FI93772B - Menetelmä nesteen poistamiseksi kosteasta materiaalista - Google Patents

Description

93772

Menetelmä nesteen poistamiseksi kosteasta materiaalista Tämän keksinnön kohteena on menetelmä nesteen poistamiseksi kosteasta materiaalista, jossa ensimmäisessä 5 menetelmävaiheessa kosteassa materiaalissa läsnäoleva neste ainakin osittain höyrystyy alipaineessa kostean materiaalin lämpövarantoa hyödyntäen, ja jossa materiaali toisessa, välittömästi tämän jälkeen tapahtuvassa menetelmä-vaiheessa edelleen kuivatetaan.

10 Kostean materiaalin kuivausmenetelmiä on useita.

Niinpä tunnetaan esimerkiksi kostean irtotavaran, esimerkiksi rummunpäällystemassojen, kuivausmenetelmä, jossa irtotavara valmistetaan mekaanisesti sekoituslaitteessa ja kosteutetaan. Mekaanisen valmistuksen jälkeen tyhjennetään 15 kostea irtotavara ja jaetaan annoksittain kuivausarinoil-le. Nämä kuivausarinat viedään kaappiin ja pinotaan päällekkäin. Tämän jälkeen johdetaan lämmintä ilmaa suljetun kaapin läpi ja saadaan aikaan irtotavaran kuivuminen. Tähän menetelmään liittyy se haitta, että irtotavara täytyy 20 ottaa sekoituskoneesta, levittää kuivausarinoille ja tavallisesti käsin viedä kuivauskaappiin. Tämän lisäksi on kyse aikaa ja energiaa vievästä prosessista. Sitäpaitsi tämä johtaa kuivausmenetelmän tuotteeseen, joka osittain takertuu yhteen niin, että jarrupäällystemassojen tapauk-25 sessa ei puristusmuotteja ilman muuta voida täyttää.

Suomalaisessa patenttijulkaisussa 31 766 on esillä kaksivaiheinen kuivausmenetelmä, jossa esikuivatus, eli ensimmäinen vaihe suoritetaan tyhjösuodattimella, jonka tuloksena saadaan mekaanisen vedenpoiston ansiosta suoda-. 30 tuskakku suodattimen pinnalle, ja toisessa kuivatusvai-heessa esikuivattu materiaali hajotetaan ja siirretään erilliseen pneumaattiseen kuivaimeen jälkikuivatusta varten.

Tunnetaan myös kuivausmenetelmiä, joissa kostea 35 irtotavara johdetaan ns. leijukerroskuivaimeen. Tällöin on 2 93772 kyse laitteesta, jossa kuiva ilma johdetaan sisään seula-pohjan tai vastaavan kautta ja se virtaa alhaalta läpi sekoitettavan tavaran. Myös tässä menetelmässä on ratkaiseva haitta siinä, että tarvittava ilman nopeus toisaalta 5 materiaalin kuivauksen seurauksena muuttuvan tiheyden vuoksi heilahtelee ja toisaalta heti alusta alkaen sekoitettavan aineksen agglomeraatit tai vastaavat ovat eri suuruisia. Leijukerroskuivaimet työskenetelevät vain silloin optimaalisesti, kun on olemassa mahdollisimman tasai-10 siä jyväsiä, jotta kuivausilman virtausnopeus voidaan säätää sellaiseksi, että kuivattava materiaali pysyy suoraan leijostilassa. Sekoitettavan aineksen kokojakautuman ollessa heterogeeninen ei tähän optimaaliseen ilmannopeuteen päästä. Tämä merkitsee, että kevyemmät osat kulkeutuvat 15 pois ilmavirran mukana, mutta raskaammat voivat paljolti jäädä pois kuivausprosessista, koska niitä ei voida siirtää leijostilaan.

Tunnetuksi ovat jo myös tulleet kuivausmenetelmät, joissa sekoitettava aines jätetään sekoitussäiliöön. Täl-20 löin on yleensä kyse sekoituslaitteista, joissa on vaakasuoraan järjestetty, paikoillaan oleva sekoitussäiliö ja sen sisällä vaakasuoran akselin ympäri pyörivä sekoitus-roottori .

Sen jälkeen kun sekoitettavat komponentit, jotka

, · I

: 25 esimerkiksi muodostuvat täyteaineista, kuitumaisista aine- «1 : ’·1 osista ja juoksevista sideaineista, on syötetty sisään, % pannaan sekoitusprosessi käyntiin ja sen loputtua kuiva-:· taan massa. Kostean irtotavaran kuivausta varten lämmite- tään kaksoisvaipalla varustettu sekoitussäiliö ja aikaan- i 30 saadaan sekoitustilan sisälle tyhjö. Tyhjön avulla alkaa * 1 juoksevien ainesosien höyrystyminen, höyry voidaan vetää . .·, ulos ja se voi tiivistyä lauhduttimessa. Kuivausasteen • · 4 *w.‘ kasvaessa vähenee höyrystymisvaikutus, koska sekoitustyö- * 4 · *, kalun ja säiliön seinämän väliin kasvava rajakerros huo- 35 nontaa huomattavasti lämmön läpäisykykyä niin, että höy- i 1 < , · · I · · « · i V.

# · # · 3 93772 rystymiseen tarvittavaa höyrystymisenergiaa ei enää voida tuoda sekoitettavaan ainekseen. Päädytään siihen, että tuotteen kuivumisen vuoksi kyseeseen tuleva lämmönvaihto-pinta tuotehiukkasten ja säiliön seinämän välillä piene-5 nee. Myös tämä estää lämmön siirtymistä. Käytännössä ilmeni, että tyhjökuivaus sekoituslaitteissa käynnistyy tosin melko lailla itsestään ja voimakkaasti, mutta vähenee sitten nopeasti kuvattujen ongelmien vuoksi tai ajallisesti venyy niin pitkäksi, ettei tätäkään menetelmää usein 10 taloudellisista syistä voida käyttää.

Tunnetaan myös kuivausmenetelmiä, jotka liittyvät välittömästi sekoitusmenetelmään, ja joissa työskennellään ns. läpivirtauskuivauksella. Tässä luovutaan tietoisesti tyhjön käytöstä ja sen sijaan työskennellään ns. läpivir-15 tauskuivauksella. Tätä tarkoitusta varten johdetaan esimerkiksi vaakasuorissa rumpusekoittimissa alemman sekoi-tussäiliöpuoliskon sisään useiden suuttimien avulla kui-vausilmaa. Ilma virtaa sekoitettavan aineksen läpi ja kyllästyy osittain läsnäolevan nesteen höyryllä. Tämän tapai-20 nen ilmanvaihtokuivaus on luonteeltaan sukua arinakuivauk-selle, jolloin tässä on havaittavissa se etu, että sekoitettava aines liikkuu sekoitustyökalun läpi ja näin voidaan kuivausprosessia arinakuivaukseen verrattuna kiihdyttää. Tällä menetelmällä on kuitenkin se haitta, että kos-25 teuden poistamiseen täytyy käyttää suhteellisen suuria kaasu- tai ilmamääriä. Suurten kaasumäärien käyttö tuo kuitenkin mukanaan ongelmia hienojakoisen tavaran erottumisena kaasuvirrasta. Tämä merkitsee käytännössä, että pitkähköistä kuivausajoista täytyy luopua kaasunopeuksien 30 pitämiseksi teknisesti siedettävinä.

Keksinnön tehtävänä on aikaansaada menetelmä, joka poistaa yllämainitut haitat ja tekee mahdolliseksi pienimmällä mahdollisella energiankäytöllä lyhimmät mahdolliset kuivausajat.

35 Keksinnön mukaiselle menetelmälle nesteen poistami- 4 93772 seksi kosteasta materiaalista leijukerroksessa on tunnusomaista se, että materiaali sekoitetaan kiertävään, sekoituslaitteella mekaanisesti aikaansaatuun leijukerrok-seen olennaisesti kokonaisuudessaan, ja että toisessa me-5 netelmävaiheessa johdetaan poistettavan nesteen höyrystä erillään olevaa lämmitettyä kaasua leijukerroksen läpi paineella, joka on suurempi kuin ilmakehän paine, jolloin kaasu ainakin osittain kyllästyy poistettavan nesteen höyryllä ja kuivaustapahtuma päättyy.

10 Tässä mainitulla menetelmällä on se ratkaiseva etu, että pyörivässä, kiertävässä leijukerroksessa, aluksi ilman ulkoa tulevaa energianlisäystä, ts. välttäen kaikkia yllä kuvattuja haittoja, joita on lämmön seinämän läpi siirtymisessä, voi nesteen höyrystymisprosessi vastaavasti 15 lasketussa paineessa alkaa itsestään, koska jokaisella hiukkasella jo on höyrystymiseen tarvittava energia ja mainitun leijukerroksen avulla aikaansaadaan höyryn vapaampi poistuminen. Heti kun energiasisältö nesteen jat-kohöyrystämiseen on pitkälti käytetty, ei yritetä siirtää 20 lisäenergiaa esimerkiksi sekoitussäiliön vaippaa lämmittämällä, vaan tyhjökuivausprosessi keskeytetään ja välittömästi ilman ajallisia keskeytyksiä siirrytään läpivir-tauskuivausprosessiin. Tätä varten johdetaan kuivaa läm-mennyttä kaasua leijukerroksen läpi. Tällöin luovuttaa 25 lämmennyt kaasu toisaalta energiaa irtotavaraan, ja kyllästyy ainakin osittain, ihannetapauksessa kokonaan, nesteen höyryllä. Johtamalla kaasu suoraan mekaanisesti aikaansaatuun leijukerrokseen, voidaan alusta alkaen työskennellä optimaalisilla kaasunopeuksilla, koska leijuker-30 roksen tuottaminen ei ole riippuvainen kaasuvirran määrästä eikä nopeudesta. Tämän lisäksi on tarjolla toinen etu, että kaasunopeus tai kaasumäärä voidaan parhaalla mahdollisella tavalla sovittaa kuivaustapahtumaan. Fysikaaliselta kannalta ajatellen on selvää, että kuivaukseen käytetyn 35 kaasun annetussa suhteellisessa kosteudessa poistettu höy-

•I

93772 5 rymäärä on riippuvainen olennaisesti vain kaasun lämpötilasta tai sen kyllästymiskyvystä ja energian tuonnista kaasun lämpösisällön avulla. Näin on luotu ihanteelliset edellytykset sovittaa hienovaraisesti toisiinsa kaasun 5 lämpötila, kaasumäärä, kaasun suhteellinen kosteus ennen kuivausprosessiin johtamista jne.

Materiaalin lämpövaranto voi olla peräisin edellä tapahtuvasta materiaalin kuumentamisesta ja/tai materiaalin lämpenemisestä sekoituslaitteessa tapahtuneen sekoit-10 tumisen seurauksena.

Sopivimmin kiertää leijukerros siten, että siinä on pystysuora ja tangentiaalinen komponentti.

Menetelmän eräs keksinnön mukainen lisäpiirre huolehtii siitä, että kuivaukseen käytetty kaasu johdetaan 15 suljettuun kiertoon, ennen kuivausprosessiin johtamista lämmitetään lämmönvaihtimessa ja sen ainakin osittaisen, irtotavaran kosteudesta otetulla höyryllä kyllästymisen jälkeen johdetaan pesuun suorakondensointiin.

Menetelmän erään keksinnön mukaisen lisäpiirteen 20 puitteissa on eduksi käyttää pesussa samaa nestettä kuin irtotavarassa on.

Tämän lisäksi on edelleen tarkoituksenmukaista, että pesun tai suorakondensointiprosessin aikana kierto-kaasu jäähdytetään lämpötilaltaan alhaisemman nesteen 25 avulla ja vapautetaan höyrystä aina kyllästymistilaan asti uutta lämpötilatasoa vastaavasti.

Kaasun suljetulla kierrolla on mm. se ratkaiseva etu, että voidaan välttää johtuminen ympäristöön ja että sitäpaitsi on tarpeen vapauttaa vain osa kaasua höyrystä. 30 Menetelmän erään keksinnöllisen lisäpiirteen mukaan ehdotetaan, että pesunesteenä käytetty neste jäähdytetään omassa kierrossa höyryn tiivistymiseen tarvittavaan lämpötilaan. Tällöin on mahdollista ns. kylmäpanoksia käyttämällä laskea mielivaltaisesti nesteen lämpötilaa aina mel-35 kein sen jähmettymispisteeseen asti. Näin voidaan säätää 6 93772 kaasuvirtauksen lämpötilaa ja siinä olevan höyryn poistii-vistymistä parhaalla mahdollisella tavalla.

On myös eduksi, että lisäenergiaa tuodaan ulkoa kaasuvirran kiertoon ennen leijukerrokseen syöttöä, mikäli 5 leijukerroksesta tulevan kaasuvirran energiavaranto ei riitä lämmitykseen. Erään jatkokehitelmän mukaan pitää höyrystämiseen tarvittava lisäenergia tuoda kitkalämpönä leijukerroksen kiertymisnopeutta säätämällä. Tämä voisi tapahtua esimerkiksi säätämällä kierroslukua vaadittavan 10 energiatarpeen funktiona. Tähän liittyy se ratkaiseva etu, että tarvittava lämpöenergia tuodaan välittömästi kosteaan materiaaliin. Näin vältytään paikallisilta materiaalin ylikuumenemisilta ja lämmön siirtymistä huonontavalta vaikutukselta. Tämä johtaa nesteen tasaiseen poistumiseen 15 aineksen kaikista hiukkasista.

Menetelmän eräs keksinnön mukainen lisätoteutusmuo-to perustuu siihen, että lämmittämiseen tarvittava energia otetaan pitkälti leijukerrokseen tulevan kaasuvirran ener-giavarannosta jäähdyttämällä ja tiivistämällä höyryä, ja 20 lämpöpumpun avulla johdetaan takaisin jäähdytettyyn kaasu-virtaan. Kuten jo yllä mainittiin, on höyrystymistapahtuma sidoksissa olemassa olevaan, piilevään lämpöenergiaan tai energian tuontiin. Tätä tarkoitusta varten lämmitetään . kaasuvirta tarkoituksenmukaisesti ennen leijukerrokseen * 25 johtamista. Poistettaessa kaasusta nestehöyry, otetaan siitä energiaa. Tämä energia voitaisiin luovuttaa esimerkiksi ympäristöön ilman ympäristövaikutusta, järjestämällä tätä varten epäsuora lämmönvaihto lämmönvaihtimella. Tämän sijasta ehdotetaan keksinnön mukaan, että ympäristöön luo-30 vutettava energia luovutetaan lämpöpumpun avulla takaisin kaasuvirtaan tämän suorakondensoinnin puitteissa tapahtuneen nesteestä vapauttamisen jälkeen ennen leijukerrokseen sisään joutumista. Tällä tavoin saadaan talteen huomattavasti energiaa ja vältetään ympäristön lisäkuormitus.

35 Menetelmän erään lisätoteutusmuodon mukaan käyte- 93772 7 tään kiertokulkuun johdettuna kaasuna inerttikaasua, esimerkiksi typpeä, hiilihappoa tai sen tapaisia. Tällä on se lisäetu, että esimerkiksi vahingot, jotka aiheutuvat liuo-tinainepitoisen irtotavaran kuivaamisesta, esimerkiksi 5 räjähdysvaarat, voidaan sulkea pois.

Tarkoituksenmukaisesti syötetään inerttikaasuavain sellaisia määriä, että räjähdysraja alitetaan. Tällöin valvoo edullisesti ns. happianalysaattori suurinta sallittua happipitoisuutta ja tarvittaessa aloittaa suojakaasun 10 lisäannostelun. Näin tulee käytetyiksi tyhjökuivauksen, läpivirtauskuivauksen ja inerttikaasun yhteiskäytön edut läpivirtauskuivauksen puitteissa. Inerttikaasua käytettäessä voidaan huomattavasti vähentää räjähdysvaaraa niin, että voidaan luopua suurista suojatoimenpiteistä.

15 Keksinnön mukaiselle menetelmälle on taloudellisis ta syistä ja menetelmän tarvitseman ajan vuoksi eduksi tietää välittömän, alipaineesta läpivirtauskuivaukseen kytkeytymisen ajankohta. Tämä kytkeytymishetki voidaan määrätä tunnetuille valmistusohjeille, esimerkiksi yksin-20 kertaisesti ajan funktiona. Selvästi mielekkäämpää on kuitenkin määrätä irtotavaran lämpötilan muuttuminen, jotta heti, kun prosessi joutuu pois optimilämpötila-alueelta, kytketään läpivirtauskuivaukselle. Eduksi tälle on, koska . lämpötilanmittaukseen aina on liittynyt ongelma lämmön 25 siirtymisestä lämpötila-anturiin, mitata jatkuvasti abso luuttista painetta sekoitussäiliön sisäpuolella.

Kun tiedetään absoluuttinen paine, voidaan laskea sille ominainen höyry-kaasu-seoksen tasapainolämpötila ja toteuttaa kytkeminen.

30 Edelleen on eduksi absoluuttisen paineen mittauksen sijasta määrätä tiivistemäärän kasvu tiivistyvän nesteen keräyssäiliössä ajan funktiona. Heti kun tiivisteen muodostuminen ajan mittaan lähenee tiettyä asymptoottia, on tullut aika lopettaa alipaineessa tapahtuva kuivaus ja 35 siirtyä läpivirtauskuivaukseen.

8 93772 Tämä tiivisteen muodostuminen ajan funktiona voidaan välittää laskuriin ja täten saada aikaan automaattinen kytkeytyminen.

Menetelmän eräs edullinen toteutusmuoto huolehtii 5 siitä, että kaasuvirta johdetaan leijukerrokseen alipaineessa. Tällä on se etu, että voidaan kuivata alhaisemmalla lämpötilatasolla käyttämällä hyödyksi nesteen aikaista kiehumista.

Edelleen on eduksi, että kaasuvirta johdetaan lei-10 jukerroksen läpi ylipaineessa. Tällä toimenpiteellä kiihdytetään kuivausprosessia, koska korkeammassa paineessa oleva kaasu voi ottaa suuremman määrän höyryä ja näin voidaan huomattavasti pienentää kaasun kiertokertoja järjestelmän läpi.

15 Piirustuksessa esittää kuvio 1 keksinnön mukaisen menetelmän erään toteutusmuodon kulkukaavion, kuvio 2 läpivirtauskuivausyksikköä lämpöpumpun kautta tapahtuvine lämpöteknisine liitantöineen, 20 kuvio 3 kaaviomaisesti tiivistyneen nesteen keräys- säiliön, jossa on tiivistemäärän mittauslaitteet, kuvio 4 kaaviomaisesti erään sellaisen säätöpiirin rakenteen, jolla paine pidetään muuttumattomana käsittely-tilan sisäpuolella, ja 25 kuvio 5 keksinnön mukaisen menetelmän erään toisen toteutusmuodon kulkukaavion.

Kuviossa 1 käsittää menetelmän toteuttamiseen tarvittava tyhjönpitävä sekoituslaite 1 tuotteen syöttölaitteen 2, jossa on suljettava läppä 3. Leijukerros synnyte-30 tään käyttömoottorilla 4 esittämättä jätetyn sekoittimen avulla. Sekoituslaitteen yläpäätyyn on asennettu haihdu-tushöyrysuodatin 5. Haihdutushöyrysuodattimen ja sekoitus-tilan välillä on läppä 6.

Haihdutushöyrysuodattimen kotelossa on kaksoisvaip-35 pa 7 lämmitysväliaineen sisäänsyöttamiseksi istukan 8 <1 93772 9 kautta ja lämmitysväliaineen poistamiseksi istukan 9 kautta, tai höyryllä lämmitettäessä tiivistyneen nesteen las-kuaukko 10. Tyhjökäytöllä on sekoituslaitteen sisätila yhdistetty venttiilin 12 käsittävän putkijohteen 11 tai 5 11' välityksellä lauhduttimeen 13. Jäähdytysaine virtaa lauhduttimen läpi sisäänsyöttö- ja poistoaukkojen 14 ja 15 kautta. Tyhjöpumppu 16 on liitetty lauhduttimen höyryä tai tiivistynyttä nestettä kuljettavaan sisätilaan. Tyhjöpum-pun poistopuoli on yhdistetty lauhdutuskolonniin 18.

10 Venttiili 47 toimii tässä yhteydessä paineen mit tauslaitteen 48 ja tässä esittämättä jätetyn säätimen kanssa alipaineen säätämiseksi tyhjökäytön aikana tai paineen nostamiseksi järjestelmästä tyhjöstä ilmanpaineeseen.

Lauhduttimessa tiivistynyt neste joutuu tiivisty-15 neen nesteen keräyssäiliöön 19. Venttiilit 21, 22 toimivat barometrisessä erotuksessa lauhdutinkolonniin 18 ja tyhjössä olevan lauhduttimen 13 välillä. Tiivistynyt neste johdetaan tiivistyneen nesteen keräyssäiliöstä 19 putki-johteen 23 kautta lauhdutinkolonnin 18 keräystilaan 24.

20 Kaasun syöttö läpivirtauskuivaukseen tapahtuu put ken 25, venttiilin 26 ja paineenalennusventtiilin 27 kautta kaasujohtoon 28. Kun on kyse läpivirtauskuivauksesta, ovat venttiilit 12 ja 17 kiinni. Haihdutushöyryllä kuor-, mitettu kaasu joutuu haihdutushöyrysuodattimen 5, putki- 25 johteiden 11 ja 30 ja puhaltimen 31 avulla putkijohteiden 32 ja 33 läpi lauhdutuskolonniin 18. Tässä tapauksessa ovat venttiilit 29 ja 34 auki. Kun on kyse suojakaasun käytöstä, valvoo happianalysaattori 58 suojakaasun suurinta sallittua happipitoisuutta.

30 Lauhdutuskolonni 18 muodostuu tiivistyvän nesteen keräystilasta 24, varsinaisesta kolonnirungosta 35 ja tässä lähemmin esittämättä jätetystä nesteen jakelulaitteesta 36.

Toiminnan aikana johdetaan lauhdutuskolonnin 18 35 keräystilasta 24 nestettä putkien 37, 39, 41 kautta pum- c 10 93772 pulla 38 lämmönvaihtimen 40 läpi jakelulaitteeseen 36. Lämmönvaihtimessa 40 on jäähdytysaineen sisäänsyöttö ja poistoaukko 42 ja 43.

Kuviossa 2 on esitetty läpivirtauskuivausyksikkö, 5 jossa on lämpötekninen liitäntä lämmönvaihtimen 40 (tiivistyneen nesteen jäähdytys) ja lämmönvaihtimen 45 (kier-tokaasun lämmitys) välisen lämpöpumpun kautta. Lämpöpumppu on tässä esitetty kuvaannollisesti molempien elementtien, kompressorin 48 ja höyrystimen 49, avulla. Molemmat läm-10 mönvaihtimet 45 ja 40 on yhdistetty putkijohdejärjestelmään 42' ja 43' lämpöpumpun välityksellä.

Kuviossa 3 on kuvattu tiivistyvän nesteen keräys-säiliö 19, jossa on nestemäärän määritysmittari. Tiivistyvän nesteen sisäänsyöttö tapahtuu putkijohteen 21 kautta 15 ja sen poissyöttö putkijohteen 23 kautta.

Viitenumero 45 esittää pinnankorkeuden mittauslaitetta. Se on tässä kuvattu uimuriksi. Uimuri 51 asettuu kulloinkin tiivistyvän nesteen keräyssäiliön sisältöä vastaavalle korkeudelle. Tämän korkeuden lukee mitta-arvoan-20 turi 52 ja siirtää sen tässä lähemmin esittämättä jätettyyn laskuriin. Suuremman mittatarkkuuden saamiseksi ripustetaan tiivistyvän nesteen keräyssäiliö 19 siten, että se voidaan punnita. Tässä tapauksessa on putkijohteet 21 ja 23 sijoitettu siten, että ne eivät voi vaikuttaa pun-25 nitustulokseen.

Molemmat voima-anturit 50 ja 50' antavat jatkuvasti säiliön ja sisällön painon ja johtavat tulokset tässä esittämättä jätettyyn laskuriin.

Kuviossa 4 on kaaviomaisesti esitetty paineen muut-30 tumattomana pitävän säätöpiirin rakenne. Tyhjöpumpun 16 ja lauhduttimen 13 välisessä putkijohteessa 56 sijaitseva säätöventtiili 47 asennonsäätölaitteineen 53 ja mittaus-muuntaja 55 absoluuttisen paineen mittausta varten. Mit-tausmuuntaja 55 ja säätöventtiili 57, tai sen asennonsää-35 tölaite 53, on yhdistetty sähköisesti säätimeen 54, joi- 93772 11 loin asetusarvo annetaan joko käsin tai se tulee tässä esittämättömästä laskurista.

Menetelmää keksinnön mukaisesti toteutettaessa suljetaan tuotteen sisäänsyöttökohdassa oleva läppä 3. Haih-5 dutushöyrysuodattimen ja tyhjösekoituslaitteen välinen läppä 6 avataan, venttiilit 44, 34 ja 29 suljetaan. Tyhjö-pumpun 16 käynnistämisen jälkeen virtaavat haihdutushöyryt haihdutushöyrysuodattimen 5 läpi putkijohteen 11 kautta lauhduttimeen 13 ja ne tiivistyvät siellä. Tiivistynyt 10 neste joutuu tiivistyneen nesteen keräyssäiliöön 19. Tässä tiivistyneen nesteen keräyssäiliössä 19 on täyttöasteen osoitin 45 ja tässä esittämättä jätetty mittausarvon kau-kosiirrin. Täyttöasteen osoittimella voidaan tiivisteen määrä, joka on ajan funktio, saada mittateknisesti ja 15 siirtää tässä esittämättä jätettyyn laskuriin.

Tämä tapahtuu esimerkiksi päätysivulle tuodulla laitteella, jossa on uimuri 51 ja siihen kuuluvat mittaus-arvojen taltiointilaite 52, tai vaihtoehtoisesti ripustamalla tiivistyneen nesteen keräyssäiliö siten, että se 20 voidaan punnita molemmilla voima-antureilla 50 ja 50'.

Jotta voitaisiin noudattaa määrättyä lämpötilapro-fiilia, annetaan systeemille etukäteen absoluuttinen paine. Tämä absoluuttinen paine käy selville lämpötilan ja . kulloisenkin höyrynpaineen tasapainotilan määrityksestä.

25 Tätä tarkoitusta varten on olemassa säätölaite 54, joka vertaa laskurilta tulevaa asetusarvoa järjestelmässä vallitsevaan paineeseen. Painearvon ottamiseksi talteen on olemassa ns. absoluuttipaineanturi 55 ja siihen kuuluva mittausmuuntaja. Jos asetusarvo ja todellinen arvo poik-30 keavat toisistaan, antaa säätölaite 54 asetusventtiilin 47 asennonsäätölaitteelle 53 vastaavan impulssin, jolla säädetään putkiliitännän 57 sivusta sisään pääsevän ilman tai kaasun syöttöä.

Tyhjökuivausjakson päätyttyä tyhjennetään tiivis-35 tyneen nesteen keräyssäiliö 19 lauhdutuskolonnin 18 tii- 12 93772 vistyneen nesteen keräyssäiliöön 24. Sitä seuranneen läpi-virtauskuivaukselle kytkennän jälkeen suljetaan venttiilit 12 ja 17 ja avataan venttiilit 29 ja 34.

Sekoitussäiliön vielä tyhjössä oleva sisätila täy-5 tetään putkijohteen 25, venttiilin 26, paineenalennusvent-tiilin 27 ja putkijohteen 28 kautta kaasulla tai inertillä suojakaasulla. Kuten tyhjökäytön aikana, virtaa lämmitys-väliaine haihdutushöyrysuodattimen 5 kaksoisvaipan 7 läpi, jotta estetään haihdutushöyryjen tiivistyminen suodatin-10 kotelon seinämiin. Lämmönvaihtimessa 45a lämmennyt kaasu joutuu putkijohteen 46 kautta sekoitussäiliön sisään ja johdetaan sieltä pyörivästi kiertävään leijukerrokseen, jossa se toisaalta menettää lämpöä ja toisaalta kyllästyy höyryllä. Kaasu tai suojakaasu johdetaan puhaltimella 31 15 lauhdutuskolonniin 18, lämmönvaihtimen 45 ja sekoittimen läpi kiertoon. Höyryllä kyllästetty, tai osittain kyllästetty, kaasu joutuu putkijohteiden 11, 30, 32 kautta lauhdutuskolonniin 18. Täältä se virtaa esimerkiksi täyteaineella päällystytyn kolonnin 35 läpi. Kolonnissa 35 jääh-20 dyttää kaasua vastavirtaan pumpun 38 avulla kiertoon pantu ja lämmönvaihtimessa 40 jäähtynyt liuotinaine, ja höyry-osuus pestään pois. Ns. suorakondensoinnilla kolonnissa 35 saadaan kaasuvirtauksen jäähdyttämistä varten hyvin korkeita lämmönsiirtolukuja, ja vältetään ennen kaikkea sumun 25 muodostuminen jäähdytystapahtuman aikana. Jatkokierrossa johdetaan nestehöyryistä pitkälti vapautettu ja jäähdytetty kaasu uudelleen lämmönvaihtimeen 45a, se lämpenee siellä, kuivuu ja johdetaan jälleen kiertävään leijukerrokseen.

30 Ennen suojakaasun tuloa leijukerrokseen selvitetään kaasun happipitoisuus esimerkiksi putkessa 46 olevalla happianalysaattorilla 58. Mahdollisesti inerttikaasua syötetään lisää tässä esittämättä jätetyn säätöpiirin avulla.

Lämpöpumppu, joka on esitetty molempien elementtien 35 kompressorin 48 ja höyrystimen 49 avulla, kuljettaa läm- 93772 13 mönvaihtimessa 40 talteen otetun lämpöenergian lämmönvaihtimeen 45a, jossa kaasu tai inerttikaasu jälleen lämpenee.

Kuviossa 5 esitetty vaihtoehto eroaa kuviossa 1 esitetystä toteutusmuodosta siinä, että pumppua 16, joka 5 mieluiten on nesterengas-tyhjöpumppu, käyttää lauhdutus-kolonnin 18 keräystilasta 24 saatava neste, ja neste johdetaan sen jälkeen takaisin keräystilaan 24. Näin vältetään likaantuneen pumpun käyttönesteen joutuminen ympäristöön.

10 Kuviossa 5 ehjillä viivoilla esitetyn vaihtoehdon mukaan osa keräystilasta 24 lämmönvaihtimen 40 kautta menevästä nestevirrasta johdetaan venttiilin 60 käsittävän putken 58 kautta pumpun 16 käyttönesteeksi ja palautetaan sieltä putken 59 kautta keräystilaan 24.

15 Kuviossa 5 katkoviivoilla esitetyn vaihtoehdon mu kaan johdetaan neste keräystilasta 24 suoraan putken 58' kautta pumppuun 16 ja joutuu sieltä jälleen takaisin keräystilaan 24.

Claims (17)

1. Menetelmä nesteen poistamiseksi kosteasta materiaalista, jossa ensimmäisessä menetelmävaiheessa kosteas- 5 sa materiaalissa läsnäoleva neste ainakin osittain höyrystyy alipaineessa kostean materiaalin lämpövarantoa hyödyntäen, ja jossa materiaali toisessa, välittömästi tämän jälkeen tapahtuvassa menetelmävaiheessa edelleen kuivatetaan, tunnettu siitä, että materiaali sekoitetaan 10 kiertävään, sekoituslaitteella mekaanisesti aikaansaatuun leijukerrokseen olennaisesti kokonaisuudessaan, ja että toisessa menetelmävaiheessa johdetaan poistettavan nesteen höyrystä erillään olevaa lämmitettyä kaasua leijukerroksen läpi paineella, joka on suurempi kuin ilmakehän paine, 15 jolloin kaasu ainakin osittain kyllästyy poistettavan nesteen höyryllä ja kuivaustapahtuma päättyy.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että leijukerros kiertää siten, että siinä on pystysuora ja tangentiaalinen komponentti.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmän toisessa vaiheessa kuivaukseen käytetty kaasu johdetaan suljettuun kiertoon, lämmitetään lämmönvaihtimessa ja sen kyllästyttyä ainakin osittain poistetulla nesteellä, se johdetaan pesuproses-* 25 siin.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pesussa käytetään pesunesteenä samaa nestettä kuin on materiaalissa oleva, poistettava neste.

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pesun aikana kaasu jäähdytetään alemmassa lämpötilassa olevalla nesteellä ja vapaute-; taan otetusta höyrystä aina kyllästymistilaan asti uutta lämpötilatasoa vastaavasti.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, t u n- 93772 15 n e t t u siitä, että pesunesteenä käytetty neste jäähdytetään omassa kierrossaan höyryn tiivistymiseen tarvittavaan lämpötilaan.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen mene-5 telmä, tunnettu siitä, että lämmittämiseen tarvittava enrgia otetaan ainakin osittain leijukerroksesta tulevan kaasuvirran energiavarannosta jäähdyttämällä ja tiivistämällä höyryä ja lämpöpumpun avulla johdetaan takaisin jäähdytettyyn kaasuvirtaan.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että lisäenergiaa tuodaan ulkoa kaasu-virran kiertoon ennen leijukerrokseen syöttöä, mikäli lei-jukerroksesta tulevan kaasuvirran energiavaranto ei riitä lämmitykseen.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että höyrystämiseen tarvittava lisäenergia tuodaan kitkalämpönä säätämällä leijukerroksen kiertonopeutta .

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen mene- 20 telmä, tunnettu siitä, että kaasuna toisessa mene- telmävaiheessa käytetään inerttikaasua.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että inerttikaasua syötetään vain . sellaisia määriä, että räjähdysraja alitetaan.

12. Jonkin patenttivaatimuksista 9-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että happianalysaattori valvoo suurinta sallittua happipitoisuutta ja tarvittaessa aloittaa suojakaasun lisäannostelun.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 1-12 mukainen me- 30 netelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisestä mene-telmävaiheesta toiseen menetelmävaiheeseen kytkeytymisen määräävä lämpötila saadaan mittaamalla absoluuttista painetta ja laskemalla höyry-kaasu-seoksen tasapainolämpöti-la.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, « 16 93772 tunnettu siitä, että tiivistyvän nesteen keräys-säiliöön (19) laskeutuvan tiivistyneen nesteen määrä paino tai tilavuus mitataan ja sitä käytetään mittana ensimmäisestä toiseen menetelmävaiheeseen siirtymiselle.

14 93772

15. Jonkin patenttivaatimuksista 1-14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekä leijukerrok-sesta tuleva tyhjö-höyryvirta että höyryllä kuormitettu kaasuvirta johdetaan saman suodatinyksikön läpi.

16. Jonkin patenttivaatimuksen 1-15 mukainen me-10 netelmä, tunnettu siitä, että tyhjöpumpun (16) käyttönesteenä alipaineen tuottamiseen käytetään ensimmäisessä menetelmävaiheessa samaa nestettä kuin kosteassa materiaalissa oleva, poistettava neste.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, 15 tunnettu siitä, että tyhjöpumpun (16) käyttöneste otetaan leijukerroksesta tulevan kaasuvirran mukanaan tuoman höyryn tiivistyneestä nesteestä ja yhdistetään sen jälkeen taas tähän tiivistyneeseen nesteeseen. « II 93772 17