DK157505B

DK157505B - Separation device for separating a product-containing gas stream in a spray-drying plant

Info

Publication number: DK157505B
Application number: DK567083A
Authority: DK
Inventors: Friedbert Hofmann; Gunter Eipper; Hans Langenfelder; Hans-Jochen Beyse
Original assignee: Basf Ag
Priority date: 1982-12-11
Filing date: 1983-12-09
Publication date: 1990-01-15
Also published as: DK567083A; DK157505C; JPS59115721A; DK567083D0; CH662410A5

Description

DK 157505 BDK 157505 B

Den foreliggende opfindelse angår en skilleanordning af den i’kravets indledning angivne art til adskillelse af en produktholdig gasstrøm i et anlæg til forstøvningstørring, og anordningen ifølge opfindelsen er ejen-5 dommelig ved det i kravets kendetegnende del anførte.The present invention relates to a separator of the kind set forth in the preamble of the claim for separating a product-containing gas stream in a spray drying plant and the device according to the invention is characterized by the characterizing part of the claim.

Ved forstøvningstørring indsprøjtes den suspension eller opløsning, der skal behandles, og som eksempelvis er en farvestofsuspension, hvorfra der skal udvindes et mikrogranulat, i en tørrebeholder ved hjælp af en varm 10 gasstrøm, som optager fugtigheden fra suspensionen og efterlader partiklerne af produktet i tør tilstand.By spray drying, the suspension or solution to be treated, which is, for example, a dye suspension from which to extract a microgranulate, is injected into a drying vessel by means of a hot gas stream which absorbs the moisture from the suspension and leaves the particles of the product in a dry state. .

Disse produktpartikler skilles fra gasstrømmen i den nederste ende af beholderen og falder ned i en opsamlingsbeholder, hvorfra de kan udtages.These product particles are separated from the gas stream at the lower end of the container and fall into a collection vessel from which they can be removed.

15 Til adskillelse af den produktholdige gasstrøm i sine bestanddele er der sædvanligvis indskudt et ringformet rum imellem tørrebeholderen og opsamlingsbeholderen, igennem hvilket rum gassen udledes ved hjælp af et overtryk eller et undertryk. Derved tilstræber man en så 20 vidt mulig fuldstændig adskillelse, idet de produktpartik- ler, som forbliver i gasstrømmen, for størstedelens vedkommende nedbrydes til støv i den efterfølgende udskillelsesanordning.In order to separate the product-containing gas stream into its constituents, an annular space is usually inserted between the drying vessel and the collecting vessel, through which space the gas is discharged by means of an overpressure or a negative pressure. As a result, as far as possible, complete separation is sought, as the product particles remaining in the gas stream are, for the most part, decomposed to dust in the subsequent separation device.

Som det er beskrevet i faglitteraturen ("Spray drying 25 Handbook", 3. oplag, årgang 1979, kapitel 9, "Separation and Recovery of Dried Product"), er der i bunden af tørrebeholderen i området omkring det ringformede rum anbragt en ledekappe, som bevirker en indsnævring af strømningstværsnittet, hvorved gasstrømmen først under-30 kastes en forhøjelse af strømningshastigheden og umiddel bart derefter udsættes for en kraftig afbøjning mod det ringformede rum.As described in the professional literature ("Spray drying 25 Handbook", 3rd edition, vintage 1979, chapter 9, "Separation and Recovery of Dried Product"), a guide cap is placed at the bottom of the drying container in the area around the annular space. which causes a narrowing of the flow cross-section, whereby the gas flow is first subjected to an increase in the flow rate and immediately thereafter subjected to a strong deflection towards the annular space.

DK 157505 BDK 157505 B

2 Når der er tale om grove produkter, er disse konstruktive foranstaltninger tilstrækkelige. Derimod er faststofudbyttet ikke tilfredsstillende, når der er tale om mikro-granulater.2 In the case of coarse products, these constructive measures are sufficient. In contrast, the solids yield is not satisfactory in the case of micro-granules.

5 I US patentskrift nr. 2 702 949 omtales en tørreanordning til anvendelse på en produktholdig gasstrøm, hvilken anordning består af et tørrekammer, et dertil sluttet strømningsledeorgan i form af en venturidyse, der først indsnævrer og derefter forøger tværsnittet, og 10 et efterfølgende ekspansionskammer. Gennem venturidysen skal den produktholdige gasstrøm accelereres, således at produktpartiklerne, som befinder sig ved en høj temperatur, hurtigt kommer til afkøling i ekspansionskammeret, hvori trykket er lavere end i tørrekammeret. Her-15 ved skal man også kunne opnå en separation af produktet fra gasstrømmen. Imidlertid er adskillelsesgraden ringe som følge af den store strømningskomponent i kammer-aksens retning og den tilsvarende ringe sidekomponent.US Patent No. 2 702 949 discloses a drying device for use on a product-containing gas stream, which consists of a drying chamber, a connected flow conductor means in the form of a venturi nozzle which first narrows and then increases the cross section, and a subsequent expansion chamber. Through the venturi nozzle, the product-containing gas flow must be accelerated so that the product particles, which are at a high temperature, quickly cool down in the expansion chamber, where the pressure is lower than in the drying chamber. In this way, it must also be possible to obtain a separation of the product from the gas stream. However, the degree of separation is low due to the large flow component in the direction of the chamber axis and the corresponding low side component.

US patentskrift nr. 2 130 154 beskriver en anordning 20 til tørring af pulverformige materialer, især kaffe, der ligeledes omfatter et konusformet ledeorgan, hvis tværsnit indsnævres og udmunder i en cylindrisk del.U.S. Patent No. 2,130,154 discloses a device 20 for drying powdered materials, in particular coffee, which also comprises a tapered guide member whose cross-section narrows and opens into a cylindrical portion.

Gennem en snæver spalte imellem ledeorganet og den cylindriske del udledes de gasser og dampe, som ledsager 25 materialet, ved hjælp af en sugeanordning. Denne kendte tørreanordning egner sig imidlertid ikke til at fremkalde en strømningsteknisk adskillelse af materiale og gasstrøm, men er alene beregnet til at lede materialet til en opsamlingstragt.Through a narrow gap between the guide member and the cylindrical part, the gases and vapors accompanying the material are discharged by means of a suction device. However, this known drying device is not suitable for inducing a flow-technical separation of material and gas flow, but is intended solely to direct the material to a collection funnel.

30 Opgaven, som ligger til grund for den foreliggende opfindelse, består således i at udvikle en skilleanordning, ved hjælp af hvilken man i et anlæg til forstøvningstør- 3The object of the present invention thus consists in developing a separating device by means of which in a spray-drying system 3

DK 157505 BDK 157505 B

ring kan skille det tørrede produkt fra gasstrømmen i et højere udbytte, end det har været muligt med de anordninger, der hidtil har været til rådighed.ring can separate the dried product from the gas stream in a higher yield than has been possible with the devices available so far.

Denne opgave løses ved hjælp af en skilleanordning af 5 den indledningsvis beskrevne art, hvilken anordning som nævnt er ejendommeligt ved det i kravets kendetegnende del angivne.This task is solved by means of a separator of the kind described in the beginning, which device as mentioned is peculiar to the part of the characterizing part of the claim.

I det følgende beskrives skilleanordningen ifølge opfindelsen nærmere ved hjælp af et udførelseseksempel, som 10 skematisk er vist på den medfølgende tegning, hvor: fig. 1 viser et længdesnit af skilleanordningen ifølge opfindelsen med den nederste del af tørrebeholderen, det ringformede rum, der er tilsluttet tørrebeholderen, og den øverste del af opsamlingsbeholderen, og 15 fig. 2 viser et ringformet rør med stråleåbninger, hvil ket rør tjener som strømningsledeorgan.In the following, the separating device according to the invention is described in more detail by means of an embodiment which is schematically shown in the accompanying drawing, in which: 1 shows a longitudinal section of the separator according to the invention with the lower part of the drying container, the annular space connected to the drying container and the upper part of the collecting container, and FIG. 2 shows an annular tube with jet openings, each tube serving as flow guide means.

I området omkring det ringformede rum 3, som ligger imellem tørrebeholderen 1 og opsamlingsbeholderen, der her er udformet som en opsamlingskegle 2, findes en 20 ledeanordning for den produktholdige gasstrøm, hvilken anordning i strømningsretningen består af et første strømningsledeorgan, som i enden af tørringsbeholderen bevirker en indsnævring af strømningstværsnittet, og i umiddelbar tilslutning dertil et andet strømningslede-25 organ, som langs højden af det ringformede rum bevirker en forøgelse af strømningstværsnittet (fig. 1).In the region of the annular space 3 which lies between the drying vessel 1 and the collecting vessel, which is here formed as a collecting cone 2, there is a 20 conducting device for the product-containing gas flow, which device in the flow direction consists of a first flow conducting means which causes at the end of the drying vessel a narrowing of the flow cross-section, and immediately adjacent to it another flow guide member which, along the height of the annular space, causes an increase of the flow cross-section (Fig. 1).

I en foretrukken udførelsesform for skilleanordningen ifølge opfindelsen består det første strømningsledeorgan af en ledekappe 5, som bevirker en tragtformet indsnæv-30 ring af strømningstværsnittet, og det andet strømnings-In a preferred embodiment of the separator according to the invention, the first flow guide means consists of a guide sheath 5 which causes a funnel-shaped narrowing of the flow cross-section and the second flow conductor.

DK 157505BDK 157505B

4 ledeorgan består af en ledekappe 6, som bevirker en tragtformet udvidelse af strømningstværsnittet. Det har i denne forbindelse vist sig, at det er muligt at opnå et meget højt faststofudbytte, når den sammentræn-5 gende ledekappe 5 har samme hældning som opsamlingskeg len 2 og ender med sin underste kant i den højde, hvor den udvidende ledekappe begynder, idet den sidstnævnte ledekappe strækker sig til begyndelsen af opsamlingskeglen. Det er klart, at det alt efter geometrien og stør-10 reisen af de enkelte dele i anordningen såvel som disses indbyrdes tilslutning er muligt at frembringe andre optimale forhold.4 guide member consists of a guide sheath 6 which causes a funnel-shaped extension of the flow cross-section. In this connection, it has been found that it is possible to obtain a very high solids yield when the constricting guide sheath 5 has the same slope as the collecting cone 2 and ends with its lower edge at the height where the expanding guide sheath begins. the latter conductor extending to the beginning of the collecting cone. Obviously, depending on the geometry and size of the individual parts of the device as well as their mutual connection, it is possible to produce other optimal conditions.

Som det ses af fig. 2, kan strømningsindsnævringen også tilvejebringes ved hjælp af et ringformet rør 7, som 15 er anbragt koncentrisk umiddelbart over den anden lede kappe 6. Dette ringformede rør 7 er forsynet med et antal stråleåbninger 8, som er fordelt langs rørets omkreds og rettet mod centrum af tørrebeholderen 1.As seen in FIG. 2, the flow constriction can also be provided by an annular tube 7 which is arranged concentrically immediately above the second conductive sheath 6. This annular tube 7 is provided with a plurality of beam apertures 8 distributed along the circumference of the tube and directed towards the center of the tube. the drying container 1.

Røret er tilsluttet en trykkilde.The pipe is connected to a pressure source.

20 Ved at anbringe strømningsledeorganerne på denne måde opnår man, at den produktholdige gasstrøm først sammentrænges og derefter drejes til siden, uden at gasstrømmen eller en del deraf efter sammentrængningen direkte når ind i det ringformede rum, der på grund af den høje 25 strømningshastighed opstår imellem de to strømningslede organer.By disposing the flow guide means in this way, it is achieved that the product-containing gas stream is first contracted and then turned to the side, without the gas flow or part thereof after the contraction directly reaching into the annular space which, due to the high flow rate, occurs between the two flow-linked organs.

Forsøg i teknisk målestok har vist, at man ved hjælp af skilleanordningen ifølge opfindelsen kan opnå et faststofudbytte på 92%, mens udbyttet ved anordninger 30 ifølge kendt teknik er af størrelsesordenen 75%.Tests on a technical scale have shown that a solid yield of 92% can be obtained by means of the separator according to the invention, while the yield of prior art devices 30 is of the order of 75%.

Claims

DK 157505 B Patent claim: Separation device for separating a product-containing gas stream in a spray-drying plant, which consists of a collection container (2) for the product built-in with a drying container (1), between which containers there is an annular space (3 ) provided with one or more outlet openings for discharging the gas, a first guide member (5) providing a funnel-shaped narrowing of the flow cross-section at the end of the drying container (1) followed by a second guide member in the interior of the container near the annular space (6) causing a funnel-shaped extension of the flow cross-section along the height of the annular space (3), characterized in that the second guide member (6) begins with a cross-section corresponding to the cross-section of the drying container (1) at a given distance. (4) from the end of the first guide member (5) and ending in the annular space (3) to form a narrow gap with the wall of this annular rough m.