DE2616347C3

DE2616347C3 - Durchlauftrockner für Warenbahnen

Info

Publication number: DE2616347C3
Application number: DE2616347A
Authority: DE
Inventors: Hilmar 5653 Leichlingen Vits
Original assignee: Vits Maschinenbau GmbH
Current assignee: Vits Maschinenbau GmbH
Priority date: 1976-04-14
Filing date: 1976-04-14
Publication date: 1983-12-01
Also published as: DE2616347A1; DE2616347B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchlauftrockner der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Aus Gründen des Umweltschutzes ist es erforderlich, die in die Atmosphäre abzuführende Abluft von den beim Trocknen in einem Trockner anfallenden umweltbelastenden Stoffen zu reinigen, damit diese nicht in die Atmosphäre gelangen, was durch Nachverbrennen erreicht wird. Bei einem bekannten Verfahren dieser Art wird die aus dem Trockner abgeleitete Abluftmenge unmittelbar nachverbrannt. Diese nachverbrannte Abluft beheizt einen Wärmetauscher (Rekuperator), der die nachzuverbrennende Abluft vor ihrer Nachverbrennung erhitzt. Die bei der Nachverbrennung auf etwa 700° C erwärmte und gereinigte Abluft wird beim Hindurchgehen durch den Wärmetauscher auf etwa 350—400° C abgekühlt Das Temperaturniveau dieser in so die Atmosphäre gelangenden Abluft ist also recht hoch. Da die flüchtigen Schadstoffe nur in geringen, Explosionsgefahren sicher vermeidenden Konzentrationen in die Atmosphäre gelangen dürfen, ist das Abluftvolumen recht groß und wegen dieses hohen Temperaturniveaus und des großen Volumens der in die Atmosphäre gelangenden, durch die Nachverbrennung gereinigten Abluft wäre der Energieaufwand für die Nachverbrennung in diesem Fall beträchtlich, wenn nicht zusätzlich zu dem Wärmetauscher ein weiterer Wärmetauscher (Economiser) nachgeordnet wäre, der einen Wärmeträger aufheizt. Der Wärmeträger wiederum führt dem Trockner Wärme zu. Diese Ausnutzung der Wärme aus der Nachverbrennung ist jedoch wegen ihrer Trägheit für viele Aufgabengebiete nicht anwendbar. Bei Durchlauftrocknern ist es nämlich notwendig, daß die Beheizung des Trockners sehr schnell geändert werden kann.

Bei einem anderen ähnlichen, mit zwei Wärmetauschern arbeitenden Verfahren wird in dem zweiten Wärmetauscher kein Wärmeträger aufgeheizt, sondern die dem Trockner als Ersatz für die abgeführte Abluft zuzuführende Frischluft In diesem Fall ist es zwar möglich, die Beheizung des Trockners schnell abzuschalten, doch wird in diesem Fall wie im vorigen FaJl ein zusätzlicher Wärmetauscher benötigt Die Rückgewinnung der Wärme der Nachverbrennung erfolgt also ausschließlich über Wärmetauscher und nicht durch unmittelbares Mischen der zu erwärmenden Luft mit der nachverbrannten Abluft, was wärmewirtschaftlich günstiger wäre. Die gesamte Menge der nachverbrannten Abluft wird in diesem Fall in die Atmosphäre geleitet Ferner ist bei diesem Verfahren von Nachteil, daß über die Einlaß- und Auslaßschlitze des Durchlauftrockners nicht vorerwärmte Frischluft in das Trocknergehäuse gelangt

Des weiteren ist ein Durchlauftrockner mit Nachverbrennungseinrichtung bekannt (DE-ÖS 24 12 446), bei dem während der Aufheizphase die aus dem Trockner entnommene Abluft nachverbrannt und praktisch insgesamt dem Trockner wieder zugeführt wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Trockneratmosphäre schnell auf Betriebstemperatur zu bringen. Während des Normalbetriebes dagegen wird die dem Trockner entnommene Abluft zu einem Teil der Nachverbrennungseinrichtung zugeführt, während der andere Teil über einen von der nachverbrannten Abluft beaufschlagten Wärmetauscher geleitet wird. Diese im Wärmetauscher erwärmte Abluft wird dem Trockner wieder zugeführt Es ist möglich, einen Teil dieser im Wärmetauscher erwärmten Abluft zusammen mit Abluft des Trocknergehäuses der Nachverbrennungseinrichtung wieder zuzuführen. Sämtliche nachverbrannte Abluft gelangt im Normalbetrieb nach Hindurchgehen durch den Wärmetauscher in die Atmosphäre. Die in die Atmosphäre abgeleitete Abluft wird durch Frischluft ersetzt, die durch den Einlaß- und Auslaßschlitz des Durchlauftrockners in das Trocknergehäuse einströmen kann, wo sie sich mit der im Trocknergehäuse befindlichen Luft vermischt. Von Nachteil ist bei diesem Trockner mit Nachverbrennung, daß der Nachverbrennungseinrichtung Abluft verhältnismäßig niedriger Temperatur (Gemisch aus der Abluft aus dem Trocknergehäuse und der im Wärmetauscher vorerwärmten Abluft aus dem Trocknergehäuse) zugeführt wird. Um diese Abluft verhältnismäßig niedriger Temperatur nachzuverbrennen, wird mehr Fremdenergie benötigt, als bei Abluft höherer Temperatur. Ferner ist von Nachteil, daß der nachverbrannten Abluft ausschließlich im Wärmetauscher Wärme entzogen wird und die gesamte nachverbrannte Abluft dann in die Atmosphäre geleitet wird. Das bedeutet, daß die in die Atmosphäre abgeleitete Abluft nicht nur mit verhältnismäßig hoher Temperatur in die Atmosphäre abgeleitet wird, sondern auch mit einem verhältnismäßig großen Volumen. Von Nachteil ist auch noch, daß die über die Einlaß- und Auslaßschlitze einströmende Frischluft nicht vorerwärmt in den Trockner einströmt.

Schließlich ist es aus der US-PS 27 43 529 bekannt, einen Teil der in einer Brennkammer nachverbrannten Abluft über eine Abzweigleitung dem Trockner zuzuführen. Hierbei kann der nachverbrannten Abluft im Bedarfsfall vor Eintritt in den Trockner kältere Luft beigemischt werden. Auch dort wird aber die über die Ein- und Auslaßschlitze einströmende Frischluft nicht vorerwärmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Durchlauftrockner zu schaffen, der in der Wärmebilanr wirtschaftlicher ist und bei dem die in den Trockner einströmende Frischluft vorerwärmt ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Durchlauftrockner der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Bei dem erfindungsgemäßen Durchlauftrockner wird die Wärme der Nachverbrennung sowohl mittelbar durch Wärmetausch im Wärmetauscher als auch unmittelbar durch Mischen der nachverbrannten Abluft mit der zu erwärmenden Frischluft ausgenutzt, so daß sich eine erhebliche Einsparung an Fremdenergie ergibt. Da ein Teil der nachverbrannten Abluftmenge durch Mischung mit der Frischluft diese beheizt die übrige Abluftmenge den Wärmetauscher beheizt, wird diese nachverbrannte übrige Abluftmenge stärker abgekühlt ais bei Zufuhr der gesamten nachverbrannten Abluftmenge zu dem Wärmetauscher. Da die Frischluft über die Ein- und Auslaßschlitze für die Warenbahn nur vorerwärmt in den Trockner gelangt, wird eine Kondensation der in der Trockneratmosphäre enthaltenen flüchtigen Schadstoffe und somit auch ein Niederschlag der zu Tröpfchen kondensierenden Schadstoffe auf Trocknerteilen vermieden.

Für die Beimischung der nachverbrannten, nicht abgekühlten Abluft zu der Frischluft kann ein Verhältnis gewählt werden, bei dem die Mischtemperatur der nachverbrannten Abluft und der Frischluft gleich der Solltemperatur des Trockners ist. In einem, solchen Fall braucht von den Brennern des Trockners nur die für die Aufwärmung des Bahnmaterials und die Verdunstung nötige Wärme aufgebracht zu werden. Der Wärmeaufwand des Trockners kann dadurch , z. B. beim Trocknen von Offsetdruckmaterial, auf die Hälfte des üblichen Wertes gesenkt werden. Auch die Nachverbrennung benötigt weniger Energie, da bei gleichem Aufwand Volumen und Temperatur der in die freie Atmosphäre geleiteten, gereinigten Abluft gesenkt werden.

Die Mischeinrichtungen in der Ausgestaltung der Düsen verhindern, daß die Materialbahn mit der heißen, nachverbrannten Abluft unmittelbar in Berührung kommt. Die einzelnen, aus den Austrittsdüsen austretenden Strahlen sorgen für eine schnelle Vermischung der Frischluft mit der heißen Abluft.

Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 einen Durchlauftrockner mit einer Nachverbrennungsanlage in schematischer Darstellung und in Seitenansicht,

F i g. 2 eine Mischeinrichtung an einem Aus- bzw. Eintrittsschlitz des Durchlauftrockners im Schnitt und in isometrischer Darstellung.

Die zu trocknende Materialbahn 1 wird von Führungsrollen 2, 3, z. B. dem letzten Druckwalzenpaar einer Rollenoffsetdruckmaschine, zugeführt und gelangt über einen Frischlufteinlaß 4 in das Innere eines Durchlauftrockners 5. Auf dem Weg durch den Durchlauftrockner 5 wird die Materialbahn 1 zwischen einer unteren und einer oberen Anordnung 7, 8 aus Düsen geführt, aus denen Luft ausgeblasen wird. Die aus den Düsen austretende L-\ft hält die Materialbahn 1 in der Schwebe. Die Luft wird den Düsen über Gebläse 9,10 zugeführt die die Luft aus dem Innern des Durchlauftrockners 5 ansaugen. Die Luft im DurchJauftrockner 5 wird durch gasbeheizte Brenner 11, 12 auf Temperatur i_T z. B. = 240" C aufgeheizt und gehalten. Die aus einem Frischlufteinlaß 6 austretende Materialbahn 1 wird über Kühlwalzen 13,14 geführt wobei die Schadstoffabgabe sofort gestoppt wird.

Die beim Trocknen der Materialbahn 1 anfallenden flüchtigen Stoffe werden durch Absaugen der Abluft des

ίο Durchlauftrockners 5 mittels eines Gebläses 15 über einen Abluftkanal 16 aus dem Durchlauf trockner 5 entfernt In den Abluftkanal 16 mündet ein von einer Haube 17 ausgehender Kanal 18. Die Haube 17 sammelt die von der Materialbahn 1 nach deren Austritt aus dem Durchlauftrockner 5 noch austretenden flüchtigen Stoffe und fördert sie zusammen mit Frischluft in einer Menge V_H mit der Temperatur t_H = 30° C zu dem Abluftkanal 16. Das Gebläse 15 fördert ein Abluftgemisch der Mengen VU mit der Temperatur fo z. B.

= 150°C über einen Kanal 19 zu einem Wärmetauscher 20. Die Abluft durchströmt diesen Wärmetauscher 20 irn Gegenstrom und erwärmt sich dabei auf eine Temperatur tv ζ. B. 450° C. Die auf 450° C erwärmte Abluft wird zur Nachverbrennung durch gasbeheizte Brenner 21 geführt und auf 700° C aufgeheizt. Die vollkommene Nachverbrennung mit großer Reinheit findet durch Verweilen in einer Brennkammer 22 statt. Ein Volumenteil Vk wird durch den Wärmetauscher 20 geführt und auf eine Temperatur t_K von z. B. 300° C abgekühlt. Diese abgekühlte Abluft wird über einen Rauchgasaustritt 24 in die Atmosphäre abgelassen.

Der übrige Anteil Vr z. B. ein Drittel der vom Gebläse 15 geförderten Volumen der nachverbrannten Abluft mit der Temperatur te von z. B. 7O0°C wird über Abzweigleitungen 25, 26 den Frischlufteinlässen 4 bzw. 6 vorgeordneten kleinen Luftkästen 27,28 zugeführt, die mit den Frischlufteinlässen 4,6 fluchtende, entsprechend ausgebildete Schlitze 23, 29 haben. Da der Durchlauftrockner 5 unter Unterdruck steht, damit die Trocknungsluft mit dem Schadstoffgehalt gleich der Abluft nicht über die Schlitze 23, 29 in den Arbeitsraum gelangt, wird über die Schlitze 23, 29 heiße, gereinigte Abluft aus den Luftkästen 27,28 vermischt mit Frischluft angesaugt. Aufgrund der Vermischung von Heißluft mit Frischluft in einem Verhältnis von z. B. 1 :3 ergibt sich eine Mischtemperatur von z. B. 240° C. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß keine die Materialbahn 1 beschädigenden, brennkammerheißen Gase die Materialbahn 1 beaufschlagen. Die Vermischung kann insbesondere mittels Düsen mit zur Materialbahn 1 hin konvex gewölbten Leitblechen 30 erreicht werden, die oberhalb und unterhalb der Materialbahn 1 angeordnet sind. Diese Düsen gewährleisten außerdem, daß die Materialbahn 1 nicht mit den heißen Rändern der Schlitze 23, 29 in Berührung kommt.

Die Mischeinrichtung gemäß F i g. 2 weist auf beiden Seiten der Materialbahn 1 ein zur Materialbahn 1 hin konvex gewölbtes, perforiertes Leitblech 30 auf. Die Schwebestabilität wird durch die die Grenzschicht beeinflussende Strömung eines Frischluftanteils durch die Perforation gemäß den Pfeilen 31, 32 erreicht. Die unmittelbar aus der Brennkammer 22 abgeleitete heiße Abluft wird über die Luftkästen 27, 28 zugeführt, die durch isolierwände 33 abgeschlossen sind. Diese heiße Abluft tritt durch einen trocknerseitig angeordneten Düsenkamm in Form von Einzelströmen unter spitzem Winkel zur Materialbahn 1 hin aus. Die Einzelströme vermischen sich sehr schnell mit der angesaugten

Frischluft. Die so aufgeheizte Frischluft als Gemisch von Frischluft und heißer, gereinigter Abluft erweitert die Trocknungsstrecke zum eigentlichen Düsenteil auf die ganze Trocknerlänge. Dadurch wird die Leistung des Durchlauftrockners 5 verbessert. Darüber hinaus verhindert sie Festkörperkondensation der Schadstoffe an dem Trocknerein- und -ausgang, so daß Betriebsstörungen und Reinigungsarbeiten vermieden werden können.

Günstig auf die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung wirkt sich die Benutzung der umluftgespeisten Brenner 11, 12 im Durchlauftrockner 5 aus. Da der Durchlauftrockner 5 durch den geringen Sauerstoffgehalt der Umluft im Durchlauftrockner 5 merklich an der Grenze der Flammenstabilität der Brenner 11, 12 betrieben wird, kann es nötig sein, die Brenner 11, 12 mit Verbrennungsluft zu betreiben, die einen höheren Sauerstoffanteil als die Umluft hat. In einem solchen Fall kann die Abluft von der Haube 17 den Brennern 11, 12 zugeführt werden. Die Wärmebilanz des Verfahrens wird hierdurch nicht geändert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Durchlauftrockner für Warenbahnen mit einer Brennkammer zum Nachverbrennen der im Trackner flüchtig gewordenen, Schadstoffe enthaltenden, dem Trockner entzogenen Luft und einem von der nachverbrannten Abluft beheizten Wärmetauscher für die dem Trockner entzogene Abluft sowie Ein- und Austrittsschlitzen für die Warenbahn, die ι ο gleichzeitig Frischlufteinlässe bilden, dadurch gekennzeichnet, daß von der Brennkammer (22) Abzweigleitungen (25, 26) zu Mischeinrichtungen an den Frischlufteinlässen (4, 6) des Trockners (5) führen. is

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischeinrichtungen (4, 6) aus in den zugeführten Frischluftstrom mündenden Düsen (34) bestehen, die mit der nachverbrannten Abluft aus der Brennkammer (22) beaufschlagbar sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Düsen (34) zur Materialbahn (1) hin konvex gewölbte, insbesondere perforierte Leitbleche (30) zugeordnet sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die beizumischende nachverbrannte Abluft am trocknerseitigen Rand der Leitbleche (30) die insbesondere kammartig ausgebildeten Düsen (34) vorgesehen sind, die unter einem spitzen Winkel gegen die Materialbahn (1) gerichtet sind.