DE2155240A1

DE2155240A1 - Verfahren und Einrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von staub-, pulver- und granulatförmigen Materialien

Info

Publication number: DE2155240A1
Application number: DE19712155240
Authority: DE
Inventors: Hans; Frey-Portner Urs; Muttenz Koller (Schweiz). F26b 17-10
Original assignee: Buss Ag, Basel (Schweiz)
Priority date: 1970-11-16
Filing date: 1971-11-06
Publication date: 1972-05-25
Also published as: BE775325A; NL168933C; CA953909A; DE2155240B2; AU458330B2; NL168933B; JPS5140544B1; DE2155240C3; CH520308A; NL7115636A; AU3552171A; AT310675B; IT940591B; SE387432B; ES397071A1; US3755913A; FR2114608A5

Description

BUSSA. G. BASEL (Schweiz)

Barfüsserplatz 6

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. HÖGER DIPL-ING. STSLLRECHT M Sc

DlPL-PHYS. DR.GR1ESSBACM DIPL.-PHYS.HAECKER

Z STUTTGART-I, UHLANDSTR. 14Q

Akte 39 170 e

Verfahren und Einrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von staub-_f pulver- und granulatförmigen Materialien.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung von staub-, pulver- und granulatförmigen Materialien, insbesondere zur Trocknung mittels der fühlbaren Ivärme eines gleichzeitig als Träger dienenden Gases, bei dem der mit zu behandelndem Gut beladene Gasstrom tangential in eine Kreisbahn eingeleitet und der mit behandeltem Gut beladene Gasstrom axial abgezogen wird, sowie auf eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei den kontinuierlich betriebenen Trocknungsverfahren kann das Trockengut und das Trocknungsmittel während des Trocknungsprozesses in bekann-

1.11. 1971

209822/0598

ter Weise nach dem Gleichstromprinzip bewegt werden. Der Hauptvorteil dieses Prinzipes besteht darin, dass die Temperatur des dem Trockner entnommenen Produktes verhältnis massig 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 Trocknungsanlagen 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 Stro mtrocknern führte dies einerseits zu sehr langen Stromrohren, die neben grossem Platzbedarf und massigem l\wirkungsgrad auch den Nachteil schlechter Reinigungsmöglichkeiten besitzen. Auch de bekannten Wirbelschicht- oder Wurfbett-Trockner benötigen einen grossen Platzbedarf, sind schwierig zu reinigen und zeigen neben hohem Energieverbrauch auch relativ grosse Investitionskosten. Schliesslich kommt dazu, dass bei einer Hintereinanderschaltung von mehreren dieser Trockner unvermeidliche Druckverluste auftreten^ die die Vj irtschaftlichkeit reiter verschlechtern.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Behandlungsverfahz'en und eine damit zu verwendende Einrichtung vorzuschlagen, welche diese Nachteile weitgehend ausschalten, Das erfindungsgemasse Vet-fahren eingangs erwähnter Art ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gas imch mehrmaligem Umgang

— 2 —

209822/0598

3 2155940

in der Kreisbahn unterhalb des Einlassniveaus unter Ausbildung einer Po tentialwirbelsenke abgezogen wird, während aus den zu behandelnden A/aterialteilchen ein rotierender Teilchenring gebildet wird, in welchem die aussen neu hinzustrt' menden Teilchen bereits kreisende Teilchen verdrängen, bis diese nach fortschreitender Trocknung vom Sog erfasst und ausgetragen werden.

Die Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens weist eine Hrbelkammer mit einer Einlass- und einer Auslassöffnung auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer als Ringkammer ausgebildet ist und einen radial gegen das Zentrum leicht nnrteigend geneigten 3oden besitzt, und dass der Einlass tangential in die J' usscnnand der f> irbelkammer mündet, v/ährend der Auslass als zylindrischer Behälter mit tangentialer Abzugsleitung ausgebildet und achsial im Zentrum unterhalb des Fammerbodens angeordnet ist.

A.uf beiliegenden Zeichnungen ist ein A^usführungsbeispiel der vorgeschlagenen Einrichtung schematisch dargestellt, mit Hilfe dessen das Verfahren im folgenden näher erl&utirt werden soll.

Es zeigen:

Fig. 1 einen { i>< ι :,i hnitt, Fig. 2 einen Achsinischnitt,

Fig. 3 einun \.(>itvrvn Achsip.lschnitt mit eingezeichnetem Strömungsverlauf, und

2O₉V? 7/069 8 BADOR.G.NAL

Fig, 4 eine teilweise aufgeschnittene, perspektivische Ansicht.

Der Trockner weist eine zylindrische Kammer 1, welche durch eine zylinder mantelf or mige Aussenwand 2 begrenzt ist, auf. Den oberen Abschluss bildet ein Deckel k, welcher beispielsweise unter Zwischenlage einer nicht näher dargestellten Dichtung aufgeschraubt oder sonstwie leicht demontier^x,ar befestigt ist. Der Boden der Kammer 1 besteht aus einem kreisrinförmigen Abschlusstück 5, in welchem ein zylindrischer Behälter C eingesetzt ist. Dieser ragt etwas in die Kammer 1 hinein und wird von einem in die Kammer eingesetzten Bodenblech 3 umgeben. Dieses Bodenblech 3 besitzt die Form eines flachen Kegelsfnmpfmantels und steigt gegen die Mitte hin, d. h. gegen den Behälter €_f an.

Ein Einlasstutzen mündet tangential in die Aussenwand 2, wobei sich sein Querschnitt bis zur Mündungsstelle verkleinert. Die Abzugsleitung C ist tangential an den Behälter 6 angeschlossen und befindet sich unterhalb der Kammer 1. Schliesslich ist ein Leitblech 9 vorgesehen, welches eine Ver längerung der zylindrischen T-: and des Behälters € bildet und sich ca. über k5 des Umfanges desselben erstreckt. Seine Anordnung ist so getroffen, dass es im Bereiche der Mündungsstelle des Einlasses 7 Hegt und etwa bis zu einem Vierteil der Hc'he der Kammer 1 reicht. Ein geschlossenes JSohr 10 stütBt sich gegen den Deckel /v sowie gegen den Boden des Behälters 6 ab und ist zentral innerhalb der Kammer 1 angeordnet.

Das Bodenblech 3 ist mit Vorteil als auswechselbarer Einsatz ausgebildet,

damit eine kurzfristige Auswechslung möglich ist. Auch die Aussenwand 2 kann durch einen als auswechselbarer Einsatz ausgebildeten Mantel geschützt werden. Ausserdem besteht die Möglichkeit, die Kammer 1 mit einem Mantel zu umgeben, in welchem ein Kühl- oder Heizmedium zirkulieren kann.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die vorgeschlagene Einrichtung durch eine Zyklonabscheider zu ergänzen. Ferner ist es manchmal vorteilhaft, im Bereich des Einlasstutzes 7 Zusatzluftdüsen anzubringen und ( die Aussenwand am unteren Ende mit gegen innen abstehenden Leitblechen zu versehen.

Das Verfahren läuft folgender ma ssen ab:

Das mit feuchten Materialteilchen beladene Gas wird in den Einlass 7 hineingepresst. Durch die Ausbildung desselben erhöht sich dessen Geschwindigkeit wie auch die Geschwindigkeit der Materialteilchen noch zusätzlich. Beim Eintritt in die Kammer 1 wird der Gasstrom in eine Kreis- *

bahn 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 wirbelnden Drehbewegung treten sie in Vv ärmeaustausch mit heissc-n Trägergas, trocknen dabei und werden demzufolge leichter. Die kontinuierlich neu einströmenden, nassen und schweren Teilchen verdrängen die leichter werdenden Teilchen auf weiter innen liegende Bahnen. Das Trägergas wird

20982 2/0598

im Zentrum der Kammer 1 durch de Wirbelsenke im Behälter € abgezogen, so dass sich eine relativ schwache, radiale Strömung in der Kammer ausbildet. Die trockenen, leichten Teilchen werden von dieser Strömung erfasst und geraten in den Sog der Urbelsenke, wo sie vom Trägergas mitgerissen und durch den Auslass d ausgetragen werden. Die grösseren Teilchen, welche mehr Feuchtigkeit enthalten und langsamer 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 h irbelsenke aus.

In dieser V/eise wird erreicht, dass die grösseren Teilchen eine proportional verlängerte Verweilzeit in der Trocknungskammer aufweisen , als die kleineren, sofort trocknenden Teile.

Durch die teilweise Ausscheidung aus dem L uf strom zunächst ohne Austragen des abgeschiedenen Gutes, ergibt sich im Ringstrom eine Erhöhung der Teil-

^ chenkonzentration pro Apparatvolumen. Dadurch steht dem Trägergas mehr

Produktoberfläche für den V/ärme- und Stoff austausch zur Verfugung,

Ein besonderer Vorteil der neuen Lösung besteht auch darin, dass die Leistung pro Volumen erheblich höher ist und dass infolge der kleineren Apparate-Oberfläche weniger h ärmeverluste auftreten. Die Reinigung ist aufgrund des leicht demontierbaren Deckels äusserst einfach und wenig zeitraubend. Der Auslass C ist ausserdem so ausgebildet, dass er als Diffuser

-6 -

209822/0598

wirkt und ein Teil der Strömungsenergie zurückgewonnen vtird. Der Druckverlust ist deshalb bis zu UO % geringer als bei bekannten Ein richtungen und erlaubt es, wenn nötig, mehrere der hier beschriebenen Apparate hintereinander zu schalten.

Das beschriebene Verfahren und die Einrichtung sind zur Trocknung von verschiedensten Chemikalien, Nahrungsmittel, Kunststoffen und Granulaten jeglicher Art geeignet,. Sie lassen sich auch vorteilhaft lediglich zur Kachtrocknung einsetzen, wobei schwere Teilchen, die infolge ihrer grösseren Masse vro Oberfläche längere Behandlungs zeiten anfordern, auch länger in der Wirbelkammer zurückbehalten werden als kleinere Teilchen. Ausserdem haben Versuche gezeigt, dass bei gewissen Produkten sogar ein Vergleichmässigung der Teilchengrösse auftritt.

Es hat sich ferner gezeigt, dass das neue Verfahren auch analoge Vorteile aufweist, wo nur gekühlt werden soll, oder wo im Austausch zwischen gasförmigen und festen Phasen Reaktionen durchgeführt werden.

Bei einer Kühlung z. B. von Granulaten in kaltem Trägergas verbleiben ä

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, werden zu einem früheren Zeitpunkt vom Sog der V> irbelsenke erfasst, da sie ihre Bewegungsenergie verlieren. In dieser V eise ergeben sich vorteilhafte Verhältnisse für die

BAD ORIGINAL

209822/0598

Verweilzeit in der Einrichtung, indem die Teilchen, die eine längere Behandlung, auch tatsächlich lange in der Wirbelkammer verbleiben.

209822/0598

Claims

Patentansprüche ;

. )Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung von staub—, pulver— und granulatft'rmigen Materialien, insbesondere zur Trocknung oder Kühlung mittels der fühlbaren V. arme eines gleichzeitig als Träger dienenden Gases, bei dem der mit zu behandelndem Gut beladene Gasstrom tangential in eine Kreisbahn eingeleitet und der mit behandeltem Gut beladene Gasstrom axial abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas nach mehrmaligem Umgang in der Kreisbahn unterhalb des Einlassniveaus unter Ausbildung einer Potentialwirbelsenke abgezogen wird, während aus den zu behandelnden MaterialtdHchen ein rotierender Teilchenring gebildet wird, in welchem die aussen neu hinzustrt'menden Teilchen bereits kreisende Teilchen verdrängen, bis diese nach fortschreitender Trocknung vom Sog erfasst und ausgetragen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchenkonzentration während der Eewegung der Teilchen in der Kreisbahn grosser ist als während des Zulaufs und des Abzugs.
3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, welche eine Wirbelkammer mit einer Einlass- und einer Auslassöffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vi-ir beikam mer (l) als Ringkammer ausgebildet ist und einen radial gegen das Zentrum leicht ansteigend geneigten Boden (3) besitzt, und dass der Einlass (7) tangential in die Aussenwand

— ο —

98??/0Rflß

(2) der hirbelkammer (l) mündet, während der Auslass als Behälter

(6) mit tangentialer Abzugsleitung (c>) ausgebildet ist und axial im Zentrum unterhalb des Kammerbodens (5) angeordnet ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der geneigte Boden (3) als auswechselbarer Einsatz ausgebildet ist un dass ein zylindermantelförmiger Einsatz zum Schutz der Aussenwand vorgesehen ist.
5. Einrichtung nach A.nspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Wand des zentralen Abzugsbehälters (6) in die Kammer (1) hinein verlängert ist und im Bereich der Mündung des Einlasses eine Abschirmung (9) bildet.
6. Einrichtung nach A.nsoruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Zentrum der V* irbelkammer ein axial sich vom Deckel der l« irbelkammer bis zum Boden des Abzugsbehälter erstreckendes, geschlossenes Rohr (10) angeordnet ist.

-10-

2 η ^li ύ ?'.{/ ί< t;