DE7237474U - Trommeltrockner für Schlamm - Google Patents

Description

Kabushiki Kaisha Okawara Seisakuaho, 2147» Kaxido, Yoshidacho, Haibara-gun, Shlzuolca-ken (Japan)

"Trommeltrockner für Schlamm¹¹

Die Erfindung bezieht sich auf einen Trommeltrockner zum von Schlamm.

Bei herkömmlichen Trommeltrocknern der beschriebenen lrt_f wurde eine Kette oder dgl. verwendet zum gleichmässigen Verteilen von Schlamm in der Drehtrommel, der, besonders wenn er sich schwer trocknen läßt, leicht an der Innenseite der Drehtrommel haften bleibt oder am Grund der Drehtrommel eine angehäufte Masse bildet. Mit einer solchen Konstruktion ist es beinahe unmöglich, die angehäufte Schlammasse aufzubrechen, und der Schlamm wird verhältnismässig lange Zeit als angehäufte Masse getrocknet, mit dem Nachteil, daS der Trοcknungswirkungsgrad sehr gering und daß das aus dem Trockner ausgestoßene Erzeugnis nur eine getrocknete Oberfläche und einen unvollständig getrockneten Kern aufweist. Auch weil das Trocknungsgas die Trommel ungleichmässig durchströmt, erwies sich der Trocknungswirkungsgrad als gering und im Trocknungsgrad des Erzeugnisses tauchten leicht Ungleichmäseigkeiten auf.

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Zur Teraeidung der oben gensisiten H&eliteile Trockner, sind gemäee der vorliegenden Erfindung auf einer eich duroh die Trommel erstreckenden umlaufenden Welle Bührglieder gelagert, so daß der in die Trommel eingeführte Schlamm nahe am Schlammeinlaß aufgebrochen wird, und ein nahe an einem Trocknungegaeeinlaß angebrachtes Ablenkelement ist vorgesehen» das die Strömungsrichtung des Trocknungsgases so ablenkt, daß es gegen die Innenwand der Trommel in der Nähe eines Sohlammeinlasses geblasen werden kann, um die Innenwand der Trommel zu erwärmen und somit den an der Innenwand anhaftenden Schlamm auf ein Mindestmaß herabzusetzen, und ferner wird das Trocknungsgas duroh die Rührglieder sum Wirbeln und zur Wirbelströmungsbildung veranlaßt, so daß der Schlamm, selbst wenn er schwer zu trocknen ist, wirkungsvoll getrocknet werden kann·

Da die vollständig getrockaeten Schlammpartikel aus der Trommel ausgetragen werden, während sie in dem Trocknungegas mitgerissen werden, haben die herkömmlichen Trockner auch den Nachteil, daß die Konzentration der in der Trommel verbleibenden Partikel niedrig oder die durchschnittliche Verbleibzvit der Partikel t& der Trommel kurz wird· Gemäss der vorliegenden Erfindung sind nahe dem hinteren Ende der Trommel Schaufelelemente angeordnet, um die Geschwindigkeit des in den mttelabsohnitt der Tremmel strömenden Trocknungsgases herabzusetzen« wodurch die Schlamm-

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dar&a gehindert werden, aus der Trommel, während sie vom in dem Mittelabschnitt der Trommel strömenden Trocknungsgae mitgerissen werden, ausgetragen zu werden, und wodurch, die Konzentration der in der Trommel befindlichen Sohlammpartikel vergrössert oder die durchschnittliche Verbleibzeit der in der Trommel befindlichen Partikel verlängert wird, so daß der Trocknungswirkungsgrad erhöht wird.

Saher ist die Aufgabe der Erfindung, einen Trommeltrockner

su schaff szij der schwer su ^»»1πι βτ» Λ am Schlamm mit Wirkungsgrad trocknen kann und ei&i'aciien Aufbau hat

Gremäes del* Erfindung wird ein Trommeltrockner für Schlamm gesohaffen, der gekennzeichnet ist durch eine Trommel mit einem Schlammeinlaß und einem Trocknungsgas einlaß an einem Ende und einem Trocknungsgas- und Erzeugnisauslaß am anderen Ende, wobei die Trommel auf einem Traguntergestell drehbar gelagert ist; im wesentlichen axial auf der Innenfläche der Trommel angeordnete, jalousiebrettartige Elemente, die bei Drehbewegung der Trommeiden Schlamm nach oben trageni ein in der Trommel aahe am und dem Trocknuagseinlaß gegenüberliegend angeordnetes Ablenkelement derart, daß von dem Troclrnuageeialaß eingeführtes Trocknungsgas in seiner StrSmungsriohtung von dem Ablenkelement abgelenkt

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und gegen, dia Innenfläche der Trommel in eier Nähe des Schlamm einlass es geblasen wi?d, so daß die an dieser Innenfläche anhaftende Schlammenge herabgesetzt wird; eine Drehwelle, die sich durch die Trommel längs einer Achse erstreckt, die der Trommelachse benachbart verläuft; Rührglieder, die über die Länge der Welle mit Ausnahme eines nahe dem genannten Auslaß befindlichen Teils gelagert und eingerichtet sind, um den in die Trommel eingebrachten Schlamm beim Umlaufen der Welle aufzubrechen und umzurühren; Schaufelelemente, die auf der Welle nahe dem Auslaß angeordnet und eingerichtet sind, um die Geschwindigkeit des Trockaungsgases zu vermindern, das beim Umlaufen der Welle in dem Mittelabschnitt der Trommel in Richtung des Auslasses strömt; und eine Antriebsvorrichtung zum Drehen der Trommel und eine Antriebsvorrichtung zum Drehen der Welle.

In der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel des Trommeltrockners nach der Erfindung veranschaulicht, zeigen;

Pig. 1 eine teilweise «reggebrochen und teilweise im Schnitt darfgestellte Vorderansicht des Trommeltrockners;

Fig. 2 eine teilweise In Vorderansicht dargestellte, waagerechte Teilschnitransient des in Fife. 1 gezeigten -Trockners;

PIg. 3 eine perspektivische Darstellung der Rührglieder und der Schaufelelemente, die auf der Welle nahe des Auslasses des in Fig. 1 gezeigten Trockners gelagert sind; und

Pig. 4 eine teilweise in Vorderansicht dargestellte Teilschnittansicht, einer auf der Welle gelagerten Scheibe zum Ablenken der Strömungsrichtung des der Trommel zugeführten Trocknungsgases,

Pig. 5 eine graphische Sarstellung, die einen Vergleich des erfindungsgemäesen Trockners mit einem herkömmlichen Trommeltrockner für die Behandlung granulatförmiger Materialien bezüglich der Wärmeübergangszahl zeigt.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Wie in der Zeichnung und insbesondere in Pig· 1 dargestellt, ist eine Trommel 1, deren Außenumfangsflache mit einem Wärmeisolierstoff 21 beschichtet ist, horizontal drehbar auf einem Traguntergestell 3 mittels Rollen 2 gelagert. Die Trommel 1 weist jalousiehrettartige Elemente 4 auf. die im wesentlichen axial mit ihrer inneren Umf angsf lache verbunden sind. Eine Abschlußplatte 5 an der Einlaßseite der Trommel 1 ist mit einem zentrisch dazu liegenden Trocknungsgaseinlaß ver-

seilen, der mit einem Trocknungsgenerator 8 in Verbindung steht. Innen vor dem Trocknungsgaseinlaß 6 ist ein ihm gegenüberliegendes Ablenkelement 8 vorgesehen, das mittels eines Verbindungsstückes 9 an der Abschlußplatte 5 befestigt ist und das die Strömungsrichtung des durch den Einlaß 6 in die Trommel zugeführten Trocknungsgases so ablenkt, daß das Trocknungsgas gegen die Innenfläche der Trommel 1 in der Nähe eines später beschriebenen Schlammeinlasses geblasen werden kann· Sine Drehwelle 1o erstreckt sich art al durch die Mitte der Trommel 1, und gabelähnliche Rührglieder 11 sind über die Länge der Welle 1o mit Ausnahme des hinteren Wellenteils gelagert, wobei jedes Rührglied aus einem senkrechten oder radialen Stab 11a und aus waagerechten oder seitlichen, mit dem senkrechten Stab 11a verbundenen Stäben 11b besteht· Diese Rührglieder 11 können derart angebracht sein, daß die Seitenstäbe 11b der entsprechenden Rührglieder schraubenförmig mit Bezug auf die Welle 1o angeordnet sind, so daß eine Ventilatorwirkung erreicht wird, wodurch die Geschwindigkeit des die Trommel durchströmenden Trocknungsgas es verringert wird· In der gezeigten Ausführungsform sind die Rührglieder nahe an einem Auslaß 15t der später beschrieben wird, in der oben beschriebenen Weise angeordnet. Auf dem hinteren Teil der Welle Io sind Soh&u felelemente 12 gelagert, die eine» Flügel- oder Laufrad bilden und ebenfalls schraubenförmig zur Welle angeordnet

eind, so daß die Geschwindigkeit des die Trommel durchströmenden Trocknungsgases verringert und somit die Yerbleibzeit des in der Trommel befindlichen Solllammes verlängert wird. Ein Zahnkreis 13 ist auf der Außenfläche der Trommel 1 befestigt, und kämmt mit dem Ritzel H, das von einem nicht gezeigten Elektromotor angetrieben wird. An der Auslaßseite der Trommel ist ein AuslaSrohr- oder trichter 16 zum Bedecken des Trommalauslasses 15 angebracht, und der untere Teil des Auslaßrohres 16 ist mit einer Entladungerutsche für getrocknetes Erzeugnis versehen. Sie Abschlujßplatte 5 ist mit elsaem Schlammeinlaß 18 ausgestattet. Mit diesem ist ein muldenförmiges Element 19 verbunden, auf dem sich eine Schlamozuführ- oder förderschnecke 2o befindet. Auf dem hinteren Ende der Welle 1o ist ein Kettenrad 22 angeordnet, das von einem nicht dargestellten Elektromotor über eine Kette angetrieben wird.

In einem Trommeltrockner der oben beschriebenen Konstruktion wird im Betrieb das von dem Gasgenerator 7 erzeugte und durch den Trocknungseinlaß 6 in die Trommel 1 eingeführte Trocknungsgas von dem Ablenkelement 8 radial in der Trommel abgelenkt, wie dies oben erwähnt ist, im Innern der Trommel zerstreut und dann von den umlaufenden Rührgliedern 11 umgerührt. Somit wird jeder Teil des Trommelinnenraums während des Wirbelns im wesentlichen gleiohmässlg von dem Trocknungsgas durchströmt. Wird die Trommel 1 unter solchen Bedingun-

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gsn durch den Einlaß 17 mit Schlamm beschickt, so wird dieser von den jalousiebrettartigen Elementen 4 nach oben getragen und fällt dann in der Trommel von oben nach unten. In diesem Fall werden die angehäuften Schlammassen innerhalb der Trommel von den Rührgliedern 11 aufgebrochen und zerstreut· und wirkungsvoll mit dem Trocknungsgas tn Berührung gebracht. Der am Trommelboden angekommene Schlamm wird durch die jalousiebrettartigen Elemente 4 wieder nach oben getragen. Dieser Vorgang wiederholt sich, wodurch der Schlamm allmählich getrocknet wird. Sobald der Schlamm den Mittelteil der Trommel 1 erreicht, werden kleine Partikel des unvollständig getrockneten Schlammes gebildet, die in der Trommel schweben und es tritt das sogenannte Kurzdurchlauf-Phänomen auf, bed dem die schwebenden Schlammpartikel vom Trocknungsgas mitgenommen in das Auslaßx'ohr 16 gelangen. Die Schaufelelemente 12 drehen sich jedoch im hinteren Teil der Trommel 1 mit der Welle 1o, wodurch die Geschwindigkeit des in dem Mittelabschnitt der Trommel 1 strömenden Trocknungsgases verringert wird, wodurch die Verbleibaeit des in der Trommel 1 befindlichen Schlamms verlängert wird, obgleich das Abströmen des Gases nicht verhindert wird, so daß sich die Konzentration der in der Trommel 1 befindlichen Schlammpartikel vergrössert und somit der Trocknungswirkungsgrad erhöht wird» Die Schaufelelemente 12 dienen auch dazu, das vorher genannte Kurzdurchlauf-Phänomen zu verhindern, indem sie die kleinen Schlammpartikel zurücktreiben,

die während ihrer Bewegung in Richtung des AuBlaßrohres 16 mit den Oberflächen der Schaufelelemente zusammenstossen. Sie nahe dem Auslaß 15 angebrachten RUhxglieder 11 wirken auch wie Ventilatoren und dienen dazu, die durchschnittliche Durchlauf zeit des Schlamms durch die Trommel 1 duroh Verringerung der Geschwindigkeit des dem Auslaß 15 zuströmenden Trocknungsgases zu verlängern. Durch die oben beschriebenen Funktionen der Schaufelelemente 12 und der Rührglieder 11 werden die kleinen Schlammpartikel lange genug zur vollständigen Trocknung in der Trommel 1 zurückgehalten. Die erzielten Partikel gieichmässiger Grosse werden wx der Trommelaußenseite von dem Auslaß 15 durch das Auslaßrohr 16 und die Rutsche 17 ausgetragen.

Zusätzlich zu der oben beschriebenen Arbeitsweise haben die Schaufelelemente 12 die Punktion, das Trocknungsgas im hinteren Endteil der Trommel 1 umzurühren, so daß das im oberen und im unteren Teil der Trommel strömende Gas miteinander ausgetauscht und somit in der Trommel 1 eine gleichmassige Temperaturverteilung erreicht wird.

Fig. 4- zeigt eine andere Ausführungsfoxm des Ablenkelementes 8, das aus einer Scheibe 23 besteht, die auf der Welle 1o nahe bei und den Trocknungsgaseinlaß 6 gegenüberliegend gelagert ist. und von der Welle gedreht wird. 2s ist offensichtlich, daß die Scheibe 23 demselben Zweck dient wie das vorher beschriebene Ablenkelement 8.

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Is UMU Tr-öiäasltrocknsr nach der Erfindung» wird wie cfee» beschrieben, der in die Trommel eingeführte Schlamm durch die Drehbewegung der Trommel und der Rührglieder innerhalb der Trommel zerstreut und in diesem Zustand durch Wirbelströmung des Trooknungsgases während seines Weges von einem zum anderen Ende der Trommel getrocknet. Deshalb kann selbst ein schwer zu trocknender Schlamm kontinuierlich, automatisch und trotzdem mit hohem Wirkungsgrad getrocknet werden·

In dem Trommeltrockner nach der Erfindung wird im besonderen der Sohlamm innerhalb der Trommel gleichmässig verteilt, indem er von den Rührgliedern umgerührt und aufgebrochen wird, wenn er, durch die jalousiebrettartigen Elemente nach obtai getragen, in der Trommel nach unten fällt und das Trooknungsgas von den Rührgliedern zum spiralförmigen Fliese en innerhalb der Trommel veranlasst wird, so daß ein wirkungsvolles Zusammentreffen zwischen Schlamm und Trocknungsgas, sowie wirkungsvolles and einheitliches Trocknen des Schlamms erreicht werden kann und somit auch die Betriebskosten erheblich gesenkt werden können· Da außerdem das Ablenkelement in der Trommel nahe an dem Trocknungegaseinlafl zum Ablenken der Strömungerichtung des Gases angebracht ist, kann sich das Trocknungsgas in der Trommel gleiohmässig verteilen, und der sonst en der Trommelelalafiseite auftretende tote Winkel des Gases wird vermieden. Weiterain kann, da die Schaufelelemente im hinteren Endteil der Trommel angeordnet

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eind» um zu vorhindern., daß kleine Schlammpartikel von dem in dem Mittelabschnitt der Trommel strömenden Trocknungsgas mitgenommen werden zur Außenseite der Trommel entleert werden» die Konzentration des Sohlammes Innernalb der Trommel vergrössert und die Verbleibzeit der Sohlammpartikel in der Trommel verlängert werden· Infolgedessen kann das Volumen des Trocknens verkleinert werden und die Herstellungskosten sowie der Baumbedarf der Anlage können erheblich vermindert werden.

H*i dem erfindungsgemässen Trockner wird Schlamm während seiner Berührung mit einem parallr-'Ltsx Strom von direkt erwärmter Heißluft bei einer Temperatur von ungefähr 1000⁰C wiederholt ,mittels den Etihrgliedern pulverisiert, die je auf der Srehwelle innerhalb der Trommel angeordnet sand und Rührstangen aufweisen, die. mit einer sanglichen Stützstange in der Porm einer Antenne verbunden sind, und schnell durch den syaergistiechen Effekt von Wärme- und Pulverisierwirkung in einen körnigen Peststoff getrocknet, der als Trockeneffekt ausgebracht wird.

Die Heißluft wird in ihrer Strömungsrichtung von dem Ablenkelement abgelenkt und gegen die Oberfläche des Materials geblasen, welches an der Iamenfläohe der Trommel anhaftet, sο daß sie wirksam mit den Material in Berührung gebracht werden kann, welches eine grosse Menge an Wasser enthält,

und zwar unverzüglich nach Einbringen des Materials. Sollte das Ablenkelement nicht vorhanden sein_s kann keine mrJtaair.e Berührung zwischen dem schlammartigen Material und der Heißluft erhalten werden, weil der Heißluftstrom parallel zu dem an der Innenfläche der Trommel anhaftenden Material und die Austrittstemperatur hoch werden wurden, und damit würde die Wärmeausnutzung von 64 - 70 #, welche erhalten wird, wenn das Ablenkelement vorgesehen ist, auf ungefähr 59 $> reduziert werden· Somit ist es verständlich wie gross der Effekt des Ablenkelementes ist. Am Abschnitt der Trommel in der Nähe des Schiammeiniasses neigt das Material normalerweise dazu, auf Grund seines ihm eigenen Haftvermögens an der Innenfläche der Trommel zu haften. Bei der vorliegenden Erfindung wächst jedoch die Schlammablagerung nicht, weil der Schlamm, welcher auf Grund der Schwerkraft von der Innenfläche der Trommel abfalle, intensiv pulverisiert und von den Eührgliedern rückwärts bewegt wird. Weiterhin ist der Trockner keiner Beschädigung seitens der Heißluft hoher !Temperatur ausgesetzt, da die Innenfläche des Trockners, die Drehwelle und die Rührglieder beständig von dem nassen Material berührt werden.

In, der rückwärtigen Hälfte der Trommel haftet der Schlamm nicht langer an der Innenfläche der Trommel an und das gramilierte Material wird gezwungen, mit Hilfe der jalou-

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eieartigen Elemente herabzufallen·

Beim Trocknen eines solchen Materials, welches eine grosse Wassermenge enthält, in herko"mmlichen Trommeltrocknern
neigt das zu behandeljide Material dazu, auf Grund der Rotation der !Trommel grosse Massen zu bilden, und somit ist die Trocknungswirkung in fast allen Trommeltrocknern sehr schlecht. Zusätzlich haftet das Material zu Beginn des
Trockenvorgangs stark an der Innenfläche der Drehtrommel, und es ist eine lange Zeit erforderlich, bevor ein thermischer Gleichgewichtsaustand erhalten wird. Weiterhin wird das notwendige Yolumen der Drehtrommel ausserst gross.
Um einen solchen Nachteil auszuschalten, wurden Trockner
vorgeschlagen, welche Ketten oder Eisenkugeln darin enthielten; jedoch müssen selbst solche Trockner ein Volumen
haben, welches 2 bis 5 ζ so gross wie das des erfindungsgemässen Trockners ist. Obwohl der Schlammtrockner gemäss Erfindung zum Trocknen von Schlamm vorgesehen ist,hat
er eine Wärmeübergangszahl, welche selbst grosser als diejenige der herkömmlichen Drehtrockner ist«, die dazu vorgesehen sind, körnige Materialien zu trocknen, und zwar auf Grund der wirkungswollen Punktion der Rührglieder. In Pig. ist ein Vergleich beider Trockner bezüglich der Wärmeübergangszahl gezeigt, in welcher die WärmeÜbergangezahl, die mit dem Trockner gemäss Erfindung erhalten worden ist, mit derjenigen verglichen ist, die mit einem herkömmlichen

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Trockner erreichbar ist, der für die Behandlung von körnigen Materialien verwendet ist.

In Fig. 5 bedeuten die eingetragenen Symbole folgendes ι

üa : Wärmeübergangs zahl (Kcal/m h°C.) D s xroimüeldurchmesser (m)

G₀ : Heißluftmassengeschwindigkeit (kg/i h) F₁ * Material-Zuführgeschwindigkeit

(kg (fiohmaterial) / h ) S₁ : Scheinbare Sichte des Materials (kg/m⁵)

Sie ausgezogene Linie stellt die Wärmeübergangszahl dar» welche mit dem erf indungsgemässen Trockner erhalten worden ist· Sie gebrochene Linie stellt die Wärmeübergangs zahl dar, die mit einem Srehtrockner erhalten worden ist, der in Trans, im. Inst. Chem. Engrs., 38, 841 (1942) beschrieben worden ist. Sie Wärmeübergangs zahl Ua bei dem erfindungsgemäseen Trockner beträgt 200 bis 500 Koal/m^h⁰O, im Gegensatz zu 100 bis 200 £cal/srh°G bei dem herkömmlichen Srehtrockner·

AS

723747Ί-8.3.73

Claims (3)

1. Ansprüche

   Trommeltrockner für Schlamm, gekennzeichnet durch eine Trompel mit einem Schlammeinlaß und einem Trocknungsgaseinlaß an einem Ende und einem Trocknungsgas- und Erzeugnisauslaß am anderen Ende, wobei die Trommel auf einem Traguntergestell drehbar gelagert ist; irr. wesentlichen axial auf der Innenfläche der Trommel angeordnete, langgestreckte, jalousiebrettartige Elemente, die bei Drehbewegung der Trommel den Schlamm nach oben tragen; ein in der Trommel nahe am und dem Trocknungegaseinlaß gegenüberliegend angeordnetes Ablenkelement derart, daß von dem TrockgTingsgaseinlaß eingeführtes Trocknungsgas in einer Strömungsrichtung von dem Ablenkelement abgelenkt und gegen die Innenfläche der Trommel in der Nähe des Schlammeinlasses geblasen wird, so daß die an dieser Innenfläche anhaftende Schlammmenge reduziert wird; eine Drehwelle, die sich durch die Trommel längs einer Achse erstreckt, die der Trommelachse benachbart verläuft; Rührglieder, die über die Länge der Welle mit Ausnahme eines nahe dem genannten Auslaß befindlichen Teils gelagert und eingerichtet sind, um den in die Trommel eingebrachten Schlamm beim Umlaufen der Welle aufzubrechen und umzuführen; Schaufelelemente, die auf der Welle nahe dem Auslaß angeordnet und eingerichtet sind, um

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   die Geschwindigkeit des Trocknungsgases zu vermindern, das beim Umlaufen der Welle in dem Mittelabschnitt der Trommel in Richtung des Auslasses strömt; und eine Antriebsvorrichtung zum Drehen der Trommel und eine Antriebsvorrichtung zum Drehen der Welle.
2. 2.) Trommeltrockner nuch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenkelement eine auf der Welle gelagerte Scheibe ist.
3. 3.) Trommeltrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen derjenigen Rührglieder, die in. der Nähe des genannten Produktauslasses vorgesehen sind, schraubenförmig mit Bezug auf die Welle angeordnet sind, so daß die Geschwindigkeit des in Richtung des Auslasses strömenden Trocknungsgases durch die Drehbewegung der Rührglieder verringert werden kann.

   4·) Trommeltrockner nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die Schaufeln der Schaufelelqinente schraubenförmig mit Bezug auf die Welle angeordnet sind.