DE2155240B2 - Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung, z.B. durch Trocknung oder Kühlung von staub-, pulver- und granulatförmigem Material - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung, z. B. durch Trocknung oder Kühlung von staub-, pulver- und graiiulatförmigem Material mittels Wärmeaustausch mit einem Gasstrom, der gleichzeitig Gutträger ist.

Bei den kontinuierlich betriebenen Trocknungsvorrichtungen kann das Trocknungsgut und das Trocknungsmittel während des Trocknungsprozesses in bekannter Weise nach dem Gleichstromprinzip bewegt werden. Der Hauptvorteil dieses Prinzipes besteht darin, daß die Temperatur des dem Trockner entnommenen Produktes verhältnismäßig niedrig ist, da das Produkt von dem bereits abgekühlten Trocknungsmittel umspült wird. Allerdings wird dadurch die erreichbare Verminderung der Endfeuchtigkeit begrenzt. Man war daher gezwungen, sehr große Trocknungsvorrichtungen zu bauen, um eine genügende Verweilzeit des zu trocknenden Produktes zu erzielen, und eventuell sogar zwei oder noch mehr Trockner hintereinander zu schalten, wenn die Anforderungen an die zu erzielende Endfeuchtigkeit sehr hoch waren.

Bei den bekannten Stromtrocknern führte dies einerseits zu sehr langen Stromrohren, die neben großem Platzbedarf und mäßigem Wirkungsgrad auch den Nachteil schlechter Reinigungsmöglichkeiten besitzen. Auch die bekannten Wirbelschicht- oder Wurfbett-Trockner benötigen einen großen Platzbedarf, sind schwierig zu reinigen und zeigen neben hohem Energieverbrauch auch relativ große Investitionskosten. Schließlich kommt noch dazu, daß bei einer Hintereinanderschaltung von mehreren dieser Trockner unvermeidliche Druckverluste auftreten, die die Wirtschaftlichkeit weiter verschlechtern.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung vorzuschlagen, welche diese Nachteile nicht aufweist, sondern kompakt aufgebaut ist und einen hohen Wirkungsgrad aufweist. Es wird dabei von einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art ausgegangen. "> xiie eine rotationssymmetrische Kammer mit lotrechter Achse besitzt und die einen tangentialen Einlaß sowie einen zentralen, nach unten gerichteten Auslaß für den Gasgutstrom besitzt.

Die Vorrichtung zeichnet sich gemäß der Erfindung

ίο dadurch aus, daß zur Bildung eines rotierenden Teilchenringes aus dem Tragstrom in einer den Gasstrom an der Kammerwand umgebenden Ringströmung, der die innen kreisenden Teilchen durch die von außen zuströmenden Teilchen wieder in den abgehenden Trägerstrom verdrängt, die Kammer nachzylindrisch ausgebildet ist, einen zur Mitte ansteigenden Boden besitzt und daß der obere Rand des in die Kammer ragenden und als Fallschacht ausgebildeten Auslasses eine nach oben gerichtete Wölbung aufweist,

-'» die im Bereich der Mündung des Hinlasses eine Abschirmung gegen den Tragstrom bildet.

Auf Zeichnungsfiguren ist ein Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Vorrichtung schematisch dargestellt, das im folgenden näher erläutert werden soll. Es

-'■> zeigt

F i g. 1 einen lotrechten Querschnitt,
F i g. 2 einen Achsialsehnitt,

F i g. 3 einen weiteren Achsialsehnitt mit eingezeichnetem Strömungsverlauf, und

ι» F i g. 4 eine teilweise aufgeschnittene, perspektivische Ansicht.

Der Trockner weist eine zylindrische Kammer auf, welche durch eine zylindermantelförmige Außenwand 2 begrenzt ist. Den oberen Abschluß bildet ein Deckel 4,

i-"> welcher beispielsweise unter Zwischenlage einer nicht dargestellten Dichtung aufgeschraubt oder sonstwie leicht demontierbar befestigt ist. Der Boden der Kammer 1 besteht aus einem kreisringförinigen Abschlußstück 5, in welchem ein zylindrischer Behalter

■»<· als Auslaß eingesetzt ist. Dieser ragt etwas in die Kammer I hinein und wird von einem in die Kammer eingesetzten Bodenblech 3 umgeben. Dieses Bodenblech 3 besitzt die Form eines flachen Kegelstumpf mantels und steigt gegen die Mitte hin, d. h. gegen den

4^r> Auslaße,an.

Ein Einlaßstutzen mündet tangential in die Außenwand 2, wobei sich sein Querschnitt bis zur Mündungsstelle verkleinert. Die Abflußleitung ist tangential an den Auslaß 6 angeschlossen und befindet sich unterhalb

V) der Kammer 1. Schließlich ist eine Abschirmung 9 vorgesehen, welche eine Verlängerung der zylindrischen Wand des Auslasses 6 bildet und sich etwa über 45° des Umfanges desselben erstreckt. Ihre Anordnung ist so getroffen, daß sie im Bereiche der Mündungsstelle

■>■> des Einlasses 7 liegt und etwa bis zu einem Viertel der Höhe der Kammer 1 reicht. Ein geschlossenes Rohr 10 stützt sich gegen den Deckel 4 sowie gegen den Boden des Auslasses 6 ab und ist zentral innerhalb der Kammer 1 angeordnet.

ω Das Bodenblech 3 ist mit Vorteil als auswechselbarer Einsatz ausgebildet, damit eine kurzfristige Auswechselung möglich ist. Auch die Außenwand 2 kann durch einen als auswechselbaren Einsatz ausgebildeten Mantel geschützt werden. Außerdem besteht die Möglichkeit,

h^ri die Kammer 1 mit einem Mantel zu umgeben, in welchem ein Kühl- oder Heizmedium zirkulieren kann.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die vorgeschlagene Vorrichtung durch einen Zyklonabscheider

zu ergänzen. Ferner ist es manchmal vorteilhaft, im Bereich des Einlaßslutzens 7 Zusaizluftdüsen anzubringen und die Außenwand am unteren Ende mit gegen innen abstehenden Leitblechen zu verschen.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist wie folgt:

Das mit feuchten Materialteilchc-n beladene Gas wird in den Einlaß 7 hineingepreßt. Durch die Ausbildung desselben erhöht sich dessen Geschwindigkeit wie auch die Geschwindigkeit der Materialteilchen noch zusätzlich. Bei-Ti Eintritt in die Kammer I wird der Gasstrom in eine Kreisbahn umgelenkt, wobei die schweren, feuchten Materialteilchen infolge der Trägheit ihre hohe Geschwindigkeit beibehalten und infolge der Fliehkraft den größtmöglichen Radius für ihre Kreisbahn suchen. Während ihrer kreisenden Bewegung treten sie in Wärmeaustausch mit heißem Trägergas, trocknen dabei und werden demzufolge leichter. Die kontinuierlich neu einströmenden, nassen und schweren Teilchen verdrängen die leichter werdenden Teilchen ^iif weiter innen liegende Bahnen. Das Trägergas wird im Zentrum der Kammer I durch die Wirbelsenke im Auslaß 6 abgezogen, so daß sich eine relativ schwache, radiale .Strömung in der Kammer ausbildet. Die trockenen, !eichten Teilchen werden von dieser Strömung erfaßt und geraten in den Sog der Wirbelsenke, wo sie vom Trägergas mitgerissen und durch die Abfliißleitung 8 ausgetragen werden. Die größeren Teile cn, welche mehr Feuchtigkeit enthalten und langsame! trocknen, setzen dem Abdrängen auf innere Kreisbahnen mehr Widerstand entgegen und bleiben daher auch langer auf den äußeren Kreisbahnen. Sobald auch sie ihre Feuchtigkeit verloren haben, treten sie durch die Wirbelsenke aus.

In dieser Weise kann erreicht werden, daß die größeren Teilchen eine proportional verlängerte Verwcilzeit in der Trocknungskammer aufweisen als die kleineren, sofort trocknenden Teile.

Durch die teilweise Ausscheidung aus dem Luftstrom zunächst ohne Austragen des abgeschiedenen Gutes ergibt sich im Ringstrom eine Erhöhung der Teilchenkonzentration pro Apparatvolumen. Dadurch steht dem Trägergas mehr Produr.toberflächefür den Wärme- und Stoffaustausch zur Verfügung.

Ein besonderer Vorteil der neuen Vorrichtung besteht auch darin, daß die Leistung pro Volumen "> erheblich höher ist und daß infolge der kleineren Apparate-Oberfläche weniger Wärmeverluste auftreten. Die Reinigung ist auf Grund des leicht demontierbaren Deckels äußerst einfach und wenig zeitraubend. Die Abflußleitung ist außerdem so ausgebildet, daß sie als

in Diffuser wirkt und ein Teil der .Strömungsenergie zurückgewonnen wird. Der Druckverlust ist deshalb bis zu 40% geringer als bei bekannten Vorrichtungen und erlaubt es, wenn nötig, mehrere der hier beschriebenen Apparate hintereinander zu schalten.

π Die beschriebene Vorrichtung ist zur Trocknung von verschiedensten Chemikalien. Nahrungsmitteln, Kunststoffen und Granulaten jeglicher Art geeignet. Sie läßt sich auch vorteilhaft lediglich zur Nachtrocknung einsetzen, wobei schwere Teilchen, die infolge ihrer

.•ο größeren Masse pro Oberfläche längere BehancJIungv zeiten erfordern, auch langer in der Wirbelkammer zurückbehalten werden als kleinere Teilchen. Außerdem haben Versuche gezeigt, daß bei gewissen Produkten sogar eine Vergleich mäßigkeil der Teilchen

-'■'■ größe auftritt.

Es hat sich ferner gezeigt, daß diese Vorrichtung auch analoge Vorteile aufweist, wo nur gekühlt werden soll, oder wo im Austausch zwischen gasförmigen und festen Phasen Reaktionen durchgeführt werden.

in Bei einer Kühlung z. B. von Granulaten in kaltem Trägergas verbleiben die größeren Granulat-Teilchen während längerer Zeit in ihrer wirbelnden Kreisbahn, da sie eine größere Massenträgheit besitzen. Die kleineren Teilchen, die auch schneller abgekühlt sind.

i'i werden zu einem früheren Zeitpunkt vom Sog der Wiibelsenke erfaßt, da sie ihre Bewegungsenergie verlieren. In dieser Weise ergeben sich vorteilhafte Verhältnisse für die Verweilzeit in der Vorrichtung, indem die Teilchen, die eine längere Behandlung

■in benötigen, auch tatsächlich lange in der Wirbelkammer verbleiben.

1 licrzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung, z. B. durch Trocknung oder Kühlung, von staub-, pulver- oder granulatförmigen Material mittels Wärmetausch mit einem Gasstrom, der gleichzeitig Gutträger ist, mit rotationssymmetrischer Kammer mit lotrechter Achse, tangentialem Einlaß und zentralem nach unten gerichtetem Auslaß für den Gasgutstrom, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines rotierenden Teilchenringes aus dem Tragstrom in einer den Gasstrom an der Kammerwand umgebenden Ringströmung, der die innen kreisenden Teilchen durch die von außen zuströmenden Teilchen wieder in den abgehenden Trägerstrom verdrängt die Kammer (1) flachzylindrisch ausgebildet ist, einen zur Mitte ansteigenden Boden (3) besitzt und daß der obere Rand des in die Kammer ragenden und als Fallschacht ausgebildeten Auslasses eine nach oben gerichtete Wölbung aufweist, die im Bereich der Mündung des Einlasses (7) eine Abschirmung (9) gegen den Tragstrom bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Auslaß (6) unterhalb der Kammer (1) eine tangentiale Abschlußleitung (8) angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der geneigte Boden (3) als auswechselbarer Einsatz ausgebildet ist.