DE2155240C3 - Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung, z.B. durch Trocknung oder Kühlung von staub-, pulver- und granulatförmigem Material - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung be7ieht sich auf eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung, z. B. durch Trocknung oder Kühlung von staub-, pulver- und granulatförmigem 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 großeJnVestitionskösten. Schließlich kömmt noch däzil* daß bei einer Hihterein' ärtderschältung von mehreren dieser Trocknen Unvermeidliche Druckvertuste 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, die 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 flachzylindrisch 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 Einlasses eine Abschirmung gegen den Tragstrom bildet

Auf Zeichnungsfiguren ist ein Ausführungsbeispie! 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 Achsialschnitt,

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

F i g. 4 eine teilweise aufgeschnittene, perspektivische Ansicht

Der Trockner weist eine zylindrische Kammer auf, weiche durch eine zylindermantelförmige Außenwand 2 begrenzt ist. Den oberen Abschluß bildet ein Deckel 4, welcher beispielsweise unter Zwischenlage einer nicht dargestellten Dichtung aufgeschraubt oder sonstwie leicht demontierbar befestigt ist Der Boden der Kammer 1 besteht aus einem kreisringfömiigen Abschlußstück 5, in welchem ein zylindrischer Behälter als Auslaß 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 Kegelstumpfmantels und steigt gegen die Mitte hin, d. h. gegen den Auslaß 6, an.

Ein Einlaßstut, cn 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 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.

Das Bodenblech 3 ist mit Vorteil als auswechselbarer Einsatz ausgebildet, damit eine kurzfristige Auswechsejürig möglich ist Auch die Außenwand 2 kann durch

feinen als auswechselbaren Einsatz ausgebildeten Mäntel

geschützt werden, Außerdem besteht die Möglichkeit, die Kammer i mit einem Mantel zu umgeben, in welchem ein Kühl- oder Heizmediüm zirkulieren kann.

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

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

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist wie folgt:

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 Einuitt in die Kammer 1 wird der Gasstrom in eine Kreisbahn umgelenkt, v/obei 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 auf weiter innen liegende Bahnen. Das Trägergas wird im Zentrum der Kammer 1 durch die Wirbelsenke im Auslaß 6 abgezogen, so daß sich eine relativ schwache, rariiaie Strömung in der Kammer ausbildet Die trockenen, leichten Teilchen werden von dieser Strömung erfaßt und geraten in den Sog der Wirbelsenke, wo sie vom Trägergas mitgerissen und durch die Abflußleitung 8 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 länger 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 Verweilzeit 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 Produktoberfläche fqr den Wärme- und Stoffaustausch zur Verfugung.

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 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.

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 größeren Masse pro Oberfläche längere Behandlungszeiten erfordern, auch länger in . sr Wirbelkammer zurückbehalten werden als kleinere Tauchen. Außerdem haben Versuche gezeigt daß bei gewissen Produkten sogar eine Vergleichmäßigkeit der Teilchengröße auftritt

Es ha', 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.

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, werden zu einem früheren Zeitpunkt vom Sog der Wirbelsenke 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 benötigen, auch tatsächlich lange in der Wirbelkammer verbleiben.

Hierzu 2 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) nachzylindrisch 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, dit 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 tangemiale Abschlußleitung (8) angeschlossen ist

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der geneigte Boden (3) als auswechselbarer Einsatz ausgebildet ist