DE4219273A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Beheizen von Trocknungsgut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Beheizen von Trocknungsgut durch Wärmezufuhr aus Verbren­ nungsabgasen, wobei das Trocknungsgut Schadstoffe abgibt und wobei diese gemeinsam mit den Verbrennungsabgasen abgeleitet werden.

Bei den durch die Erwärmung freigesetzten, aus dem Trock­ nungsgut austretenden Schadstoffen handelt es sich vielfach vor allen Dingen um Kohlenwasserstoffverbindungen. Häufig treten Stäube hinzu, die mehr oder weniger aggressiv sein können. Die Schadstoffen werden zusammen mit den Verbrennungsabgasen in der Abluft abgeleitet.

Aus Gründen der Umweltbelastung verbietet es sich, die mit Schadstoffen beladene Abluft direkt in die Atmosphäre zu lei­ ten. Vielmehr ist eine Nachbehandlung erforderlich, die die Wirtschaftlichkeit des Trocknungsprozesses beeinträchtigt. Häu­ fig fällt Sondermüll an, der eine aufwendige Entsorgung erfor­ derlich macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen und eine umweltfreundliche Trocknung mit erhöhter Wirtschaftlichkeit zu ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfah­ ren dadurch gekennzeichnet, daß die Schadstoffe mit den heißen Verbrennungsabgasen zusammengeführt und dadurch verbrannt wer­ den.

Durch das Zusammenführen der heißen Verbrennungsabgase mit den Schadstoffen werden letztere auf eine Temperatur gebracht, bei der sie im wesentlichen zu Kohlendioxid und Wasser oxidie­ ren. Die anschließende Entsorgung bereitet dementsprechend keine Schwierigkeiten. Der Trocknungsprozeß selbst läuft unbe­ einflußt bei vorgegebener Trocknungstemperatur ab. Der wesent­ liche Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die für die Ent­ sorgung der Schadstoffe erforderliche Energie direkt aus dem Trocknungsprozeß abgeleitet wird. Es entfallen also aufwendige Nachbehandlungen und sonstige Entsorgungsmaßnahmen. Eine Erhö­ hung der Umweltbelastung tritt durch die erfindungsgemäße Stei­ gerung der Wirtschaftlichkeit des Trocknungsprozesses nicht auf.

Vorzugsweise findet das Verbrennen der Schadstoffe statt, bevor die Schadstoffe gemeinsam mit den Verbrennungsabgasen ab­ geleitet werden. Die bei der Verbrennung der Schadstoffe frei­ werdende Wärme kann also direkt dem Trocknungsprozeß zugeführt werden, wodurch sich dessen Wirkungsgrad verbessert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beheizen einer Kammer für Trocknungsgut weist mindestens einen in die Kammer hinein­ führenden Einlaß für Verbrennungsabgase und mindestens einen aus der Kammer herausführenden Auslaß für Abluft auf und ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer ein Wärmetauscher mit einem Einlaß und einem Auslaß vorgesehen ist, daß der Einlaß des Wärmetauschers mit Abstand gegenüber dem Einlaß für die Verbrennungsabgase angeordnet ist und daß der Auslaß des Wärme­ tauschers den Auslaß für die Abluft bildet.

Die Verbrennungsabgase gelangen also sofort in den Wärme­ tauscher, so daß sie mit dem Trocknungsgut nicht mehr direkt in Berührung treten. Dessen Erwärmung erfolgt vielmehr indirekt unter Zwischenschaltung des Wärmetauschers. Die mit den Schadstoffen beladene Atmosphäre der Kammer wird von dem Impuls der Verbrennungsabgase mitgerissen und in den Wärmetauscher hineingezogen. Die Mischung der Schadstoffe mit den Verbren­ nungsabgasen findet am Einlaß des Wärmetauschers statt, also dort, wo die Verbrennungsabgase noch ihre Eintrittstemperatur besitzen. Die Schadstoffe werden folglich sehr rasch auf ihre Verbrennungstemperatur aufgeheizt. Letztere liegt für Kohlen­ wasserstoffe bei ca. 900°C. Die Verbrennung der Schadstoffe be­ ginnt also relativ kurz hinter dem Einlaß des Wärmetauschers. Die bei der Verbrennung freiwerdende Wärme kommt dadurch dem Trocknungsprozeß zugute.

Die indirekte Trocknung hat den Vorteil, daß die Verbren­ nungsabgase das Trocknungsgut nicht mehr negativ beeinflussen können. Dies wirkt sich insbesondere bei der Trocknung von Na­ turfasern z. B. für die Textilindustrie positiv aus, da das in den Abgasen enthaltene NO_x die Fasern nicht mehr vergilben kann, was sonst bei offener Beheizung unvermeidbar ist.

Im Bereich des Einlasses des Wärmetauschers herrscht die höchste Temperatur und somit auch die größte Gasgeschwindig­ keit. Der Wärmetauscher gibt ständig Wärme an die Kammer ab, wodurch sich das Gasgemisch bei seinem Weg durch den Wärmetau­ scher entsprechend abkühlt. Das Gasvolumen vermindert sich also, und es tritt hierbei ein Druckgewinn durch die Geschwin­ digkeitsabnahme der Gasströmung auf. Dieser Druckgewinn vermag die Reibungsverluste des Gasgemischs an der Wärmetauscherwand zu kompensieren.

Der Impuls der Verbrennungsabgase, der die mit Schadstoffen beladene Kammeratmosphäre in den Wärmetauscher hineinreißt, kann gerade groß genug sein, die Ableitung der gesamten Abluft zu bewirken. Für den Fall, daß diese Verhältnisse nicht oder nicht immer gegeben sind, ist es vorteilhaft, daß der Wärmetau­ scher mit Drossel- und/oder Fördereinrichtungen für die Abluft verbunden ist, die bei zu hohem bzw. zu geringem Impuls des Brennerabgasstrahls wirksam werden. Für die Drosselung kommt beispielsweise eine einfache Drosselklappe in Frage. Als För­ dereinrichtung kann ein Kamin entsprechender Höhe dienen. Auch kann ein Gebläse dem Wärmetauscher nachgeschaltet sein. Glei­ chermaßen besteht die Möglichkeit, zusätzliche Treibluft in den Wärmetauscher einzublasen.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform nach der Erfindung ist der Wärmetauscher als Rohrschlange ausgebildet. Die Rohrschlange gewährleistet sehr gute Wärmeübertragungsver­ hältnisse und bietet außerdem eine ausreichende Verbrennungs­ zone für die Oxidation der Schadstoffe. Das Einlaßende des Roh­ res kann gegenüber einem in der Wand der Kammer vorgesehenen Brenner angeordnet werden. Auch kann eine Verlängerung des Roh­ res als Auslaß für die Abluft aus der Kammer herausgeführt sein. Insgesamt ergibt sich eine extrem einfache Konstruktion.

In Abhängigkeit von den Anforderungen des Trocknungsprozes­ ses kann mit einer größeren Anzahl von Wärmetauschern gearbei­ tet werden. Diesen ist eine entsprechende Anzahl von Einlässen für die Verbrennungsabgase zugeordnet. Ggf. genügt ein einziger leistungsstarker Brenner zur Erzeugung der Verbrennungsabgase. Allerdings kann auch eine Mehrzahl von Brennern verwendet wer­ den. Bezüglich der Abluftableitung gilt ebenfalls, daß mit ei­ nem gemeinsamen Auslaß oder mit mehreren Auslässen gearbeitet werden kann, wobei letztere in der Regel zu einem gemeinsamen Kamin führen.

Als erfindungswesentlich offenbart gelten auch solche Kom­ binationen der erfindungsgemäßen Merkmale, die von den vorste­ hend diskutierten Verknüpfungen abweichen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen schemati­ schen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Trocknungsvorrich­ tung.

Die Vorrichtung weist eine Kammer 1 auf, welche zur Auf­ nahme von nicht dargestelltem Trocknungsgut dient. Zur Erwär­ mung des Trocknungsgutes werden Verbrennungsabgase in die Kam­ mer 1 eingeblasen, und zwar durch einen Einlaß 2. Dieser ist Bestandteil eines Brenners 3.

Die Kammer 1 enthält ferner einen Wärmetauscher 4, der im vorliegenden Fall als Rohrschlange ausgebildet ist. Die Rohr­ schlange bildet einen Einlaß 5, der dem Einlaß 2 mit Abstand gegenüberliegt. Dementsprechend saugen die aus dem Einlaß 2 austretenden Verbrennungsabgase mit ihrem Impuls die Kammerat­ mosphäre in den Einlaß 5 des Wärmetauschers 4 hinein.

Die Kammeratmosphäre ist mit Schadstoffen beladen, welche bei der Erwärmung des Trockengutes aus letzterem austreten. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei den Schadstoffen überwie­ gend um Kohlenwasserstoffe. Durch die Vermischung mit den heißen Verbrennungsabgasen erwärmen sich die Kohlenwasserstoffe auf eine Temperatur von ca. 900°C, wobei sie zu Kohlendioxid und Wasser oxidieren. Das Gasgemisch gibt bei der Durchströmung des Wärmetauschers 4 seine Wärme an den Innenraum der Kammer 1 ab und verläßt den Wärmetauscher schließlich durch einen Auslaß 6, der im vorliegenden Fall zu einem Kamin 7 führt. Für den Fall, daß der Impuls der Verbrennungsabgase zu hoch werden sollte, kann eine Drossel 8 betätigt werden, die vor dem Kamin­ eingang angeordnet ist.

In jedem Falle ist das aus der Trocknungsvorrichtung aus­ tretende Gasgemisch so sauber, daß es in die Atmosphäre gelei­ tet werden kann. Eine zusätzliche Energiezufuhr ist nicht er­ forderlich.

Im Rahmen der Erfindung sind durchaus Abwandlungsmöglich­ keiten gegeben, so kann der Wärmetauscher eine andere Form als die dargestellte Rohrschlange haben. Auch kann mit mehreren Wärmetauschern gearbeitet werden, wobei dem Einlaß jedes Wärme­ tauschers ein gesonderter Einlaß für Verbrennungsabgase gegen­ überliegt. Für die Beheizung kann dennoch ein einziger Brenner ausreichen. Auch können sämtliche Wärmetauscher in einen ge­ meinsamen Auslaß fördern. Anstelle der Drossel oder zusätzlich dazu kann ein Gebläse vorgesehen sein. Auch kann in den Wärme­ tauscher Treibluft eingeblasen werden.

Claims (5)

1. Verfahren zum Beheizen von Trocknungsgut durch Wärmezu­ fuhr aus Verbrennungsabgasen, wobei das Trocknungsgut Schad­ stoffe abgibt und wobei diese gemeinsam mit den Verbrennungs­ abgasen abgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schadstoffe mit den heißen Verbrennungsabgasen zusammengeführt und dadurch verbrannt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbrennen der Schadstoffe stattfindet, bevor die Schadstoffe gemeinsam mit den Verbrennungsabgasen abgeleitet werden.

3. Vorrichtung zum Beheizen einer Kammer für Trocknungsgut, mit mindestes einem in die Kammer hineinführenden Einlaß für Verbrennungsabgase und mindestens einem aus der Kammer heraus­ führenden Auslaß für Abluft, dadurch gekennzeichnet, daß
in der Kammer (1) ein Wärmetauscher (4) mit einem Einlaß (5) und einem Auslaß (6) vorgesehen ist,
der Einlaß (5) des Wärmetauschers (4) mit Abstand gegenüber dem Einlaß (2) für die Verbrennungsabgase angeordnet ist
und der Auslaß (6) des Wärmetauschers (4) den Auslaß für die Abluft bildet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (4) mit Drossel- und/oder Fördereinrichtungen (7, 8) für die Abluft verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Wärmetauscher (4) als Rohrschlange ausgebildet ist.