DE2406464A1

DE2406464A1 - Verfahren und vorrichtung zum trocknen teilchenfoermiger materialien

Info

Publication number: DE2406464A1
Application number: DE19742406464
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. B04b 1-20 Antrag
Original assignee: Barr and Murphy Ltd
Current assignee: Barr and Murphy Ltd
Priority date: 1973-02-23
Filing date: 1974-02-11
Publication date: 1974-08-29
Also published as: GB1453834A; CA1015152A; US3879856A

Description

DR.-ING. EUGEN MAJER DR-ING. ECKHARD WOLF

DRESDNER BANK AQ TELEFON: {0711)2*27 01/2 STUTTSART NR. 1 92O E34

TELEQRAMME: mentor 7 STUTTSART 1, PISCHEKSTR. 19 Postscheck stgt. 25200-709

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Firma Barr & Murphy Limited 1, Dorset Square, London N.W. 1 England

Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen teilchenförraiger

Materialien

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen teilchenförmigen« beispielsweise pulver-» förmigen, körnigen oder pastösen Materials,, bei welcheu ein Trocknungsgas und das zu trocknende Material in einem Kreislauf umläuft und das feuchte Material an einer Stelle in den Bäreislauf eingespeist wird, an der das Gas eine im Vergleich zu einer kritischen Temperatur des Materials niedrigere Temperatur aufweist.

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Bei einem solchen Verfahren muß die Trockenluft ständig erneuert werden. Üblicherweise ist die Temperatur der Trockenluft durch eine kritische Temperatur, beispielsweise den Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt des zu trocknenden Materials oder eine kritische Temperatur bezüglich einer anderen wärmeempfindlichen Eigenschaft beschränkt, da beispielsweise ein Schmelzen oder Erweichen des Materials während des Trocknungsprozesses unerwünscht ist. Dies ist besonders wichtig beim Trocknen organischer Materialien, wie Thermoplasten, Stearaten oder dergleichen, Bei diesen Verfahren wird jedoch häufig als nachteilig empfunden, daß aufgrund der verhältnismäßig geringen Abkühlspanne ein relativ hoher Umsatz an Trocknungsluft erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß bei gleichem Trocknungseffekt ein geringerer Gasumsatz erforderlich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen , daß heißes Trocknungsgas mit einer im Vergleich zur kritischen Temperatur des zu trocknenden

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Materials höherem Temperatur in den zentralen Bereich einer bestimmten Zone des Kreislaufs eingespeist wird, während das kältere umlaufende Gas in den äußeren,, den zentralen Bereich umgebenden Bereich dieser Zone eingeleitet wird, und daß ständig getrocknetes Material mit; sich führendes Abgas aus dem Kreislauf abgezogen wircL

Vorzugsweise strömt das Gas in jedem Bereich der betreffenden Zone in Form eines Wirbels „ wobei die Wirbel zueinander konzentrisch sind. Da die Gase in den beiden Bereichen ineinander eindringen und sich miteinander vermischen« wird das neu eingespeiste heiße Gas sowohl durch Vermischen mit dem kälteren Gas als auch und insbesondere durch Verdampfen von Feuchtigkeit von dem feuchten, im Kreislauf

abgekühlt
transportierten Material mit der Folge, daß das in dem Gas transportierte Material getrocknet wird« ohne je eine Temperatur in der Nähe seiner kritischen Temperatur zu erreichen. Die Wirbel können dadurch erzeugt werden, daß das kältere Gas tangential in die betreffende Zon© eingespeist wird und das heiße Gas aufgrund der Reibung mit dem kälteren Gas in Wirbelbewegung versetzt wird. Falls er» wünscht, kann auch das heiße Gas vor dem Einspeisen in die betreffende Zone mechanisch in einen wirbeiförmigen Strömungszustand versetzt werden.

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Bevorzugt wird die Erfindung dort eingesetzt« wo die kritische Temperatur eine Erweichungstemperatur oder eine Schmelztemperatur ist» wenngleich auch andere Anwendungsmöglichkeiten denkbar sind.

Andererseits bezieht sich die Erfindung auf eine Trocknungsvorrichtung mit einem endlosen, einen Kreislauf bildenden Leitungssystem, einer Omwälzeinrichtung, einer Aufgabestelle für das zu trocknende Material in dea Kreislauf und einer Einrichtung zum Absaugen von Abgas und getrocknetem Material aus dem Kreislauf. Zur Lösung der obenangegebenen Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Trocknungevorrichtung einen in dem Kreislauf befindlichen Mischkopf aufweist, der seinerseits eine erste axiale Einlaßöffnung zum Einspeisen heißen Trocknungsgases in einen inneren Bereich des Mischkopfes, eine zweite gegenüber der Achse des Mischkopfes versetzte Einlaßöffnung zum Einleiten des das zu trocknende Material mit sich führenden umlaufenden Gases in einen äußeren Bereich des Mischkopfes und eine Auslaß« Öffnung aufweist, und daß die Absaugeinrichtung zwischen der Auslaßöffnung des Mischkopfes und der Aufgabestelle für das zu trocknende Material an den Kreislauf angeschlossen ist.

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Der Mischkopf weist vorzugsweise einen gekrümmten, insbesondere einen kreisförmigen Querschnitt auf und kann konisch oder zylindrisch ausgebildet sein. Zweckmäßig befindet sich die Aufgabestelle für das zu trocknende Material außerhalb des Mischkopfes und zwischen dem Auslaß der Untwälzeinrichtung und dem Einlaß des Mischkopfes« so daß beim Betrieb das feuchte Material zunächst durch den Mischkopf hindurchtritt, bevor es zu der ütawälzeinrichtung gelangt. Bs ist jedoch auch möglich, die Aufgabestelle zwischen dem Auslaß des Mischkopfes und dem Einlaß der Umwälzeinrichtung anzuordnen. Im Bereich der Einlaßöffnung für das heiße Gas in den Mischkopf können Mittel, beispielsweise Drallbleche« vorgesehen sein η die das in den Mischkopf eintretende heißa Gas in eine Spiralbewegung versetzen.

Zweckmäßig hat der Mischkopf die Form einer zylindrischen oder konischen Trommel mit einer axialen Beißluft-Einlaßöffnung an dem einen stirnseitigen Ende „ einer tangential©» Kaltluft"· und Material-Einlaßöffnung in der Kähe dies®« Endes und einer tangential®?* Auslaß-Öffnung £ia gegenüberliegenden Ende des Misclikopfes. In der Nähe der Auslaßöffnung des Mischkopfes ist ©ine Absaugeinrichtung angeschlossen,, die einen Teil des austretenden Gases mit der;·, darin enthaltenen Festmaterialteilchen zu ®inesa Festkörper-

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Sammelbehälter leiten, sowie eine Rückleitung zum Zurückfördern des Restes des abgekühlten austretenden Gases zu dem Lufteinlaß des Mischkopfes_β welche Rückleitung eine Einlaßöffnung zum Einspeisen feuchten Materials enthält.

Als Trocknungsgas wird vorzugsweise Luft verwendet „ jedocii lasse/.i sich auch andere gasförmige Medien verwenden« beispielsweise ein inertes Gas wie Stickstoff oder die Verbrennungsgase eines Brennstoffes.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Weise dargestellt, das im folgenden näher beschrieben wird.

Die Zeichnung zeigt einen geschlossenen Kreislauf für Luft oder ein anderes geeignetes Trocknungsgas„ der einen zylindrischen Mischkopf 1 und ein Gebläse 2 enthält. Eine Leitung 3 verbindet eine tangentiale Auslaßöffnung des Mischkopfes mit dem Gebläse, während eine Leitung 5

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das Gebläse mit einer tangentialen Einlaßöffnung 6 des Mischkopfes verbindet. In die Leitung 5 mündet außerdem eine Aufgabevorrichtung 7 für feuchtes Material ein.

Die Auslaßöffnung 4 des Mischkopfes steht zusätzlich über

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eine Leitung 8 und einen Sammelbehälter 9 mit einem Sauggebläse 10 und einem Absperrorgan 11 in Verbindung_o Der Sammelbehälter 9 enthält eine an sich bekannte Filtertasche. In der Leitung 3 befindet sich in der Nähe der Auslaßöffnung 4 ein Leitblech 5O₀ das bewirkt„ daß beim Betrieb die äußere« in der Zeichnung untere Schicht des aus der Auslaßöffnung 4 austretenden Materialstromes in die Leitung 3 eingeleitet wird« während die innere« in der Zeichnung obere Schicht in die Leitung δ geführt wird.

An dem einen stirnseitigen Ende weist der Mischkopf sin® Einlaßöffnung 15 auf, in die ein Rohr 13 einmündet; an deren Eingang sich ein Heizer 12 befindet. Im Bereich der Einlaßöffnung 15 befinden sich Drallbleche 14« die das ankommende Gas in eine Rotationsströmung versetzen,.

Während des Betriebs wird feuchtes Material mittels Aufgabevorrichtung 7 in die Leitung 5 eingespeist und durch das bereits im Kreislauf befindliche Gas über die Einlaßöffnung 6 in den Mischkopf 1 gefördert. Frischluft v/ird über den Heizer 12 angesaugt und durch die Leitung 13 und die Drallbleche 14 in der Einlaßöffnung 15 axial in den Mischkopf 1 eingespeist. Diese Anordnung ist so getroffen _c

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daß sich in dem Mischkopf in einem inneren Bereich ein zentraler Wirbel aus heißer Luft ausbildet_c der sich innerhalb eines äußeren, durch die kältere, das zu trocknende Material mit sich führende Luft gebildeten Wirbels befindet. Beim Eindringen der beiden Wirbel ineinander wird die heiße Luft abgekühlt und das Material getrocknet.

Die Luft und die Materialteilchen treten am Ausgang 4 aus dom Mischkopf 1 aus. Die Zentrifugalkraft bewirkt, daß die äußere (untere) Schicht des aus der Auslaßöffnung 4 austretenden Luft-Materialstromes die schwereren noch ungetrockneten oder teilweise getrockneten Materialteilchen enthält, während die innere (obere) Schicht den leichteren und trockeneren Materialanteil enthält. Das Leitblech 40 in oder in der Nähe der Auslaßöffnung 4 sorgt dafür, daß der schwerere Anteil in die Leitung 3 des Kreislaufs, der leichtere Anteil in die Leitung 8 geleitet wird. Der leichtere Anteil,bestehend aus getrocknetem Material und Abluft, wird zu dem Sammelbehälter S gefördert, aus welchem das getrocknete Material über das Absperrorgan 11 am unteren Teil eines Trichters entnommen werden kann und aus welchem die Abluft mittels Sauggebläse 10 abgesaugt wird. Die Luftbewegung durch die Leitungen

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und 13 und den Sammel- oder Auffangbehälter 9 wird durch das Sauggebläse 10 verursacht.

Es hat sich gezeigt,, daß das Verfahren und die Vorrichtung gemäß dieser Erfindung beispielsweise zum Trocknen eines Polypropylen mit einem Schmelzpunkt von 150⁰C unter Verwendung von Luft mit einer Eingangstemperatur im Bereich der Einlaßöffnung 15 von 225°C und einer Ausgangstemparatur im Bereich des Absauggebläses 10 von 75°C verwendet warden kann. Die für die Wärmezufuhr für die Trocknung verfügbare Temperaturspanne beträgt hier also 150⁰C, während bei der« bekannten Verfahren/, bei denen die Eingangstemperatur niedriger als 150⁰C beträgt,, bei einsr entsprechenden Aus« gangstemperatur nur eine Temperaturspanne von 75°C zur Verfugung steht. Dadurch wird für den gleichen Trockmingsi«- effekt in diesem speziellen Fall nur ungefähr di© Hälft© an Luft benötigte als bei den bekannten Lufttrocknertu was mit anderen Worten eine wesentliche Erhöhung d@s Trockmsngß-Wirkungsgrades bedeutet.

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Claims

A 11 620 5.2.1974 f - kt - 10 - Patentansprüche

1.J Verfahren zum Trocknen teilchenförmiger, insbesondere pulverförmiger, körniger oder paetöser Materialien« bei welchem ein Trocknungsgas und das zu trocknende Material in einem Kreislauf umläuft und das feuchte Material an einer Stelle in den Kreislauf eingespeist wird, an der das Gas eine im Vergleich zu einer kritischen Temperatur des Materials niedrigere Temperatur aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß heißes Trocknungsgas mit einer relativ zu der kritischen Temperatur des Materials höheren Temperatur in den zentralen Bereich einer bestimmten Zone des Kreislaufs eingespeist wird* während das kältere umlaufende Gas in den äußeren, den zentralen Bereich umgebenden Bereich dieser Zone eingeleitet wird» und daß ständig Abgas mit getrocknetera Material aus dem Kreislauf abgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Gas in den betreffenden Bereichen zueinander konzentrische Wirbelströmungen ausführt.

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das kältere Gas tangential in die Zone eingespeist wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß das heiße Gas beim oder vor dem Eintritt in die Zone mechanisch in eine Wirbelbewegung versetzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4« dadurch gekennzeichnet« daß die kritische Temperatur die Erweichungstemperatur des betreffenden Materials ist.

6. Trocknungsvorrichtung zur Durchführung dee Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-5» mit einem endlosen, einen Kreislauf bildenden Leitungssystem, einer Umwälzeinrichtung _ff einer Aufgabestelle für das zu trocknende Material in den Kreislauf und einer Einrichtung zum Absaugen von Abgas und getrocknetem Material aus dem Kreislauf» dadurch gekennzeichnet * daß in dem Kreislauf ein Mischkopf Cl) angeordnet istο der eine erste, axiale Einlaßöffnung (15) zum Einspeisen heißen Trocknung^-

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gases in einen inneren Bereich dee Mischkopfes, eine zweite, gegenüber der Achse des Mischkopfes versetzte Einlaßöffnung (6) zum Einleiten des umlaufenden, das zu trocknende Material mit sich führenden Gases in einen äußeren Bereich des Mischkopfes und eine Auelaßöffnung (4) aufweist« und daß die Absaugeinrichtung (8) zwischen der Auslaßöffnung (4) des Mischkopfes und der Aufgabestelle (7) für das zu trocknende Material an den Kreislauf angeschlossen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet » daß die Leitung (5) des Kreislaufes im Bereich der zweiten Einlaßöffnung* tangential in den Mischkopf (1) einmündet»

8· Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7 ₁ dad ur α h gekennzeichnet , daß der Mischkopf einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-8, da» durch gekennzeichnet , daß der Mischkopf (1) konisch ausgebildet ist.

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10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 8, dadurch gekennzeichnet 4 daß der Mischkopf zylindrisch ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabestelle (7) zwischen der Ifötwälzeinrichtung (2) und dem Mischkopf (1) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 -Xl₃ gekennzeichnet durch Drallbleche C14) im Bereich der ersten Einlaßöffnung C15).

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 12„ dadurch gekennzeichnet^ daß d&r Auslaß (4) tangential an dem Mischkopf CD angeordnet ist.

14« Vorrichtung nach Anspruch 13 _ff gekennseic'ii.-net durch ein in oder in der Mähe der Auslaß=* Öffnung 4 befindliches _e und zu dessen Achs© paralleles Leitblech (40).

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