DK145807B - Fremgangsmaade og apparat til toerring af et partikelformet produkt - Google Patents

Description

145807

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til tørring af et pulver- eller partikelformet produkt i en tørrer med fluidiseret leje og med tilbageblandet faststofstrøm.

Når et vådt produkt skal tørres i en tørrer med et fluidiseret leje af 5 den nævnte type, holdes mængden af opvarmet fluidiseringsgas, der tilføres det fluidiserede leje, fordelagtigt på et minimum, der er nødvendigt til fluidisering af produktet, og det fluidiserede produkt tilføres så ekstra varme ved hjælp af varme flader, der er anbragt nede i det fluidiserede produktlag.

10 Af økonomiske grunde ønsker man at holde temperaturen for den fluidiseringsgas, der afgår fra det fluidiserede leje, og følgelig også temperaturen for det produkt, der tørres, i hovedsagen på dugpunktet. For at opnå et ensartet produkt med kontrollerede egenskaber er det vigtigt, at det produkt, der udtømmes fra det fluidiserede leje, 15 har en fugtighedsgrad, der er i hovedsagen konstant, selv når den hastighed, hvormed produktet tilføres det fluidiserede leje, såvel som det tilførte produkts tilstand, såsom fugtighedsgrad og temperatur, varierer inden for visse grænser. Dette kan opnås ved styring af den varme, der fra de i det fluidiserede produkt neddykkede varmeflader 20 overføres til det våde produkt.

Ved en kendt tørrefremgangsmåde af den ovennævnte type styres varmeoverførslen fra varmefladerne til det våde produkt af operatøren på en sådan måde, at temperaturen for den tørregas, der afgår fra det fluidiserede leje, holdes på en forudbestemt værdi. Denne forud-25 bestemte værdi, der beregnes således, at den skal ligge en lille smule over dugpunktet for den afgående fluidiseringsgas, (f.eks. ca. 5°C), er baseret på en skønnet fugtighedsgrad for produktet og på en forventet tilførselshastighed for produktet til det fluidiserede leje.

Det forventede niveau for afgangsgassens temperatur skulle sikre, at 30 hele den frie overfladefugtighed er fordampet fra produktet, når dette forlader det fluidiserede leje. I praksis kan fugtigheden og/eller tilførselshastigheden for produktet imidlertid væsentligt overstige de forventede værdier og i en sådan udstrækning, at produktet ikke kan 145807 2 holdes i en fluidiseret tilstand, hvorved tørreprocessen afbrydes, eller fugtigheden og tilførselshastigheden kan være mindre end forventet, hvorved tørreprocessens varmeøkonomi forringes, i alle tilfælde er det ikke muligt at opnå et ensartet, tørret produkt.

5 Fra dansk fremlæggelsesskrift nr. 134.366 kendes en tørrefremgangsmåde, hvor det produkt, der skal tørres, fra et tilbageblandet fluidiseret leje føres ind på et andet fluidiseret leje med stempelstrømning.

Ved den foreliggende opfindelse er der blevet tilvejebragt en fremgangsmåde af den ovennævnte type, der tillader en forbedret styring 10 af varmetilførslen til det produkt, der skal tørres, hvorved risikoen for afbrydelse af tørreprocessen formindskes, og der opnås et mere ensartet færdigt produkt samt en forbedret varmeøkonomi.

Ved opfindelsen er der blevet tilvejebragt en fremgangsmåde til tørring af et pulver- eller partikelformet produkt, der tilføres et første 15 tilbageblandet fluidiseret leje, hvor produktet fluidiseres af en opefter gennem dette første leje strømmende fluidiseringsgas, og hvor der foretages en kontinuerlig blanding af produktet samt en styret tilførsel af varme til det fluidiserede produkt, ligesom produktet kontinuerligt udtømmes fra det første leje gennem et produktudløb og deref-20 ter føres langs en bane, der afgrænses i et andet fluidiseret leje således, at der frembringes stempelstrømning, og fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at varmetilførslen til produktet i det første leje styres i afhængighed af produktets temperatur i det mindste på ét sted langs den nævnte bane således, at den fra det 25 første leje afgående fluidiseringsgas i hovedsagen holdes i en sådan tilstand, at den i det væsentlige er mættet med damp, og at der opnås en ønsket tørhedsgrad for det produkt, der udtømmes gennem produktudløbet for det første leje.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen holdes temperaturen for den 30 tørregas, der udtømmes fra det første leje, i hovedsagen konstant, fortrinsvis på tørregassens dugpunkt, og temperaturen for det produkt, der udtømmes fra det første leje, holdes følgelig også i 145807 3 hovedsagen på den samme konstante temperatur. Varmetilførslen til produktet i det første leje styres fortrinsvis således, at i hovedsagen al den frie eller ubundne fugtighed er blevet fordampet fra det produkt, der udtømmes fra det første leje, hvilket betyder, at tørrepro-5 cessen i dette første leje foregår inden for det såkaldte "tørreområde af O'te orden". Når det produkt, der udtømmes i det første leje og kun indeholder lidt eller i hovedsagen ingen fri fugtighed, føres langs den nævnte bane i det andet fluidiserede leje, vil produktets temperatur ændre sig, fordi tørringen nu foregår inden for det så-10 kaldte "tørreområde af 1. orden". Temperaturen for den fluidiserende tørregas, der tilføres det andet fluidiserede leje, holdes fortrinsvis i hovedsagen konstant. I dette tilfælde vil produktets temperatur på et bestemt sted eller på bestemte steder langs den nævnte bane i det andet leje variere i afhængighed af eventuelle variationer i produkt-15 tilførslen til det første leje, f.eks. variationer i tilførselshastigheden, temperaturen for det tilførte produkt og/eller fugtighedsgraden for det tilførte produkt. Hvis varmetilførslen til produktet i det første leje styres således, at produkttemperaturen holdes i hovedsagen konstant på det nævnte sted eller de nævnte steder, kan afgangs-20 temperaturen for fluidiserings- eller tørregassen og tørhedsgraden for det produkt, der udtømmes fra det første fluidiserede leje derfor holdes på den ønskede konstante værdi. Det er klart, at mængden og/eller temperaturen for den fluidiserings- eller tørregas, der tilføres det andet leje, ikke nødvendigvis behøver at blive holdt konstant, 25 men den kan variere på en forudbestemt eller registrerbar måde. Der kan så tages hensyn til denne forudbestemte eller registrerede temperaturvariation, når varmetilførslen til produktet i det første fluidiserede leje styres.

Normalt tilføres varmen til produktet i det første leje delvis ved hjælp 30 af fluidiserings- eller tørregassen, men hovedsageligt ved hjælp af varme flader, der er anbragt oven over det første fluidiserede lejes lejeplade. I princippet kan den varme, der tilføres produktet i det første leje, styres ved styring af temperaturen for fluidiseringsgassen såvel som af temperaturen for varmefladerne. Det foretrækkes imidler-35 tid at holde temperaturen for tørre- eller fluidiseringsgassen i hoved- 4 H5807 sagen konstant og kun at styre temperaturen for varmefladerne. I dette tilfælde tilføres der fortrinsvis tørregas til det første og det andet leje fra en fælles kilde.

I det andet fluidiserede leje opvarmes produktet fortrinsvis kun ved 5 hjælp af fluidiseringsgassen. Når produktet, der er blevet delvis tørret i det første fluidiserede leje, passerer ind i det andet fluidiserede leje, vil fugtigheden derfor fordampe med en sådan hastighed, at produktets temperatur i begyndelsen normalt vil falde. Når produktet fortsætter langs sin bane i det andet fluidiserede leje, vil den fugtig-10 hed, der er tilbage i produktet, være den fugtighed, som er mere fast bundet til produktet ved hjælp af kapillære kræfter og/eller kemiske bindinger. Fordampningshastigheden vil derfor efterhånden falde, og følgelig vil produktets temperatur stige. Ifølge opfindelsen er det sted, på hvilket produkttemperaturen afføles for styring af 15 varmetilførslen til produktet i det første fluidiserede leje i afhængighed af denne produkttemperatur fortrinsvis beliggende efter (regnet i produktets strømningsretning) det sted, på hvilket den nævnte minimumstemperatur opnås. Derved sikres det, at produktets fugtigheds-indhold på det nævnte ene sted er blevet reduceret i en sådan grad, 20 at produktets temperatur vil ændre sig i afhængighed af ændringer af varmetilførslen og af produkttilførslen til det første fluidiserede leje.

Varmetilførslen til det første leje kan styres på en hvilken som helst passende måde i afhængighed af produkttemperaturen på det nævnte ene sted. Således kan temperaturstyringen foretages manuelt eller ved 25 hjælp af automatisk virkende mekaniske, elektriske eller elektroniske styreorganer. Ved en udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan produkttemperaturen afføles på hvert af flere steder langs den nævnte bane i det andet leje, og de affølte temperaturværdier kan så passende sendes til en beregningsindretning til vurdering af 30 disse temperaturværdier og til styring af varmetilførslen til det første fluidiserede leje på basis af forudbestemte relationer mellem temperaturvariationsmønsteret og de nødvendige eller ønskelige justeringer af varmetilførslen.

145807 5

Normalt er den bane, der afgrænses i det andet leje så kort, at tørringen i dette leje kun fortsætter ganske lidt ud over tørreområdet af O'te orden.

Hvis tørreprocessen kun omfatter tørring i nævnte første og andet 5 leje, vil hovedanvendelsen for processen være tørring af pulver- eller partikelformede produkter, der kan anses for at være færdige produkter, når de har nået det trin, hvor den fugtighed, der er ubundet, eller en lille smule mere er blevet fjernet. I tilfælde af, at man ønsker en højere grad af tørhed for det færdige produkt, kan tørre-10 processen fortsættes i endnu et tørretrin. Således kan det produkt, der skal tørres, ved en udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen føres fra det første leje til et tredje fluidiseret leje eller en anden tørrer via den nævnte bane i det andet leje. Disse lejer kan så være dele af en kontakttørrer med fluidiseret leje, hvor det første 15 leje udgør et fortørringstrin, der i hovedsagen ligger inden for tørreområdet af O'te orden, medens det tredje leje udgør et eftertør-ringstrin, der fortrinsvis har form af et fluidiceret leje med såkaldt stempelstrømning, hvor tørringen finder sted i hovedsagen inden for tørreområdet af 1. orden.

20 Opfindelsen angår også et apparat til udøvelse af den ovenfor beskrevne fremgangsmåde, hvilket apparat har et første tilbageblandet fluidiseret leje med et produktudløb, organer for tilførsel af et pulver- eller partikelformet produkt til dette første leje, organer for tilførsel af fluidiseringsgas opefter gennem dette første leje, opvarm-25 ningselementer for tilførsel af varme til produktet i det første leje, organer til styring af varmetilførslen til opvarmningselementerne, samt et andet fluidiseret leje, som står i forbindelse med produktudløbet fra det første leje og afgrænser en langstrakt produktbane, der frembringer stempelstrømning, og apparatet ifølge opfindelsen er 30 ejendommeligt ved, at styreorganerne indbefatter temperaturføleorga-ner anbragt i det mindste på ét sted langs denne produktbane og er indrettet til styring af varmetilførslen til opvarmningselementerne i afhængighed af den på det nævnte sted detekterede temperatur.

145807 6

Opfindelsen vil nu blive nærmere beskrevet under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 skematisk og set i snit viser en udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen, 5 fig. 2 er en grafisk fremstilling af fordampningsprocessen i et fluidi-seret leje af den type, hvor produktet tilføres portionsvis, fig. 3 er en grafisk fremstilling af fordampningsprocessen i et fluidi-seret leje, hvor produktet tilføres kontinuerligt, fig. 4 er et fugtighedsdiagram, hvor relationerne mellem absolut 10 fugtighed, temperatur og dugpunkter kan aflæses, fig. 5 og 6 er grafiske fremstillinger af temperaturvariationen for et pulver- eller partikelformet produkt, der bevæges langs et "styreleje", og fig. 7 viser set i snit en foretrukken udførelsesform for apparatet 15 ifølge opfindelsen, hvor visse vægdele er blevet skåret bort.

Fig. 1 viser skematisk en tørrer med fluidiseret leje og omfattende en fortørrer 10 samt en eftertørrer 11. Fortørreren 10 er fortrinsvis en kontakttørrer med fluidiseret leje og af den tilbageblandede type, hvor vådt pulver- eller partikelformet materiale tilføres tørreren ved 20 hjælp af en fordeler, fortrinsvis en roterende fordeler 12, der er anbragt i hovedsagen centralt oven over en første lejeplade 13 til et fluidiseret leje. Et antal med indbyrdes tværgående afstande anbragte opvarmningselementer eller varmepaneler 14 er anbragt oven over lejepladen 13. Opvarmningspanelerne 14 er, som det bedst er illustre-25 ret i fig. 7, opdelt i et antal grupper, og panelerne 14 i hver gruppe er indbyrdes forbundet ved hjælp af en tværgående vægdel 15 således, at der dannes et batteri eller en opvarmningsenhed 16, der kan fjernes fra tørreren som antydet i fig. 7, f.eks. af hensyn til rensning, reparation, vedligeholdelse eller udskiftning.

30 Fortørreren 10 og eftertørreren 11 har et fælles hus 17 med et varme-isolationsmateriale 18, se fig. 7. Huset 17's indre rum er opdelt ved hjælp af en tværgående skillevæg 19, der adskiller fortørreren 10 fra eftertørreren 11. Disse tørrere 10 og 11 er imidlertid indbyrdes forbundet af en åbning 20, der er udformet i skillevæggen 19 forne-35 den og ved dennes ene ende.

7 145807

Eftertørreren 11 har et andet fluidiseret leje af den såkaldte stempelstrømningstype med en lejeplade 21. Et antal parallelle skærmvægge 22 danner en bugtet bane for det fluidiserede materiale, der bevæger sig gennem eftertørreren 11 fra åbningen 20 til et udløb 23 for tørret 5 materiale. Varm fluidiseringsgas til fluidisering af materialet på den første lejeplade 13 tilføres via et første gasindløb 25 til et første gaskammer 24, der er anbragt neden under lejepladen 13. På lignende måde tilføres fluidiserende gas til fluidisering af materialet på efter-tørrerens lejeplade 21 via et andet gasindløb 27 til et andet gaskam-10 mer 26.

Vådt pulver- eller partikelformet materiale eller produkt, der skal tørres, tilføres den roterende fordeler 12 gennem en med flange forsynet rørstuds 28, og fordeleren 12 drives af en elektromotor 29.

Afgående fluidiseringsgas eller -luft udtømmes fra fortørreren 10 og 15 eftertørreren 11 gennem henholdsvis et første og et andet gasudløb 30 og 31, og tørret produkt kan fjernes fra apparatet gennem et med flange forsynet, tilspidset produktudløbsrør 32, der står i forbindelse med udløbsåbningen 23. For at undgå frembringelse af kondensat på indersiden af de vægge af huset, der afgrænser fortørreren 10, kan 20 den øverste del af disse husvægge være dækket af hule opvarmningspaneler 33, som det er antydet ved hjælp af punkterede linjer i fig.

7. Opvarmningspanelerne 33 såvel som opvarmningselementerne 14 kan opvarmes på en hvilken som helst passende måde, f.eks. ved hjælp af elektrisk strøm eller opvarmet gas eller luft. Elementerne 14 og pane-25 lerne 13 opvarmes imidlertid fortrinsvis ved hjælp af varm damp eller varmt vand.

Det i fig. 1 og 7 viste apparat er - i den udstrækning, det hidtil er blevet beskrevet - i hovedsagen konventionelt.

Fig. 2 illustrerer grafisk forløbet af en tørreproces, hvor polyvinyl-30 chlorid af suspensionstypen tørres i en tørrer med fluidiseret leje af den type, hvor produktet tilføres portionsvis. I fig. 2 angiver ordinaten x forholdet mellem vægten af den flygtige komponent og vægten af tørstof i det materiale, der skal tørres. Kurven I viser, at forholdet x mellem den flygtige komponent og tørstoffet i en begyndelses- 145807 δ periode Τ vil aftage proportionalt med tiden, og at kurven I efter et "knækpunkt" B asymptotisk vil nærme sig en vis værdi. Kurven II i fig. 2 viser, at temperaturen for det materiale eller produkt, der tørres, i den første tørringsperiode T vil være i hovedsagen konstant 5 på trods af variationer for værdien x, så længe x]B, og derefter vil produktets temperatur hurtigt stige og så flade ud på et vist niveau.

Det er klart, at man ville opnå den samme temperaturprofil ved at føre det produkt, der skal tørres, gennem et langstrakt, snævert, fiuidiseret leje af stempelstrømningstypen og ved at lade lejets læng-10 deakse repræsentere abscissen. Fig. 3 illustrerer grafisk forløbet af en tørreproces, hvor polyvinylchlorid af suspensionstypen tørres i et fiuidiseret leje af den ovenfor under henvisning til fig. 1 og 7 beskrevne type. Tidsperioden T repræsenterer så produktets gennemsnitlige opholdstid i fortørreren 10. Som i fig. 2 angiver ordinaten x 15 forholdet mellem vægten af den flygtige komponent og vægten af tørstof i det materiale, der skal tørres, f.eks. det flygtige indhold i det våde polyvinylchlorid, der tilføres for tørreren 10. Kurven III viser, at forholdet x holdes på et konstant niveau i hele fortørreren.

Efter "knækpunktet" B fortsætter kurven som den kurve I, der er 20 beskrevet ovenfor i forbindelse med fig. 2. Den kendsgerning, at forholdet x for det produkt, der opholder sig i fortørreren 10, er i hovedsagen konstant som illustreret af kurven III, er indlysende set ud fra et matematisk synspunkt. Når man ser på et kort tidsrum, kan mængden af det våde materiale, der tilføres fortørreren, anses for at 25 være infinitesimal sammenlignet med massen af det produkt, der indeholdes i fortørreren.

Af varmeøkonomiske grunde skal tørringen i tørreområdet af første orden, dvs. i tørreperioden T, finde sted i fortørreren 10, og når knækpunktet B er blevet nået, skal den efterfølgende tørring finde 30 sted i eftertørreren 11.

Når det produkt eller materiale, der skal tørres, tilføres fortørreren 10 ved hjælp af deh roterende fordeler 12, er det normalt så vådt, at produktet som sådant ikke kan fluidiseres i et normalt fiuidiseret leje, før det har nået et punkt, hvor det er blevet delvis tørret. 1 fig. 2 145807 9 er dette punkt angivet som fluidiseringspunktet F. Når det våde produkt tilføres fortørreren 10, der er af den tilbageblandede type, og er blevet fordelt over og blandet med det fluidiserede produkt, der allerede er blevet delvis tørret, kan det våde produkt ikke desto 5 mindre fluidiseres på tilfredsstillende måde.

I fortørreren 10 holdes den mængde varme fluidiseringsgas eller -luft, der tilføres det første gaskammer 24, fortrinsvis på et minimum for at minimere den varmemængde, der går tabt med den gas eller luft, der afgår fra fortørreren 10 gennem det første gasudløb 30. Den nød-10 vendige yderligere varme tilføres så produktet ved hjælp af opvarmningselementerne eller -panelerne 14.

Under tørreprocessen kan der optræde variationer, f.eks. i tilførselshastigheden for det våde produkt til fortørreren 10 og i fugtig-hedsgraden og temperaturen for det tilførte produkt. Som antydet 15 ovenfor er det vigtigt at styre varmetilførselen til produktet via opvarmningspanelerne 14 i afhængighed af eventuelle variationer i tilstanden for det produkt, der tilføres fortørreren 10, så at det sikres, at det produkt, der forlader fortørreren 10, altid holdes i hovedsagen på knækpunktet B, hvor al fri fugtighed er blevet for-20 dampet fra produktet.

I apparatet ifølge opfindelsen er der mellem de fluidiserede lejer 13 og 21 for henholdsvis fortørreren 10 og eftertørreren 11 indskudt et styreleje med en lejeplade 34. Styrelejet afgrænses mellem skillevæggen 19 og en anden skillevæg 35, der er anbragt parallelt med og 25 ligger i tværgående afstand fra skillevæggen 19 således, at der mellem disse skillevægge afgrænses en langstrakt, snæver passage. En lodret kantdel 36 ligger i afstand fra huset 17's tilgrænsende indervæg for dannelse af en produktindløbsåbning 37 til styrelejepladen 34 fra fortørreren 10. Fluidiseringsgas tilføres styrelejet via det første gas-30 kammer 24 og fra en gaskilde, der er fælles med det første fluidiserede leje 13. Gasudløbet for styrelejet 34 er det samme som udløbet for fortørreren 10, nemlig gasudløbet 30, og der er derfor oven over skillevæggen 35's øverste kant afgrænset en gasforbindelsesåbning, der forbinder fortørreren 10's indre rum med det mellem skillevæggene 35 19 og 35 afgrænsede styrekammer.

145807 10

En temperaturføler 39, f.eks. et termoelement, er anbragt oven over styrelejepladen 34 i nærheden af den åbning 20, der forbinder styrekammeret med eftertørreren 11, og endnu en temperaturføler 39' kan om ønsket være anbragt ved produktindløbsåbningen 37. Som vist i 5 fig. 7 kan temperaturføleren eller -følerne 39 være monteret på skillevæggen 19 og/eller 35 ved hjælp af et understøtningsorgan 40.

Det ovenfor beskrevne tørreapparat fungerer som følger:

Et vådt pulver- eller partikelformet materiale eller produkt, der f.eks. kan være en polymer af suspensionstypen tilføres gennem 10 rørstudsen 28 kontinuerligt til den roterende fordeler 12, der bringes til at rotere af motoren 29. Fordeleren 12 fordeler i hovedsagen ensartet produktet over hele fortørreren 10's lejeplade 13, og en strøm af varm fluidiseringsgas eller -luft føres til det første gaskammer 24 gennem det første gasindløb 25 for fluidisering af produktet 15 på lejepladen 13. Det fluidiserede produkt på lejepladen 13 kommer i kontakt med opvarmningspanelerne 14, og da disse paneler er opvarmet, f.eks. ved hjælp af damp, varmt vand eller varm gas, der strømmer gennem dem, vil der kontinuerligt blive overført varme til det fluidiserede produkt, ikke blot fra den varme fluidiseringsgas, 20 men i højere grad fra panelerne 14. Afgående fluidiseringsgas udtømmes gennem det første gasudløb 30 og kan udtømmes i atmosfæren eller recirkuleres for yderligere brug efter en affugtningsproces. Når der er blevet opnået en ligevægtstilstand, vil en produktstrøm, der i hovedsagen svarer til den gennem rørstudsen 28 tilførte produkt-25 strøm, forlade fortørreren 10 gennem produktåbningen 37 og passere langs styrelejepladen 34. Det ved hjælp af fordeleren 12 tilførte våde produkt kan være i en sådan tilstand, at det ikke kan fluidiseres som sådant. Imidlertid kan fluidisering af det våde produkt som ovenfor nævnt alligevel opnås, fordi det våde produkt fordeles over og blan-30 des med det delvis tørrede produkt, der allerede forefindes i lejet. I fortørreren 10 blandes produktet kontinuerligt, så at fugtighedsgra-den af det blandede produkt i ligevægtstilstanden vil være i hovedsagen den samme over hele det fluidiserede leje 12, som det er forklaret i forbindelse med fig. 3 145807 η

Varmetilførslen til produktet i fortørren 10 styres således, at tørreprocessen i fortørreren foregår i tørreområdet af O'te orden, hvilket indebærer, at produktets temperatur i det fluidiserede leje oven over lejepladen 13 og af den fluidiseringsgas, der udtømmes gennem det 5 første gasudløb 30, i det væsentlige holdes på dugpunktet. Når det delvis tørrede produkt forlader lejepladen 13 gennem produktåbningen 37 og kommer ind på styrelejepladen 34, er i hovedsagen al fri fugtighed blevet fordampet fra produktet, så at det meste af den fugtighed, der er tilbage, er mere eller mindre bundet til produktet, f.eks.

10 af kapiliære kræfter eller kemiske bindinger. Det delvis tørrede produkt i styrelejet fluidiseres ved hjælp af fluidiseringsgas, der tilføres fra det første gaskammer 24, hvilket betyder, at fluidiseringsgassen tilføres fortørreren 10 og styrelejet fra den samme kilde.

Fig. 4 illustrerer grafisk den indflydelse tilførslen af varme gennem 15 varmepaneler ud over tilførslen af varme ved hjælp af fluidiserings-gassen har på dugpunktet. I denne figur repræsenterer abscisseværdien y forholdet mellem vandkomponenten og komponenten af tørret luft i tørreluften eller -gassen, og ordinaten repræsenterer tørregassens temperatur. Den kurve, der er betegnet med "si", er mætnings-20 linjen. Fluidiseringsgas, der tilføres fortørreren 10, optager damp fra det fugtige eller våde produkt i det fluidiserede leje, hvorved gassen afkøles. Hvis det antages, at fluidiseringsgassen tilføres fortørreren i en tilstand, der repræsenteres af punktet i fig. 4, kan tilstanden for den gas, der afgår fra fortørreren, repræsenteres af punktet D^, 25 hvilket viser, at gassens temperatur er faldet til dugpunktet, medens forholdet mellem vandkomponenten og komponentet af tør luft er blevet forøget. I princippet kan opvarmningspanelernes 14's funktion anses for at være en genopvarmning af fluidiseringsgassen eller -luften fra dugpunktet til en højere temperatur, der repræsenteres 30 af punktet A i fig. 4, og fluidiseringsgassen er nu i stand til at optage mere damp eller fugtighed, hvorved gassen afkøles til dugpunktet, der i fig. 4 er betegnet med D. Forskellen mellem abscisseværdierne for punkterne D og A^ repræsenterer den totale mængde vand eller fugtighed, der er blevet overført fra produktet til fluidi-35 seringsgassen. Det er klart, at det endelige dugpunkt D for gassen er afhængig af bl.a. overfladearealet, overfladetemperaturen og var-meoverføringskoefficienten for opvarmningspanelerne.

145807 12

Fig. 5 illustrerer grafisk temperaturvariationen for produktet, der passerer et stykke d langs styrelejet 34 fra åbningen 37 til åbningen 20. Som omtalt ovenfor ønsker man at holde temperaturen for det produkt, der forlader fortørreren 10, i hovedsagen på dugpunktet D.

5 Når produktet bevæges langs den første dei af styrelejet 34, der ikke har nogen opvarmningspaneler, vil temperaturen falde fra værdien D og nærme sig værdien D^, der er det dugpunkt, der svarer til den af i fig. 4 repræsenterede tilstand. Når produktet har passeret et vist stykke langs styrelejet 34, vil kun den kraftigere bundne fugtig-10 hed være tilbage i produktet, hvorved fordampningsenheden formindskes, og den varme, der tilføres produktet ved hjælp af fluidise-ringsgassen, vil efterhånden forårsage en forøgelse af produktets temperatur.

Fig. 6 illustrerer grafisk ovennævnte fald og stigning i produkttem-15 peraturen langs styrelejet 34 i tre forskellige situationer, der vil blive forklaret som følger: D er dugpunktet for fluidiseringsgassen inde i fortørreren. Hvis produktet kommer ind i styrelejet med et fugtighedsindhold, der i hovedsagen svarer til, og som fortrinsvis ligger en lille smule over det, 20 der svarer til knækpunktet B i fig. 2, vil produkttemperaturen falde til temperaturen under samtidig fordampning af det tilbageværende frie eller mindre bundne vand, hvorefter temperaturen vii stige i henhold til kurven 1 i fig. 6. Denne kurve er identisk med den, der er vist i fig. 5. Hvis produktet kommer ind i styrelejet med et fug-25 tighedsindhold, der ligger væsentligt højere end det, der svarer til knækpunktet B, f.eks. svarende til punktet E i fig. 2, vil kurvens hældende del være i hovedsagen uændret, indtil nås. Da der stadig er noget mindre bundet vand til stede i produktet, vil tørringen fortsætte ved den konstante dugpunktstemperatur D^, indtil kun den 30 mere kraftigt bundne fugtighed er tilbage, hvorefter temperaturen vil stige, som det er illustreret med kurven 2.

Hvis fortørreren arbejder således, at fugtighedsindholdet i deri værende produkt holdes på en værdi G (fig. 2), der er markant lavere end B, vil produkttemperaturen i fortørreren overstige dugpunktet D

145807 13 og kan repræsenteres af punktet C i fig. 4. Når produktet i dette tilfælde kommer fra fortørreren ind i styrelejet, vil der ikke blive tale om tilstrækkelig fordampning til udvikling af det fulde minimum på temperatur kurven, og en kurve som den, der er betegnet med 3 i 5 fig. 6, vil blive resultatet.

Hvis temperaturføleren 39 nu anbringes i styrelejet efter (regnet i produktets strømningsretning) produktindløbsåbningen 37 og i en afstand d fra denne, vil temperaturen i fig. 6 repræsentere fug-tighedsindholdet B, og temperaturen T2 vil repræsentere fugtigheds-10 indholdet E. Til ethvert fugtighedsindhold mellem B og E vil der findes en tilsvarende temperatur mellem og T2.

De i fig. 6 viste kurver er typiske for normal funktion, hvor man tilstræber en temmelig ensartet tilførselshastighed for den våde kage eller det våde produkt, men hvor man af forskellige tilfældige grunde 15 må forvente afvigelser fra de forudbestemte værdier. Under specielle forhold, f.eks. under opstartproceduren, kan der optræde meget store variationer, og niveauet for temperaturen D kan ændre sig betydeligt. Ikke desto mindre vil temperaturen forblive i hovedsagen konstant, da den defineres af den i hovedsagen konstante linje 20 A.j - D.j i fig. 4, og den stigende del af kurverne vil beholde i hovedsagen samme form som antydet med punkterede linjer i fig. 6.

Systemer til kontinuerlig, direkte og øjeblikkelig detektering af fug-tighedsindholdet i et pulver- eller partikelformet fluidiseret produkt er endnu ikke blevet udviklet til en standard, der er tilstrækkeligt 25 pålidelig til almindelig industriel anvendelse. Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er en upraktisk fugtighedsmåling imidlertid blevet ændret til en simpel, pålidelig on-line temperaturdetektering.

Det sted eller i det mindste ét af de steder, hvor temperaturen i styrelejet måles eller detekteres, er fortrinsvis anbragt efter (regnet 30 i produktets strømningsretning) det sted, hvor minimumstemperaturen nås, så at man kan opnå den fuldt udviklede opsplitning af temperaturkurverne, som det er vist i fig. 6.

-» - 1Λ 5 8 O 7 14

Normalt er det hensigtsmæssigt kun at anvende én temperaturføler, nemlig føleren 39, der er anbragt i nærheden af åbningen 20. Hvis der på dette sted detekteres et temperaturfald, må der tilføres yderligere varme til panelerne 14, for at de tidligere forhold kan gen-5 oprettes. Styringen af varmetilførslen til panelerne 14 kan foretages manuelt af en operatør eller automatisk ved hjælp af elektroniske eller elektriske kredsløb. I sidstnævnte tilfælde kan der anvendes to temperaturfølere 30 og 39' eller flere til styring af varmetilførslen til panelerne 14.

10 Medens der ved den foretrukne udførelsesform føres fludiseringsgas til fortørreren 10 og til styrelejet 34 fra samme kilde, er det muligt at tilføre fluidiseringsgas til styrelejet fra en separat kilde. Dette kan f.eks. være fordelagtigt, hvis fortørreren ikke indeholder opvarmningspaneler, så at styring af varmetilførslen til tørreren må fore-15 tages ved styring af mængden og/eller temperaturen af den fludiseringsgas, der tilføres fortørreren 10. Selv om det foretrækkes at holde de forhold, ved hvilke der føres fluidiseringsgas til fortørreren 10 og til styrelejet konstant, kan disse betingelser endvidere variere, forudsat at disse variationer er forudbestemte eller registreres, så at 20 der kan tages hensyn til dem, når varmetilførslen til fortørreren 10 styres på basis af den temperatur, der afføles af temperaturføleren 39 eller følerne 39, 39'. Varmetilførslen til panelet 14 kan så styres ved hjælp af en passende datamat, der vurderer de signaler, der modtages fra følerne 39 og 39' og fra eventuelle måleapparater, der overvå-25 ger de betingelser, under hvilke der føres fluidiseringsgas til fortørreren 10 og til styrelejet 34. Fluidiseringsgassen, der strømmer opefter gennem styrelejet 34, kan strømme ind i fortørreren 10 via forbindelsesåbningen 38 og kan så udtømmes gennem gasudløbet 30.

Fra styrelejet 34 passerer produktet ind i eftertørreren 11 gennem 30 åbningen 20. I tørreren 11 følger produktet, der fluidiseres af fluidiseringsgas, som tilføres kammeret 26 gennem gasindløbet 27, den bugtede bane, der afgrænses af skærmvæggene 22. I eftertørreren 11 finder tørreprocessen sted i tørreområdet af 1. orden, og der tilføres normalt kun varme ved hjælp af en fluidiseringsgas. Der kan imidler-35 tid også om ønsket tilføres varme til produktet ved opvarmning af 145807 15 skærmvæggene 22. Når produktet har bevæget sig langs hele den af skærmvæggene 22 afgrænsede bane, udtømmes det fra apparatet gennem produktudløbet 23 og røret 32 i den ønskede tørrede tilstand. Opholdstiden justeres for opnåelse af det ønskede endelige fugtig-5 hedsindhold.

Eksempel.

Under en opstartperiode omfattende adskillige timer tilførtes der til fordeleren 12 i et apparat i den i fig. 1 og 7 viste type en kontinuerlig strøm af vådt polyvinylchlorid af suspensionstypen i en gennem-. 10 snitlig mængde på 13500 kg/time. Fluidiseringsluft ved en temperatur på ca. 100°C tilførtes gaskammeret 24. Panelerne 14 opvarmedes til en temperatur på ca. 100° C ved hjælp af damp, og fluidiseringsluft udtømtes gennem gasudløbet 30 ved en temperatur svarende til dugpunktet.

15 Det produkt, der tilførtes fordeleren 12, indeholdt ca. 26 vægtprocent vand og 74 vægtprocent fast stof, og temperaturen for det produkt, der tilførtes fordeleren, var ca. 40°C. Inden for den nævnte tidsperiode varierede den til fordeleren tilførte produktmængde imidlertid fra 5000 kg/time til 10.000/time, temperaturen for det tilførte produkt 20 varierede fra 30°C til 50°C, og fugtighedsindholdet af det tilførte produkt varierede fra 30 vægtprocent til 40 vægtprocent. Temperaturen for produktet i styrelejet 34 måltes ved hjælp af et termoelement 39, der var anbragt i nærheden af produktindløbsåbningen 20, der danner forbindelse med eftertørreren 11, og damptilførslen til op-25 varmningspanelerne 14 styredes automatisk således, at produktets temperatur ved føleren 39 blev holdt i hovedsagen konstant.

Temperaturen og fugtighedsgraden for det produkt, der udtømtes fra fortørreren 10 gennem åbningen 37, blev målt, og det konstateredes, at temperaturen inden for den nævnte tidsperiode varierede fra 45°C 30 til 59°C, og fugtighedsgraden varieredes fra 2,5 vægtprocent til 2,7 vægtprocent.

145807 16

Eftertørreren 11's gaskammer 26 tilførtes fluidiseringsgas ved en temperatur på 75°C, og produktet udtømtes gennem udløbsrøret 32 med en fugtighedsgrad på 0,2 vægtprocent og en temperatur på 45°C. Fluidiseringsgas afgik gennem gasudløbet 31 ved en temperatur på 5 41 °C.

Til sammenligning kan det anføres, at fugtighedsgraden for det fra fortørreren udtømte produkt i et konventionelt apparat eller anlæg af den samme type, der arbejder under lignende betingelser, varierer inden for et temmeligt bredt interval, typisk fra 0,2 -10 vægtprocent.

10 Fremgangsmåden og apparatet ifølge opfindelsen gør det således muligt at opnå et mere ensartet fugtighedsindhold for det produkt, der udtømmes fra fortørreren, end det ville være muligt ved anvendelsen af den konventionelle teknik.

Det er klart, at der inden for opfindelsens rammer kan foretages 15 forskellige ændringer og modifikationer af den ovenfor beskrevne fremgangsmåde og det ovenfor beskrevne apparat. Eksempelvis kan fluidiseringsgassen tilføres styrelejet 34 og eftertørreren 11 fra samme kilde. Endvidere kan man udelade eftertørreren 11 i tilfælde, hvor tørhedsgraden af det produkt, der forlader styrelejet 34, anses for at 20 være tilstrækkeligt til det tilsigtede formål.

Claims (9)

145807 Patentkrav.

1. Fremgangsmåde til tørring af et partikelformet produkt, der tilføres et første tilbageblandet fluidiseret leje (10), hvor produktet fluidiseres af en opefter gennem dette første leje strømmende fluidi- 5 seringsgas, og hvor der foretages en kontinuerlig blanding af produktet samt en styret tilførsel af varme til det fluidiserede produkt, ligesom produktet kontinuerligt udtømmes fra det første leje gennem et produktudløb (37), og derefter føres langs en bane, der afgrænses i et andet fluidiseret leje (11) således, at der frembringes stempel-10 strømning, kendetegnet ved, at varmetilførslen til produktet i det første leje (10) styres i afhængighed af produktets temperatur i det mindste på ét sted (39, 39') langs den nævnte bane således, at den fra det første leje (10) afgående fluidiseringsgas i hovedsagen holdes 15 i en sådan tilstand, at den i det væsentlige er mættet med damp, og at der opnås en ønsket tørhedsgrad for det produkt, der udtømmes gennem produktudløbet (37) for det første leje (10).

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at varmetilførslen til produktet i det 20 første leje (10) styres således, at produktet på det nævnte sted (39, 39. af banen i det andet leje (11) holdes på en i hovedsagen konstant temperatur.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegn et ved, at fluidiseringsgassen tilføres det første 25 og det andet leje (10, 11) fra en fælles kilde. 1 Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1 - 3, kendetegnet ved, at produkttemperaturen varierer og passerer et minimum, medens produktet bevæges langs banen i det nævnte andet leje (11), og at det nævnte sted (39) af banen vælges 30 således, at det er beliggende efter (regnet i produktets strømningsretning) det sted, hvor minimumstemperaturen nås. 1A5807

5. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-3, kendetegnet ved, at varmetilførslen styres i afhængighed af produkttemperaturerne på flere steder (39, 39') langs banen.

6. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-5, 5 kendetegnet ved, at produktet i det første leje (10) opvarmes ved hjælp af opvarmningspaneler (14), der er i berøring med det fluidiserede produkt, og at varmetilførslen til produktet styres ved styring af varmetilførslen til disse paneler.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, 10 kendetegnet ved, at produktet føres fra det første leje (10) til et tredje fludiseret leje eller en anden tørrer via den nævnte bane langs det andet leje (11).

8. Apparat til brug ved udøvelse af fremgangsmåden ifølge et hvilket som helst af kravene 1 - 7 og med et første tilbageblandet fluidiseret 15 leje (10), der har et produktudløb (37), organer (12) til tilførsel af et pulver- eller partikelformet produkt til det første leje, organer (25) for tilførsel af fluidiseringsgas opefter gennem det første leje, opvarmningselementer (14) for tilførsel af varme til produktet i det første leje, organer (39, 39') til styring af varmetilførslen af op-20 varmningselementerne, samt et andet fluidiseret leje (11), der står i forbindelse med produktudløbet (37) fra det første leje (10) og afgrænser en langstrakt produktbane, der frembringer stempefstrøm-ning, kendetegnet ved, at styreorganerne indbefatter tempera-25 turføieorganer (39, 39'), der er anbragt i det mindste på ét sted langs denne produktbane og er indrettet til styring af varmetilførslen til opvarmningselementerne (14) i afhængighed af den på det nævnte sted detekterede temperatur.

9. Apparat ifølge krav 8, 30 kendetegnet ved, at det første og det andet leje (10, 11) står i forbindelse med en fælles kilde for fluidiserende gas.