DE2555553A1

DE2555553A1 - Verfahren zum trocknen nasser partikel und zentrifugentrocknungsanlage

Info

Publication number: DE2555553A1
Application number: DE19752555553
Authority: DE
Inventors: Nicholas N Stephanoff
Original assignee: Fluid Energy Processing and Equipment Co
Current assignee: Fluid Energy Processing and Equipment Co
Priority date: 1975-01-10
Filing date: 1975-12-10
Publication date: 1976-07-15
Also published as: CH600273A5; FR2297389B1; GB1473978A; FR2297389A1; CA1042657A; JPS5181074A; US3945130A; ES439727A1

Description

München, den F 226

Fluid Energy Processing and Equipment Company in Hatfield, Pa., V.St.A.

Verfahren zum Trocknen nasser Partikel und Zentrifugentrock-

nungsanlage

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen nasser Partikel, indem die Partikel in einen gerichteten Strom heißer Gase hineingetrieben werden, durch den diese sowohl einem Trocknungs- als auch einem Zentrifugalvorgang unterworfen werden, indem die Partikel und die Gase zentrifugal in einem im wesentlichen gekrümmten Weg bewegt werden, um die trockenen, leichteren Partikel von den weniger trockenen, schwereren Partikeln durch Schleudern zu trennen und die leich-

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teren Partikel und einen Teil der Gase durch Herausschleudern aus dem Weg abzuziehen, währenddessen die schwereren Partikel und ein weiterer Teil des Gases zur Mischung mit frischen, nassen Partikeln zurückgeführt und nochmals den heißen Gasen ausgesetzt werden.

Trockungsanlagen des Zentrifugaltyps weisen eine Einlaßkammer auf, der nasse Partikel, wie Schlamm oder ähnliches, zugeführt werden und die mit einer Reihe in einem Winkel in sie hineinragender Gasstromdüsen, die mit einer Quelle für heiße Gase verbunden sind, versehen ist. Die nassen Partikel werden dabei am einen Ende in die Einlaßkammer hineingegeben, vorzugsweise in Form eines zeistäubten Nebels_/ und werden durch den Gasfluß mitgerissen. Das andere Ende der Einlaßkammer ist mit einem Steigrohr verbunden, an das ein Sortierteil anschließt. Der Sortierteil ist seinerseits mit einem Fallrohr verbunden, das in der Nähe des Zuflusses der Partikel in die Einlaßkammer geführt ist. Zwischen Sortierteil und Fallrohr befindet sich an der inneren Wandung des Bogens eine Auslaßöffnung. Das Steigrohr, der Sortierteil und das Fallrohr bilden zusammen einen gekrümmten Weg.

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Indem die Partikel von dem in einem Winkel in die Einlaßkammer hineingelassenen Gas mitgerissen werden, werden sie in einer zentrifugalen Bewegung durch den im wesentlichen gekrümraten Weg von der Einlaßkammer in den Sortierteil gewirbelt, wobei ein großer Teil der Partikel vollständig und andere teilweise getrocknet werden. Die vollständig trockenen, leichteren Partikel werden auf dem inneren Teil des Zentrifugalweges und die weniger trockenen, leichteren Partikel auf dem äußeren Teil des Zentrifugalweges herumgewirbelt. Eine derartige Trennung oder Sortierung wird vorerst im Sortierteil vorgenommen, so daß die Partikel, wenn sie in das Fallrohr gelangen, getrennt sind, wobei die leichteren Partikel bei der inneren Wandung des Zentrifugenteils durch die Auslaßöffnung gelangen, während die schwereren Partikel durch das Fallrohr in die Einlaßkammer zurück gelangen, wo sie sich dann mit dem frischen Material mischen und nochmals vom heißen Gasstrom mitgerissen und durch die Anlage geleitet werden.

Obwohl die oben beschriebene Anlage hochwirksam für die meisten Materialien ist, war es bisher nicht möglich, die Abmessungen der Anlage zu verkleinern, um sie für die Behandlung von kleinen Füllungen oder für Laboratorien oder

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zu Prüfzwecken ökonomisch zu machen. Ein Grund dafür
liegt darin, daß eine kleine Einlaß- oder Vortrocknungskammer keine genügend lange Zeit zuläßt, um einen großen
Teil der Partikel zu trocknen, weil keine genügende Ausbreitung der Partikel möglich ist, bevor diese aus der
Kammer herausgelassen wurden, damit die heißen Gase die
Zwischenflächen von benachbarten Partikeln, die an den
Zwischenflächen durch die Feuchtigkeit zusammengebacken
wurden, trocknen. Andererseits bewirkt eine zu große Hitze in der Kammer, daß die ausgesetzten Oberflächen der Partikel rasch schalengehärtet werden und die Hitze dadurch nie in das Innere dieser Partikel eindringen kann, wodurch
das Innere nicht getrocknet wird. Im weiteren bewirkt eine kleine Länge der Einlaßkammer, daß viele der Partikel, besonders wenn sie in einem zerstäubten Nebel in die Kammer
hineingewirbelt wurden, durch das Gas gegen die Kammerwände geschleudert werden, bevor sie aus der Kammer heraus gelangen und so eine Anhäufung in der Kammer bilden und möglicherweise die Anlage verstopfen.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine kleine Zentrifugaltrocknungsanlage zu schaffen, bei der die oben genannten Schwierigkeiten überwunden werden, indem die Partikeln genügend Zeit in der Einlaßkammer gelassen wird, um die Ladung sorgfältig zu trocknen, eine Schalenhärtung zu verhindern und im wesentlichen die Partikel daran zu hindern,

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sich an den Wänden der Anlage anzukleben. Weiter soll durch die Erfindung eine Anlage der vorgenannten Art geschaffen werden, die einfach im Aufbau, sparsam bezüglich der Kosten, und die einfach zu handhaben und zu unterhalten ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel verlangsamt werden, bevor sie zu ihrer Trocknung und gleichzeitiger Herumführung im Zentrifugenweg den heißen Gasen ausgesetzt werden.

Die dazu geeignete Anlage besitzt ein im wesentlichen gekrümmtes Gehäuse mit einer Einlaßkammer, ein am einen Ende dieser Kammer angeschlossenes Steigrohr, einen an das Steigrohr anschließenden Sortierteil und ein an den Sortierteil angeschlossenes Fallrohr, das an der entgegengesetzten Seite der Kammer in diese einmündet, ferner eine von der innenliegenden Oberfläche des Gehäuses, zwischen Sortierteil und Fallrohr wegführende Ausführöffnung sowie eine Einlaßöffnung, um nasse Partikel im wesentlichen in axialer Richtung in die Einlaßkammer einzuführen.und Gasstromdüse^ um einen heißen Gasstrom in vorbestimmten Winkeln bezüglich der Hauptstromrichtung in die Einlaßkammer zu treiben und die heißen Gasströme gegen das Steigrohr zu

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richten, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßkammer eine größere innere Querschnittfläche aufweist als das Steigrohr und das Fallrohr und wenigstens eine Wandung besitzt, die gegenüber dem benachbarten Ende des Fallrohres durch eine Schulter vorsteht.

Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Trocknungsanlage,

Fig. 2 eine Ansicht der Anlage gemäß Fig. 1 von unten,

Fig. 3 eine Ansicht der Anlage gemäß Fig. 1 von oben,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer geänderten Form der Anlage gemäß Fig. 1, und

Fig. 5 eine teilweise Seitenansicht einer weiteren geänderten Form gemäß Fig. 1.

Bezugnehmend auf die Figuren der Zeichnung, in denen gleiche Bezugszeichen auf gleiche Anlageteile hinweisen, ist eine im allgemeinen mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete Trocknungsanlage dargestellt, die eine Einlaß- oder Trocknungskammer 12,

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ein Steigrohr 14, einen Sortierteil 16 und ein Fallrohr 18 aufweist. Zwischen Sortierteil 16 und Fallrohr 18 befindet sich eine Auslaßöffnung 20.

Die Einlaßkammer 12 verjüngt sich sowohl nach unten als auch gegen die Seiten hin vom Steigrohr aus, wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, und ist am entgegengesetzten Ende mit einem vorstehenden Schulterteil am unteren Ende des Fallrohres 18 versehen; dieser Schulterteil ist sowohl in der Vertikalebene, wie in Fig. 1 bei 22, als auch in der Horizontalebene, wie in Fig. 2 bei 24, dargestellt. Mehrere Gasstromdüsen, von denen hier drei dargestellt sind und entsprechend mit 26, 28 und 30 bezeichnet sind, liegen zwischen einer Quelle für heißeß Gas unter Druck, wie eine Druckleitung oder dergleichen (nicht dargestellt), und dem Boden der Kammer 12. Diese Düsen sind unter verschiedenen Winkeln angebracht, um die Gasströme auf einen Punkt im Bodenteil des Steigrohrs 14 zu richten. Die Düse 26 ist im Absatz, der durch die Schulter 22 gebildet wird, angeordnet, während die Düse 30 so liegt, daß der Strom in das Steigrohr 14 gerichtet wird.

Ein wichtiger Vorteil wird durch das Anbringen der Einlaßöffnung 32 im Bogenteil des Fallrohres, oberhalb der Düse 26

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erreicht. Diese Einlaßöffnung kann irgend eine geeignete Form haben, aber vorteilhafterweise erzeugt sie einen Sprühnebel. Die gezeigte Einlaßöffnung ist eine Sprühdüse, die mit einer Quelle für einen unter Druck stehenden Gasstrom verbunden ist, und sie ist in Längsrichtung in einer Hülse 34 einstellbar. Der Strom aus der Düse 32 wird in horizontaler oder axialer Richtung in die Kammer 12 hineingesprüht. Die obenliegende Anordnung dieser Einlaßöffnung erlaubt, daß ausgestoßener Sprühnebel vorerst im Gasstrom, der nach unten aus dem Fallrohr kommt, mitgenommen wird. Dieser Gasstrom ist relativ kühl und etwas feucht, weil ein großer Teil der Wärme während des endothermen Trocknungsprozesses in der Einlaßkammer und während des nachfolgenden Durchflusses durch das Steigrohr, den Sortierteil und das Fallrohr abgegeben wurde, während gewöhnlich ein kleiner Teil kondensiert. Damit agiert das relativ kühle und etwas feuchte Gas als Verzögerungsmittel, um zu rasches Trocknen und Schalenhärtung der ausgesetzten Oberflächen der Partikel zu verhindern, wenn diese in den heißen Gasstrom aus den Düsen 26, 28 und 30 gelangen .

Ein weiteres Merkmal ist die Lage der Düse 26 auf der Schulter 22, 24, weil dies die Bildung eines teilweisen Vakuums bei der

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Schulter verhindert, das sonst eine Turbulenz in diesem Gebiet erzeugen könnte. Die plötzliche Ausweitung der Einlaßkammer 12 unterhalb des Schulterteils 22, 24 bewirkt einen Umkehr- oder Rückdruck, mit dem die einzelnen Partikel abgebremst werden und in der Kammer 12 kreisen. Dies verteilt die Partikel nicht nur sorgfältig, sondern erlaubt ihnen für eine längere Zeit in der Kammer zu verbleiben, als dies sonst der Fall sein würde und damit werden die Partikel während längerer Zeit dem heißen Gas ausgesetzt und sie werden damit sorgfältiger getrocknet. Gleichzeitig bewegt sich die umlaufende Masse unter der Einwirkung des Gasstromes aus den Düsen 26, 28 und 30 durch die Kammer in das Steigrohr 14.

In Fig. 4 wird eine veränderte, allgemein mit der Bezugsziffer 100 bezeichnete Form der oben beschriebenen Anlage gezeigt. In dieser Anlage sind die oberen Teile dieselben wie die in Fig. 1, aber die Einlaß- oder Trocknungskammer 102 ist verändert, indem je ein Schulterteil, ähnlich demjenigen bei 22 und 24 in Fig. 1 und 2 gezeigten, an beiden Enden der Kammer vorgesehen ist; diese Schulterteile sind mit 104 und 106 bezeichnet.

In dieser Ausbildung sind dieselben Gasdüsen 108, 110 und 112 vorgesehen, wie auch die gleiche Art der Einlaßöffnung 114. In der Schulter 106 ist eine Gasstromdüse 116 angeord-

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net, die einen Gasstrom in Gegenstromrichtung zur Sprührichtung aus der Einlaßöffnung 114 und den Düsen 108, 110 und 112 einbläst. Der Gasdruck aus der Düse 116 wird vorzugsweise gerade genügend groß gehalten, um ein weiteres Abbremsen der umlaufenden Masse zu bewirken, um die Partikel für eine längere Dauer in der Kammer zu halten und eine sorgfältigere Verteilung zu bewirken. Diese Art der Anlage wird für bestimmte Materialien verwendet, die infolge ihrer Art eine stärkere Verteilung und eine längere Trockenzeit benötigen.

Während die Düse 116 so dargestellt ist, daß sie mit einem unter Druck stehenden Gasstrom beliefert wird, kann sie eventuell auch mit dem unteren Teil des Fallrohres verbunden werden, um den Gasstrom von dort zu erhalten.

Es ist auch möglich, die Einlaßkammer so auszubilden, daß die Schulter 116 gleich wie die Schulter 104 im Boden liegt, oder beide Schultern in der oberen Wandung anzuordnen, oder die Lage der Schultern umzukehren, wenn es gewünscht wird. Jedoch sind die gezeigten und beschriebenen Anordnungen die bevorzugten Ausführungsarten, um die gewünschten Ergebnisse zu erreichen.

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Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Teile im allgemeinen dieselben wie die oben beschriebenen sind, mit der Ausnahme, daß bei dieser Ausbildung der Anlage, die generell mit 200 bezeichnetet ist, die Einlaß- oder Trocknungskammer 202, die sonst ähnlich der Kammer 102 in Fig. 4 ist, indem sie gegenüberliegende Schultern 204 und 206 aufweist, aus einer Einlaßdüse 2Ο8 durch die Schulter 206 gespeist wird, so daß die Sprührichtung in Gegenrichtung zum heißen Gasstrom aus den Düsen 210, 212 und 214 liegt. Durch diesen Aufbau bewirkt der Sprühnebel aus der Düse 208 sowohl die Speisung als auch die Bremsung, wie der Strom aus der Düse 116.

Es ist auch möglich, die Anordnung gemäß Fig. 5 in Gegenrichtung zu den heißen Gasströmen zu speisen, oder aber die Schulter 204 zwischen dem Unterlauf und der Einlaßkammer 202 wegzulassen.

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Claims

/ I? Patentansprüche

1. !Verfahren zum Trocknen nasser Partikel, bei dem die Partikel in einen gerichteten Strom heißer Gase hineingetrieben werden, durch den diese sowohl einem Trocknungs- als auch einem Zentrifugalvorgang unterworfen werden, indem die Partikel und die Gase zentrifugal in einem im wesentlichen gekrümmten Weg bewegt werden, um die trockenen, leichteren Partikel von den weniger trockenen, schwereren Partikeln durch Schleudern zu trennen und die leichteren Partikel und einen Teil der Gase durch Herausschleudern aus dem Weg abzuziehen, währenddessen die schwereren Partikel und ein weiterer Teil des Gases zur Mischung mit frischen, nassen Partikeln zurückgeführt und nochmals den heißen Gasen ausgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel verlangsamt werden, bevor sie zu ihrer Trocknung und gleichzeitiger Herumführung im Zentrifugenweg den heißen Gasen ausgesetzt werden.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel in Form eines Sprühnebels in den heißen Gasstrom geschleudert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel und die heißen Gase in einer allgemeinen Richtung in den Zentrifugenweg hineingeworfen werden, währenddessen ein Gasstrom in entgegengesetzter Richtung zu den heißen Gasen gerichtet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Gase in einer allgemeinen Richtung in den Zentrifugenweg getrieben werden, währenddessen die Partikel in entgegengesetzter Richtung zu den heißen Gasen in den Zentrifugenweg hineingetrieben werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel, bevor sie den heißen Gasen ausgesetzt werden, eine tiefere Temperatur aufweisen als diese Gase, so daß die Wärme aus den heißen Gasen gemäßigt wird, wenn sie den Partikeln zugeführt wird.

6. Zentrifugaltrocknungsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die ein im wesentlichen gekrümmtes Gehäuse mit einer Einlaßkammer, ein am einen

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Ende dieser Kammer angeschlossenes Steigrohr, einen an das Steigrohr anschließenden Sortierteil und ein an den Sortierteil angeschlossenes Fallrohr, das an der entgegengesetzten Seite der Kammer in diese einmündet, ferner eine von der innenliegenden Oberfläche des Gehäuses, zwischen Sortierteil und Fallrohr, wegführende Ausführöffnung sowie eine Einlaßöffnung, um nasse Partikel im wesentlichen im axialer Richtung in die Einlaßkammer zu schleudern,aufweist und mit Gasstromdüsen bestückt ist, welche einen heißen Gasstrom in vorbestimmten Winkeln bezüglich der Hauptstromrichtung in die Einlaßkammer treiben, um die heißen Gasströme gegen das Steigrohr zu richten, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßkammer (12) eine größere innere Querschnittfläche aufweist als das Steigrohr (14) und das Fallrohr (18) und wenigstens eine Wandung besitzt, die gegenüber dem benachbarten Ende des Fallrohres durch eine Schulter (22,24) vorsteht und mit den Gastromdüsen (26, 28, 30) bestückt ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Gasstromdüsen (26) im Schulterteil eingelassen ist.

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8. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßkammer wenigstens eine Wandung aufweist, die vom benachbarten Ende des Steigrohres durch einen zweiten Schulterteil (106) vorspringt.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (114) so ausgebildet ist, daß sie die Partikel gegen das Steigrohr richtet und daß eine Gasstromdüse (116) im zweiten Schulterteil (106) so angeordnet ist, daß sie einen Gasstrom in einer Richtung in die Einlaßkammer richtet, die zu der Richtung der eingeführten Partikel und der des heißen Gasstroms aus den übrigen Gasstromdüsen (108, 110) entgegengesetzt ist»

10. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung so im zweiten Schulterteil angeordnet ist, daß sie die Partikel in entgegengesetzter Richtung zur Richtung des aus den Gasstromdüsen auftretenden heißen Gasstromes leitet.

11. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung oberhalb der Gasstromdüsen angeordnet ist.

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12. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung derart ausgebildet ist, daß sie einen Sprühnebel in die Einlaßkammer wirft.

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