DE4206752C2 - Verfahren zur Agglomeration feinteiliger Feststoffe in Wirbelschichttrocknern - Google Patents

Description

Die Trocknung von Feststoffen in der Wirbelschicht ist ein Verfahren, das zur Gewinnung körniger Güter breite Anwendung findet. Trotz der kornschonenden Trocknungsmethode tritt bei dieser Form der Trocknung zwangsläufig ein gewisser Abrieb am Gut auf. Demzufolge wird ein Produkt mit stark streuendem Kornspektrum erhalten, wobei im Regelfall die Feinanteile des Produkts nachträglich ausgesondert werden müssen. Ein zusätzlicher Arbeitsschritt, wie Siebung oder Sichtung des getrockneten Gutes, ist notwendig. Darüberhinaus werden die Feinanteile des Gutes in dem den Trockner verlassenden Feuchtgasstrom in Schwebe gehalten und mitgeführt. Um den Umweltschutzauflagen nachzukommen und Produktverluste möglichst gering zu halten, ist der Abgasstrom durch entsprechend groß dimensionierte Filter oder Wäscher von der staubförmigen Fracht zu befreien, bevor er in die Atmosphäre entlassen werden kann. Feinanteile bei Trocknungsverfahren in der Wirbelschicht bedingen Wertstoffverluste, schwankende Produktqualität und erhöhen zudem den technischen Aufwand der Trocknungsanlage.

Es bestand daher die Aufgabe, Wertstoffverluste, die durch unvermeidlichen Abrieb und anschließenden Sichtungseffekt in Wirbelschichttrocknern entstehen, weitgehend zu vermeiden, ein möglichst einheitliches Kornspektrum im Trockner aufrechtzuerhalten und den apparativen Aufwand zur Befreiung des feuchten, den Trockner verlassenden Abgasstroms vom Feinstaubanteil durch Verkleinerung der Filterflächen zu vermindern bzw. ohne Erhöhung der Energiezufuhr die Leistung und damit die Wirtschaftlichkeit der vorhandenen Trockneraggregate zu steigern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Agglomerierung feinteiliger Feststoffe in einem kontinuierlich betriebenen Wirbelschichttrockner, dem erhitzte Trockenluft zur Erzeugung der Wirbelschicht und zur Aufnahme der Feuchtigkeit zugeführt und als Feuchtgasstrom daraus abgezogen wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Feststoffteilchen mit einem Feuchtegehalt von 10 bis 15 Gew.-% dem Trockner zuführt, den abgezogenen Feuchtgasstrom mindestens teilweise einem Ab­ scheider zuführt, mit dem man die mitgerissenen Feststoffpartikel der Korngröße 30 bis 110 µm abtrennt, die abgetrennten Partikel den feuchten Feststoffteilchen vor oder während deren Eintritt in den Wirbelschichttrockner in solcher Menge zumischt, daß ihr Anteil 40 Gew-% der zugeführten feuchten Feststoffteilchen nicht übersteigt und trockene agglomerierte Teilchen aus dem Trockner entnimmt.

Überraschend hat sich gezeigt, daß feinteilige Bestandteile des Trockengutes, die mit dem Feuchtgasstrom den Trockner verlassen, mit feuchtem, in den Wirbelschichttrockner eingebrachtem Gut während des Trocknungsvorganges zu größeren Teilchen agglomerie­ ren und so in Wertstoff umgewandelt werden. Die Zugabe der aus dem Feuchtgasstrom abgeschiedenen feinteiligen Bestandteile er­ folgt in den Bereich des Trockners, der mit heißem Trockengas beaufschlagt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die feinteiligen Bestandteile dem zu trocknenden Gut an der Stoffeintragöffnung mittels einer Fördereinrichtung über eine Mischzelle dosiert zugegeben. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die feinteiligen Bestandteile dem heißen Trockengas beim Eintritt in den Wirbelschichttrockner zugeführt werden.

Eine vorteilhafte Gestaltung der Agglomeration aus dem Feucht­ gasstrom abgeschiedener Feinanteile des Trockengutes wird durch Einbringen dieser Feinanteile in einen Bereich der Wirbelschicht mit relativ hoher Feuchte des Trockengutes erreicht. Es hat sich gezeigt, daß ein Feuchtigkeitsgehalt des zu trocknenden Gutes von 10 bis 15 Gew.-% der Agglomeration des Feinanteils mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 2 bis 10 Gew.-% besonders förderlich ist.

Die rückgeführten Feinanteile werden im Regelfall zu über 50 Gew.-% in Wertstoff umgewandelt und als solcher dem Trockner in spezifikationsgerechter Form entnommen.

Neben der Rückführung der Feinanteile aus dem Feuchtgasstrom - die Verfahrensweise wird in Abb. 1 dargelegt - ist es auch mög­ lich, Feinanteile, die im Abscheider nicht zurückgehalten werden oder die durch gezielte Leitung des Feuchtgasstromes mittels der Steuerklappen nicht in den Abscheider gelangen, die aber von einem der Trocknungsanlage nachgeschalteten Filter erfaßt werden, in die Wirbelschichtzone des Trockners rückzuführen. Die Menge der dem Trockner zugeführten Feinanteile kann bis zu 40 Gew.-% des aufgegebenen Feuchtgutes betragen, ohne eine Verminderung der Produktqualität oder Störungen beim Trocknungsvorgang zu verursa­ chen.

Der mit feinteiligen Bestandteilen beladene Feuchtgasstrom kann in Abhängigkeit von den Stoffeigenschaften des zu trocknenden Gutes ganz oder teilweise durch den Abscheider geführt werden. Die Steuerklappen erlauben die Regelung der Feuchtgasmenge, die entweder in den Abscheider oder direkt in den Filter gelangen soll. Diese Einrichtung schafft die Möglichkeit, gegebenenfalls einen Anteil feinteiliges Produkt zur gesonderten Weiterverarbei­ tung auszuschleusen. Desweiteren ermöglichen die Steuerklappen eine auf die Abriebeigenschaften des Gutes bezogene Arbeitsweise dergestalt, daß der Feuchtgasstrom mit einem Anteil an zu trock­ nendem Gut mit geringem Abrieb vollständig durch den Abscheider geführt wird und somit eine weitestgehende Umwandlung der Fein­ anteile zu Wertstoff erfolgt. Die Korngröße der feinen Bestand­ teile, die aus dem Abscheider in das Wirbelbett des Trockners zurückgeführt werden, liegt bei 30 bis 110 µm. Sie wird weitgehend von der Betriebsweise des Trockners vorgegeben, da bspw. hoher Gutdurchsatz erhöhte Gasgeschwindigkeiten bedingt, die eine Abscheidung von Teilchen, deren Korngröße unter 30 µm liegt, verhindert. Besitzt das dem Trockner zugeführte Produkt z. B. nadel-, blättchen- oder schuppenförmige Gestalt, so erhalten die Teilchen durch die Agglomeration eher ein quader-, würfel- oder kugelförmiges Aussehen. Das so erhaltene Korn ist stabil und zerfällt nicht mehr. Die Verweilzeit des Gutes in Wirbelschichttrocknern liegt im Regelfall bei 15 bis 45 Minuten, wobei zur Trocknung üblicherweise Luft von 120 bis 160°C verwendet wird.

Das Verfahren der Erfindung arbeitet mit in der Technik üblichen Apparaten wie Fließbett-, Zerstäubungs- oder Kontakttrocknern, Zyklonabscheidern, Rohrleitungen, Förderschnecken, pneumatischen Fördereinrichtungen, Mischern und Gebläsen mit Drehzahlanpassung.

Zu trocknende Güter sind bspw. organische Stoffe oder anorganische Salze kristalliner oder amorpher Struktur wie Dicyandiamid, Harnstoff, Guanidinsalze oder polymere Harze. Auch Düngemittelgranulate lassen sich nach dem Verfahren der Erfindung vorteilhaft trocknen, da ein Produkt mit weitgehend einheitlichem Kornspektrum erhalten wird.

Ein Beispiel zur Trocknung von Dicyandiamid soll die Erfindung erläutern, ohne sie jedoch auf dieses Gut zu beschränken.

Beispiel

In einem Fließbett-Trockner (1), in dem eine Wirbelschicht aus Dicyandiamid durch Einblasen von 8770 Nm³/Stunde Luft von ca. 150 bis 160°C an der Trockengaszufuhr (11) und 4400 Nm³/Stunde heißer Luft von 150°C an der Trockengaszufuhr (12) des Trockners erzeugt wird, werden 2500 kg/Stunde Dicyandiamid mit 10 bis 12 Gew.-% Wassergehalt an der Stoffeintragöffnung (9) durch die Mischzellen (7 und 8) eindosiert. 13 500 Nm³/Stunde des mit 20 bis 30 Gew.-% an Produkt beladenen Feuchtgasstromes werden durch die Steuerklappe (16 a) von einem Gebläse (4) angesaugt und durch den Abscheidezyklon (5) gefördert. Ungefähr 900 kg/Stunde im Abscheidezyklon (5) gesammelter Feinanteil werden von der Förderschnecke (6) in die Mischzellen (7 und 8) dosiert, dort mit feuchtem Dicyandiamid vermengt und dem Fließbett-Trockner (1) zugeführt.

2080 kg/Stunde mit 2100 Nm³/Stunde Kühlluft (13) behandeltes Dicyandiamid mit einer Kornverteilung von 60 bis 500 µm und einer Endfeuchte von 0,01 Gew.-% werden an der Produktaustragöffnung (10) entnommen. REM-Aufnahmen zeigen, daß sich das Verhältnis von Länge zu Breite des Dicyandiamid-Kristalls während der Trocknerpassage von durchschnittlich 6 : 1 (vor Trockner) auf 3 : 1 (nach Trockner) verändert. Feuchte Luft und Kühlluft werden von mitgeführten Staubanteilen in einem der Trocknungsanlage nachgeschalteten Filter (3) befreit und mit Hilfe des Gebläses (2) in die Atmosphäre entlassen. Der dem Filter (3) entnommene Feinanteil wird entweder an der Fördereinrichtung (6) aufgegeben oder einem anderen Verwendungszweck zugeführt.

Claims (2)

1. Verfahren zur Agglomerierung feinteiliger Feststoffe in einem kontinuierlich betriebenen Wirbelschichttrockner, dem erhitzte Trockenluft zur Erzeugung der Wirbelschicht und zur Aufnahme der Feuchtigkeit zugeführt und als Feuchtgasstrom daraus abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die Feststoffteilchen mit einem Feuchtegehalt von 10 bis 15 Gew.-% dem Trockner zuführt, den abgezoge­ nen Feuchtgasstrom mindestens teilweise einem Abscheider zuführt, mit dem man die mitgerissenen Feststoffpartikel der Korngröße 30 bis 110 µm abtrennt, die abgetrennten Partikel den feuchten Feststoffteilchen vor oder während deren Eintritt in den Wirbelschichttrockner in solcher Menge zumischt, daß ihr Anteil 40 Gew.-% der zugeführten feuchten Feststoffteilchen nicht übersteigt und trockene agglomerierte Teilchen aus dem Trockner entnimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es in einem Wirbelschichttrockner (1) durchgeführt wird, der mit Trockengaszufuhröffnungen (11 und 12), einer Kühl­ gaszufuhr (13), Feuchtgasaustrittsöffnungen (14 und 15) sowie einer Stoffeintrag- (9) und einer Produktaustrag­ öffnung (10) versehen ist, an dessen Stoffeintragöffnung (9) Mischzellen (7 und 8) angebracht sind, die mittels einer Trogschneckenfördereinrichtung (6) beschickt werden, wobei die Feuchtgasaustrittsöffnungen (14 und 15) über Steuerklap­ pen (16a und b, 17a und b) mit einem an die Fördereinrich­ tung (6) angeschlossenen Abscheider (5) verbunden sind, durch den ein Gebläse (4) den rückgeführten Feuchtgasstrom von dem Wirbelschichttrockner (1) - zusammen mit dem unab­ hängig vom Feuchtgasstrom durch die Steuerklappe (19) manu­ ell geregelten Kühlgasstrom (18) - zur Filteranlage (3) führt.