DE4008903A1 - Verfahren und vorrichtung zum trocknen von feuchten materialien in einer wirbelschicht - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor­ richtung zum Trocknen von feuchten Materialien in einer Wirbelschicht, wobei die Trocknung durch indirekte Wärme­ übertragung von einem in einer Wirbelkammer angeordnetem Heizsystem auf die Materialien erfolgt.

Es ist bekannt, daß beim Trocknen von feuchten Materialien in einer Wirbelschicht durch indirekte Wärmeübertragung von einem in der Wirbelkammer angeordnetem Heizsystem, das in den meisten Fällen aus einem Rohrbündel oder Platten besteht, auf die Materialien vom Heizsystem nicht nur die Funktion der Wärmeübertragung übernommen wird, sondern vom Heizsystem auch die Gasblasenbildung in der Wirbelschicht beeinflußt wird. Da ferner das Heizsystem höhere Tempera­ turen aufweist als die Wandung der Wirbelschichtkammer, mußten bisher besondere Maßnahmen getroffen werden, um zu einem Dehnungsausgleich zwischen dem Heizsystem und der Wandung der Wirbelkammer zu gelangen.

Ferner ist bei bekannten Wirbelschichtsystemen von Nach­ teil, daß entweder ein Dehnungsausgleich, ausgebildet zwi­ schen dem Heizsystem und der Gehäusewandung, vorgesehen ist, dessen Funktion durch eindringenden Staub beeinträch­ tigt wird, oder daß bei Verzicht auf einen Dehnungsaus­ gleich Störungen bzw. Beeinträchtigungen auf die Ausbil­ dung der Wirbelschicht durch sich kreuzende Heizelemente, oder Toträume, Dampfverteiler oder Kondensatsammler auf­ treten, die sich wiederum sehr nachteilig auf die Wärme­ übertragung vom Heizsystem auf die Materialien auswirken können.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine geeignete Vorrichtung zum Trocknen von feuchten Materialien in einer Wirbelschicht zu schaffen, durch die die vorhin erwähnten Nachteile beseitigt werden.

Gemäß dem Verfahren der Erfindung wird diese Aufgabe da­ durch gelöst, daß die Wandung der Wirbelschichtkammer auf dieselbe Temperatur aufgeheizt wird wie das Heizsystem in der Wirbelschichtkammer. Auf diese Weise werden sehr vor­ teilhaft Dehnungsunterschiede zwischen dem Heizsystem und der Wandung der Wirbelschichtkammer vermieden, so daß be­ sondere Ausdehnungs- und Dichtelemente zwischen dem Heiz­ system und der Wandung der Wirbelschichtkammer entfallen können. Ein weiterer und besonderer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß dadurch, daß die Wandung der Wirbelschichtkammer auf dieselbe Temperatur aufgeheizt wird wie das Heizsystem in der Wirbelschicht­ kammer, eine allseitige, gleichmäßige und optimale Wärme­ übertragung auf die gesamten jeweils in der Wirbelschicht­ kammer befindlichen Materialien erreicht wird, wodurch unter anderem eine wesentliche Steigerung der Durchsatz­ leistung bei sonst gleichen Abmessungen der Wirbelschicht­ kammer ermöglicht wird.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird die Wan­ dung der Wirbelschichtkammer mit denselben Heizmedien be­ schickt wie das Heizsystem in der Wirbelschichtkammer. Auf diese Weise wird eine Vereinfachung der Heizmedienzufuhr in das Heizsystem und in die Wandung der Wirbelschichtkam­ mer erreicht.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung. Es zeigt

Fig. 1 eine Wirbelschichtkammer im Längsschnitt gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie AB in Fig. 1;

Fig. 3 eine weitere Ausgestaltung der Wandungen der Wirbelschichtkammer gemäß der Erfindung in Draufsicht.

Wie Fig. 1 zeigt, besteht die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung aus einer im wesentli­ chen vertikal verlaufenden, im Querschnitt rechteckig aus­ gebildeten Wirbelschichtkammer (1) mit einer zentralen Gutaufgabe (2) von oben und einer Fluidisierungszuleitung (3) von unten sowie mit Austrägen (4 und 5) für die ge­ trockneten Feststoffe und die Brüden. Am Gehäuse der Wir­ belschichtkammer können auch noch weitere, an sich bekann­ te, in der Zeichnung nicht näher dargestellte Austräge für die Feststoffe angeordnet sein. Die seitlichen Wandungen (6 und 7) der Wirbelschichtkammer (1) gemäß der Erfindung bestehen - wie insbesondere Fig. 2 zeigt - aus mehreren mit geringem Abstand voneinander angeordneten, senkrecht verlaufenden Rohren (8 und 9), die über quer durch die Wirbelschichtkammer verlaufende Verbindungsrohre (10) un­ tereinander in offener Verbindung stehen, während die rückwärtige Wandung (11) und die in der Zeichnung nicht näher dargestellte vordere Wandung aus mehreren, ebenfalls mit gleichem Abstand voneinander angeordneten, aber hori­ zontal verlaufenden Rohren (12) bestehen, die ebenfalls mit den übrigen Rohren über eine Sammelleitung (15) in offener Verbindung stehen. Sowohl die vertikal verlaufen­ den Rohre (8 und 9) in den Wandungen (6 und 7) als auch die horizontal verlaufend angeordneten Rohre (12) in der rückwärtigen Wandung (11) und der vorderen Wandung, sind durch stegartige Querwände (13 und 14 gestrichelt angedeu­ tet) miteinander verbunden und bilden sogenannte Rohrmem­ branwandungen, während die querverlaufenden Verbindungs­ rohre (10) das Heizsystem in der Wirbelschichtkammer dar­ stellen. Dadurch, daß die Rohre (8, 9, 12) der Wirbel­ schichtkammerwandungen (6, 7, 11) über die Sammelleitung (15) in offener Verbindung mit den quer dazu verlaufenden Verbindungsrohren (10) stehen, können sehr vorteilhaft die Wandungen der Wirbelschichtkammer und das aus den Verbin­ dungsrohren (10) bestehende Heizsystem der Wirbelschicht­ kammer mit denselben Heizmedien zur indirekten Wärmeüber­ tragung auf die zu trocknenden Materialien beschickt wer­ den. Die Beschickung der die Wandungen der Wirbelschicht­ kammer bildenden Rohre und die Rohre des Heizsystems mit den Heizmedien erfolgt über die auf der linken Seite in der Wandung (6) der Wirbelschichtkammer angeordnete Sam­ melleitung (15), und der Abzug der Heizmedien aus der Wir­ belschichtkammer und den Rohren (8, 9, 10, 12) erfolgt auf der rechten Seite unten über eine Sammelleitung (16).

Dadurch, daß gemäß der Erfindung die Wandung der Wirbel­ schichtkammer mit denselben Wärmeübertragungselementen auf dieselbe Temperatur aufgeheizt wird wie das Heizsystem in der Wirbelschichtkammer, können jegliche Dehnungsaus­ gleichselemente zwischen dem Heizmantel der Wirbelschicht­ kammer und dem Heizsystem entfallen.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß ausgebildeten Wirbelschichtkammer besteht darin, daß das gesamte Materi­ alvolumen der Wirbelschicht gleichmäßig mit den Wärmeträ­ gerelementen (Verbindungsrohre 10) durchsetzt ist, wodurch Toträume oder sonstige störende Einwirkungen auf die Wir­ belschicht völlig ausgeschaltet werden. Weiterhin wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Wirbel­ schichtkammer eine erhebliche Vergrößerung der Wärmeüber­ tragungsfläche auf die zu trocknenden Materialien er­ reicht, wodurch bei hoher Durchsatzleistung an Bauvolumen und Energie zum Trocknen der feuchten Materialien in der Wirbelschicht eingespart werden können. Im übrigen kann - wie in Fig. 2 angedeutet - die Wandung der Wirbelschicht­ kammer auch sehr vorteilhaft aus mehreren einzelnen Seg­ menten (17 und 18) - aus sogenannten Modulen - zusammenge­ setzt sein, die geringere Herstellungskosten mit sich bringen und die im Falle eines Defekts sehr leicht auszu­ wechseln sind.

Wie ferner Fig. 3 zeigt, kann es ggf. auch zweckmäßig sein, die in der Zeichnung dargestellten, senkrecht ver­ laufenden Rohre (19, 20), die die Seitenwandungen der Wir­ belschichtkammer bilden, direkt aneinanderliegend anzuord­ nen, und die quer dazu durch die Wirbelschichtkammer ver­ laufenden Verbindungsrohre (21) mit geringeren Rohrdurch­ messern auszubilden, um den Heizmediendurchsatz zu erhöhen und/oder die Druckverluste zu verringern.

Abweichend von der in der Zeichnung dargestellten Vorrich­ tung können die Wandungen der Wirbelschichtkammer und das in der Wirbelschichtkammer befindliche Heizsystem ggf. auch vorteilhaft getrennt voneinander angeordnet und ge­ trennt voneinander mit gleichen oder auch unterschiedli­ chen Heizmedien beschickt werden. Wesentlich auch hierbei ist jedoch, daß die Wandungen der Wirbelschichtkammer auf dieselbe Temperatur aufgeheizt werden wie das Heizystem in der Wirbelschichtkammer.

Claims (5)

1. Verfahren zum Trocknen von feuchten Materialien in einer Wirbelschicht, wobei die Trocknung durch indi­ rekte Wärmeübertragung von einem in einer Wirbel­ schichtkammer angeordneten Heizsystem auf die Materi­ alien erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wan­ dung der Wirbelschichtkammer auf dieselbe Temperatur aufgeheizt wird wie das Heizsystem in der Wirbel­ schichtkammer.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung der Wirbelschichtkammer mit denselben Heizmedien beschickt wird wie das Heizsystem in der Wirbelschichtkammer.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen vertikal verlaufende Wirbelschichtkammer (1) mit einem darin angeordneten Heizsystem (10, 21) und zentraler Gutaufgabe (2) von oben und Fluidisie­ rungszuleitung (3) von unten sowie mit Austrägen (4, 5) für die getrockneten Feststoffe und die Brüden, und wobei die Wandung (6, 7, 11) der Wirbelschicht­ kammer (1) als Heizmantel ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizmantel der Wirbelschichtkammer (1) aus einer Rohrmembranwandung besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wirbelschichtkammer (1) aus mehreren einzelnen Segmenten (17, 18) besteht.