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Verfahren zur Trocknung von Schüttgutgemischen und Wirbelbetttrockner - Dokument DE3819584A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE3819584A1 05.01.1989
Titel Verfahren zur Trocknung von Schüttgutgemischen und Wirbelbetttrockner
Anmelder Waagner-Biró AG, Wien, AT
Erfinder Beckmann, Georg, Dipl.-Ing. Dr., Wien, AT;
Hillinger, Bruno, Dipl.-Ing. Dr., Hinterbrühl, AT
Vertreter Grättinger, G., Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing., Pat.-Anw., 8130 Starnberg
DE-Anmeldedatum 09.06.1988
DE-Aktenzeichen 3819584
Offenlegungstag 05.01.1989
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.01.1989
IPC-Hauptklasse F26B 3/08
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung von Schüttgutgemischen, insbesondere von zu brikettierendem Brennstoff wie beispielsweise Torf, bei dem das Schüttgutgemisch unterschiedliche Wirbelbetteigenschaften aufweist, so daß im Wirbelbett eine Entmischung auftritt, und den entsprechend ausgebildeten Wirbelbetttrockner. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die Strömungsgeschwindigkeit des zu verwirbelnden Fluides im Wirbelbett von unten nach oben abnimmt, so daß die Tragfähigkeit der Wirbelbettströmung beeinflußbar ist, in dem Sinn, daß im unteren Teil die spezifisch schwereren Bestandteile des Schüttgutgemisches und im oberen Teil die spezifisch leichteren Teile desselben getrocknet bzw. behandelt werden. Besondere Vorteile ergeben sich bei der Trennung von fasrigen und körnigen Schüttgutgemischen, insbesondere bei Torf, wobei die einzelnen Fraktionen über getrennte Auslässe 2 und 3 vom Wirbelbett abgeführt, nachher wieder gemischt, oder auch getrennten Verwendungszwecken zugeführt werden. Der erfindungsgemäße Wirbelbetttrockner besteht aus einem trichterförmigen Trocknungsraum, in den Heizflächen 12 eingehängt sind zur Einbringung der Prozeßwärme. Im Bereich des Wirbelbodens ist ein zentraler Austrag 2 für die spezifisch schwerere Schüttgutfraktion vorgesehen, während für die spezifisch leichtere Fraktion ein Austrag 3 vorgesehen ist, der mit der Oberkante 5 des Wirbelbodens 6 bzw. dessen Überlauf verbunden ist. Zur ...

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung von Schüttgutgemischen, wie z. B. Torf oder mit Strohstaub und Schalen oder Steinchen verunreinigten Ölsaaten, deren Bestandteile sich im Wirbelbett in Grob-, Fein- und/oder Fasergut entmischen, dessen Gehäuse vom Anströmboden aufbauend sich nach oben erweiternd ausgebildet ist, mit in das Wirbelbett ein- oder untertauchenden Heizflächen, und einen Wirbelbetttrockner zur Durchführung des Verfahrens.

Es sind Wirbelbetttrockner gemäß EP-A1 02 00 716 bekannt, deren Gehäuse sich nach oben erweitert, so daß die Wirbelschichte eine mehrfache Stärke erhält, wobei die Auströmgeschwindigkeit des fluidisierenden Fluids konstant gehalten wird. Um Schwierigkeiten zu begegnen, wird das zu trocknende Gut vorbereitet, wobei Gütergemische meistens als nicht im Wirbeltrockner behandelbare Substanzen ausgeschieden werden. Ein derartiger Stoff ist z. B. Torf, der in bekannter Weise einen großen Faseranteil hat und so zur Knäuelbildung neigt. Knäuelbildungen haben einen hohen Auftrieb, wobei sich die Knäuel an der Oberseite der Wirbelschicht ansammeln und den Trockner mehr oder weniger verlegen. Ähnliches gilt bei der Getreidetrocknung, wo Sand und Getreidekörner ein unterschiedliches spezifisches Gewicht aufweisen, so daß auch hier Schwierigkeiten auftreten.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, im Wirbelbetttrockner eine gewisse Lockerung der Knäuel und eine Sichtung durchzuführen, wobei hauptsächlich die Fasern von den Nicht-Fasern, sprich Körnchen, getrennt werden, indem sich im Wirbelbett zwei Schichten ausbilden, deren untere aus dem angereicherten Körnchengut und deren obere Schichten aus dem angereicherten fasrigen Gut besteht. Die Fasern haben dabei den Vorteil, daß sie sich im Wirbelbett aufstellen und dabei einen gewissen Kämm- oder Reinigungseffekt durchlaufen. Durch diese Maßnahme kann der Wirbelbetttrockner auch zu einer Art Sichter ausgebildet werden, in dem Güter unterschiedlichen spezifischen Gewichts, in diesem Fall eher unterschiedlichen spezifischen Auftriebes, in unterschiedliche Schichten getrennt und auch abgezogen werden. Dadurch entsteht eine Anreicherung in den einzelnen Schichten und auch eine Mengen-Reduzierung der unerwünschten, insbesondere fasrigen, Bestandteile. Um aber eine Entwirrung der Komponenten zu erreichen, ist neben der üblichen Fluidisierung auch eine Umwälzung des zu trocknenden Gutes erforderlich, wobei in einer Art Waschprozeß die Trocknung von Grob- und Feinmaterial vor sich geht. Zu diesem Zweck sind spezielle Einbauten, Ausbildungen und auch Betriebsweisen des Wirbelbettes von besonderem Vorteil, deren Kennzeichen in den Unteransprüchen angegeben sind.

Zur Durchführung der Aufgabe ist als Grundmaßnahme erfindungsgemäß notwendig, daß die Strömungsgeschwindigkeit des verwirbelnden Fluids während des Aufstieges durch das Wirbelbett durch Querschnittsvergrößerung des Wirbelbettes verkleinert wird, so daß die körnigen Bestandteile von den fasrigen bzw. feinen Bestandteilen während der Trocknung in Schichten getrennt werden, die über getrennte Austräge mit regelbarem Trocknungsgrad und/oder Mischungsverhältnis abgezogen werden.

Der erfindungsgemäße Wirbelbetttrockner zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Trocknungsraum je einen oder mehrere Austräge mit Durchlaufregeleinrichtung für das getrocknete Gut im Bereich des insbesondere zentralen Wirbelbodens und der Oberkante des Wirbelbettes, im Randbereich aufweist und daß der Eintrag für das zu trocknende Gut quer zu den das Wirbelbett heizenden Heizflächen, insbesondere zentral, angeordnet ist.

Die Erfindung gestattet somit, nicht nur schwierige Stoffe zu trocknen, sondern gleichzeitig auch durch unterschiedlichen Mengenabzug die einzelnen Fraktionen unterschiedlichen Trocknungszeiten zu unterwerfen bzw. die Verweilzeiten entsprechend zu gestalten, so daß beispielsweise für zu verwerfende Abfallfraktionen möglichst wenig Trocknungsenergie aufgewendet werden muß. Bei der Torftrocknung läßt sich durch das erfindungsgemäße Verfahren die Brikettierfähigkeit des getrockneten Torfes einstellen, indem ein optimaler Fasergehalt in der zu brikettierenden Grundmasse eingestellt wird, wobei der anfallende Rest beispielsweise durch eine sofortige Verbrennung den Wärmebedarf der Anlage deckt, und daß praktisch ohne Abfall gearbeitet werden kann.

Bei Ölsaaten läßt sich beispielsweise durch das erfindungsgemäße Verfahren die Reinheit des auszupressenden Materials erhöhen, so daß letzten Endes die Ölausbeute vergrößert werden kann.

Der erfindungsgemäße Wirbelbetttrockner ist in den Fig. 1 bis 3 in drei Ausführungsvariationen dargestellt, wobei in

Fig. 1 durch die Ausbildung des Wirbelbodens und eventuell durch Einbauten eine natürliche Zirkulation des zu trocknenden Gutes eingestellt wird, bei der Ausführung nach

Fig. 2 die natürliche Zirkulation durch entsprechende Steuerung der Geschwindigkeit des zu fluidisierenden Mediums durch eine künstliche Zirkulation überlagert wird und dadurch bewirkt, daß die Zirkulationseffekte, in diesem Fall hauptsächlich die Trennschärfe der einzelnen Fraktionen, verbessert werden.

Fig. 3 zeigt eine Variante des Wirbelbettes nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Wirbelbetttrockner im Aufriß dargestellt. Der Trockner weist einen Trocknungsraum auf, in dessen Wirbelboden 4 ein zentraler Austrag 2 mit einer Durchlaufregeleinrichtung 10&min; angeordnet ist. Durch diesen Austrag wird das abgesunkene Material aus dem Trocknungsraum entfernt. Der Trockner besitzt aber auch einen zweiten Austrag 3, der am Rand des Trocknungsraumes 1 angeordnet und der an der Oberkante 5 des Wirbelbettes 6 angeschlossen ist und ebenfalls Durchlaufregeleinrichtungen 10 aufweist, die entsprechend des anders gearteten Aufbaus des aufzutragenden Mittels konstruktiv von jenen 10&min; abweichen können. Tatsächlich wird durch den Auslauf 10&min; das spezifisch schwere oder das weniger leicht fluidisierbare Trocknungsgut ausgetragen, während durch den Austrag 3 das spezifisch leichtere, aber das zur Knäuelbildung neigende Gut aus dem Trocknungsraum entfernt wird. Durch Steuerung des Rückstaues der einzelnen Fraktionen läßt sich die Konzentration der einzelnen Fraktionen beeinflussen, so daß durch eine entsprechende Durchlaufregelung unter Abführung des überschüssigen Materials (nicht gezeichnet) im gemeinsamen Austrag 19 das Mischungsverhältnis der einzelnen Fraktionen praktisch beliebig eingestellt werden kann. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn das getrocknete Gut anschließend einer Brikettiereinrichtung zugeführt wird, so daß durch das geeignete Mischungsverhältnis die optimale Brikettierfähigkeit erreicht wird. Das zu trocknende Gut wird über den Eintrag 7 in den Trockner von oben eingebracht, wobei die Einbringungsstelle durch Tauchwände 8 abgegrenzt ist. Die Tauchwände 8 sind höhenverstellbar angeordnet, so daß ihre Eintauchtiefe variiert werden kann. Die Tauchwände 8 bilden eine zentrale Rinne, die sich über die ganze Länge des Trockners hinzieht und die oberhalb des zentralen Austrages 2 angeordnet ist. Da in diesem Bereich keine Düsen 20 im Wirbelboden 4 angeordnet sind, stellt sich in diesem Bereich eine vertikale Abwärtsströmung ein, mit der das zu trocknende Gut nach unten absinkt und in den verengten Teil des Wirbelbettes gelangt, wo die Wirbelströmung verstärkt ist und letzten Endes eine Abwärtsströmung herrscht, in der das Gut aufgelockert bzw. gekämmt wird, so daß die Fasern von den Körnchen getrennt werden. Zur Steuerung dieser Zirkulationsbewegung sind schwenkbare Tauchwände 11 vorgesehen, deren Drehpunkt etwa im oberen Bereich der Heizflächen vorgesehen ist und die vorzugsweise symmetrisch zum zentralen Austrag 2 bzw. zum Eintrag 7 angeordnet sein können. Die Fasern strömen im wesentlichen nach oben zum peripheren Austrag 3, während die Körnchen sich im unteren Teil des Fließbetttrockners aufhalten, und nach Erreichung der optimalen Behandlungszeit durch den Austrag 2 abgezogen werden. Die Beheizung des Wirbelbettes 6 erfolgt über die parallel zur Zeichnungsebene angeordneten Heizungsflächen 12, die über die Heizdampfzuführung 13 mit kondensierendem Dampf beaufschlagt werden. Der entstehende Sattdampf wird über die Abdampfleitung 14 gesammelt abgeführt. Das entstehende Kondensat wird über den Abfluß 15 abgeführt.

Das Fluidisierungsmittel wird über die Zuführungsleitung 17 zu der Verteilkammer 9 unterhalb des Wirbelbodens 4 gebracht. Es durchdringt den Wirbelboden 4 über die Düsen 20, die eventuell wie bei einem Glockenboden zwecks Vermeidung von Verstopfungen abgedichtet sein können. Das Fluidisierungsmittel kann Luft oder auch Heizdampf sein, der, wenn überhaupt, nur einen geringen Teil der für den Wirbeltrockner notwendigen Heizenergie in das Wirbelbett einbringt. Die Hauptenergiemenge wird durch die bereits erwähnten Heizflächen 12 eingebracht. Das Fluidisierungsmittel durchmischt sich während seiner Bewegung nach oben mit dem aus dem zu trocknenden Gut ausgetriebenen Dampf und wird über den Brüdenabzug 16 aus dem Trockner abgeführt bzw. einer nicht dargestellten Kondensationseinrichtung zugeführt.

Zur Verstärkung der Wirbelbildung im Wirbelbett können, wie in Fig. 2 dargestellt, die Verteilerkammern 9 und 9&min; für das Fluidisierungsmittel mit unterschiedlichem Druck eingespeist werden, wofür in der Zuführungsleitung 17 für die Verteilkammer 9&min; eine Drosselstelle 18 angeordnet ist, so daß durch die Düsen 20&min; das Fluidisierungsmittel mit geringerer Strömungsenergie als durch die mit peripher angeordneten Düsen 20 strömt. Dieses Hilfsmittel kann zusammen oder auch anstelle der schwenkbaren Tauchwände 11 zur Unterstützung der natürlichen Zirkulation angewendet werden.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Trockners wird in der Sichtwirkung des Trockners gesehen, die auch in die Richtung geregelt werden kann, daß einzelne Fraktionen eine kürzere Verweilzeit im Trockner aufweisen, so daß unter Umständen eine Energieersparnis bzw. Optimierung der Aufenthaltsdauer der einzelnen Fraktionen erreicht wird. Diese ist besonders wichtig bei der Trocknung empfindlicher Güter, wo nur geringe Übertemperaturen beim Trockner auftreten dürfen.

In Fig. 3 ist ein Wirbeltrockner in unsymmetrischer Form im Aufriß dargestellt, wobei auf der Seite des Eintrages 7 eine vertikale Wand angeordnet ist, die die seitliche Ausbreitung der Fluidisierungsblasen im Wirbelbett behindert, so daß der Auftrieb im Wirbelbett an der Seite des Eintrages 7 relativ groß ist, wodurch das eingetragene Material in Richtung zur Tauchwand 8 abgelenkt und einer Durchkämmung zugeführt wird, die der Knäuelbildung entgegenwirkt. Bei dieser Querbewegung kommt das eingetragene Gut auch über die Stelle des Austrages hinweg, wo praktisch keine Fluidisierung erfolgt, so daß der Auftrieb im Wirbelbett gering ist und relativ schwere Bestandteile in den Austrag 2 absinken können. Das leichtere Gut taucht unter den Tauschwänden 8 unter und strömt in Richtung eines Überlaufwehres zum zweiten Austrag 3, der in diesem Fall als Überlauf ausgebildet ist. Oberhalb des Wirbelbettes sammeln sich die Brüden, die schließlich gemäß Pfeil 16 seitlich abgezogen werden. An der der vertikalen Wand 21 gegenüberliegenden schrägen Wand 22 herrscht praktisch kein Auftrieb, so daß das Wirbelbett an dieser Stelle zusammensackt und eine Art Ausgleichsströmung nach unten bewirkt, wobei das Wirbelgut in wirbelreichere Zonen gerät und dort durch Auftriebswirkung praktisch emporgeschleudert wird. In diesem Sinn wird im Wirbelbett eine Art Waschung, das die Trennung von spezifisch schwereren und leichteren Gutteilen bewirkt, wobei fasrige Teile von nichtfasrigen getrennt werden. Auch in diesem Fall kann, wie in Fig. 2 dargestellt, der Wirbelboden in Verteilkammern 9, 9&min; mit unterschiedlichem Druck befahren werden, um die oben beschriebene Zirkulation zu verstärken oder abzuschwächen, so daß im Austrag 2 die gewünschte Mischung bzw. Reinheit des Gutes erreicht wird.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Trocknung von Schüttgutgemischen, wie z. B. Torf oder mit Strohstaub und Schalen oder Steinchen verunreinigten Ölsaaten, deren Bestandteile sich im Wirbelbett in Grob-, Fein- und/oder Fasergut entmischen, dessen Gehäuse vom Abströmboden aufbauend sich nach oben erweiternd ausgebildet ist, mit in das Wirbelbett ein- oder untertauchenden Heizflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit des verwirbelnden Fluids während des Aufstieges durch das Wirbelbett durch Querschnittsvergrößerung des Wirbelbettes (6) verkleinert wird, so daß die körnigen Bestandteile von den fasrigen bzw. feinen Bestandteilen während der Trocknung in Schichten getrennt werden, die über getrennte Austräge (2, 3) mit regelbarem Trocknungsgrad und/oder Mischungsverhältnis abgezogen werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Stauen der körnigen Bestandteile die Verweilzeit und damit die Trocknungszeit der fasrigen und/oder feinen Bestandteile geregelt wird und insbesondere für die zu verwerfenden Bestandteile die Verweilzeit auf ein Minimum gekürzt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwirbelnde Fluid unterhalb des Wirbelbodens (4) in mehreren Zonen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit eingebracht wird und das zu trocknende Gemisch, insbesondere symmetrisch zum Austrag (2), im Wirbelbett (6) umgewälzt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die körnigen Bestandteile durch einen zentralen Austrag (2) am Wirbelboden (4) und die darüber schwebenden fasrigen oder feinen Bestandteile durch einen Überlauf (5) aus dem Wirbelbett (6) in unabhängig von einander regelbaren Mengen entnommen werden.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu trocknende Gut über dem Wirbelbett (6) gleichmäßig verteilt durch einen zentralen Eintrag (7) kontinuierlich in Richtung quer zu den den Trockner beheizenden Heizflächen (12) von oben aufgegeben wird.
  6. 6. Wirbelbetttrockner zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Trocknungsraum (1) je einen oder mehrere Austräge (2, 3) mit Durchlaufregeleinrichtungen (10) für das getrocknete Gut im Bereich des insbesondere zentralen Wirbelbodens (4) und der Oberkante (5) des Wirbelbettes (6) im Randbereich aufweist und daß der Eintrag (7) für das zu trocknende Gut quer zu den das Wirbelbett heizenden Heizflächen, insbesondere zentral, angeordnet ist.
  7. 7. Wirbelbetttrockner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Wirbelbodens (4) mehrere Verteilkammern (9, 9&min;) für das verwirbelnde Fluid, insbesondere symmetrisch zum zentralen Austrag (2), vorgesehen sind.
  8. 8. Wirbelbetttrockner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Oberkante (5) des Wirbelbettes (6), insbesondere oberhalb des Austrages (2) im Bereich des Wirbelbodens (4), der Eintrag (7) für das zu trocknende Gut vorgesehen ist, wobei im Bereich der Oberkante (5) insbesondere tiefenverstellbare, Tauchwände (8) vorgesehen sind, die den Mischungsbereich des zu trocknenden Gutes mit dem Wirbelbett eingrenzen und daß im Wirbelbett (6) schwenkbare Tauchwände (11), insbesondere symmetrisch zum Austrag (2), vorgesehen sind.






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