NO179726B - Anordning for törking av fuktig partikkelformet materiale med overhetet damp - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for tørking av et fuktig partikkelformet materiale med uensartet partikkelstørrelse med overhetet damp, hvilken anordning omfatter et nedre sylindrisk parti med et antall parallelle, hovedsakelig vertikale langstrakte kamre som er anordnet i ringform, idet ett eller flere av kamrene har lukket bunn og de resterende kamre har dampgjennomtrengelig bunn, og de tilgrensende kamre er innbyrdes forbundet via åpninger i kammerveggene ved den nedre ende av kamrene, og et øvre konisk parti, som også er oppdelt i kamre, som ved sin nedre ende er forbundet med kamrene i det sylindriske parti av anordningen og ved toppen er forbundet med en overførings-sone, idet kamrene i det koniske parti av anordningen er oppdelt i mindre kamre ved hjelp av skrånende ledeplater, midler for tilførsel av fuktig partikkelformet materiale til et kammer med dampgjennomtrengelig bunn, midler for utmatning av tørket materiale fra et kammer med lukket bunn, midler for tilførsel av overhetet damp til området under de dampgjennomtrengelige kammerbunner, midler for utmatning av damp fra overføringssonen, og midler for gjenoppvarmning av den utmatede damp og resirkulering av denne til området under de dampgjennomtrengelige kammerbunner.

En anordning av den nevnte type er kjent fra Zuckerind 114

(1989) nr. 12, s. 964 - 970 og EP-A-0153704. Denne kjente anordning egner seg spesielt for tørking av roemasse, som er dannet ved å ekstrahere sukker fra sukkerroestykker med vann, men anordningen egner seg også for fjerning av væske, inkludert andre væsker enn vann, fra flere sensitive or-ganiske materialer.

Den kjente anordning medfører den fordel at det partikkelformede materiale blir tørket uten tilgjengelig luft, hvorved det blir mulig å unngå oksydasjon av materialet under tørkingen. En andre viktig fordel ved anordningen er at den er meget godt egnet ut fra et miljøsynspunkt, idet tørkingen skjer i et hovedsakelig lukket system. Videre er den overskytende dampmengde, som f.eks. dannes når det tørkes roemasse, meget ren og kan følgelig benyttes for konsentrasjon av sukkerlake, og kondensatet som dannes på denne måte bevirker ikke ubehagelig lukt, sammenlignet med de emisjonsprodukter som dannes ved f.eks. trommeltørking av roemasse.

Ved praktisk bruk av den ovennevnte tørkeanordning ble det funnet at delvis tørket partikkelformet materiale søker å hefte seg til de skrånende ledeplater, spesielt til oversidene av disse plater, og at det blir dannet et gradvis økende belegg på ledeplatene.

Formålet med oppfinnelsen er å unngå denne ulempe, og ifølge oppfinnelsen oppnås dette ved hjelp av en anordning av den ovennevnte type som er karakterisert ved i det minste en del av de skrånende ledeplater i det koniske parti av anordningen er forsynt med midler for oppvarmning av platene.

Oppfinnelsen er således basert på oppdagelsen av at det ved oppvarmning av de ovennevnte ledeplater er mulig å eliminere eller i det minste redusere det partikkelformede materiales tendens til å hefte til oversiden av ledeplatene betrak-telig. Grunnen til at en slik adhesjon unngås er ukjent, men det antas at kontakt med de varme ledeplater bevirker at de væskeholdige partikler vil "danse" på platene på samme måte som vanndråper på en kokeplate, eller at en sone av forholdsvis varm damp dannes nær platenes overflater, hvilken damp bevirker at partikkeloverflåtene tørker.

De skrånende ledeplater ifølge oppfinnelsen er fortrinnsvis hule, og det indre av ledeplatene er forbundet med anordninger for tilførsel av damp til disse. Imidlertid vil ledeplatene også kunne oppvarmes på annen måte, f.eks. vil de kunne omfatte elektriske varme-elementer.

Ved bruk av anordningen ifølge oppfinnelsen blir over-flatetemperaturen av ledeplatene fortrinnsvis holdt på en verdi som ligger 20° - 80'C høyere enn metningspunktet for dampen som benyttes i anordningen ved et gitt trykk. Således, ved bruk av overhetet damp med et trykk på 3,7 bar, som svarer til et metningspunkt på 14CC, blir temperaturen av ledeplatene fortrinnsvis holdt på 160° - 220°C.

Ifølge en ytterligere utførelse av oppfinnelsen, hvor tilgrensende tørkekamre er innbyrdes forbundet via åpninger i kammerveggene i overgangssonen mellom det koniske parti og det sylindriske parti, er oversidene av ledeplatene forsynt med ledeorganer. Disse ledeorganer er fortrinnsvis plassert på en slik måte at partikkelformet materiale som kommer i kontakt med oversidene av ledeplatene blir rettet mot åpningene i de tilgrensende tørkekamre på anordningens nedstrømsside. Slike ledeorganer, som f.eks. har form av metallstenger som er festet til oversiden av ledeplatene, understøtter således fremføringsbevegelsen av det partikkelformede materiale gjennom anordningen og bidrar til reduksjon av materialets oppholdstid.

Ved tørking av vannholdig partikkelformet benyttes det overhetet damp, mens overhetet damp fra væsken i materialet benyttes for tørking av materiale som inneholder en ikke-vandig væske.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet nærmere under henvisning til de vedføyede tegninger, hvor

fig. 1 viser perspektivriss, delvis i snitt, av en foretrukken utførelse av en anordning ifølge oppfinnelsen,

fig.- 2 viser vertikalsnitt av anordningen på fig. 1,

fig. 3 viser horisontalsnitt etter linjen III - III på fig. 1,

fig. 4 viser horisontalsnitt etter linjen IV - IV på fig. 1,

fig. 5 viser et skjematisk perspektivriss av et tørkekammer

i en anordning ifølge oppfinnelsen,

fig. 6 viser vertikalsnitt av en skrånende ledeplate ved en foretrukken uførelse av anordningen ifølge oppfinnelsen, og

fig. 7 viser perspektivriss av oversiden av en skrånende føringsplate ved en andre foretrukken utførelse av en anordning ifølge oppfinnelsen.

Anordningen vist på tegningene omfatter et bunnparti, generelt betegnet med 1, et sylindrisk parti, generelt betegnet med 2, et koniske parti, generelt betegnet med 3 og et topparti, generelt betegnet med 4.

Det sylindriske parti 2 er oppdelt i femten tørkekamre 6 som er serieforbundet ved hjelp av vertikale kammervegger 5, og et utløpskammer 7 er anbragt mellom det første og det siste tørkekammer 6. Ved bunnen begrenses tørkekamrene 6 av en perforert kammerbunn 8 og et avstandselement 9 er anbragt sentralt over kammerbunnen 8, hvilket avstandselement har en overside som skråner nedad og utad og en underside som er anbragt et lite stykke ovenfor den perforerte kammerbunn 8. Tørkekamrene 6 strekker seg inn i det koniske parti 3 av anordningen, mens hvert tørkekammer 6 er delt i nedad avsmalnende mindre kamre 10 ved hjelp av skrånende ledeplater 11 som er forbundet med varme-elementer (ikke vist). Tilgrensende tørkekamre 6 og utløpskammeret 7 er innbyrdes forbundet i overgangssonen mellom det sylindriske parti 2 og det koniske parti 3 via åpninger 12 i kammerveggene 5.

En skruetransportør 13 som er dreibart montert i et utløpsrør 14, er anbragt ved bunnen av utløpskammeret 7. Det øvre parti av anordningens sylindriske parti 2 er forsynt med en tilsvarende skruetransportør 15 som er anbragt i et materør 16 som rager inn i det øvre parti av det første tørkekammer 6.

En rørvarmeveksler 2 0 fyller det sentrale parti av det sylindriske parti 2, det koniske parti 3 og delvis toppartiet 4, hvilken varmeveksler er forbundet med et rør 21 for tilførsel av overhetet damp som, som beskrevet nedenfor, føres fra toppartiet 4 til bunnpartiet 1 av anordningen via et stort antall varmevekslerrør 22, samtidig som den oppvarmes ved hjelp av den overhetede damp som tilføres gjennom røret 21. Videre er varmeveksleren 20 forbundet med et rør (ikke vist) for utmatning av kondensat fra området rundt rørene 22 av varmeveksleren 20.

Toppartiet 4 er oppdelt i et sentralt kammer 31 og et overføringskammer 32 ved hjelp av en plate 30. Et stasjo-nært påfyllingsorgan 33 er anordnet i det sentrale kammer ved den øvre ende av varmeveksleren 20, idet yttersiden av påfyllingsorganet 33 er forsynt med et antall blad 34 med en slik form og innbyrdes avstand at det dannes et syklonfelt i rommet innenfor platen 30 ved at damp strømmer fra over-føringskammeret 32 opp gjennom rommet mellom påfyllingsorganet 33 og platen 30.

Platen 3 0 ligger an mot en syklon 40, og det sentrale kammer 31 er forbundet med det indre av syklonen 40 via en åpning 41 i platen 30 og i syklonen 40. Sistnevnte har et koniske nedre parti 42 som går over i et svakt traktformet parti 43 som strekker seg inn i ett av kamrene 10 i utløpskammeret 7. I overgangssonen mellom det koniske nedre parti 42 og det traktformede parti 43 er det anordnet et rør 44 for tilførsel av en gass under trykk for å skape en ejektor-virkning i overgangssonen mellom det nedre koniske parti 42 av syklonen og det traktformede parti 43.

Et rør 45 for utmatning av overskuddsdamp er anordnet ved toppen av anordningens topparti 4.

Bunnpartiet 1 av anordningen omfatter et traktformét parti 50 som strekker seg nedad fra den nederste ende av varmeveksleren 20 inn i det indre av en sentrifugalvifte 51 bestående av en rotor som dannes av to sirkulære plater 52

og 53 med blad 54 montert mellom platene.

Rotoren 51 er montert på en aksel 55 forsynt med en kileremutveksling 56 som driver en motor 58 via et par V-remmer 57. Rotoren 51 omgis av et dampfordelingskammer 59 i hvilket ledeplater 60 i hvilke det er dannet hull 61 er anbragt.

Som det vil fremgå av fig. 1, er kammerveggene 5 av tørkekamrene 6 forsynt med åpninger 62 gjennom hvilke utørket materiale kan passere fra ett tørkekammer 6 til et annet. Disse åpninger 62 eller noen av åpningene avtar i størrelse i materialets strømningsretning.

Som det vil fremgå av fig. 6 vil de skrånende plater 11 kunne omfatte en frontplate 70 og en korrugert bakre plate 71 som er sveiset til frontplaten 70 i separate soner 72. Den viste ledeplate 11 er forbundet med et damprør (ikke vist) for tilførsel av overhetet damp, og et utløpsrør (ikke vist) for utmatning av kondensat og damp.

Oversiden av ledeplaten 11, vist på fig. 7, er forsynt med to sideflenser 75 og fire ledestenger 76 som er anbragt på en slik måte at det partikkelformede materiale som beveger seg nedad over oversiden av ledeplaten blir rettet mot én av sideflensene 75, idet det nederste parti av sideflensen er skåret bort for å danne en åpning 12 til det tilgrensende tørkekammer 6.

Anordningen virker som følger:

Partikkelformet utgangsmateriale transporteres inn i det øvre parti av det første av tørkekamrene 6, som er serieforbundet ved hjelp av skruetransportøren 15 og materøret 16.

I tørkekammeret blir det innførte materiale underkastet virkningen av overhetet damp som innføres i tørkekammeret via den perforerte bunn 8. Avstandselementene 9 meddeler materialet en hvirvelbevegelse, som vist på fig. 5. Noe av materialet vil bli for tungt til å forbli svevende og vil bevege seg mot kammerbunnen 8. Under den nedadgående bevegelse, som først og fremst finner sted i det sentrale parti av kammeret, vil materialet treffe oversiden av

.avstandselementet 9 og gli ned langs denne side.

Når det når kammerbunnen 8 etter å ha passert nedover den skrånende oversiden av avstandselementet 9, vil en del av dette forholdsvis grove materiale strømme inn i det neste (andre) tørkekammer 6 via åpningen 62 i kammerveggen 5.

Det forholdsvis grove materiale som er ført inn i det andre tørkekammer 6 vil bli rettet mot det tredje tørkekammer på samme måte osv.

Under tørkingen av materialet i kamrene 6 vil partiklene gradvis tape vekt og de letteste partikler vil bli ført opp i anordningens koniske parti 3. Når de har nådd dette parti av anordningen, vil en del av materialet slå seg ned på oversiden av ledeplatene 11 hvor den oppadgående gasstrøm er svak. Deretter vil materialet bli ytterligere oppvarmet og tørket, og i tørr tilstand vil det gli ned mot det sylindriske parti 2 av anordningen. Når det er anbragt ledestenger på oversiden av ledeplatene 11, som vist på fig. 7, vil det tørre materiale bli rettet mot åpningene 12 og inn i et påfølgende kammer.

De store partikler vil fortrinnsvis forbli i det nederste parti av kamrene 6.

I praksis er det funnet at mere enn 90% av materialet (på tørrstoffbasis) blir transportert gjennom åpningene 62 ved den nedre ende av kamrene og gjennom åpningene 12 i overgangssonen mellom det koniske parti 3 og det sylindriske parti 2. Således blir bare en forholdsvis liten del av materialet ført inn i overføringssonen, og størstedelen av det blir ført opp i det sentrale kammer 31.

Det vil ikke forekomme noen oppadgående dampstrøm i området ovenfor utløpskammeret 7 fordi bunnen av dette kammer er lukket, og når de tørre partikler passerer inn i utløpskam-meret 7, vil de bevege seg mot bunnen av dette kammer.

Det materiale som er ført inn i utløpskammeret 7 gjennom åpningene 62 ved de nedre ender av tørkekamrene, gjennom åpningene 12 i overgangssonen mellom det sylindriske parti 2 og det koniske parti 3, eller gjennom overføringskammeret 32, blir matet ut ved bunnen av utløpskammeret 7 ved hjelp av skruetransportøren 13 som er montert i utløpsrøret 14.

Fra overføringskammeret 32 vil dampstrømmen fra tørkekam-meret 6 strømme opp i det sentrale kammer 31 og derved passere ledebladene 34 som meddeler strømmen av damp langs innersiden av platen 3 0 en hvirvelbevegelse og derved bevirke at medførte partikler rettes mot platen 30, og etter passering av åpningen 41 vil partiklene blir ført inn i syklonen 40, hvor de vil slå seg ned ved bunnen av syklonen, og fra denne vil de bli ført inn i utløpskammeret 7 ved hjelp av tilførsel av gass gjennom røret 44.

Den damp som frigjøres fra faste partikler pumpes fra det sentrale kammer 31 ned gjennom varmeveksleren 20 ved hjelp av sentrifugalviften 51. Under passeringen gjennom varmeveksleren 20 blir dampen overhetet ved hjelp av damp eller et annet oppvarmningsmedium som tilføres varmeveksleren 2 0 via røret 21.

Dampstrømmen som skapes av sentrifugalviften 51 føres gjennom dampfordelingskammeret 59 inn i området under de perforerte kammerbunner 8 av tørkekamrene 6 og fra dette område opp i tørkekamrene 6. 1

Overskuddsdamp som dannes ved fordampning av væske fra det partikkelformede materiale mates ut gjennom røret 45 ved anordningens topparti 4.

Claims (5)

1. Anordning for tørking av fuktig partikkelformet materiale med uensartet partikkelstørrelse, med overhetet damp, hvilken anordning omfatter et nedre sylindrisk parti (2) med et antall parallelle, hovedsakelig vertikale langstrakte kamre (6, 7) som er anordnet ringformet, idet ett eller flere av kamrene (7) har lukket bunn og de resterende kamre (6) har dampgjennomtrengelig bunn (8) , og de tilgrensende kamre (6) er innbyrdes forbundet via åpninger (62) i kammerveggene (5) ved de nedre ender av kamrene (6), og et øvre konisk parti (3) som også er oppdelt i kamre (10), som ved sin nedre ende er forbundet med kamrene (6) i anordningens sylindriske parti (2) og som ved toppen er forbundet med en overføringssone (32), idet kamrene i anordningens koniske parti (3) er oppdelt i mindre kamre (10) ved hjelp av skrånende ledeplater (11), midler (15) for tilførsel av fuktig partikkelformet materiale til et kammer (6) som har dampgjennomtrengelig bunn, midler (13) for utmatning av tørket materialet fra et kammer (7) med lukket bunn, midler (51) for tilførsel av overhetet damp til området under de dampgjennomtrengelige kammerbunner (8) , midler (51) for utmatning av damp fra overføringssonen, og midler (20) for gjenoppvarmning av den utmatede damp og resirkulering av denne til området under de dampgjennomtrengelige bunner (8), karakterisert ved at i det minste en del av de skrånende ledeplater (11) i anordningens koniske parti (3) er forsynt med anordninger (70, 71) for oppvarmning av platene (11).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at ledeplatene (11) er hule og forsynt med midler for tilførsel av damp til det indre av platene.

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, omfattende til-støtende tørkekamre (6) som er innbyrdes forbundet via åpninger (12) i kammerveggene (5) i overgangssonen mellom det koniske parti (3) og det sylindriske parti (2) av anordningen, karakterisert ved at oversidene av ledeplatene (11) er forsynt med ledeorganer (76).

4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at ledeorganene (76) er anbragt på en slik måte at partikkelformet materiale på oversiden av ledeplatene (11) blir rettet mot åpningene (12) av de tilstøtende tørkekamre på anordningens nedstrømsside.

5. Anordning ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at ledeorganene (76) består av metallstenger som er festet til oversiden av ledeplatene (11).