DE1198742B

DE1198742B - Operating method for atomization dryers with housings in lightweight construction

Info

Publication number: DE1198742B
Application number: DESCH30587A
Authority: DE
Inventors: Dr Max E Schulz
Original assignee: MAX E SCHULZ DR
Current assignee: MAX E SCHULZ DR
Priority date: 1961-11-20
Filing date: 1961-11-20
Publication date: 1965-08-12

Description

Betriebsverfahren für Zerstäubungstrockner mit Gehäusen in Leichtkonstruktion Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für Zerstäubungstrockner mit Gehäusen aus dünnem Blech, Kunststoffolie, Glas oder ähnlichem Leichtbaustoff, Gutzerstäuber in der Gehäusedeckenmitte, tangentialer Trocknungsmitteleinfuhr durch kreisförmig angeordnete Lufteinlässe in der Decke und zentrische Trocknungsmittelabfuhr durch ein mit Leitblechen ausgerüstetes Absaugrohr im Bodenbereich. Sie besteht in einem Verfahren, bei dem durch die besondere Luftführung in Zerstäubungstrocknern erreicht wird, daß die Gehäusewand keinem wesentlichen Druck und keiner Temperaturbeanspruchung ausgesetzt wird, so daß sie in Leichtkonstruktion und sogar abnehmbar konstruiert werden kann.Operating method for atomization dryers with housings in lightweight construction The present invention relates to a method of operation for atomization dryers with housings made of thin sheet metal, plastic film, glass or similar lightweight construction material, Material atomizer in the middle of the top of the housing, tangential desiccant introduction through Circularly arranged air inlets in the ceiling and central desiccant discharge through a suction pipe equipped with guide plates in the floor area. she consists in a process in which the special air flow in spray dryers what is achieved is that the housing wall is not exposed to any significant pressure or temperature stress is suspended so that it is constructed of lightweight construction and even detachable can be.

Bei der Luftführung ging man bisher von dem Gedanken aus, daß die trockene Luft den ganzen Trocknungsraum ausfüllen muß. Über den ganzen Trocknungsraum verteilt herrschen im allgemeinen entweder aufsteigende oder absteigende, geradlinige, schraubenförmige Luftströme. Die Wand des Trocknungsraumes wird durch die Trocknungsluftströme in verschiedener Weise beansprucht. Erstens mechanisch durch den Windstoß. Wenn kein starker Überdruck oder Unterdruck herrscht, kann bei großer Luftmenge durch partielle Wirbelbildung eine örtliche Beanspruchung entstehen, die bei der Verwendung von Folien Flatterbewegungen erzeugt. Die häufigste Beanspruchung und die wesentlichste ist die manometrische, d. h. die Beanspruchung durch Überdruck oder Unterdruck. Ein Druck von 50 bis 150 oder auch 200mm Wassersäule ist zwar relativ gering, bei größeren Flächen, wie sie bei den Wänden von großen Trocknungtürmen vorkommen, bedeutet aber schon ein Druck von mehr als 50 mm Wassersäule eine enorme Beanspruchung. Schließlich werden die Wände auch noch in Anspruch genommen durch die Temperatureinflüsse. Es strömt Heiß-Trocknungsluft ein, diese kühlt sich ab. Es kommen Temperaturen vor von mehreren 1000 C. When it comes to air ducting, the idea that the dry air must fill the entire drying room. Over the entire drying room distributed, there are generally either ascending or descending, straight, helical air currents. The wall of the drying room is covered by the drying air currents claimed in various ways. First, mechanically through the gust of wind. if If there is no strong overpressure or underpressure, it can flow through with a large amount of air partial eddy formation a local stress that arise during use Fluttering movements produced by foils. The most frequent use and the most essential is the manometric, i.e. H. the stress caused by overpressure or underpressure. A pressure of 50 to 150 or 200mm water column is relatively low at larger areas, such as those found on the walls of large drying towers but even a pressure of more than 50 mm water column is an enormous strain. In the end the walls are also stressed by the effects of temperature. It hot drying air flows in, which cools down. There are temperatures of several 1000 C.

Metallwände oder gemauerte Wände können infolge Ausdehnung verbiegen, Risse bekommen. Versucht man für den Bau von Trocknern Glas oder Kunststoff zu verwenden, so kann das Glas springen, Kunststoffe können weich werden, Verklebungen von Kunststoffbahnen können schmelzen.Metal walls or masonry walls can bend as a result of expansion, Get cracks. If you try to use glass or plastic for the construction of dryers, This allows the glass to crack, plastics can become soft, and plastic sheets can stick together can melt.

Speziell die Erfahrung beim Bau von Zerstäubungstrocknern aus Kunststoffolien hat nun zu einem neuen Verfahren geführt - zum Bau von Trocknungsanlagen in Leichtkonstruktion -, das durch Ausbildung des Trocknungsmittelstromes als im Abstand von der Gehäusewand frei stehendem Zy- klon großer Umfangsgeschwindigkeit zwischen den Lufteinlässen und dem Absaugrohr und durch Einstellung der Druckdifferenz zwischen Trocknungsmittelzu- und -abfuhr auf keine oder eine geringe Abweichung vom Außendruck gekennzeichnet ist. Especially the experience in the construction of spray dryers from plastic films has now led to a new process - the construction of drying systems in lightweight construction - That by forming the desiccant flow as at a distance from the housing wall free-standing cy- clone of high peripheral speed between the air inlets and the suction pipe and by adjusting the pressure difference between the desiccant supply and discharge marked for little or no deviation from the external pressure is.

Dadurch werden die mechanischen, manometrischen und Temperatureinflüsse, die auf die Wand des Trockners wirken, auf ein Minimum reduziert. Der wesentliche Weg ist die Verlegung der starken Luftströme in die Mitte des Trockners. Einen solchen nicht über die Mitte des Trockners hinausgehenden Luftstrom kann man beispielsweise mit einer Luftdüse erreichen, die einen Strahl mit so hoher Geschwindigkeit senkrecht durch den Trockner schickt, daß die Luft auf kurzem Wege zur Absaugöffnung strömt. Ein solcher Strahl ließe sich als runder Strahl oder auch als breites Band ausbilden. Dieser Strahl nimmt jedoch das ganze Pulver mit, das bei der Trocknung von zerstäubtem Gut entsteht. Es muß also ein gewissermaßen zwangläufig geführter Luftstrom gebildet werden, der das Pulver vor der Austrittsöffnung freigibt. Eine örtliche Beschränkung der hohen Luftgeschwindigkeiten und überhaupt des Luftstromes mit seinen hohen Ausgangstemperaturen, ohne daß Pulver mitgerissen wird, ist möglich, wenn man in der Mitte einen zyklonartigen Luftwirbel erzeugt. Dies gelingt, wenn man die Lufteintritts- und Austrittsöffnungen nicht in der Peripherie sondern zentral übereinander anbringt und diese mit Vorrichtungen versieht, die die Luft in gleichsinnige Drehrichtung versetzen. Hierdurch wird erreicht, daß die Trocknerluft ihren Weg nur durch einen beschränkten zentralen Bezirk des Trockners nimmt.This eliminates the mechanical, manometric and temperature influences, which act on the wall of the dryer, reduced to a minimum. The essential one The relocation of the strong air currents to the center of the dryer is gone. Such a For example, air flow that does not go beyond the middle of the dryer can be used with an air nozzle that makes a jet at such high speed perpendicular sends through the dryer that the air flows over a short distance to the suction opening. Such a beam could be designed as a round beam or as a wide band. However, this jet takes with it all of the powder that is atomized during the drying process Well arises. A flow of air that is inevitably guided, as it were, must be formed which releases the powder in front of the outlet opening. A local restriction the high air velocities and generally the air flow with its high outlet temperatures, without powder being carried away is possible if you have a cyclone-like in the middle Air vortex generated. This works if you open the air inlet and outlet openings not in the periphery but centrally on top of each other and these with devices provides that move the air in the same direction of rotation. This achieves that the dryer air can only find its way through a restricted central area of the Dryer takes.

Wenn man auf diese Art und Weise den Trocknungsvorgang gewissermaßen im Zentrum des Trockners konzentriert, so gibt dies an sich die Möglichkeit, den gesamten Trockner kleiner zu machen. Das bringt jedoch verschiedene Nachteile mit sich, insbesondere das sogenannte »Anbauen« von Trocknungsgut an der Trocknerwand. Die Trockner werden daher nach dem neuen Verfahren, obwohl die Trocknung in der Mitte erfolgt, relativ groß gemacht, d. h. der äußere Durchmesser ist größer, als für den eigentlichen Trocknungsraum erforderlich ist. In diesem Fall wird die Luft in den äußeren Zonen des Trockners nur mäßig in Bewegung gesetzt. Nur so ist es möglich, einen Trockner mit zwei Luftzirkulationssystemen zu bilden, dem Windhosenwirbel in der Mitte und einer langsam rundlaufenden Bewegung im äußeren Teil. Durch den großen Durchmesser des Trocknungsraumes und durch die zwei getrennten Luftströme entsteht auch ein starkes Temperaturgefälle zur Außenwand. Die Heißluft kommt überhaupt nicht mehr mit der Außenwand in Berührung, sondern bleibt in der Mitte. Nur mitgerissene Luftschichten gelangen an die Außenwand. If you do the drying process in this way, so to speak in the center of the dryer focused, so this in itself gives the Ability to make the entire dryer smaller. However, that brings different ones There are disadvantages, in particular the so-called "growing" of material to be dried on the Dryer wall. The dryers are therefore according to the new process, although the drying done in the middle, made relatively large, d. H. the outer diameter is larger, than is necessary for the actual drying room. In this case the Air in the outer zones of the dryer is only moderately set in motion. Just like that it is possible to create a dryer with two air circulation systems, the windshield vortex in the middle and a slowly rotating movement in the outer part. Through the large diameter of the drying room and due to the two separate air flows there is also a strong temperature gradient to the outer wall. The hot air comes at all no longer in contact with the outer wall, but remains in the middle. Only carried away Layers of air reach the outer wall.

Der Druck im Trockner kann dabei automatisch mit Druckfühlern an der Gehäusewand durch Einstellen der Leistung des Absaugeventilators gesteuert werden, um die Gehäusewand von Druck zu entlasten.The pressure in the dryer can be measured automatically with pressure sensors on the Housing wall can be controlled by adjusting the power of the suction fan, to relieve pressure on the housing wall.

Damit diese keiner hohen Temperatur ausgesetzt ist, kann sie in entsprechendem Abstand vom zentralen Zyklon gehalten werden. Zur einfachen Handhabung genügt es auch, Ober- und Unterteil des Trockners nur lose miteinander zu verbinden.So that it is not exposed to high temperatures, it can be used accordingly Distance from the central cyclone. It is sufficient for easy handling also, to connect the upper and lower part of the dryer only loosely.

Beispiel Arbeitet man in der Mitte mit Trocknungsluft von 1750 C, so ist die Temperatur der an die Außenwand des Trockners gelangenden Luftteilchen höchstens 1000 C. Die beigefügte Schemazeichnung verdeutlicht den Vorgang. Die Luft tritt bei »El und E2« in den Trockner ein und bei »A« wieder aus. Example If you work in the middle with drying air at 1750 C, so is the temperature of the air particles reaching the outer wall of the dryer at most 1000 C. The attached schematic diagram illustrates the process. The air enters the dryer at "El and E2" and exits again at "A".

Durch die Ablenkung der Luft auf eine kreisförmige Bahn entsteht ein Zyklon » WI«, der auf dem Kopf steht. Dieser saugt Luft von oben an, wenngleich diese mit Druck zugeführt wird. Diese starke Strömung, die schraubenförmig abwärts verläuft, schleudert auf dem Weg zum Absaugrohr die als Trocknungsgut bei M eingeführten und durch den Zerstäuber Z zerstäubten Pulverteilchen aus.By deflecting the air on a circular path, a Cyclone »WI«, which is upside down. This sucks in air from above, albeit this is supplied with pressure. This strong current that spiraled downwards runs, hurls on the way to the suction pipe those imported as drying goods at M and powder particles atomized by the atomizer Z.

Die Druckbeeinflussung der Trocknerwand läßt sich völlig ausschalten, wenn man mit zwei Ventilatoren arbeitet - einem Lufteinlaßventilator und einem Absaugventilator -, die im Druck so aufeinander abgestimmt sind, daß die eintretende Heißluft nach Abkühlung und Vermischung mit dem Wasserdampf aus dem Gut, der bei der Trocknung entsteht, ohne Druckanstieg wieder abgesaugt wird. Naturgemäß entsteht unmittelbar an der Einströmstelle ein Überdruck und an der Absaugstelle ein Unterdruck. The pressure influence on the dryer wall can be completely switched off, when working with two fans - an air intake fan and an exhaust fan -, which are so coordinated in pressure that the incoming hot air after Cooling and mixing with the water vapor from the goods, which occurs during drying arises, is sucked off again without increasing pressure. Naturally arises immediately an overpressure at the inflow point and a negative pressure at the suction point.

Bei richtigem Ausgleich und bei Wahl eines Trocknungsraumes mit genügend großem Durchmesser kann man die Anlage aber so bauen, daß die örtlichen Überdrücke und Unterdrücke an der Trocknerwand nicht in Erscheinung treten. Obwohl man die Ventilatoren und die Durchmesser der Rohrleitung so bemessen kann, daß kein Überdruck oder Unterdruck an der Wand des Trocknungsraumes entsteht, so macht dies doch einige Schwierigkeiten, wenn man den Wunsch hat, die Trocknungstemperaturen oder die Leistung des Trockners zu verändern. Es hat sich daher bewährt, den Druck automatisch zu regeln, und zwar durch Druckmesser in der Nähe der Trocknerwand, die den eintretenden Luftstrom oder den austretenden Luftstrom regeln. Auf elektrischem Wege kann dieser Regelungsauftrag an die Ventilatoren weitergegeben werden und an in die Leitung eingebaute Drosselklappen. Konstruiert man die Trocknerwand aus leichtem Material wie hauchdünnem Stahlblech oder aus Kunststoffolien, so tritt bei geringem Unterdruck eine Einbuchtung W1 und bei geringem Überdruck eine Ausbuchtung W2 gegenüber der Normallage W auf. Diese Bewegung der Trocknerwand kann man ebenfalls zur Druckregelung (D) benutzen. Die Regelung kann man je nach Wunsch zwischen 0 und 50 mm Wassersäule betreiben.With the right balance and with the choice of a drying room with enough With a large diameter, however, the system can be built in such a way that the local excess pressures and negative pressures on the dryer wall do not appear. Although you have the Fans and the diameter of the pipeline can be dimensioned so that there is no overpressure or negative pressure arises on the wall of the drying room, this makes some Difficulties when one has the desire, the drying temperatures or the performance of the dryer. It has therefore proven effective to automatically apply the pressure rules, by means of pressure gauges near the dryer wall, which show the incoming air flow or regulate the exiting air flow. This regulation order can be carried out electrically to the fans and to the throttle valves built into the line. The dryer wall is constructed from a light material such as wafer-thin sheet steel or made of plastic films, an indentation W1 and a bulge W2 compared to the normal position W in the case of a slight overpressure. These Movement of the dryer wall can also be used to regulate the pressure (D). the Control can be operated between 0 and 50 mm water column as required.

Im günstigsten Fall einer genauen Druck- und Unterdruckregelung auf 0 bis +5 mm Wassersäule kann man auf einen dichten Verschluß des Trocknungsraumes verzichten. Man kann beispielsweise unten einen zylindrischen Raum schaffen für die Aufnahme des Trockengutes, kann aber auch die Verbindung mit dem Oberteil des Trockners herstellen durch einen lose hängenden Vorhang, der sich 50 cm oder mehr überlappend an das Unterteil anschmiegt. Eine solche Konstruktion hat den Vorteil, daß der Unterteil beweglich gestaltet werden kann, d. h., er kann zur Reinigung weggefahren werden; dann ist der Oberteil des Trockners bei der Reinigung frei zugänglich. In the best case, an exact pressure and vacuum control A water column of 0 to +5 mm can be placed on a tight seal in the drying room waive. For example, you can create a cylindrical space for below the absorption of the dry material, but can also be the connection with the upper part of the The dryer can be made through a loosely hanging curtain that is 50 cm or more overlapping clings to the lower part. Such a construction has the advantage that the lower part can be made movable, d. i.e., it can be used for cleaning to be driven away; then the top of the dryer is freely accessible for cleaning.

Die Trocknerkonstruktion gemäß Erfindung mit einem zentralen Luftzyklon bietet auch noch für andere Zwecke Vorteile. So beispielsweise für das Mischen von verschiedenen Pulvern mit Hilfe von Zerstäubungsanlagen und auch für das Agglomerisieren mit Hilfe der Eintragung pulverförmiger, staubförmiger Trockengüter in den Zerstäubungsnebel. Führt man nämlich mit einem zentral durch das Absaugrohr gehenden zweiten Rohr mit Preßluft Pulver in den Kern des Wirbels, so wird dieses von der schnell rotierenden Luftströmung erfaßt und muß durch den Sprühnebel hindurchgehen. The dryer construction according to the invention with a central air cyclone also offers advantages for other purposes. For example, for mixing different powders with the help of atomizing systems and also for agglomerating with the help of powdery, dusty dry goods in the atomizing mist. This is because a second pipe that goes centrally through the suction pipe is carried along with it Compressed air powder into the core of the vortex, so this is from the rapidly rotating Air flow senses and must pass through the spray.

Claims

Claims: 1. Operating method for spray dryer with Housings made of thin sheet metal, plastic film, glass or similar lightweight construction material, dust dispensers in the middle of the top of the housing, tangential desiccant inlet through circular arranged air inlets in the ceiling and centric desiccant discharge through a suction pipe equipped with baffles in the floor area, characterized by Formation of the desiccant flow as free-standing at a distance from the housing wall Cyclone with high peripheral speed between the air inlets and the suction pipe and by adjusting the pressure difference between the drying agent supply and discharge to little or no deviation from the external pressure.

2. The method according to claim 1, characterized in that the pressure in the dryer automatically with pressure sensors on the housing wall by setting the The exhaust fan output is controlled.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized by a such a large distance between the housing wall and the free-standing cyclone that the Wall is not exposed to temperature influences above 1000 C.

4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the housing wall is only loosely connected to the upper and lower part of the dryer is.

Considered publications: German Patent Specifications No. 329056, 835008, 929 613; U.S. Patent Nos. 996,832, 1,923,659, 2,872,973; Stahl und Eisen, 1957, p. 1352.