WO2012034147A1 - Verfahren zur trocknung und anlage zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur trocknung und anlage zur durchführung des verfahrens Download PDF

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WO2012034147A1
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Alfred Freh
Alois Reiterbauer
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Alfred Freh
Alois Reiterbauer
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Definitions

  • the invention relates generally to a new process and plant for a gentle and substantially energy-efficient drying of moist and therefore to be dried goods, e.g. of wood.
  • the invention relates to a new process for drying of goods, in particular piece and Rieselgut of inorganic or mineral or biological materials, fuels, wood and food with the environment deprived of air, which moisture water by means of one of two, each switchable from the same moisture-moisture adsorbent body or layers is withdrawn, and then the moisture to be dried material removed moisture is removed and wherein in each case after saturation of at least one of the two adsorbent body or layers with moisture, the same by supplying heat from the adsorbed by him Moisture free, so it is regenerated.
  • first measuring sensors arranged at the inlet and outlet for air temperature and relative humidity - "first”, previously regenerated moist water adsorbent body in which the ambient air is at least largely deprived of its inherent moisture
  • a first heating device in which the air dehumidified in the first adsorbent body is heated
  • a second on-heating device in which the laden with moisture water from the material to be dried process air is heated to a higher temperature
  • This direction of the air guide is respected until, between the two of the supplied from the input and output side first and second measuring sensors of the first adsorbent body and / or the second adsorbent, from the temperature and the respective associated relative humidity measurement data, preferably by means of a central computing and control unit, converted absolute humidity data of the air before and after at least one, preferably each, the two adsorbent bodies only a small or substantially no difference is detectable,
  • the present invention deviates from this, as was shown, relatively expensive and therefore economically unfavorable way of preparing drying air, and is based in completely different ways on the surprising finding that loaded with moisture water from a drying absorbent body quite directly with the out with moisture the laden air to be dried material can be regenerated when it is heated only to a sufficiently high temperature.
  • the heating devices provided in the invention are more preferred
  • Way easily controllable electric heaters such as in particular electric heating pipe and optionally plate heat exchanger, and generate the for the Drying of the material to be dried in the drying room required heat of the heated drying air, preferably at a temperature in the range of up to 100 ° C.
  • the heat exchanger at the beginning of the process causes, on the one hand, the moisture of the coming from the process exhaust air or process is eliminated by condensation, and on the other hand hiebei the heat still in the exhaust air from their heating is recovered by with the same from the freshly drawn in air at the beginning of the process is preheated.
  • At least one exhaust duct of the drying chamber with the material to be dried and the enriched with moisture from the mentioned Good air can be sucked, then dehumidified in the absorbent body and again passed as extremely dry air in the drying room, which is not the rule and exceptionally.
  • a preferably cross-ventilated by means of a central computing and control unit and each changing the direction of the air duct allows a uniform drying process in the material to be dried.
  • the fully automated sequence of the inventively guided drying process enables the achievement of the highest quality of the material to be dried and thus an increase in the gain to be achieved .
  • a finely tuned air circulation system in the drying chamber causes a uniform circulation of the warm dry air, whereby a uniform drying of the material, in particular wood throughout the drying chamber is guaranteed.
  • the energy consumption of the process according to the invention is low, the heat energy consumption, expressed in kWh / kg of water is only between 0.3 and 1.
  • the environmental impact is minimal.
  • the process is extremely quiet.
  • the process is characterized by simple operation.
  • the installation time can be kept extremely short because the system can be designed to carry out the drying process in container construction and delivered as a compact container.
  • the process according to the invention is a new technique by means of which good to be dried, such as e.g. Sawn timber, firewood or other capillary porous materials can be convectively dried in chambers.
  • a major innovation in this case is that the ambient air used for drying is first passed through an absorbent body as a desiccant, in particular by a silicon dioxide body ("silica gel”), ie sucked in, before it is heated as then dried air, finely controllable electrically and warm and dry passes to the moist material to be dried and sweeps over or through the same.
  • an absorbent body as a desiccant, in particular by a silicon dioxide body ("silica gel”), ie sucked in, before it is heated as then dried air, finely controllable electrically and warm and dry passes to the moist material to be dried and sweeps over or through the same.
  • the water vapor initially contained in the environment air which enters the process and forms its water moisture is adsorptively bound in the absorbent body to its desiccant, the relative humidity being e.g. is lowered to about 3 - 10%, which corresponds to a wood moisture balance Ugl of about 1 - 2.5%.
  • An absorbent body formed with silica gel is capable of binding about 120% of its own mass of water.
  • the pre-dried air is then heated via one of the electric heating coil and then fed to the drying material.
  • the air temperatures to be set depend on the material to be dried and are typically between 30 and 60 ° C. These temperatures are rather low in comparison to a hitherto customary fresh air / exhaust air (F / A) drying.
  • the drying air in the chamber is adjusted via a PLC in accordance with a drying program that is adapted to the moist material. It then runs smoothly without any further action.
  • a vapor partial pressure gradient arises, the amount of which depends on the relative humidity or on the product, that is, e.g. Wood moisture balance depends on the good, especially wood moisture and on the temperature in the drying chamber.
  • the vapor partial pressure gradient is ultimately the driving force for the escape of the water molecules from the structure of the respective good, in particular wood. The larger this slope, and the higher the drying temperature is set, the faster the drying process, but the higher the risk of quality degradation due to too rapid drying.
  • the entire drying process preferably takes place at a slight negative pressure. Compared to the normal pressure, the pressure in the drying chamber or in the entire process is lowered by about 50 to 500 Pa.
  • the air flow is advantageously circulated through the material to be dried by means of a suction process which is activated by a suction fan in the exhaust air line through the entire process or through the entire system and is not circulated by means of "throughput". Press “the air, as is the case with the common procedures.
  • the resulting pressure gradient between the moisture in the material to be dried, such as wood, and the negative pressure in its environment supports the moisture movement from the material and has a positive effect on the drying process. It further reduces the unavoidable moisture gradients present in all drying processes over the cross section of the material to be dried, which, for example, reduces the formation of stresses in a material, in particular in wood.
  • Another important aspect of the new technology is the dehumidification of the supply air sucked in from the environment by means of the (first) absorbent body.
  • heating the air intended for drying is also necessary and useful, but to a much lesser extent than fresh air / exhaust air drying.
  • Temperatures are created a practical drying potential.
  • the relatively low temperatures cause in a favorable manner that comparatively small amounts of heat are needed and therefore a heating of the intended air for drying and the drying material by means of electrical energy economically quite favorable and therefore makes sense.
  • the conventionally achievable heat energy consumption figures reflect the average heat demand figures without the cost of electric power for conventional drying processes, as assessed by Trübswetter, 2006 and Brunner-Hildebrand, 1987: The requirement for electrical energy is not included herein since it is heavily dependent on the method chosen and therefore fluctuates. It must therefore be calculated or calculated in individual cases. Real literature information does not exist.
  • the essential advantage of the process according to the invention is that all the heat required is provided only by means of an electric heater, which makes the entire construction of the plant and the process management considerably simpler and thus considerably less expensive, thereby reducing the influence of the relatively expensive ones involved electric current is kept low.
  • a method may be favorable, according to which at a humidity of the sucked ambient air of less than 10 g per kg of air of moisture water same via a - the respective provided for their dehumidification first or second moisture water adsorbent bypassing - directly through the same each downstream heating direction and then passed through the drying chamber with the material to be dried.
  • the ambient air is passed through a heat exchanger through which the process air leaving the same, moisture-laden process air is withdrawn and preheated there at the beginning of the process becomes.
  • Drying air through the process or by the system for its implementation it has proved to be economical if the air flow in the drying process by means of the output side end of the same applied negative pressure, preferably by means of a negative pressure of 50 to 500 Pa, is carried out if so the ambient air and the process air formed by the same during the drying process and being humid laden with the material to be dried are drawn through the drying process.
  • the new method can be provided that only a part, preferably 35 to 65%, of the guided through the drying chamber and there from the material to be dried with moisture laden air for heating the same by the respective on-heater and by the respective the same downstream moist water adsorbent body is performed, and that the remaining part of this laden with moisture water air bypassing both the heating device and the humidified water Adsorbens stressess is discharged through a - equipped with blocking element - bypass line.
  • the temperature of the air flowing through it in the drying space is kept in the range from 20 to 60 °, preferably from 25 to 55 ° C, depending on the negative pressure due to the suction ,
  • a variant is advantageous, which provides that the humidity to be dried from the moisture-containing air in the respective, preferably electric, heating device for the regeneration of the respective downstream arranged adsorbent body to a temperature of 50 to 100 ° C, in particular from 60 to 90 ° C, is heated.
  • Another essential object of the present application is a new
  • each input and output side - also connected to the computing unit - temperature and relative humidity measuring sensors having laden with moisture or substantially passable second wet-water adsorbent body feasible and
  • Preferred embodiments which provide that they each have two, only the respective - first and / or second - Absorbent body bypass lines and two both the respective - first and second - Absorbensharm and the respectively assigned to him - first or second- ( On) heating device has immediate bypass lines.
  • a constant volume flow, regulated air intake fan for the vacuum suction of the ambient and process air is arranged by said drying system.
  • the system can be accommodated in a compact form in a device container space, for example, to any type of drying chamber, which is optionally also created in container construction, can be connected.
  • a novel efficient adsorption drying plant system in the equipment container generates the necessary drying air, which is conducted by means of a, preferably operated with a negative pressure air circulation system in the convenient diffusion and airtight drying space.
  • the drying chamber as such, and the two lines of equipment with the ambient air supply and process air discharge lines are each arranged in a portable container or both but just mentioned plant parts in only one Container.
  • an electric tube heating coil As regards the heating or heating of the air to be used for the drying of the goods, it has proved to be favorable to provide an electric tube heating coil as an air heating device or as an air heating device.
  • the heat exchanger to be flowed through by the discharged warmer process air and by the cooler ambient air at the air inflow and outflow side of the installation is a plate heat exchanger.
  • Ambient or outside air Ul is sucked in via an air filter LF, then the air temperature and relative humidity are measured by means of the sensors TC5, MC5.
  • the sucked in ambient air Ul is then conducted and preheated there by the double cross-flow heat exchanger KSWT, which has been extracted from the drying process 100 and is still warm and moist exhaust air or process air PI.
  • the process air PI may condense in the heat exchanger KSWT, whereby there may be the risk of ice formation, e.g. exists in colder winters.
  • control unit 1 10 By means of the control unit 1 10, the control of the two provided for the air direction switching louvers LK6 / LK7, wherein the air flap LK6 is open and the air flap LK7 is kept closed. In this way, the sucked ambient air Ul takes the airway with the direction LW1 through the line A1 of the drying system 100th
  • the air flows to the air flap LK6 through a sensor section in which one
  • the absorbent body 1 can be bypassed if the intake ambient air is already dry enough, as is e.g. in the winter is often the case.
  • the absorbent body 1 If the difference between the values before and after the absorbent body 1 is recognized to be small or too small, e.g. the absorbent body 1 has taken too little moisture water from the air, the same must be regenerated, so the cycle would then be reversed and would begin with the air direction LW2 through the investment line A2.
  • the dried air in the absorbent body 1 is heated in the electric heater E1 to a respectively desired or drying-effective temperature.
  • thermo-sensor TC6 thermo-sensor TC6
  • the air flowing in there flows over and / or through the material to be dried 11, such as.
  • Wood absorbs its moisture and cools off adiabatically.
  • temperatures between about 30 and 55 ° C prevail.
  • the electric heating device E2 which now functions as an on-heating device, and is guided through the absorbent body 2 in order to free it from the damp water absorbed by it during the previous passage, ie to regenerate it.
  • part of the exhaust air volume flow can be led around the heating device E2 and around the absorbent body 2. Then only a partial flow (eg about 50% at eg 600 m3 / h) passed through the absorbent body 2, for example, sufficient to regenerate the same.
  • the desorbed from the absorbent body 2 actual moisture-water quantity can also be determined by means of the computing and control unit 110.
  • this value becomes too small, the regeneration of the absorbent body 2 is completed, and it is bypassed through the bypass B20 with the damper LK8. Hiebei then the heating of the air is stopped in the on-heater E2.
  • bypasses B1 and B10 with louvers LK1 and LK9 are provided analogously to the bypasses B2, B20 in the installation line 1.
  • the waste or process air PI is controlled by means of frequency converter for the suction fan to constant flow, with the control variable preferably the differential pressure (system to environment) is used.
  • the entire system 100 or the entire process can also be used in recirculation mode for a line with the air flap LK3 that bypasses the heat exchanger KSWT
  • the direction switching is by the states of Absorbent body 1 and / or
  • Absorbent body 1 and / or 2 is a change in the direction of ventilation in the respective opposite direction. It is preferable to use all louvers LK1 to LK9 with Belimo 24 V
  • MC7 supplied computing and control unit 110 connected and controlled by the same, in particular open and can be closed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Trocknung von Gütern (11). Umgebungsluft (UI) wird zuerst durch einen ersten, vorher regenerierten, Feuchtewasseradsorbenskörper (1), durch eine erste Heizeinrichtung (E1), durch eine Trocknungskammer (10) mit dem zu trocknenden Gut (11) geführt, dieselbe wird danach durch eine zweite Aufheizrichtung (E2) und die dort stark aufgeheizte Prozessluft (PI) durch einen zweiten Feuchtewasseradsorbenskörper (2) geführt, der so regeneriert wird. Die dort feuchtebeladene Luft wird nach außen abgeführt, und zwar jeweils solange, bis zwischen den Absolutfeuchtedaten der Luft jeweils vor und nach zumindest einem der Adsorbenskörper im Wesentlichen kein Unterschied mehr feststellbar ist, wonach dann eine Umschaltung der Luftwegsrichtung vorgenommen wird. Die Absolutfeuchtedaten werden aus den von den Messsensoren des ersten Adsorbenskörpers (1) und/oder des zweiten Adsorbenskörpers (2) gelieferten Relativfeuchtemessdaten umgerechneten errechnet.

Description

Verfahren zur Trocknung und Anlage zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft allgemein ein neues Verfahren und eine neue Anlage für eine schonende und wesentlich Energie sparende Trocknung von feuchten und daher zu trocknenden Gütern, z.B. von Holz.
Gegenstand der Erfindung ist ein neues Verfahren zur Trocknung von Gütern, insbesondere von Stück- und Rieselgut aus anorganischen bzw. mineralischen oder biologischen Materialien, Brennstoffen, Holz und Lebensmitteln mit der Umgebung entzogener Luft, welcher Feuchtewasser mittels jeweils einem von zwei, jeweils umschaltbaren, von derselben durchströmten Feuchtewasser- Adsorbenskörper bzw. -schichten entzogen wird, und danach das dem zu trocknenden Gut entzogene Feuchtewasser abgeführt wird und wobei jeweils nach Sättigung zumindest eines der beiden Adsorbenskörper bzw. -schichten mit Feuchtewasser, derselbe durch Zufuhr von Wärme von dem durch ihn adsorbierten Feuchtewasser befreit, also regeneriert wird.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungs-Prozess so geführt wird, dass die Umgebungsluft unter Ansaugung derselben zyklisch bzw. periodisch
- zuerst in jeweils gleichbleibender Reihenfolge kontinuierlich nacheinander
- durch einen - ein- und ausgangsseitig angeordnete erste Messsensoren für Luft- Temperatur und - Relativ-Luftfeuchte aufweisenden - "ersten", vorher regenerierten- Feuchtewasser-Adsorbenskörper, in welchem der Umgebungsluft die ihr innewohnende Feuchte zumindest weitgehend entzogen wird,
- durch eine erste Heizeinrichtung, in welcher die im ersten Adsorbenskörper entfeuchtete Luft erhitzt wird,
- durch eine Trocknungskammer, in welcher die entfeuchtete und erhitzte Luft mit dem - dem dort angeordneten, zu trocknenden Gut zu entziehenden und entzogenen - Feuchtewasser beladen wird, dieselbe danach
- durch eine zweite Auf-Heizeinrichtung, in welcher die mit Feuchtewasser aus dem zu trocknenden Gut beladene Prozessluft auf höhere Temperatur aufgeheizt wird,
- und diese feuchtebeladene aufgeheizte Prozessluft durch einen - ebenfalls eingangs- und ausgangsseitig mit den "zweiten" Messsensoren für Luft-Temperatur und Relativ-Luft- Feuchte - ausgestatteten zweiten Feuchtewasser-Abdsorbenskörper geführt wird, - in welchem unter gleichzeitiger Regenerierung desselben die aufgeheizte feuchte Luft mit dem in diesem zweiten Adsorbenskörper im vorangegangen Zyklus, gegebenenfalls bis zur Sättigung, aufgenommenen Feuchtwasser weiter aufgeladen und letztlich nach außen abgeführt wird, und
- diese Richtung der Luftführung jeweils solange eingehalten wird, bis zwischen den jeweils beiden aus den von dem eingangs- und ausgangsseitigen ersten und zweiten Messsensoren des ersten Adsorbenskörpers und/oder des zweiten Adsorbenskörpers gelieferten, aus den Temperatur- und den jeweils zugehörigen Relativfeuchte-Messdaten, vorzugsweise mittels einer zentralen Rechen- und Steuerungseinheit, umgerechneten Absolutfeuchte-Daten der Luft jeweils vor und nach zumindest einem, vorzugsweise jedem, der beiden Adsorbenskörpern nur mehr ein geringer oder im Wesentlichen kein Unterschied mehr feststellbar ist,
- wonach dann eine Umschaltung der Luftwegs-Richtung vorgenommen und die Luft dann in jeweils entgegengesetzter Richtung durch den Trocknungsprozess geführt bzw. gesaugt wird.
Aus der AT 412999 B1 ist ein mit ebenfalls zwei Absorbenskörpern arbeitendes Trocknungsverfahren und eine Anlage für die Durchführung dieses Verfahrens bekannt, innerhalb dessen bzw. deren die Regeneration der beiden Absorbenskörper, also die jeweils abwechselnde Befreiung derselben von der von ihnen absorbierten Menge an Feuchtewasser dadurch erfolgt, das die Absorbenskörper jeweils abwechselnd unter Einbringung von Wärme bzw. Hitze mittels Hochfrequenz aufgeheizt werden.
Die vorliegende Erfindung weicht von diesem, wie sich zeigte, relativ teuren und daher wirtschaftlich ungünstigen Weg der Bereitung von Trocknungsluft ab, und beruht in vollkommen unterschiedlicher Weise auf der überraschenden Erkenntnis, dass mit Feuchtewasser aus einer Trocknung beladene Absorbenskörper durchaus direkt mit der mit Feuchte aus dem zu trocknenden Gut beladenen Luft regeneriert werden können, wenn dieselbe nur auf genügend hohe Temperatur aufgeheizt ist.
Weiters wurde gefunden, dass sich das Verfahren trotz des Einsatzes von an sich nicht billigem elektrischen Strom wirtschaftlich noch weiter begünstigt ist, da insbesondere die Anlagekosten wesentlich geringer sind als bei allen bisher bekannten Trocknungsanlagen und darüber hinaus, der Betrieb wesentlich vereinfacht ist.
Durch das Zusammenwirken mehrerer Faktoren, wie insbesondere Wärme, variabler Unterdruck im Trocknungsraum, extrem trockene Luft, Luftzirkulation, also Kreislauf der regenerierten Warmluft und Querbelüftung, und SPS- gesteuerter Trocknungsablauf, wird gewährleistet, dass die Trocknungszeit und der Energieverbrauch auf ein Minimum reduziert werden können.
Die im Rahmen der Erfindung vorgesehene Heizeinrichtungen sind bevorzugter
Weise leicht steuerbare elektrische Heizgeräte, wie insbesondere Elektro- Rohrheizregister und gegebenenfalls Plattenwärmetauscher, und erzeugen die für die Trocknung des zu trocknenden Gutes im Trocknungsraum nötige Wärme der aufgeheizten Trocknungsluft, vorzugsweise mit einer Temperatur im Bereich von bis zu 100 °C.
Der Wärmetauscher am Beginn des Prozesses bewirkt, dass einerseits die Feuchtigkeit der aus dem Prozess kommenden Ab- bzw. Prozessluft durch Kondensation ausgeschieden wird, und dass andererseits hiebei die in der Abluft noch von deren Aufheizung vorhandene Wärme zurück gewonnen wird, indem mit derselben die aus der Umgebung frisch angesaugte Luft am Beginn des Prozesses vorgewärmt wird.
Durch zumindest eine Abluftführung des Trocknungsraums mit dem zu trocknenden Gut kann auch die mit Feuchtigkeit aus dem genannten Gut angereicherte Luft abgesaugt, danach im Absorbenskörper entfeuchtet und wieder als extrem trockene Luft in den Trocknungsraum geleitet werden, was allerdings nicht die Regel ist und ausnahmsweise erfolgt.
Eine vorzugsweise mittels einer zentralen Rechen- und Steuereinheit programm- gesteuerte und jeweils die Richtung der Luftführung wechselnde Querbelüftung ermöglicht einen gleichmäßigen Trocknungsvorgang im zu trocknenden Gut.
Die Vorteile des neuen Trocknungsverfahrens sind insbesondere folgende:
Da während des gesamten Trocknungsvorganges bzw. -prozesses keine wirklich hohen Temperaturen notwendig sind, wird hoher Dampfdruck vermieden und auf diese Weise werden unerwünschte Verformungen des Trocknungsgutes, also z.B. des Holzes verhindert und auch die natürliche Farbe des Trocknungsgutes, beispielsweise die natürliche Holzfärbung, bleibt erhalten.
Durch die Trocknung mit der erwärmten Trockenluft und durch den variablen Unterdruck in der Trockenkammer, infolge des Saugens der Trocknungsluft durch den Prozess wird, z.B. bei Holz, das dort enthaltene Wasser aus den Kapillaren gezogen und mit dem Luftstrom abtransportiert, während beispielsweise natürliche Holzschutzstoffe, wie Harze und Mineralstoffe, in den Kapillaren des Holzes zurück bleiben, wodurch nach erfolgter Trocknung in der erfindungsgemäßen Weise eine erneute Feuchtigkeitsaufnahme durch das bzw. in dasselbe wesentlich erschwert wird, und das Holz auf diese Weise an Stehfestigkeit, Dichte und Dauerhaftigkeit gewinnt, was insbesondere in der Möbel- und Holzbau-Branche ganz wesentlich ist.
Nach dem Einstellen der zu trocknenden Holzsorte, der Holzstärke und der gewünschten Endfeuchte, z.B. am Touchscreen eines Bedienpanels der Rechen- und Steuereinheit, ermöglicht der vollautomatisierte Ablauf des erfindungsgemäß geführten Trocknungsvorganges die Erreichung der höchsten Qualität des Trocknungsgutes und damit eine Steigerung des damit zu erzielenden Gewinns. Ein fein abgestimmtes Umluftsystem in der Trocknungskammer bewirkt eine gleichmäßige Zirkulation der warmen trockenen Luft, wodurch eine gleichmäßige Trocknung des Gutes, insbesondere Holzes in der gesamten Trocknungskammer gewährleistet ist.
Zusammenfassend ist folgendes fest zuhalten:
Der Energieverbrauch des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gering, der Wärme- Energieverbrauch, angegeben in kWh/kg Wasser beträgt bloß zwischen 0,3 und 1.
Die Umweltbelastung ist minimal.
Der Prozess ist extrem geräuscharm.
Der Prozess zeichnet sich durch einfache Bedienung aus.
Es hat sich weiters gezeigt, dass die Bau- und Instandhaltungskosten erstaunlich niedrig sind.
Die Installationsdauer kann extrem kurz gehalten werden, da die Anlage für die Durchführung des Trocknungsprozesses in Containerbauweise erstellt und als kompakter Container geliefert werden kann.
Beim dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um eine neue Technik, mit deren Hilfe zu trocknendes Gut, wie z.B. Schnittholz, Brennholz oder andere kapillarporöse Stoffe in Kammern konvektiv getrocknet werden können.
Wesentliche Neuerung hierbei ist, dass die zur Trocknung herangezogene Umgebungsluft zunächst durch einen Absorbenskörper als Trockenmittel, insbesondere durch einen Siliziumdioxidkörper („Silicagel"), geführt, also angesaugt, wird, bevor sie als dann getrocknete Luft, fein steuerbar elektrisch erwärmt wird und warm und trocken an das feucht vorliegende Trocknungsgut gelangt und über bzw. durch dasselbe streicht.
Der in der - in den Prozess gelangenden Umgebungs-Luft - ursprünglich enthaltene, deren Wasserfeuchte bildende Wasserdampf wird im Absorbenskörper zum großen Teil adsorptiv an dessen Trockenmittel gebunden, wobei die relative Luftfeuchte z.B. auf ca. 3 - 10 % abgesenkt wird, was etwa einem Holzfeuchtegleichgewicht Ugl von etwa 1 - 2,5 % entspricht.
Ein mit Silicagel gebildeter Absorbenskörper ist in der Lage, etwa 120 % seiner eigenen Masse an Wasser zu binden.
Die so vorgetrocknete Luft wird dann über eines der Elektro-Heizregister erwärmt und dann dem Trocknungsgut zugeführt. Die einzustellenden Lufttemperaturen sind dabei abhängig vom Trocknungsgut und liegen typischer Weise zwischen 30 und 60 °C. Diese Temperaturen sind im Vergleich zu einer bisher üblichen Frischluft/Abluft (F/A)-Trocknung eher gering. Über eine SPS wird die Trocknungsluft in der Kammer gemäß einem jeweils auf das feuchte Gut abgestimmten Trocknungsprogramm eingestellt. Es läuft dann problemlos ohne weiteres Zutun automatisch ab.
Zwischen dem Trocknungsgut und der Umgebungsluft stellt sich ein Dampf- Teildruckgefälle ein, dessen Betrag von der relativen Luftfeuchte bzw. vom Gut-, also z.B. Holzfeuchte-Gleichgewicht, von der Gut-, insbesondere Holzfeuchte und von der Temperatur in der Trocknungskammer abhängt. Das Dampf-Teildruckgefälle ist letztlich die treibende Kraft für das Austreten der Wassermoleküle aus der Struktur des jeweiligen Gutes, insbesondere Holzes. Je größer dieses Gefälle ist, und je höher die Trockungs- Temperatur eingestellt wird, desto schneller verläuft der Trocknungsprozess, desto höher ist aber auch das Risiko von durch die zu rasche Trocknung bedingten Qualitätseinbußen.
Nach dem Durchströmen der in der Trocknungskammer angeordneten Charge des zu trocknenden Gutes wird die nunmehr durch das Feuchtewasser aus dem Gut angereicherte Trocknungsluft als Abluft aus dem Trocknungsraum geleitet. Sie passiert nach entsprechender Aufheizung im Heizregister den, aus einen vorherigen Prozess mit Feuchtewasser aus der Trocknung beladenen bzw. gesättigten Absorbenskörper und regeneriert denselben.
Schließlich passiert der inzwischen weitgehend dampf- bzw. feuchtewasser- gesättigte Luftstrom der Prozess- bzw. Abluft einen Kreuzstrom-Wärmetauscher, mit dessen Hilfe zumindest ein großer Teil der im Abluftstrom noch enthaltenen Rest- Wärmeenergie direkt auf den die angesaugte Umgebungsluft enthaltenden Zuluftstrom übertragen wird.
Der gesamte Trocknungsprozess findet bevorzugter Weise bei leichtem Unterdruck statt. Gegenüber dem Normaldruck ist der Druck in der Trocknungskammer bzw. im gesamten Prozess um etwa 50 bis 500 Pa abgesenkt.
Dies wird dadurch erreicht, dass der Luftstrom vorteilhafterweise durch das Trocknungsgut mittels eines durch den gesamten Prozess bzw. durch die gesamte Anlage hindurch wirkenden Saugvorgangs der durch einen Saug-Ventilator in der Abluftleitung in Gang gehalten wird, umgewälzt wird und eben nicht mittels „Durch- Drücken" der Luft, wie dies bei den gängigen Verfahren der Fall ist.
Das resultierende Druckgefälle zwischen der Feuchte im zu trocknenden Gut, wie z.B. Holz, und der Unterdruck in dessen Umgebung unterstützt die Feuchtebewegung aus dem Gut und wirkt sich positiv auf den Trocknungsprozess aus. Es verringert weiters den unvermeidbaren und bei allen Trocknungsverfahren vorhandenen Feuchtegradienten über den Querschnitt des zu trocknenden Gutes, was z.B. die Entstehung von Spannungen im einem Gut, insbesondere in Holz mindert. Ein ganz wichtiger Aspekt der neuen Technik ist weiters die Entfeuchtung der aus der Umgebung angesaugten Zuluft mittels des (jeweils ersten) Absorbenskörpers.
Bei der üblichen Frischluft- bzw. Abluft-Trocknung wird eine Absenkung der relativen Luftfeuchte allein durch Erwärmung der Luft bewerkstelligt, während bekannte Kondensations- und Vakuumverfahren dies durch Auskondensieren des
Wasserdampfs über kalten Flächen erreichen.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist eine Aufheizung der zum Trocknen vorgesehenen Luft zwar auch notwendig und sinnvoll, jedoch in deutlich geringerem Umfang als bei der Frischluft-Abluft-Trocknung.
Es kann also beim erfindungsgemäßen Verfahren mit relativ niedrig gehaltenen
Temperaturen ein praxistaugliches Trocknungspotenzial geschaffen werden. Die relativ niedrigen Temperaturen bewirken in günstiger Weise, dass vergleichsweise geringe Wärmemengen benötigt werden und dass daher eine Aufheizung der für die Trocknung vorgesehenen Luft und des Trocknungsguts mittels elektrischer Energie wirtschaftlich durchaus günstig und somit sinnvoll ist.
Die folgende Tabelle ermöglicht den Vergleich des neuen Trocknungsprozesses mit herkömmlichen Trocknungsverfahren und zeigt deutlich den erfindungsgemäß wesentlich herabgesetzten Wärme-Energieverbrauch.
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Die konventionell erzielbaren Wärme-Energieverbrauchszahlen geben die durchschnittlichen Wärmebedarfszahlen ohne Kosten für elektrischen Strom für herkömmliche Trocknungsverfahren wieder, erhoben von Trübswetter, 2006 und Brunner- Hildebrand, 1987: Der Bedarf an elektrischer Energie ist hierin nicht enthalten, da derselbe stark vom gewählten Verfahren abhängig ist und daher schwankt. Er muss also im Einzelfall hinzu ermittelt bzw. errechnet werden. Echte Literatur-Angaben hierzu existieren nicht.
Aus den anhand des erfindungsgemäßen Prozesses ermittelten Daten lässt sich dessen wie oben in der Tabelle angegebene Energiebedarf ableiten, wobei es sich bei dieser Angabe im Gegensatz zu den Werten der konventionellen Trocknungsprozesse um den Gesamt-Energiebedarf handelt, also um den Bedarf an thermischer plus elektrischer Energie.
Bei dem erfindungsgemäßen Prozess ist der wesentliche Vorteil gegeben, dass die gesamte benötigte Wärme nur über Elektro-Heizeinrichtung bereitgestellt wird, was die gesamte Konstruktion der Anlage und die Prozessführung deutlich einfacher und somit wesentlich kostengünstiger macht, wodurch der Einfluss des einzusetzenden, an sich relativ teuren elektrischen Stroms gering gehalten ist.
Die im folgenden näher beschriebenen Ausführungsvarianten der Erfindung bieten verschiedene Vorteile.
So kann ein Verfahren günstig sein, gemäß welchem bei einer Feuchte der angesaugten Umgebungsluft von weniger als 10 g pro kg Luft an Feuchtewasser dieselbe über eine - den jeweiligen zu deren Entfeuchtung vorgesehenen ersten bzw. zweiten Feuchtewasser-Adsorbenskörper umgehende - Bypassleitung direkt durch die demselben jeweils nachgeordnete Heizrichtung und dann durch die Trocknungskammer mit dem zu trocknenden Gut geführt wird.
Weiters ist es vorteilhaft, vorzusehen, dass die Umgebungsluft vor ihrem Eintritt in den Trocknungs-Prozess durch einen - von der denselben verlassenden, mit Feuchte beladenen Prozess-Luft durchströmten und derselben Prozesswärme entziehenden Wärmetauscher geführt und dort - gleich zu Beginn des Prozesses vor-gewärmt wird.
Was den günstiger Weise angewandten Unterdruck beim Saugen der
Trocknungsluft durch den Prozess bzw. durch die Anlage zu dessen Durchführung betrifft, so hat es sich als wirtschaftlich erwiesen, wenn die Luftführung im Trocknungsprozess mittels am ausgangsseitigen Ende desselben angelegten Unterdrucks, vorzugsweise mittels eines Unterdrucks von 50 bis 500 Pa, vorgenommen wird, wenn also die Umgebungsluft und die aus derselben im Verlauf des Trocknungsprozesses gebildete, vom zu trocknenden Gut her feuchtebeladene Prozessluft durch den Trocknungsprozess gesaugt wird.
Gemäß dem Anspruch 5 ist es von Vorteil, wenn bei zu geringem Unterschied zwischen den von den jeweils eingangs- und ausgangsseitig angeordneten Luft- Temperatur- und -Relativfeuchte-Sensoren des jeweils zweiten - also nach Durchströmung der Trocknungskammer mit dem zu trocknenden Gut von der - in der dort mit Wasserfeuchte beladenen und in der Heizeinrichtung aufgeheizten Luft durchströmten - Feuchtewasser-Adsorbenskörpers ermittelten Absolut-Feuchtedaten, die mit dem Feuchtewasser aus dem zu trocknenden Gut in der Trocknungskammer beladene Luft über eine jeweils, den sowohl die Auf-Heizeinrichtung als auch den Adsorbenskorper umgehende Bypass-Leitung abgeführt wird, und zwar vorzugsweise so lange, bis der jeweilige, zur Entfeuchtung der Umgebungsluft dienende, erste Feuchtewasser- Adsorbenskörper mit Feuchtewasser zumindest im wesentlichen gesättigt ist, wonach die Umschaltung der Richtung der Unterdruck-Luftführung durch den Trocknungsprozess in die jeweilige Gegen-Richtung vorgenommen wird.
Gemäß einer weiteren Variante des neuen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass nur ein Teil, vorzugsweise 35 bis 65%, der durch die Trocknungskammer geführten und dort vom zu trocknenden Gut mit Feuchtewasser beladenen Luft zur Aufheizung derselben durch die jeweilige Auf-Heizeinrichtung und durch den jeweiligen derselben nachgeschalteten Feuchtewasser-Adsorbenskörper geführt wird, und dass der restliche Teil dieser mit Feuchtewasser beladenen Luft unter Umgehung sowohl der Aufheiz- Einrichtung als auch des Feuchtewasser-Adsorbenskörpers durch eine - mit Sperrorgan ausgestattete - Bypassleitung abgeführt wird.
Für eine hohe Geschwindigkeit der Trocknung ist es vorzuziehen, wenn mittels der jeweiligen Heizeinrichtung die Temperatur der denselben durchströmenden Luft im Trocknungsraum - je nach dem Unterdruck infolge der Saugung - im Bereich von 20 bis 60 °, vorzugsweise von 25 bis 55 °C, gehalten wird.
Weiters ist eine Ausführungsvariante günstig, die vorsieht, dass die vom zu trocknenden Gut Feuchtewasser aufgenommen habende Luft in der jeweiligen, vorzugsweise elektrischen, Aufheiz-Einrichtung für die Regeneration des jeweiligen derselben nachgeschaltet angeordneten Adsorbenskörpers auf eine Temperatur von 50 bis zu 100 °C, insbesondere von 60 bis 90 °C, aufgeheizt wird.
Schließlich ist es besonders effektiv, wenn die Umgebungs-Luft für die Trocknung und die im Rahmen derselben gebildete Prozessluft mit einem jeweils vorgegebenen, vorzugsweise konstant gehaltenen, Volumensstrom, durch den Trocknungsprozess gesaugt wird.
Ein weiterer wesentlicher Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist eine neue
Anlage zur Durchführung des bisher beschriebenen Trocknungsverfahrens, welche dadurch gekennzeichnet ist,
- dass sie zwei miteinander über die Trocknungskammer mit den zu trocknenden Gut verbundene, Anlagenlinien aufweist,
- wobei jeweils zyklisch, periodisch bzw. abwechselnd
- einmal über eine - durch einen von der aus der Trocknungskammer durch die Abführleitung abgeführten feuchte-haltigen Prozess-Luft durchströmbaren VorWärmetauscher geführte - Zuführleitung die aus der Umwelt entnommene Umgebungs- Luft über ein erstes geöffnetes Luftführungs-Umschaltorgan der Reihe nach durch die erste Anlagenlinie, also durch eine Luftentfeuchtungsvorrichtung mit eingangs und ausgangsseitig angeordneten, mit einer Recheneinheit verbundenen Temperatur- und Relativfeuchte-Messsensoren ausgestattetem erstem Feuchtewasser-Adsorbenskörper, - durch eine demselben nachgeschaltete Luft-Heizeinrichtung,
- durch die mit dem zu trocknenden Gut beschickte Trocknungskammer, und danach
- durch die zweite Anlagenlinie, also durch eine Luft-Aufheizeinrichtung und einen derselben nachgeschaltete, als Absorbens-Regeneriervorrichtung fungierenden, jeweils ein- und ausgangsseitig - ebenfalls mit der Recheneinheit verbundene - Temperatur- und Relativfeuchte-Messsensoren aufweisenden, mit Feuchtewasser beladenen bzw. im Wesentlichen gesättigten zweiten Feuchtewasser-Adsorbenskörper führbar und
- schließlich als Prozessluft über eine zweite geöffnete Umschaltklappe durch die eingangs erwähnte Abführleitung an die Umwelt abgebbar ist,
- wobei bei bzw. nach Feststellung von im Wesentlichen geringen Unterschieden der von der Recheneinheit aus den Temperatur- und Relativ-Feuchtemessdaten von den jeweils einander zugeordneten Mess-Sensoren des ersten und/oder des zweiten Absorbenskörpers, insbesondere jener des jeweils "ersten" Absorbenskörpers, durch die Rechen- und Steuerungseinheit ermittelten Absolut-Feuchtedaten,
- durch Schließung der jeweils einen der genannten Luftführungs-Umschaltorgane, insbesondere -klappen und Öffnung der jeweils anderen der Luftführungs- Umschaltklappen die Luftströmung von der Richtung: Anlagenlinie A1 , Trocknungskammer A10, Anlagenlinie A2 in die dann gegenläufige Richtung: Anlagenlinie A2, Trocknungskammer, Anlagenlinie A1 umschaltbar ist.
Für eine optimale Führung der erfindungsgemäßen Anlage ist eine
Ausführungsvarianten zu bevorzugen, die vorsieht, dass sie jeweils zwei, nur den jeweiligen - ersten und/oder zweiten - Absorbenskörper umgehende Bypass-Leitungen und zwei sowohl den jeweiligen - ersten und zweiten - Absorbenskörper als auch die ihm jeweils zugeordnete - erste oder zweite- (Auf-)Heizeinrichtung umgehende Bypass- Leitungen aufweist.
Für die Ansaugung der zur Trocknung vorgesehenen Luft ist vorteilhafter Weise vorgesehen, dass in der Prozessluft-Abführleitung ein, vorzugsweise auf konstanten Volumenstrom, geregelter Luft-Ansaugventilator für die Unterdruck-Ansaugung der Umgebungs- und Prozessluft durch die genannte Trocknungsanlage angeordnet ist.
Die Anlage kann in kompakter Form in einem Gerätecontainer Platz finden der z.B. an jegliche Art von Trocknungskammer, die gegebenenfalls ebenfalls in Containerbauweise erstellt ist, anschließbar ist. Ein neuartiges effizientes Adsorptionstrocknungs-Anlagensystem im Gerätecontainer erzeugt die nötige Trocknungsluft, welche mit Hilfe eines, vorzugsweise mit einem im Unterdruckbereich betriebenen Umluftsystems in den günstigerweise diffusions- und luftdichten Trocknungsraum geleitet wird. Insbesondere für überall einsetzbare und transportable Anlagen kann also vorgesehen sein, dass die die Trocknungskammer als solche, und die beiden Anlagenlinien mit den Umgebungsluft-Zuführungs- und Prozessluft-Abführungsleitungen jeweils in einem transportablen, Container angeordnet sind oder aber beide soeben genannten Anlageteile in nur einem Container.
Was die Erwärmung bzw. Erhitzung der für die Trocknung der Güter einzusetzenden Luft betrifft hat es sich als günstig erwiesen, als Luft-Heizeinrichtung bzw. als Luft-Aufheizeinrichtung ein Elektro-Rohrheizregister vorzusehen.
Schließlich soll ergänzend ausgeführt werden, dass der von der abgeführten wärmeren Prozessluft und von der kühleren Umgebungsluft zu durchströmende Wärmetauscher an der Lufteinström- und Luftausströmseite der Anlage ein Plattenwärmetauscher ist.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert:
Umgebungs- bzw. Außenluft Ul wird über einen Luftfilter LF angesaugt, danach erfolgt gleich die Messung von Lufttemperatur und Relativ-Luftfeuchtigkeit mittels der Sensoren TC5, MC5. Über einen von der aus dem Trocknungsprozess 100 abgesaugten, von der Trocknung noch warmen und feuchten Abluft bzw. Prozessluft PI durchströmten doppelten Kreuzstromwärmetauscher KSWT wird dann die angesaugte Umgebungsluft Ul geführt und dort vorgewärmt. Die Prozessluft PI kann im Wärmetauscher KSWT kondensieren, wodurch dort unter Umständen die Gefahr der Eisbildung z.B. in kälteren Wintern besteht.
Mittels der Steuerungseinheit 1 10 erfolgt die Ansteuerung der beiden für die Luftrichtungs-Umschaltung vorgesehenen Luftklappen LK6/LK7, wobei die Luftklappe LK6 geöffnet ist und die Luftklappe LK7 geschlossen gehalten ist. Auf diese Weise nimmt die angesaugte Umgebungsluft Ul den Luftweg mit der Richtung LW1 durch die Anlagenlinie A1 der Trocknungsanlage 100.
Nach dem Umschalten, wenn die Regenerationsphase des Adsorbenskörpers 1 in dem eben genannten Luftweg LW1 erfolgt, würden dann die beiden anderen Luftklappen LK4/LK5 entsprechend angesteuert.
Die Luft strömt nach der Luftklappe LK6 durch eine Sensorstrecke in welcher eine
□Messung der Lufttemperatur und der Relativ-Feuchte mittels der Sensoren TC1 , MC1 erfolgt. Die von den schon oben erwähnten Sensoren TC5, MC5 und von den ebengenannten Sensoren TC1 , MC1 ermittelten Daten werden an die zentrale Steuerungseinheit 110 geliefert. Die feuchte Umgebungsluft Ul durchströmt dann den Absorbenskörper 1 , der bevorzugterweise durch Silikagel gebildet ist. Dort wird der Luft das oder zumindest ein Großteil des in ihr enthaltenen Wassers entzogen. Die Folge davon ist, dass die absolute Feuchte der Luft sinkt und die Temperatur derselben leicht ansteigt.
Über einen Bypass B1 , der mittels Luftklappe LK9 offenbar ist, kann der Absorbenskörper 1 umgangen werden, wenn die angesaugte Umgebungsluft bereits trocken genug ist, wie dies z.B. im Winter öfters der Fall ist.
Nach Passage des Absorbenskörpers 1 erfolgt eine neuerliche Messung von Lufttemperatur und Luft-Relativfeuchtigkeit mittels der Sensoren TC2, MC2, die ebenfalls an die zentrale Rechen- und Steuerungseinheit 110 angeschlossen sind, welche aus den beiden Wertepaaren von Temperatur und Luft-Relativfeuchte vor und nach dem Absorbenskörper 1 die absolute Luftfeuchtigkeit in der Luft bestimmt.
Wenn die Differenz zwischen den Werten vor und nach dem Absorbenskörper 1 als klein bzw. als zu klein erkannt wird, wenn also z.B. der Absorbenskörper 1 zu wenig Feuchtewasser aus der Luft entnommen hat, muss derselbe regeneriert werden, also der Kreislauf wäre dann umzukehren und würde mit der Luftwegrichtung LW2 durch die Anlagelinie A2 beginnen.
Die im Absorbenskörper 1 getrocknete Luft wird in der elektrischen Heizeinrichtung E1 auf eine jeweils gewünschte bzw. trocknungs-effektive Temperatur aufgeheizt.
Aufgrund der relativ großen Trägheiten kann das die Elektro-Register-Heizung E1 über einen Schütz, z.B. mit 24 V Steuerspannung angesteuert werden. Die Regelgröße für die Ansteuerung der Heizeinrichtungen E1 und E2 ist letztlich die Lufttemperatur im Trockenraum, die dort mittels Thermo-Sensor TC6 gemessen wird. Zusätzlich sorgt dieser Sensor für die Sicherheitstemperaturbegrenzung im Bereich des Heizstabes der Heizeinrichtungen E1 und E2.
Im Trocknungsraum 10 mit dem feuchten Gut 11 wird die dort einströmende Luft z.B. über Lochplatten od. dgl. verteilt, strömt über und/oder durch das zu trocknende Gut 11 , wie z.B. Holz, nimmt dessen Feuchtigkeit auf und kühlt dabei adiabat ab. Im Trockenraum 10 herrschen bevorzugterweise Temperaturen zwischen etwa 30 und 55 °C.
Die aus dem Trockenraum 10 strömende bzw. weiterhin angesaugte, dort mit Feuchtigkeit beladene Abluft bzw. Prozessluft PI gelangt dann in die Anlagelinie A2 und wird dort mittels der jetzt als Auf-Heizeinrichtung fungierenden Elektro-Heizeinrichtung E2 relativ hoch erhitzt und durch den Absorbenskörper 2 geführt, um denselben von dem von ihm beim vorhergehenden Durchgang aufgenommenen Feuchtewasser zu befreien, also denselben zu regenerieren. Mit Hilfe der Klappe LK2 im Bypass B20 kann ein Teil des Abluft-Volumenstroms um die Aufheizeinrichtung E2 und um den Absorbenskörper 2 herumgeführt werden. Dann wird nur ein Teilstrom (z.B. etwa 50 % bei z.B. 600 m3/h) durch den Absorbenskörper 2 geleitet, der z.B. ausreicht, um denselben zu regenerieren. Durch Messung von Lufttemperatur und Luft-Relativ-Feuchte mit den Sensoren TC4, MC4 vor und den Sensoren TC3, MC3 nach dem Absorbenskörper 2 kann die aus den Absorbenskörper 2 desorbierte tatsächliche Feuchte-Wassermenge ebenfalls mittels der Rechen- und Steuerungseinheit 110 bestimmt werden. Wenn dieser Wert zu klein wird, ist die Regeneration des Absorbenskörpers 2 abgeschlossen, und derselbe wird über den Bypass B20 mit Luftklappe LK8 umgangen. Hiebei wird dann auch die Aufheizung der Luft in der Auf-Heizeinrichtung E2 gestoppt.
Es ist hier anzumerken, dass analog zu den Bypasses B2, B20 in der Anlagelinie 1 Bypässe B1 und B10 mit Luftklappen LK1 und LK9 vorgesehen sind.
Der weitere Weg der Prozess-Abluft ist über die entsprechenden Stellungen der
Luftklappen LK4 (offen) und LK7 (geschlossen) vorgegeben.
Mittels des Abluftventilators AV1 wird die Ab- bzw. Prozessluft PI mittels Frequenzumformer für den Saugventilator auf konstanten Volumenstrom geregelt, wobei als Regelgröße bevorzugterweise der Differenzdruck (Anlage zu Umgebung) dient.
Die Prozess-Abluft PI strömt nach Passage des Temperatursensors TC7 schließlich über den schon weiter oben genannten doppelten Kreuzstromwärmetauscher KSWT ins Freie. In den meisten Betriebszuständen kondensiert hier Luftfeuchtigkeit aus, wobei im Winter die Gefahr der Eisbildung zu beachten ist.
Π Über eine den Wärmetauscher KSWT umgehende Leitung mit der Luftklappe LK3 kann die gesamte Anlage 100 bzw. der gesamte Prozess auch im Umluftbetrieb für die
Dauer der jeweiligen Aufheizphase gefahren werden.
Die Richtungsumschaltung ist durch die Zustände der Absorbenskörper 1 und/oder
2 bedingt. Bei voller Beladung des jeweiligen, für die Trocknung der Luft verantwortlichen
Absorbenskörpers 1 und/oder 2 erfolgt eine Änderung der Belüftungsrichtung in die jeweilige Gegenrichtung. Es ist bevorzugt, alle Luftklappen LK1 bis LK9 mit Belimo 24 V-
Motoren zu bewegen.
Ergänzend ist festzuhalten, dass alle Luftklappen LK1 bis LK9 mit den mit den
Messdaten aller Temperatursensoren TC1 bis TC7 und aller Luftfeuchtesensoren MC1 bis
MC7 belieferten Rechen- und Steuerungseinheit 110 verbunden und von derselben ansteuerbar, insbesondere offen- und schließbar sind.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Trocknung von Gütern, insbesondere von Stück- und Rieselgut aus anorganischen bzw. mineralischen oder biologischen Materialien, Brennstoffen, Holz und Lebensmitteln mit der Umgebung entzogener Luft, welcher Feuchtewasser mittels jeweils einem von zwei, jeweils umschaltbaren, von derselben durchströmten Feuchtewasser- Adsorbenskörper bzw. -schichten entzogen wird, und danach das dem zu trocknenden Gut entzogene Feuchtewasser abgeführt wird und wobei jeweils nach Sättigung zumindest eines der beiden Adsorbenskörper bzw. -schichten mit Feuchtewasser, derselbe durch Zufuhr von Wärme von dem durch ihn adsorbierten Feuchtewasser befreit, also regeneriert wird,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass der Trocknungs-Prozess so geführt wird, dass die Umgebungsluft (Ul) unter Ansaugung derselben zyklisch bzw. periodisch
- zuerst in jeweils gleichbleibender Reihenfolge kontinuierlich nacheinander
- durch einen - ein- und ausgangsseitig angeordnete Messsensoren für Luft-Temperatur und - Relativ-Feuchte (TC1 ,MC1 ;TC2,MC2) aufweisenden - ersten, vorher regenerierten- Feuchtewasser-Adsorbenskörper (1 ), in welchem der Umgebungsluft (Ul) die ihr innewohnende Feuchte zumindest weitgehend entzogen wird,
- durch eine erste Heizeinrichtung (E1 ), in welcher die im ersten Adsorbenskörper (1 ) entfeuchtete Luft erhitzt wird,
- durch eine Trocknungskammer (10), in welcher die entfeuchtete und erhitzte Luft mit dem - dem dort angeordneten, zu trocknenden Gut (1 1 ) zu entziehenden und entzogenen - Feuchtewasser beladen wird, dieselbe danach
- durch eine zweite Auf-Heizeinrichtung (E2), in welcher die mit Feuchtewasser aus dem zu trocknenden Gut beladene Prozessluft (PI) auf höhere Temperatur aufgeheizt wird,
- und diese feuchtebeladene aufgeheizte Prozessluft (PI) durch einen - ebenfalls eingangs- und ausgangsseitig mit Messsensoren für Luft-Temperatur und Relativ-Luft- Feuchte (TC4,MC4;TC3,MC3) - ausgestatteten zweiten Feuchtewasser- Abdsorbenskörper (2) geführt wird,
- in welchem unter gleichzeitiger Regenerierung desselben die aufgeheizte feuchte Luft mit dem in diesem Adsorbenskörper (2) im vorangegangen Zyklus, gegebenenfalls bis zur Sättigung, aufgenommenen Feuchtwasser weiter aufgeladen und letztlich nach außen abgeführt wird, und
- diese Richtung der Luftführung jeweils solange eingehalten wird, bis zwischen den jeweils beiden aus den von den eingangs- und ausgangsseitigen ersten und zweiten Messsensoren des ersten Adsorbenskörpers und/oder des zweiten Adsorbenskörpers gelieferten, aus den Temperatur- und den jeweils zugehörigen Relativfeuchte-Messdaten, vorzugsweise mittels einer zentralen Rechen- und Steuerungseinheit (110), umgerechneten Absolutfeuchte-Daten der Luft jeweils vor und nach zumindest einem, vorzugsweise jedem, der beiden Adsorbenskorper (1, 2) nur mehr ein geringer oder im Wesentlichen kein Unterschied mehr feststellbar ist,
- wonach dann eine Umschaltung der Luftwegs-Richtung vorgenommen und die Luft dann in jeweils entgegengesetzter Richtung durch den Trocknungsprozess (100) geführt bzw. gesaugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Feuchte der angesaugten Umgebungsluft (Ul) von kleiner als 10 g pro kg Luft dieselbe über eine - den jeweiligen zu deren Entfeuchtung vorgesehenen ersten bzw. zweiten Feuchtewasser-Adsorbenskörper (1 bzw.2) umgehende - Bybassleitung (B1 bzw. B2) direkt durch die demselben jeweils nachgeordnete Heizrichtung (E1 bzw. E2) und jeweils danach durch die Trocknungskammer (10) mit dem zu trocknenden Gut (11) geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungsluft (Ul) vor ihren Eintritt in den Trocknungs-Prozess durch einen - von der denselben verlassenden, mit Feuchte beladenen Prozess-Luft (PI) durchströmten und derselben Prozesswärme entziehenden Wärmetauscher (KSWT) geführt und dort vorgewärmt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis , dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführung im Trocknungsprozess mittels am ausgangsseitigen Ende(s) desselben angelegten Unterdrucks, vorzugsweise mittels eines Unterdrucks von 50 bis 500 Pa, vorgenommen wird, also die Umgebungsluft (Ul) und die aus derselben im Verlauf des Trocknungsprozesses gebildete feuchtebeladene Prozessluft (PI) durch den Trocknungsprozess gesaugt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
- bei zu geringem Unterschied zwischen den von den jeweils eingangs- und ausgangsseitig angeordneten Luft-Temperatur- und -Relativfeuchte-Sensoren (TC4,MC4;TC3,TC3 bzw. MC2,TC2;TC1,MC1) des jeweils zweiten - also nach Durchströmung der Trocknungskammer (10) mit dem zu trocknenden Gut (11) von der - in der dort mit Wasserfeuchte beladenen und in der Heizeinrichtung (E2 bzw. E1) aufgeheizten Luft durchströmten - Feuchtewasser-Adsorbenskörpers (2 bzw. 1) ermittelten Absolut-Feuchtedaten
- die mit dem Feuchtewasser aus dem zu trocknenden Gut (11) in der Trocknungskammer (10) beladene Luft über eine jeweils, den sowohl die Auf-Heizeinrichtung (E2 bzw. E1) als auch den Adsorbenskörper (2 bzw. 1) umgehende Bypass-Leitung (B20 bzw. B10) abgeführt wird,
- und zwar vorzugsweise so lange, bis der jeweilige, zur Entfeuchtung der Umgebungsluft (Ul) dienende, erste Feuchtewasser-Adsorbenskörper (1 bzw. 2) mit Feuchtewasser zumindest im wesentlichen gesättigt ist,
- wonach die Umschaltung der Richtung der Unterdruck-Luftführung durch den Trocknungsprozess in die jeweilige Gegen-Richtung vorgenommen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
- dass nur ein Teil, vorzugsweise 35 bis 65%, der durch die Trocknungskammer (10) geführten und dort vom zu trocknenden Gut (11) mit Feuchtewasser beladenen Luft zur Aufheizung derselben durch die jeweilige Auf-Heizeinrichtung (E2 bzw. E1 ) und durch den jeweiligen derselben nachgeschalteten Feuchtewasser-Adsorbenskörper (2 bzw. 1) geführt wird, und
- dass der restliche Teil dieser mit Feuchtewasser beladenen Luft unter Umgehung sowohl der Auf-Heiz-Einrichtung (E2 bzw. E1) als auch des Feuchtewasser- Adsorbenskörpers (2 bzw.1) durch eine Bypassleitung (B20 bzw. B10) abgeführt wird.
7. Verfahren nach einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der jeweiligen Heizeinrichtung (E1 bzw. E2) im
Trocknungsraum (10) die Temperatur der denselben durchströmenden Luft im Bereich von 20 bis 60 °, vorzugsweise von 25 bis 55 °C, gehalten wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vom zu trocknenden Gut (11) Feuchtewasser aufgenommen habende Luft in der jeweiligen, vorzugsweise elektrischen, Aufheiz- Einrichtung (E2 bzw. E1) - für die Regeneration des jeweiligen derselben nachgeschalteten Adsorbenskörpers (2 bzw.1) auf eine Temperatur von 50 bis zu 100 °C, insbesondere von 60 bis 90 °C, aufgeheizt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungs-Luft (Ul) für die Trocknung und die dort gebildete Prozessluft (PI) mit einem, vorzugsweise konstant gehaltenen, Volumensstrom, durch den Trocknungsprozess gesaugt wird.
10. Anlage zum Trocknen von Gütern, insbesondere von Stück- und Rieselgut aus anorganischen bzw. mineralischen oder biologischen Materialien, Brennstoffen, Holz und Lebensmitteln, mit der Umgebung entzogener Luft, mit Führung der als Trocknungsmittel vorgesehenen, Umgebungs-Luft durch zwei mittels Wärme regenierbare Feuchtewasser- Adsorbenskörper (1 , 2) und einer zwischen denselben angeordneten Trocknungskammer (10) mit dem zu trocknenden Gut (11 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass sie zwei miteinander über die Trocknungskammer (10) verbundene, Anlagenlinien (A1 ) und (A2) aufweist,
- wobei jeweils zyklisch, periodisch bzw. abwechselnd einmal über eine - durch einen von der aus der Trocknungskammer (10) durch die Abführleitung (92) abgeführten feuchte- haltigen Prozess-Luft (PI) durchströmbaren Vor-Wärmetauscher (KSWT) geführte - Zuführleitung (91 ) die aus der Umwelt entnommene Umgebungs-Luft (Ul) über ein erstes geöffnetes Luftführungs-Umschaltorgan, insbesondere -klappe (LK6) der Reihe nach durch eine erste Anlagenlinie (A1 ), also durch eine Luftentfeuchtungsvorrichtung mit eingangs und ausgangsseitig angeordneten, mit einer Recheneinheit (1 10) verbundenen Temperatur- und Relativfeuchte-Messsensoren (TC1 , MC1 ;TC2, MC2) ausgestattetem erstem Feuchtewasser-Adsorbenskörper (1 ),
- durch eine derselben nachgeschaltete Luft-Heizeinrichtung (E1 ),
- durch die mit dem zu trocknenden Gut (11 ) beschickte Trocknungskammer (10), und danach
- durch eine zweite Anlagenlinie (A2), also durch eine Luft-Aufheizeinrichtung (E2) und eine derselben nachgeschaltete, als Absorbens-Regeneriervorrichtung fungierende, jeweils ein- und ausgangsseitig - ebenfalls mit der Rechen- und Steuerungseinheit (110) verbundene Temperatur- und Relativfeuchte-Messsensoren (TC4, MC4;TC3, MC3) aufweisenden, mit Feuchtewasser beladenen bzw. im Wesentlichen gesättigten zweiten Feuchtewasser-Adsorbenskörper (2) führbar und
- schließlich als Prozess- oder Abluft (PI) über ein zweites geöffnetes Umschaltorgan, insbesondere -klappe (LK4) durch die eingangs erwähnte Abführleitung (92) an die Umwelt abgebbar ist,
- wobei bei bzw. nach Feststellung von im Wesentlichen geringen Unterschieden der von der Recheneinheit (100) aus den Temperatur- und Relativ-Feuchtemessdaten aus den jeweils einander zugeordneten Mess-Sensoren-Paaren (TC1 , MC1 ; TC2, MC2) und (TC4, MC4; TC3, MC3) des ersten und/oder des zweiten Absorbenskörper (1+2 bzw. 2+1 ), insbesondere des jener des jeweils ersten Absorbenskörpers (1 oder 2), durch die Rechen-Steuerungseinheit (110) ermittelten Absolut-Feuchtedaten,
- durch Schließung der genannten Luftführungs-Umschaltorgane, insbesondere -klappen (LK6, LK4) und Öffnung der Luftführungs-Umschaltorgane, insbesondere -klappen (LK7, LK5) die Luftströmung von der Richtung: Anlagenlinie (A1) -, Trocknungskammer (10) - Anlagenlinie (A2) in die dann gegenläufige Richtung: Anlagenlinie (A2) - Trocknungskammer (10) - Anlagenlinie (A1) umschaltbar ist.
11. Trocknungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie jeweils zwei, nur den jeweiligen Absorbenskörper (1,2) umgehende Bypass-Leitungen (B1, B2) und zwei sowohl den jeweiligen Absorbenskörper (1, 2) als auch die ihm jeweils zugeordnete (Auf-)Heizeinrichtung (E1, E2) umgehende Bypass-Leitungen (B10, B20) aufweist.
12. Trocknungsanlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Prozessluft-Abführleitung (92) ein, vorzugsweise auf konstanten Volumenstrom geregelter, Luft-Ansaugventilator (AV1) für die Unterdruck- Ansaugung der Umgebungs- und Prozessluft (Ul, PI) durch die genannte Trocknungsanlage (100) angeordnet ist.
13. Trocknungsanlage nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die die Trocknungskammer (10) als solche, und die beiden Anlagenlinien (A1 und A2) mit den Umgebungsluft-Zuführungs- und Prozessluft- Abführungsleitungen (91, 92) gemeinsam jeweils in einem, vorzugsweise transportablen, Container angeordnet sind.
14. Trocknungsanlage nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Luft-Heizeinrichtung (E1, E2) und die jeweilige Luft-Auf-Heizeinrichtung (E2, E1) mit einem Elektro-Rohrheizregister gebildet sind.
15. Trocknungsanlage nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der von der abgeführten wärmeren Prozessluft (PI) und von der kühleren Umgebungsluft (Ul) zu durchströmende Wärmetauscher (KSWT) ein Plattenwärmetauscher ist.
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