SE531649C2 - Plant for batch drying of particulate material - Google Patents

Description

25 30 35 531 Såå Figur 3 visar ett flödesschema för en torkanläggning enligt uppfinningen. Figure 3 shows a flow chart for a drying plant according to the invention.

Figur 4 visar i ett Mollierdiagram, driften av en torkanläggning enligt figur 3.Figure 4 shows in a Mollier diagram, the operation of a drying plant according to figure 3.

På figur 1 visas tre torkningsanordningar som är i princip inbördes lika. Dessa torkanordningar/torkceller har vardera formen av ett hus 10 med en trågformad botten ll. Huset innehåller en rotationslagrad rotor 20 vilken har en allmänt cirkulärcylindrisk envelop som är koaxiell med dess rotationsaxel vilken är anordnad i huvudsak horisontell.Figure 1 shows three drying devices which are in principle mutually identical. These drying devices / drying cells each have the shape of a housing 10 with a trough-shaped bottom 11. The housing contains a rotatably mounted rotor 20 which has a generally circular-cylindrical envelope which is coaxial with its axis of rotation which is arranged substantially horizontally.

Husets undre omkretsparti närgränsar till enveloppen av rotorns 20 undre del över ett vinkelomràde uppgående till Ungefär +/- 45 grad från ett vertikalplan innehållande rotoraxeln. Utanför detta vinkelområde sträcker sig husets undre väggdelar tangentiellt till rotorn såsom visas. Husets 10 övre del har en övre väggdel 14 (som uppåt avgränsar gasöppningarna 30, 31). En slussventil 15 genom vilken partikelmaterial kan införas i huset 10 ansluter till väggen 14. Slussventilen 15 kan utbreda sig längs rotorns och husets hela längd och kan därigenom själv bilda väggen 14, såsom visas på figur 1. Slussventilen kan ansluta mellan en understa del av bottenomràdet 11 och området av en närmast underliggande anordning 10 i området mellan de övre delarna av dess öppningar 30, 31. Pà figur 1 kan man vidare se att varje hus 10 i två motsatta uppåt konvergerande väggområden har en inloppsöppning 30 respektive en utloppsöppning 31 för ett torkningsgasflöde. En torkcell drives satsvis, och partikelmaterialet exempelvis sågspån, fylles i huset 10 upp till en nivå motsvarande bottendelens/bottentrågets släppning från rotorns envelop. På figur 1 kan man se att rotorns 20 periferi har vingliknande element som vid rotorns rotation medbringar partikelmaterialet i rotorns rotation dvs. medurs i den understa torkcellen 10 varvid partikelformigt material kastas uppåt på gasutloppssidan av torkcellen, med en 10 15 20 25 30 53% 549 rörelsekomponent i motström till gasflödet som inströmmar genom inloppsöppningen 30, så att allmänt betraktat, en ridå av partiklar kastas uppåt på torkcellens 10 gasutloppssida upp till i närheten av husets innertak, och sedan faller nedåt på husets gasinloppssida. Gasöppningarna 30, 31 visas ligga i plan som uppåt konvergerar mot varandra, så att gasinloppsflödet som inkommer genom öppningen 30 och strömmar i normalriktningen till öppningens 30 utbredningsplan, är allmänt riktat mot omrâdet för rotoraxeln, och avlänkas snett uppåt till en riktning som är parallell med en normal till utloppsöppningens 31 utloppsplan. Det inses att luftströmmen genom öppningarna 30, 31 i princip passerar två ridàer av partikelmaterial som rör sig utmed en kastparabel vilken något deformeras av gasflödet. Torkcellernas 10 hus 2 väsentligen parallella ändväggar 24 som ligger i ritningsfigurens 1 plan och som närgränsar till en respektive ändyta av rotorn 20.The lower circumferential portion of the housing is adjacent to the envelope of the lower part of the rotor 20 over an angular range amounting to Approximately +/- 45 degrees from a vertical plane containing the rotor shaft. Outside this angular range, the lower wall portions of the housing extend tangentially to the rotor as shown. The upper part of the housing 10 has an upper wall part 14 (which delimits the gas openings 30, 31 upwards). A sluice valve 15 through which particulate material can be introduced into the housing 10 connects to the wall 14. The sluice valve 15 can extend along the entire length of the rotor and the housing and can thereby itself form the wall 14, as shown in Figure 1. The sluice valve can connect between a lower part of the bottom area 11 and the area of an adjacent device 10 in the area between the upper parts of its openings 30, 31. In Figure 1 it can further be seen that each housing 10 in two opposite upwardly converging wall areas has an inlet opening 30 and an outlet opening 31, respectively, for a drying gas flow. . A drying cell is driven batchwise, and the particulate material, for example sawdust, is filled in the housing 10 up to a level corresponding to the release of the bottom part / bottom trough from the rotor envelope. In figure 1 it can be seen that the periphery of the rotor 20 has wing-like elements which during the rotation of the rotor carry the particulate material in the rotation of the rotor, i.e. clockwise in the lowest drying cell 10, with particulate material being thrown upwards on the gas outlet side of the drying cell, with a 539 54% 549 moving component of countercurrent to the gas flow flowing in through the inlet opening 30, so that generally, a curtain of particles is thrown upwards on the drying cell Gas outlet side up to near the ceiling of the housing, and then falls down on the gas inlet side of the housing. The gas openings 30, 31 are shown lying in planes which converge upwards towards each other, so that the gas inlet flow entering through the opening 30 and flowing in the normal direction to the plane of expansion of the opening 30 is generally directed towards the area of the rotor shaft, and is deflected obliquely upwards in a direction parallel to a normal to the outlet plane 31 of the outlet opening 31. It will be appreciated that the air flow through the openings 30, 31 in principle passes through two curtains of particulate material which move along a throw parabola which is slightly deformed by the gas flow. The housing 2 of the drying cells 10 substantially parallel end walls 24 which lie in the plane of the drawing figure 1 and which adjoin a respective end surface of the rotor 20.

Luften som inleds genom cellen, förvärmes till en i förväg bestämd temperatur för att effektivt kunna ta upp och medföra fukt från partikelmaterial/sågspànet i cellen.The air that is introduced through the cell is preheated to a predetermined temperature in order to efficiently absorb and carry moisture from the particulate matter / sawdust in the cell.

På figur 1 kan man utläsa att tre inbördes lika torkceller 10 är anordnade vertikalt över varandra, varvid den vertikalt mellanliggande cellen 10 är vriden 180 grader i horisontalplanet relativt de övriga torkcellerna, för att medge ett gasflöde från den understa torkcellen 10 att enkelt kunna ledas genom den mellanliggande torkcellen, och vidare från den mellanliggande cellen genom den översta torkcellen, i en meanderformig bana såsom betraktat i figur l. Av figur l kan man vidare utläsa att torkcellen i sin övre ändvägg har en slussventil genom vilken partikelmaterialet satsvis kan införas i respektive torkcell. Vidare har varje torkcell 10 en vid tràgets botten belägen slussventil 15 genom vilken i cellen torkat material kan tömmas gravimetriskt, exempelvis 10 15 20 25 30 35 531 E49 till en närmast underliggande torkcell 10, eller till medel för borttransport av färdigttorkat partikelmaterial.In Figure 1 it can be seen that three mutually equal drying cells 10 are arranged vertically one above the other, the vertically intermediate cell 10 being rotated 180 degrees in the horizontal plane relative to the other drying cells, in order to allow a gas flow from the lowest drying cell 10 to be easily led through the intermediate drying cell, and further from the intermediate cell through the uppermost drying cell, in a meander-shaped path as seen in Figure 1. From Figure 1 it can further be read that the drying cell in its upper end wall has a lock valve through which the particulate material can be batchwise introduced into each drying cell . Furthermore, each drying cell 10 has a sluice valve 15 located at the bottom of the tray through which dried material in the cell can be emptied gravimetrically, for example E49 to a nearest underlying drying cell 10, or to means for transporting away pre-dried particulate material.

Av figur 3 kan man utläsa att uteluft leds genom en första luftvärmare LBl, vilken med fördel kan tillföras energi från en kondensor som kondenserar relativt varmt vatten från vattenånga ur ett gasflöde eller avgasflöde exempelvis från en bränslepanna eller från ett torkgasflöde i den övergripande anläggning i vilket torkanläggningen ingår.From Figure 3 it can be seen that outdoor air is led through a first air heater LB1, which can advantageously be supplied with energy from a condenser which condenses relatively hot water from water vapor from a gas stream or exhaust stream, for example from a fuel boiler or from a drying gas stream in the overall plant. the drying plant is included.

På figur 3 kan man utläsa att sågspånsmaterialet satsvis leds genom torkanordningarna TCI, TC2, TC3, varvid sågspånet från TC3 har en i förväg bestämd fukthalt, väsentligen oberoende av variationer i fukthalten hos det obehandlade sågspånet som tillföres TCl.In Figure 3 it can be seen that the sawdust material is batchwise passed through the drying devices TC1, TC2, TC3, the sawdust from TC3 having a predetermined moisture content, substantially independent of variations in the moisture content of the untreated sawdust supplied to TCl.

Friska luften som värms till en i förväg bestämd temperatur i LB1, leds till en väsentlig andel genom TC3, och filtreras vid utgången av TC3 med ett filter FTl, varefter frånluften från TC3 värmes i en värmeväxlare LB2 upp till en i förväg bestämd temperatur, för att sedan blandas med ett shuntat delflöde av den friska luften som värmts i LB1. Det totala värmda gasflödet leds sedan genom TC2, och filtreras för avskiljning av partiklar från TC2, varefter gasflödet ytterligare värmes i LB3 innan det leds genom TCl och eventuellt ut i miljön.The fresh air heated to a predetermined temperature in LB1 is passed to a substantial proportion through TC3, and filtered at the outlet of TC3 with a filter FT1, after which the exhaust air from TC3 is heated in a heat exchanger LB2 up to a predetermined temperature, for to then be mixed with a shunted partial flow of the fresh air heated in LB1. The total heated gas flow is then passed through TC2, and filtered to separate particles from TC2, after which the gas flow is further heated in LB3 before being passed through TCl and possibly into the environment.

Eventuellt kan värmeinnehållet i luften som avgår från TCl omhändertas på något nyttigt sätt. Av figur 4 kan man utläsa ett driftexempel i vilket friskluften dvs. torkningsgasflödet uppvärmes från O grad C och X=2(X=g vatten/kg torrluft) till en temperaturnivå av 70 grader, innan det leds genom sågspånet i TC3, där man kan se att torkningsgasens temperatur faller, i exemplet till T=25 varvid X=20,4 och i=77,l, varefter den från TC3 avgående torkningsgasen ånyo uppvärmes till 70 grader innan den leds genom Cl och där, i exemplet får värdena T=41, X=52,4, i=l76,2. Det inses att man genom stegvis 10 15 20 25 30 35 531 B45 temperaturstegring av torkningsgasen före resp. torkcell uppnår gynnsamma och effektiva torkningsbetingelser. Vid exempelvis en temperatur av 70 grader C står vanligtvis stora mängder energi till förfogande i ett sågverk vilket för mängder av sågspån produceras, varvid trämaterial i olika former, exempelvis barr kan förbrännas varvid förbrännings- rökgasen kan utnyttjas som en energikälla för förvärmning av torkningsgasflödet till en vald temperatur uppströms resp. torkcell. Genom den uppfinningsenliga torkanläggningen uppnås flera fördelar. Anläggningen och dess torkningsanordningar/ torkceller kan göras mycket kompakta eftersom luftflödet genom torkcellerna är konstant och lågt, och genom att den uppnådda stora torkkapaciteten etableras genom att gasens förmåga att uppta vatten från sågspånet åstadkommes genom att torkningsgasen ett flertal gånger bibringas en förhöjd temperatur före passagen av resp. cell, och i flödesbanan mellan närliggande celler. Torkeffekten bestämmes av MWflUm=qAx där M är upptaget vatten, q är torkluften och Ax är torkluftens förändring av vatteninnehållet. Den fysiska storleken på respektive torkcell är direkt proportionell mot luftflödet, vilket resulterar i en torkcell med god yteffektivitet.Optionally, the heat content of the air leaving TCl can be disposed of in some useful way. From figure 4 you can read an operating example in which the fresh air, ie. the drying gas flow is heated from 0 degree C and X = 2 (X = g water / kg dry air) to a temperature level of 70 degrees, before it is passed through the sawdust in TC3, where it can be seen that the temperature of the drying gas falls, in the example to T = 25 where X = 20.4 and i = 77.1, after which the drying gas leaving TC3 is again heated to 70 degrees before it is passed through Cl and there, in the example, the values T = 41, X = 52.4, i = l76.2 . It will be appreciated that by gradually increasing the temperature of the drying gas before resp. drying cell achieves favorable and efficient drying conditions. At a temperature of 70 degrees C, for example, large amounts of energy are usually available in a sawmill, which produces quantities of sawdust, whereby wood materials in various forms, for example needles, can be burned, whereby the combustion flue gas can be used as an energy source for preheating the drying gas flow to a selected temperature upstream resp. torkcell. Several advantages are achieved by the drying plant according to the invention. The plant and its drying devices / drying cells can be made very compact because the air flow through the drying cells is constant and low, and by establishing the achieved large drying capacity by achieving the gas's ability to absorb water from the sawdust by giving the drying gas an elevated temperature before resp. cell, and in the flow path between adjacent cells. The drying effect is determined by MW fl Um = qAx where M is absorbed water, q is the drying air and Ax is the drying air's change of the water content. The physical size of each drying cell is directly proportional to the air flow, which results in a drying cell with good surface efficiency.

En torkcell av den art som ingår i torkanläggningen kan ha en total bredd av 2-3 m och en längd i rotorns axelriktning av 3- 4 m, och en höjd av ungefär 3 m.A drying cell of the type included in the drying plant can have a total width of 2-3 m and a length in the axis direction of the rotor of 3-4 m, and a height of approximately 3 m.

Torkcellerna som är seriekopplade såväl med avseende på sågspånsgenomflöde som torkluftgenomflöde, arbetar enligt batchmetoden, dvs. efter en torkningsperiod av ungefär 20 minuter, tömmes torkat sågspån ut från torkcellen TC3, överföres sågspånet från TC2 till TC3, och från TCl till TC2, och införes obehandlat sågspån till TCl via de ifrågavarande slussventilerna. Under överföringen av sågspån mellan torkcellerna och ut från torkcellerna kan rotorn löpa, 10 15 20 25 30 35 53¶ Såå företrädesvis dock med en lägre hastighet än den som utnyttjas för etablering av partikelridåerna för att säkerställa utmatning genom utloppsventilerna.The drying cells, which are connected in series with respect to both sawdust flow and drying air flow, operate according to the batch method, ie. after a drying period of about 20 minutes, dried sawdust is discharged from the drying cell TC3, the sawdust is transferred from TC2 to TC3, and from TCl to TC2, and untreated sawdust is introduced to TCl via the lock valves in question. During the transfer of sawdust between the drying cells and out of the drying cells, the rotor can run, however, preferably at a lower speed than that used to establish the particle curtains to ensure discharge through the outlet valves.

I en utföringsform kan man mellan TC2 och den sista torken TC3 mäta partikelmaterialets temperatur (=t våt för utgående temperatur från TC2). Om den avkända temperaturen inte motsvarar den dimensionerande temperaturen för torkningstids- perioden för en normal materialsats i TC3, så justeras materialets torkningsperiod i TC3. Om den avkända temperaturen är högre än dimensionerande temperatur, så utgör detta en indikation på att det till TC3 inkommande materialet är torrare än dimensionerat värde, varför upphållstiden för materialet i TC3 reduceras. I det motsatta fallet ökas torkningstiden i TC3 för materialet från TC2, i enlighet med ett erfarenhetsvärde. Ett sådant styrsystem erbjuder en utmärkt möjlighet att på enkelt vis kunna etablera en konstant utgående fukthalt för materialet från TC3, oberoende av variationer i fukthalten i inkommande partikelmaterial till TC3.In one embodiment, between the TC2 and the last dryer TC3, the temperature of the particulate material (= t wet for outlet temperature from TC2) can be measured. If the sensed temperature does not correspond to the design temperature for the drying time period for a normal batch of material in TC3, the drying period of the material in TC3 is adjusted. If the sensed temperature is higher than the dimensioning temperature, this is an indication that the material entering TC3 is drier than the dimensioned value, so that the residence time of the material in TC3 is reduced. In the opposite case, the drying time in TC3 for the material from TC2 is increased, in accordance with an experience value. Such a control system offers an excellent possibility of being able to easily establish a constant outgoing moisture content for the material from TC3, independent of variations in the moisture content of incoming particulate material to TC3.

Filtren FTl, FT2 kan bestå av en silduk exempelvis i formen av ett eller flera skikt av en viraduk av den art som ofta används i maskiner för papperstillverkning. En sådan silduk kan exempelvis vara anordnad över torkcellens utloppsöppning, eller i en separat partikelavskiljare. På sildukens nedströms belägna sida kan ett långsträckt munstycke vara anordnat rörligt tvärs sin längdriktning, parallellt med sildukens yta och intill denna varvid munstycket har en luftutloppsspalt som är riktad i uppströmriktning och mot silduken, varvid det lamellartade luftflödet från munstycket bringar avsatta partiklar på silduken att släppa momentant så att de kan röra sig nedåt under inverkan av tyngdkraften, och så småningom avlägsnas från den undre delen av filterduken. 10 Eåï E49 Gasflödet/luftflödet I TCl möter gasflödet ett mycket fuktigt partikelmaterial vilket i sig effektivt fungerar som ett filter och avskiljer små partiklar vatten i praktiken därför inte har någon möjlighet att medbringas av gasflödet ut ur partikelmassan i TCl.The filters FT1, FT2 can consist of a screen cloth, for example in the form of one or more layers of a wire cloth of the kind often used in papermaking machines. Such a screen cloth can for instance be arranged over the outlet opening of the drying cell, or in a separate particle separator. On the downstream side of the screen, an elongate nozzle may be arranged movably transverse to its longitudinal direction, parallel to and adjacent to the surface of the screen, the nozzle having an air outlet gap directed in the upstream direction and towards the screen, the lamellar air flow from the nozzle momentarily so that they can move downwards under the influence of gravity, and eventually be removed from the lower part of the filter cloth. 10 Eåï E49 The gas flow / air flow In TCl, the gas flow meets a very moist particulate material which in itself effectively acts as a filter and separates small particles of water in practice therefore has no possibility of being carried by the gas flow out of the particulate mass in TCl.

Vid uppvärmningen kan gasflödet åter värmas av någon lågtemperaturvärmekälla till en relativt låg temperaturnivå före passagen av resp. torkcell varvid gasen fuktmättas och kyles, och sedan efter återuppvärmning åter kan uppta en ytterligare stor fuktmängd, såsom åskådliggöra på figur 4.During heating, the gas flow can be reheated by any low temperature heat source to a relatively low temperature level before the passage of resp. drying cell whereby the gas is saturated with moisture and cooled, and then after reheating can again absorb an additional large amount of moisture, as illustrated in Figure 4.

Claims (4)

10 15 20 25 30 53% Båt? Patentkrav10 15 20 25 30 53% Boat? Patent claims 1. Anläggning för torkning av partikelformigt material, innefattande åtminstone två torkanordningar (TC1, TC2, TC3), där varje torkanordning innefattar ett hus (lO) vilket inne- håller en omrörningsanordning (20) för i huset satsvis emotta- get material, och en fläktanordning för genomledning av ett torkningsgasflöde genom partikelmaterialet i huset via en in- loppsöppning (30) och en utloppsöppning (31) i huset, känne- tecknad av att torkanordningarna är vertikalt åtskilda och har vardera i sitt bottentråg en öppningsbar ventil för gravimet- risk avtappning av partikelmassan däri till en underliggande torkanordning som är belägen närmast längre uppströms relativt torkningsgasflödesriktningen, och att torkningsgasflödet vär- mes före passagen genom respektive efterföljande torkanordning för att medge torkningsgasen att erhålla en stegrad kapacitet att emotta fukt från materialet däri.A plant for drying particulate material, comprising at least two drying devices (TC1, TC2, TC3), each drying device comprising a housing (10) which contains a stirring device (20) for material received batchwise in the housing, and a fan device for passing a drying gas flow through the particulate material in the housing via an inlet opening (30) and an outlet opening (31) in the housing, characterized in that the drying devices are vertically separated and each has in its bottom tray an openable valve for gravimetric drainage of the particulate mass therein to an underlying drying device located immediately further upstream relative to the drying gas flow direction, and that the drying gas flow is heated before passage through the respective subsequent drying device to allow the drying gas to obtain an increased capacity to receive moisture from the material therein. 2. Anläggning enligt krav l, kännetecknad av att en tem- peratursensor är anordnad att avkänna temperaturen hos parti- kelmaterialet som överföres från en i materialflödesriktningen näst sista torkanordning till den sista torkanordningen, att en jämförelsesanordning är anordnad att jämföra den avkända partikelmaterialtemperaturen med ett temperaturbörvärde för materialet, vilket temperaturbörvärde är relaterat till en di- mensionerande upphàllstid för torkmaterialet, och att den di- mensionerande upphållstiden för materialet i den sista torkan- ordningen korrigeras med hänsyn till den avkända temperaturens värde i förhållande till temperaturbörvärdet, på basis av er- farenhetsvärden, för att därigenom inställa en torkningstids- period i den sista torkanordningen för vilken en i förväg be- stämd fukthalt uppnås i partikelmaterialet vid slutet av tork- 10 53 'l 549 ningstidsperioden i den sista torkanordningen, oberoende av variationer i fukthalt i inkommande partikelformigt material till den sista torkanordningen.Plant according to claim 1, characterized in that a temperature sensor is arranged to sense the temperature of the particulate material which is transferred from a penultimate drying device in the material flow direction to the last drying device, that a comparison device is arranged to compare the sensed particulate material temperature with a temperature setpoint. for the material, which temperature setpoint is related to a dimensioning residence time of the drying material, and that the dimensioning residence time of the material in the last drying device is corrected with respect to the value of the sensed temperature in relation to the temperature setpoint, based on experience values. , to thereby set a drying time period in the last drying device for which a predetermined moisture content is reached in the particulate material at the end of the drying time period in the last drying device, independent of variations in moisture content in incoming particulate material. to In the last dryer. 3. Anläggning enligt något av kraven l - 2 kännetecknad av att en i huvudsak konstant temperaturnivå väljes för tork- ningsgasens uppvärmning före inloppet i varje torkanordning i torkanläggningen, och att torkningsgasen företrädesvis värmes med energi från en kondensor för ett gasflöde innehållande varm vattenånga.Plant according to one of Claims 1 to 2, characterized in that a substantially constant temperature level is selected for heating the drying gas before the inlet in each drying device in the drying plant, and that the drying gas is preferably heated with energy from a condenser for a gas flow containing hot water vapor. 4. Anläggning enligt något av kraven 1 - 3, kännetecknad av att den innefattar tre torkanordningar (TCl, TC2, TC3).Plant according to one of Claims 1 to 3, characterized in that it comprises three drying devices (TCl, TC2, TC3).