DE465879C

DE465879C - Method and device for spray drying

Info

Publication number: DE465879C
Application number: DEI30361D
Authority: DE
Original assignee: IND ASSOCIATES Inc
Current assignee: IND ASSOCIATES Inc
Priority date: 1926-06-18
Filing date: 1927-02-18
Publication date: 1928-10-02
Also published as: GB278263A; US1624739A; FR629136A; GB272859A

Description

Die Erfindung betrifft die sogenannte Sprühtrocknung und ist anwendbar auf die Gewinnung von festen Körpern aus organischen und anorganischen Flüssigkeiten, halbflüssigen, plastischen u. dgl. Massen, die in zerkleinertem Zustande durch die Fliehkraft oder sonstwie zerstäubt werden können. Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung des Verfahrens und der Vorrichtungen, die mit einem Strom heißer Gase betrieben werden, um die nutzbaren Wärmeeinheiten dieses Stromes vollständiger für nützliche Arbeit zu erschöpfen, bevor das Gas die Trockenkammer verläßt. Es zeigtThe invention relates to so-called spray drying and is applicable to Extraction of solid bodies from organic and inorganic liquids, semi-liquid, plastic and similar masses, which can be atomized in the crushed state by centrifugal force or in some other way. the Invention aims to improve the method and the devices with a stream of hot gases are operated to generate the usable thermal units of this Exhaust electricity more completely for useful work before the gas enters the drying chamber leaves. It shows

Abb. ι einen senkrechten Schnitt der mehr oder weniger schematisch dargestellten Vorrichtung, Fig. Ι a vertical section of the device shown more or less schematically,

Abb. 2 den gleichen Schnitt einer anderen Ausführungsform mit mehreren Sprühern inFig. 2 shows the same section of another embodiment with several sprayers in

ao einer einzigen Kammer,ao a single chamber,

Abb. 3 den Grundriß der Vorrichtung nach Abb. 2.Fig. 3 shows the plan of the device according to Fig. 2.

Gemäß Abb. 1 besteht die Vorrichtung aus einem geschlossenen Mantel i, in dem mit einem gewissen Zwischenraum ein stehender Blechzylinder 2, die eigentliche Trockenkammer, angeordnet ist. Der Zwischenraum zwischen Mantel und Zylinder ist durch eine Wand 3 in obere und untere Abteile 4 und S geteilt. Heiße Luft oder ein anderes Gas wird dem oberen Abteil 4 durch Einlaß 6 zugeführt, tritt in die Trockenkammer 2 und entweicht an ihrem Boden in das Abteil 5, um durch Auslaß 7 auszutreten.According to Fig. 1, the device consists of a closed jacket i, in which with a certain space in between a standing sheet metal cylinder 2, the actual drying chamber, is arranged. The space between the jacket and the cylinder is divided into upper and lower compartments 4 and S by a wall 3 divided. Hot air or other gas is supplied to the upper compartment 4 through inlet 6, enters the drying chamber 2 and escapes at its bottom into the compartment 5 to exit through outlet 7.

Ein Fliehkraftsprüher 8 ist oberhalb der Trockenkammer 2 in der Mitte angeordnet und wird durch Einlauf 9 beschickt. Unter Beschickung wird jeder Stoff verstanden, einerlei, ob flüssig, plastisch oder schlammig, der in Form eines Sprühregens oder Nebels zerstäubt werden kann. Da der Nebel in der unmittelbaren Nachbarschaft des Sprühers 8 am dichtesten ist und das heiße Gas, welches durch diesen Teil des Nebels strömt, mehr Feuchtigkeit absorbiert als der ihn umgebende Teil oder der Umfang des Gasstromes, so wird gemäß der Erfindung an Wärme gespart, wenn das obere Ende der Trockenkammer zum großen Teil durch eine Fläche 10 abgeschlossen wird, die am besten schalenförmig nach innen geneigt ist und einen mittleren Einlaß 11 besitzt. Der Durchmesser dieses Einlasses kann sich ändern; am besten ist er jedoch vier- bis fünfmal so groß wie der Durchmesser des in seiner Mitte befindlichen Sprühers 8.A centrifugal sprayer 8 is arranged above the drying chamber 2 in the middle and is fed through inlet 9. Loading is understood to mean any material regardless of whether it is liquid, plastic or muddy, that in the form of a spray or mist can be atomized. Since the mist is in the immediate vicinity of the sprayer 8 is densest and the hot gas flowing through this part of the nebula is more Absorbs moisture as the surrounding part or the circumference of the gas flow, thus, according to the invention, heat is saved when the upper end of the drying chamber is closed for the most part by a surface 10, which is best cup-shaped is inclined inward and has a central inlet 11. The diameter of this Entry is subject to change; however, it is best four to five times as large as that Diameter of the sprayer located in its center 8.

Infolge dieser Bauart tritt das heiße Gas in die Trockenkammer parallel zu der Achse des Sprühers und trifft dort auf den Nebel auf, wo er am dichtesten ist. Die Kraft desAs a result of this design, the hot gas enters the drying chamber parallel to the axis of the sprayer and hits the mist where it is most dense. The power of

auftreffenden Gasstromes lenkt den Nebel nach unten ab und läßt infolgedessen seine schwereren Teilchen längs einer abwärts und auswärts gerichteten Bahn in einem Winkel zu der Drehungsebene des Fliehkraftsprühers 8 strömen. Die Länge dieser nach unten abgelenkten Bahn zwischen Sprüher 8 und Wand der Trockenkammer ist wesentlich größer als die in der Drehungsebene gemessene Entfernung zwischen Wand und Sprüher 8. Infolgedessen bleiben die Teilchen, während sie der trocknenden Wirkung des Gasstromes ausgesetzt werden, länger in der Schwebe.impinging gas stream deflects the mist downwards and consequently leaves its heavier particles along a downward and outward trajectory at an angle flow to the plane of rotation of the centrifugal sprayer 8. The length of this down The deflected path between the sprayer 8 and the wall of the drying chamber is significantly greater than that measured in the plane of rotation Distance between wall and sprayer 8. As a result, the particles remain while they have the drying effect exposed to the gas flow, suspended longer.

Eine zweite wesentliche Folge dieser Bauart ist die Entstehung eines ringförmigen, aufwärts gerichteten Gasstromes, der den mittleren, abwärts gerichteten Strom in der Trokkenkammer umgibt. Dieses ist nicht nur der bekannten Neigung zur Bildung von Strudeln und Wirbeln, die bei dem Herausschleudern eines Gasstrahles in ein größeres ruhendes Medium auftreten, sondern auch anderen Einflüssen zuzuschreiben. Erstens nämlich verliert der Teil des Gases, welcher mit dem Nebel in seiner dichtesten Fläche in Berührung kommt, seine Wärme bei der Absorption der Feuchtigkeit aus dem Nebel sehr schnell und wird in höherem Maße gekühlt als der umgebende Gasstrom, der nur die äußere Fläche des Nebels durchdringt. Dieser mittlere gekühlte und mit Feuchtigkeit beladene Teil des Gasstromes wird infolge seines höheren Gewichtes schneller sinken als der äußere, weniger gekühlte, mit weniger Feuchtigkeit beladene Teil und bildet infolgedessen eine mittlere, sich abwärts bewegende Gassäule, die praktisch mit Feuchtigkeit gesättigt ist. Der umgebende, mit weniger Feuchtigkeit beladene Gasstrom sucht bei seiner hohen Temperatur zu steigen und einen aufwärts gerichteten Strom zu bilden.A second major consequence of this type of construction is the emergence of a ring-shaped, upward directed gas flow, which is the middle, downward flow in the drying chamber surrounds. This is not only due to the well-known tendency to form eddies and eddies that result from being thrown out of a gas jet in a larger resting medium, but also other influences attributable to. First of all, the part of the gas that comes with the Fog in its densest area comes into contact, absorbing its warmth Moisture from the mist very quickly and is cooled to a greater extent than the surrounding one Gas flow that only penetrates the outer surface of the nebula. This mean chilled and moisture-laden part of the gas stream becomes due to its higher weight sink faster than the outer, less cooled, less moisture laden Part and as a result forms a central, downwardly moving column of gas, the is practically saturated with moisture. The surrounding one, laden with less moisture At its high temperature, the gas stream seeks to rise and an upward one To form electricity.

Zweitens wird der Teil der Trockenkammer, der oberhalb der Wand 3 und auch oberhalb der Fläche 10 liegt, durch den in das Abteil 4 eintretenden heißen Gasstrom erwärmt. Der ungesättigte Teil des Gasstromes am Umfange der Trockenkammer wird durch ihre Wandung erwärmt und sucht gegen die Fläche 10 zu steigen, wo er weiter erhitzt wird.Second is the part of the drying chamber that is above the wall 3 and also above the surface 10 is heated by the hot gas flow entering the compartment 4. The unsaturated part of the gas flow at the periphery of the drying chamber is heated by its wall and seeks against the Surface 10 to rise where it is further heated.

Drittens übt die Stoßwirkung des Gasstromes, der durch Einlaß 11 in die Trockenkammer eintritt, eine Saugwirkung auf das umgebende Gas aus, welches an der inneren Fläche des Kopfes 10 liegt, und saugt dieses teilweise gesättigte heiße Gas in den Gasstrahl, der durch Einlaß 11 und in die dichtere Fläche des Nebels eintritt. Der gekühlte und mit Feuchtigkeit beladene Gasstrom bildet so eine zentrale, abwärts gerichtete Säule, die an ihrem unteren Ende auswärts geneigt ist und unterhalb des unteren Randes der Trockenkammer in das Austrittsabteil 5 entweicht. Der umgebende, weniger gekühlte und mit weniger Feuchtigkeit beladene Gasstrom fließt dann aufwärts und tritt wieder in die dichteste Nebelfläche ein, wo er seine nützliche Wärme bei der Absorption der Feuchtigkeit abgibt. Eine auffällige Steigerung des Wirkungsgrades ist die Folge davon, daß praktisch nur mit Feuchtigkeit gesättigtes Gas die Trockenkammer verläßt. Die Wärmeeinheit eines jeden gegebenen Volumens eintretenden heißen Gases zieht ein größeres Volumen Feuchtigkeit aus dem Nebel heraus, bevor das Gas dieTrockenkammer verläßt.Third, the impact of the gas flow exerts through inlet 11 into the drying chamber occurs, a suction effect on the surrounding gas, which is on the inner surface of the head 10, and sucks this partially saturated hot gas in the gas jet passing through inlet 11 and into the denser Surface of the fog enters. The cooled and moisture-laden gas stream thus forms a central, downward-facing one Column which is inclined outward at its lower end and below the lower edge of the drying chamber into the outlet compartment 5 escapes. The surrounding, less chilled and with less moisture The laden gas stream then flows upwards and re-enters the densest fog area one where it gives off its useful heat by absorbing moisture. A conspicuous one The increase in efficiency is the result of the fact that practically only with moisture saturated gas leaves the drying chamber. The unit of heat of any given The volume of incoming hot gas pulls a greater volume of moisture out of the mist before the gas enters the drying chamber leaves.

Selbstverständlich werden die Bezeichnungen »gesättigt« oder »ungesättigt« für die Luftströme nicht in ihrem technisch genauen Sinne verstanden, sondern sollen nur ihren relativen Feuchtigkeits- und Temperaturwert ausdrücken. In gleicher Weise wird der Ausdruck »Nebel« gebraucht; er soll nur einen fein verteilten Zustand der Beschickung darstellen. Of course, the terms "saturated" or "unsaturated" are used for them Air currents are not understood in their technically precise sense, but should only be yours express relative humidity and temperature values. In the same way, the expression "Nebel" used; it is only intended to represent a finely divided state of the charge.

Im vorstehenden sind nur die Grundsätze der Bauart und des Betriebes angegeben; es können leicht zahlreiche Änderungen vorgenommen werden, die zu einer noch vollkommeneren Lösung der gleichen Aufgabe beitragen. So bringt man zweckmäßig kleine Einlasse 12 für die Trockenluft in der Wandung gerade unterhalb der Fläche 10 an. Die heiße Luft, die hier eintritt, mischt sich mit dem aufsteigenden Gas und erhöht nicht nur seine Temperatur, sondern unterstützt noch die Strahlwirkung des Trockengases, das durch die öffnung π einströmt.In the foregoing, only the principles of design and operation are given; numerous changes can easily be made to achieve an even more perfect solution to the same task contribute. So it is useful to bring small inlets 12 for the dry air in the wall just below surface 10. The hot air that enters here mixes with it the rising gas and not only increases its temperature, but also supports it the jet effect of the drying gas flowing in through the opening π.

Die festen Bestandteile fallen aus der Trokkenzone auf den Boden 13 des Mantels 1 und werden in beliebiger Weise gesammelt; z. B. können sie durch einen Rechen 14 in eine Rinne 15 gefegt werden, die zu einem Trichter, Bagger o. dgl. führt.The solid components fall from the drying zone to the bottom 13 of the shell 1 and are collected in any way; z. B. they can by a rake 14 in a Channel 15 are swept, which leads to a funnel, excavator or the like.

Abb. 2 zeigt die Ausführung des Erfindungsgedankens an einer mit mehreren Fliehkraftsprühern versehenen Vorrichtung. Hier ist die obere Wand r6 der Trockenkammer 17 mit einer Reihe von öffnungen 18 versehen. Eine Batterie von Fliehkraftsprühern 19 sitzt auf dem Deckel 20 des Mantels. Jeder Sprüher tritt durch die öffnung 18 hindurch. Die heißen Gase, welche durch die öffnungen 18 eintreten, treffen gegen die verschiedenen Nebelzonen und lenken die Teilchen nach unten ab. Es besteht infolgedessen keine Gefahr, daß die Teilchen, weiche von den benachbarten Sprühern kommen, sich mischen und zu größeren Tropfen vereinigen, die das Gas nicht trocknen kann.Fig. 2 shows the implementation of the inventive concept on one with several centrifugal sprayers provided device. Here is the upper wall r6 of the drying chamber 17 provided with a number of openings 18. A battery of centrifugal sprayers 19 sits on the cover 20 of the jacket. Every sprayer passes through the opening 18. The hot gases which pass through the openings 18 enter, hit the various fog zones and redirect the particles down from. As a result, there is no risk of the particles becoming loose from the neighboring ones Sprays come, mix and combine into larger droplets that the gas cannot dry.

Die Wirkung ist annähernd die gleiche, wie oben beschrieben, d. h. das mit Feuchtigkeit beladene und gekühlte Gas bildet eine mittlere, abwärts strömende Säule, welche nach außen sich erweitert und am Boden der Trokkenkammer entweicht, während das weniger gekühlte und mit weniger Feuchtigkeit beladene Gas, das noch nützliche Arbeit leistet, eine aufsteigende, ringförmige UmfangssäuleThe effect is almost the same as described above; H. that with moisture loaded and cooled gas forms a central, downward flowing column, which after expands on the outside and escapes at the bottom of the drying chamber, while the less refrigerated and less moisture laden gas that still does useful work, an ascending, annular circumferential column

ίο bildet, welche in die dichte Nebelzone unter denselben Einflüssen, wie oben beschrieben, wieder eintritt. Die festen Teilchen werden von dem Boden der Trockenkammer in gleicher Weise z. B. durch einen Schaber 21 entfernt, welcher sie in die Rinne 22 entleert.ίο forms which in the dense fog zone below the same influences, as described above, occurs again. The solid particles will be from the bottom of the drying chamber in the same way z. B. removed by a scraper 21, which empties it into the channel 22.

Die Vorrichtung hat eine bedeutend größere Leistung als eine Kammer derselben Größe mit einem einzigen Sprüher, da die Fähigkeit eines einzigen Sprühers zur Bildung eines Nebels der gewünschten äußersten Feinheit verhältnismäßig beschränkt ist gegenüber der Wirkung einer in derselben waagerechten Ebene angeordneten Batterie von Sprühern, die eine breite Nebelzone erzeugen können, wenn jeder Sprüher seinen eigenen Gasstrom erhält.The device is significantly more powerful than a chamber of the same size with a single sprayer as the ability of a single sprayer to form a Mist of the desired extreme fineness is relatively limited compared to the Effect of a battery of sprayers arranged in the same horizontal plane, which can create a wide mist zone when each sprayer has its own gas flow receives.

Claims

Patent claims:

i. Method of spray drying in which a stream of hot gases through the nebulized Dry material is sent, characterized in that only part of the gas stream laden with moisture out of the lower end of the drying chamber, but the rest to climb up and re-enter the fog zone is brought.

2. The method according to claim 1, characterized characterized in that the temperature of the recirculated portion of the gas stream is increased before it is returned to the mist zone occurs.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the cooled and the moisture-saturated part of the gas stream is passed out of the lower end of the drying chamber, and the unsaturated part Part of the gas flow is made to rise by touching the heated wall of the drying chamber is brought into contact.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the gas stream when it enters the drying chamber, it is concentrated on the central area of the mist zone.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the climbing and the return of the unsaturated part of the gas flow into the mist

zone is supported by the jet effect of the incoming gas flow.

6. The method according to claim 5, characterized in that the return of the unsaturated Part of the gas flow by "the rousing effect of against the Spray zone converging hot gas auxiliary jets is supported.

7. The method according to claim r to 6, characterized in that in the upper Part of the drying chamber several fog zones can be formed by charging simultaneously through a battery is atomized by centrifugal sprayers so that the hot gas flows through each zone and down the edge surfaces directs, discharges the moisture-laden and cooled gas from the inner periphery of the chamber, the less cooled and only low moisture laden gases up and back into the inner periphery of the chamber returns the upper part of the chamber in order to penetrate the fog zones again.

8. The method according to claim 7, characterized in that the temperature of the at the circumference rising gas column is increased before it po again in the fog zones entry.

9. Apparatus for carrying out the method according to claim. 1 to 8, thereby characterized in that below the narrowed upper opening of a tubular drying chamber the sprayer is arranged to form a fog of greatest density below this opening, and that the inlet for the convection flow into the drying chamber through the narrowed opening occurs while the gas laden with moisture and the solid matter are discharged below.

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the upper part the drying chamber is formed by an inwardly inclined bowl-shaped cover at the deepest point of which the narrowed opening is located.

11. The device according to claim 9 and

10, characterized in that the wall at the upper part of the drying chamber is heated by the gas flow before it passes through the narrowed opening.

12. The device according to claim 9 to

11, characterized in that in the A centrifugal sprayer is arranged on the axis of the tubular drying chamber, which passes through the narrowed opening.

13. The device according to claim 9 to

12, characterized in that in the

Wall of the drying chamber next to the
upper end of the bowl-shaped lid
Arranged passages for the gas flow
are.

14. The device according to claim 9 to
to carry out the procedure according to
Claim 7 and 8, characterized marked j
net that in the upper part of the dry!
chamber a battery of centrifugal testers |

is arranged hern, which simultaneously spray the load, such that the gas streams penetrate each fog zone and direct their edge surfaces downwards and so the moisture-laden and evacuate cooled gas from the lower inner periphery of the chamber and the place solid parts on the floor.

1 sheet of drawings

BERLIN. GEDRUCKT IN DER REICHSßRUCKERElBERLIN. PRINTED IN THE REICHSßRUCKEREl