DE1753587C - Verfahren zum kontinuierlichen Trocknen von flüssigem oder breiigem Gut in einem zylindrischen, unten trichterförmigen Behalter - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Trocknen von flüssigem oder breiigem Gut.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 082 551 ist bereits ein Verfahren zum Trocknen rieselfähigen Gutes in einem zylindrischen, unten trichterförmigen Behälter mit einem Überlauf in seinem oberen Teil, der das Gut abführt, bekannt. Dabei wird ein Trocknungsgasstrom von unten her zentral durch das Trichiterende des Behälters in das in diesem enthaltene Gut eingeblasen und durch dieses hindurch kontinuierlich im Bereich der Behälterachse nach oben bewegt. An der Behälterwand sinkt er nach unten.

Dieses Verfahren eignet sich jedoch nur zum Trocknen eines rieselfähigen, verhältnismäßig gleichförmigen Gutes, z. B. von Getreide. Der von zentraler Stelle des Behälterbodens aufsteigende Strom des Trocknungsgases bewirkt dabei eine kontinuierliche Zirkulation des Gutes, das im zentralen Teil des Behälters aufsteigt und im Bereich der Behälterwand niederfällt.

Es ist auch bereits ein Verfahren zum Agglomerieren von feinteiligen Feststoffen mittels einer verklebenden Substanz bekannt, bei dem die feinen Feststoffteilchen und die klebende Substanz von unten direkt in die verwirbelte Feststoffschicht geworfen werden. Damit sind jedoch keine flüssigen und breiigen Massen behandelbar, weil sie nach ihrer Zerstäubung vor der Berührung mit der Schicht zuerst aneetrocknet werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist nun die Schaffung eines Verfahrens zum Trocknen von flüssigem oder breiigem Gut unabhängig von seinem Wassergehalt unter gleichzeitiger Körnung in einem zylindrischen, unten trichterförmigen Behälter mit einem Überlauf in seinem oberen Teil, der das Gut in körniger Form abführt, wobei ein Trocknungsgasstrom von unten her zentral durch das Trichterende des Behälters in das in diesem enthaltene Gut eingeblasen und durch dieses hindurch kontinuierlich im Bereich der Behälterachse nach oben bewegt wird und an der Behälterwand nach unten sinkt.

Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe auf überraschend einfache und wirtschaftliche Art und Weise dadurch gelöst werden kann, daß das flüssige oder breiige Trocknungsgut zentral von unten im Trichterende in den gleichgerichteten Trocknungsgasstrom eingeblasen, dort unterhalb der von diesem im Abstand von der Einblasstelle für das Gut gehaltenen Gutschicht zerstäubt und an das körnige Gut der Schicht angelagert wird. Dabei erhält man Granulate mit einer beachtlichen Teilchengröße und gleichmäßiger Größenverteilung, so daß kaum eine Kreislaufführung der Teilchen erforderlich ist.

Dabei wi^rd zweckmäßig das flüssige oder breiige Trocknungsgut in Richtung der Achse des trichterförmigen Behälters zerstäubt und ist vom Trocknungsgasstrom umgeben, wobei die Geschwindigkeit des Trocknungsgasstromes wesentlich höher ist als die Einblasgeschwindigkeit des flüssigen oder breiigen Trocknungsgutes, so daß aus diesem Teilchen gebildet werden. Die Geschwindigkeit und die Menge des Trocknungsgasstromes werden so eingestellt, daß die Schicht aus den sich bildenden Körnern einen so großen Abstand von der Einspritzdüse der flüssigen Phase besitzt, daß sich über dieser Düse eine Lufttasche bildet, deren Volumen ausreicht, um den Nebel aus dem zerstäubten Trocknungsgut vorzutrocknen, bevor er dann mit dem körnigen Gut in Berührung kommt.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung besteht der zur Körnung verwendete Trocknungsgasstrom aus vorgewärmten Gasen, das zu granulierende flüssige oder breiige Trocknungsgut selbst kann kalt sein, es wird jedoeii zur Erleichterung der Verdampfung zweckmäßig ebenfalls vorgewärmt.

Dieser heiße Trocknungsgasstrom bewirkt die Zerstäubung des flüssigen oder breiigen Gutes vor jeder Berührung mit den in Bildung begriffenen Körnern und damit sowohl eine Vortrocknung des Gutes als auch eine beträchtliche Herabsetzung der Temperatur des Trocknungsgasstromes, bevor dieser mit den Körnern in Berührung kommt. Man kann somit ein Trocknungsgas mit einer viel höheren Temperatur einsetzen, als für das körnige Gut an sich zulässig wäre (z. B. mit einer oberhalb der Schmelz- oder Zersetzungstemperatur des Gutes liegenden Temperatur).

Bei einer verbesserten Ausführungsfonn wird ein Teil des heißen Gasstromes am Ausgang des Behälters erneut erhitzt und wieder in den Behälter zurückgeführt, so daß ein Teil des Trocknungsgases im Kreislauf strömt. Dadurch wird die zum Erhitzen des Gases erforderliche Kalorienzahl erheblich herabgesetzt und andererseits kann ein Teil seiner kinetischen Energie ausgenutzt werden.

Will man nur den Wärmegehalt des Gases aus-

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nutzen, so kann dieses in einen Wärmeaustauscher geschickt werden, welchen das rund um die Zerstäuberdüse geblasene Gas durchströmt. Beide Verfahren lassen sich auch kombinieren.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die insbesondere dann Anwendung findet, wenn das zu granulierende fließfähige Trocknungsgut eine konzentrierte Lösung ist. wird diese voierwarmte Lösung in einem kräftigen kalten Luftstrom zerstaubt.

Der Granulierungsvorgang ist in diesem Fall der folgende: Γ^:* stark konzentrierte Lösung wird auf eine weseni.'-^; Ί höhere Temperatur, als dem KrisiaS-lisaiionspunkt entspricht, erhitzt. Beim Zerstäuben und Berühren mit dem kalten Gasstrom erfolgt dann eine rasche Wasserverdampfung an der Oberfläche der zerstäubten Nebelteilchen unter deren Abkühlung. Dieser Vorgang setzt sich auch bei dem Prozeß dor Kernbildung fort, so daß die Trocknung bis zur Vollständigkeit rasch fortschreitet, wodurch die Verwtil/eit der Körner in dem Behälter und dami· das V'iumen desselben klein gehalten werden können.

Pv Ausführungsform mit Verwendung kalter G,.st- kann zum Granulieren \on Salzlösungen, z.B. \,<.i Ammoniumnitrat, oder auch von kristallisierb.'cn Lösungen, z. B. Hamstofflösungen, Anwenv-iü-ig finden. Die aus dem Behälter austretenden (j.'c die eine ziemlich hohe Temperatur besitzen, ki nnen in die Atmosphäre entlassen oder in einen V .irmeaustauscher zur Wiedergewinnung ihrer KaIor-η geleitet werden. Insbesondere kann dies einGa₅/ Füssigkeits-Wärme-Austauscher sein, in den die zu > stäubende Lösung eingeführt wird, welche auf r-ose Weise vorrrhitzt wird.

Das erfindunjjsgemäße Verfahren wird an Hand <ter Zeichnung erläutert.

Sie zeigt einen lotrechten Axialschnitt durch einen ti Betrieb befindlichen Trockner. Dieser besitzt ein /'. lindrisches Gehäuse 1 mit senkrechter Achse A-B vnd beträchtlicher Höhe, nämlich von beispielsweise ■ bis 10 m. Das Gehäuse 1 weist in seinem unteren Teil einen stark abgeschrägten Kegelstumpf 2 auf.

Die untere Öffnung 3 des Trichters 2 ist mit einer knieförmig gebogenen Leitung 4 verbunden, welche einen mit / bezeichneten kalten oder warmen Gasstrom in die Öffnung 3 führt. Die Leitung 4 weist vor der Öffnung 3 eine Einschnürung 5 auf. Diese Einschnürung S, welche durch den untersten Teil des Trichters 2 fortgesetzt wird, bildet eine konvergierende-divergierende Düse, die eine beträchtliche Beschleunigung des Gasstromes bewirkt.

Ein mit dem fließfähigen, zu granulierenden Trocknungsgut gespeistes Rohr 6 ist entlang der Achse A -B des Gehäuses im Innern der Leitung 4, in welche es eindringt, montiert. Das Rohr 6 endet in einer Einspritzdüse 7, die in Höhe der Öffnung Nimmt man zur Erläuterung des Verfahrens die erste Ausführungsform des Verfahrens an, so besteht das verwendete Gas aus Warmluft, deren Temperatur mehrere hundert Grad erreichen kann, und deren Strömungsgeschwindigkeit in Höhe der Öffnung 3 besonders hoch ist und z. B. zwischen 30 und 50 Meter/Sekunde beträgt.

Im Gegensatz dazu ist die Geschwindigkeit des flüssigen Trocknungsgutes im Rohr 6 wesentlich geringer (z. B. 10 bis 100 mal geringer).

Das Verfahren wird in Gang gesetzt, indem man in den Behälter ein körniges Produkt einbringt, dessen Teilchenabmessungen etwas geringer sind als die gewünschten und indem man dann heiße Gase in die Leitung 4 einleitet, wodurch aus den Teilchen eine Wirbelschicht gebildet wird. Nachdem dieser Zustand erreicht ist, schickt man das flüssige Trocknungsgut in das Rohr 6.

Es spielt sich dann folgendes ab: Durch die Kraft des Gasstromes am Boden de- Trichters 2 werden die darin enthaltenen Körner b:z zu einem gewissen Abstand zurückgestoßen, so daß sich vor der Öffnung 3 eine von Körnern freie Tasche 13 bildei. In diese Tasche wird der Strahl des flüssigen Trocknunj>gutes gerichtet, welches dort beim Auftreffen auf den Gasstrom sofort zu feinen Tröpfchen zerspringt. Gleichzeitig bildet sich infolge der Divergenz am Boden des Trichters ein Vakuum, welches sowohl die Dispergierung des flüssigen Gutes als juch die Abtrennung seines Wassergehalts erleichtert. Die heißen Gase bewirken somit eine beachtliche Teiltrocknung der Tröpfchen oder des Nebels aus dem flüssigen Gut, wobei gleichzeitig die Temperatur dieser Gase stark absinkt.

Wenn sich der Gasstrahl verbreitert und seine Geschwindigkeit abnimmt, was in einem bestimmten Abstand von der Öffnung 3 der F?ll ist, kommt er mit den Körnern 10 der Wirbelschicht in Berührung und bahnt sich durch diese, im wesentlichen entlang der Achse A-B, einen Weg. Gleichzeitig treffen die feuchten und teilweise entwässerten feinen Teilchen des zerstäubten Trockengutes auf die Körner auf, die dadurch an Feststoffen angereichert werden. Da die Körner bei jedem ~ ' ' '"

schlagung einer dünnen Sc
Trocknungsgutes während der ist ihr Durchmesser nach einer bestimmten Zeit ausreichend, und diese Körner weruen dann durch den Überlauf 8 abgeführt.

Die Erfahrung hat auch gezeigt, daß überraschenderweise die Körner auf ihrem Weg eine Klassierung erfahren. So findet man im oberen Teil der Schicht und an ihrer Peripherie Körner mit gleichmäßigen und mit den größten Abmessungen, so daß durch 55 den Überlauf 8 immer Körner mit vergleichbarer Korngröße abgeführt werden.

S Ebricttun S durch einen überlauf 8 mit einer angelenkten Platte 9 vervollständigt, welche nur den Durchtritt von Feststoffen und nicht den von Gasen gestattet. Radial angeordnete Thermoelemente nJtn liegen auf verschiedenen Hohen in dem

Zu Durchführung des Verfahrens werden die Gase mittels eines Ventilators in die Leitung 4 ge-

ÄÄ^ ^id zeitliche Abführung von jg^ 60 e.ne homogene Große erreichen^^^°^e daß Teüc mit stark abweichenden Abm^essun^ⁿJ"^X^e"· Die Regelung f" W-gtJJg^jJ^

6₅ schwindigkeit führt zu großen Kömem gabaj Zyklus die niedergeschlagene Schicht ziemlich dick

^SSemperatur der eintretenden Gase

5 ^J 6

so, daß die Körner am Ende jedes Zyklus auf jeden geschlagenen dünnen Schicht erfolgt. Der Raum-Fall vollständig trocken sind, so kann man die Ein- bedarf der Einrichtung kann dahei sehr gering gehalrichtung derart steuern, daß das Volumen der in dem ten werden.

Behälter in Bildung begriffenen Körner praktisch Auf Grund ihrer hohen Trocknungsleistung kann

konstant bleibt, was einen kontinuierlichen Betrieb 5 die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwen-

und eine homogene Produktion gewährleistet. dete Einrichtung zur Granulierung von Düngemitteln

Vergleichbare Ergebnisse erzielt man beim Arbei- dienen, wobei die Notwendigkeit einer Kreislauften mit einem kalten Gasstrom, wobei die sich dar- führung ganz oder doch fast entfällt, was eine beaus ergebenden technischen Unterschiede vorstehend achtliche Kostensenkung und eine beträchtliche Steierläutert wurden. io gerung der stündlichen Produktion bedeutet.

Je nach den zu lösenden Aufgaben kann das Ver- Die erhaltenen Granulate sind sehr regelmäßig fahren noch abgeändert werden. Will man z. B. eine und kugelig, da sie durch ein fortschreitendes Wachsgroße Flüssigkeitsmenge in der Einrichtung granu- turn erhalten wurden. Jede zufällig während eines Heren, so können Hilfsmittel vorgesehen werden, Zyklus auftretende Unregelmäßigkeit wird daher welche eine gute Dispergierung des Flüssigkeit- 15 während nachfolgender Zyklen wieder ausgeglichen. Strahls und seine Überführung in feine Tröpfchen Die üblichen Siebeinrichtungen und Zerkleineunterstützen. Insbesondere kann man die Dispergie- rungseinrichtungen, die auf die Trocknung zu folgen rung der Tröpfchen mittels eines zweiten Luftstromes, pflegen, können auf ein Mindestmaß beschränkt oder dessen Richtung von der des Hauptstromes abweicht, auch ganz weggelassen werden, was natürlich die erleichtern. Man kann auch mechanische Mittel ver- ao Erstellungskosten der gesamten Einrichtung stark wenden, z. B. eine Turbine, eine Schleuder, welche herabsetzt,
den Flüssigkeitsstrahl vor Zusammentreffen mit dem
Gasstrahl zerteilen. Beispiel

Die mit der Erfindung erzielten technischen Fortschritte sind z. B. die folgenden: »5 Herstellung eines granulierten Nitrophosphor-

Die Wänneausbeute der Einrichtung wird erhöht. mischdüngers, ausgehend von einem breiigen Trock-So können sehr heiße Gase ohne Nachteil eingeführt nungsgut, das 27 °/o Wasser, 16,6 % Stickstoff und werden, da der zerstäubte Zustand des zu granulie- 16,6 % Phosphorsäureanhydrid enthält. Zur Ingangrendcn flüssigen Gutes clic augenblickliche Ver- Setzung des Verfahrens wird in die Einrichtung eins dampfung der Flüssigkeit gewährleistet, wodurch so- 30 Beschickung von bereits früher erhaltenem Düngefort die Temperatur der Gase abgesenkt wird. mittel gegeben. Man füllt den unteren Teil des Gra-

Die den Gasen verbleibende Wärme wird dann nulators mit einer Menge von 50 000 mVStunde bei

während der Durchquerung der Wirbelschicht auf 170° C und führt der Einspritzvorrichtung das zu

die Körner übertragen, so daß die Temperatur der granulierende Gut in einer Menge von 5,50 Tonnen/

Gase bei ihrem Austritt sehr niedrig sein kann. So 35 Stunde zu. Das granulierte Düngemittel wird konti-

kann man z. B. 200° C heiße Gase auf ein zu trock- nuierlich derart abgezogen, daß die Schichthöhe

nendes Gut mit einer kritischen Temperatur von konstant bleibt. Die aus der Einrichtung austreten-

120"¹ C auftreffen lassen, wobei die Temperatur der den Gase besitzen eine Temperatur von 70° C.

Gase beim Austritt dann nicht mehr höher als 65° C Man erhält auf diese Weise 4 Tonnen/Stunde eines

ist. 40 granulierten Düngemittels der Zusammensetzung

Die Trocknung der Körner erfolgt sehr rasch, da 22-22-0. 9O°/o der Gesamtprodukte bestehen aus

sie entweder bereits an den zerstäubten Teilchen Körnern mit Abmessungen zwischen 3 und 3,5 mm.

oder an der auf der Oberfläche von Kömern nieder- Diese Körner enthalten 2,4 °/o Feuchtigkeit.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

i 753 Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Trocknen von flüssigem oder breiigem Gut in einem zylindrischen, ι: 'en trichterförmigen Behälter mit einem Überlauf in seinem oberen Teil, der das Gut in körniger Form abführt, wobei ein Trocknungsgasstrom von unten her zentral durch das Trichterende des Behälters in das in diesem enthaltene Gut eingeblasen und durch dieses hindurch kontinuierlich im Bereich der Bchälterachse nach oben bewegt wird und an der Behälterwand nach unten sinkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknungsgut zentral von unten im Trichterende (3) in den gleichgerichteten Trocknung gasstrom eingeblasen, dort unterhalb der von diesem im Abstand von der Einblasstelle für das Gut gehaltenen Gutschicht (10) zerstäubt und an das körnige Gut der Schicht ao angelagert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Trocknungr-gas und Trocknungsgut vorgewärmt sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß kaltes Trocknungsgas und als zu trocknendes Gut eine heiße konzentrierte Lösung verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung heißer Gase ein Teil der aus dem Bchäi er austretenden Gase erneut erhitzt und wieder in den Behälter zurückgeführt v/ird.