei dem die Wärme von in einer Brennkammer erzeugten Rauchgasen in einem mit dem zu trocknenden Gut beschickten Trockner genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die den Trockner verlassenden, rauchgasfreien Brüden in einem Kreislauf zum Trockner zurückgeführt und vor dem Trockner indirekt durch die die Brennkammer verlassenden Rauch­ gase auf die zur Trocknung des zu trocknenden Gutes erforderliche Temperatur aufgeheizt werden, wobei ein Brüden-Teilstrom aus diesem Kreislauf abgezweigt und zur Brennkammer geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brüden-Teilstrom vor der indirekten Aufheizung des Kreislaufs aus diesem abgezweigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Brüden-Teilstrom nach der indirekten Beheizung des Kreislaufs aus diesem abgezweigt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der im Kreislauf geführte Brüdenstrom größer als der bzw. die abgezweigten Brüden-Teilströme ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Verbrennung nahstöchiome­ trisch erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Primärbrennstoff zur Erzeugung der Rauchgase Öl, vorzugsweise Leichtöl, Gas oder brennbare Stäube, sowohl einzeln als auch in beliebiger Mischung zum Ein­ satz kommt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nach der indirekten Beheizung an­ fallenden abgekühlten Rauchgase im Trockenfilter-Verfahren gerei­ nigt werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Restwärme der Rauchgase zum Vor­ wärmen der einem der Brennkammer zugeordneten Brenner zur Erzeu­ gung der Rauchgase zugeführten Verbrennungsluft genutzt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kreislauf geführten Brüden bei leckluftarmem Trocknungsbetrieb auf zwischen 400°C und 600°C auf­ geheizt werden.

10. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche mit einer Brennkammer zur Erzeugung der Trocknungswärme für einen Trockner, mit einer Zu­ führvorrichtung für das zu trocknende Gut in den Trockner, mit Fördermitteln zur Abführung des getrockneten Gutes und der Brüden aus dem Trockner und mit einem oder mehreren Zyklonen zum Ab­ scheiden des getrockneten Gutes aus den Brüden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß von dem oder den Zyklonen (12) eine Rohrleitung (13) für die Brüden zum Trockner (8) zurückführt, daß in der Rohrleitung (13) ein Wärmeaustauscher (7) für die indirekte Auf­ heizung der Brüden durch die die Brennkammer (1) verlassenden Rauchgase angeordnet ist und daß von der Rohrleitung (13) in Strömungsrichtung vor dem Wärmeaustauscher (7) eine Abzweiglei­ tung (6) zur Brennkammer (1) vorgesehen ist.

11. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilator (15) zum Abführen der den Wärmeaustauscher (7) verlassenden Rauchgase über eine Filtervorrichtung (16) zum Kamin (18) vorgesehen ist.

12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtervorrichtung (16) als Trockenfilter in Gestalt eines Schlauchfilters oder dergl. ausgebildet ist.

13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtervorrichtung (16) ein Wärmeaustauscher (17) nachgeschal­ tet ist, durch den die Restwärme der Rauchgase zur Vorwärmung von Verbrennungsluft genutzt wird, die über eine Rohrleitung (19) in den Brenner (2) gelangt.