[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen von
feuchten Materialien in einer Wirbelschicht, wobei die Trocknung durch indirekte Wärmeübertragung
von einem in einer Wirbelkammer angeordnetem Heizsystem auf die Materialien erfolgt.
[0002] 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 Temperaturen 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.
[0003] Ferner ist bei bekannten Wirbelschichtsystemen von Nachteil, daß entweder ein Dehnungsausgleich,
ausgebildet zwischen dem Heizsystem und der Gehäusewandung, vorgesehen ist, dessen
Funktion durch eindringenden Staub beeinträchtigt wird, oder daß bei Verzicht auf
einen Dehnungsausgleich Störungen bzw. Beeinträchtigungen auf die Ausbildung der Wirbelschicht
durch sich kreuzende Heizelemente, oder Toträume, Dampfverteiler oder Kondensatsammler
auftreten, die sich wiederum sehr nachteilig auf die Wärmeübertragung vom Heizsystem
auf die Materialien auswirken können.
[0004] 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.
[0005] Gemäß dem Verfahren der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Wandung
der Wirbelschichtkammer auf dieselbe Temperatur aufgeheizt wird wie das Heizsystem
in der Wirbelschichtkammer. Auf diese Weise werden sehr vorteilhaft Dehnungsunterschiede
zwischen dem Heizsystem und der Wandung der Wirbelschichtkammer vermieden, so daß
besondere Ausdehnungs- und Dichtelemente zwischen dem Heizsystem 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 Wirbelschichtkammer,
eine allseitige, gleichmäßige und optimale Wärmeübertragung auf die gesamten jeweils
in der Wirbelschichtkammer befindlichen Materialien erreicht wird, wodurch unter anderem
eine wesentliche Steigerung der Durchsatzleistung bei sonst gleichen Abmessungen der
Wirbelschichtkammer ermöglicht wird.
[0006] In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird die Wandung der Wirbelschichtkammer
mit denselben Heizmedien beschickt wie das Heizsystem in der Wirbelschichtkammer.
Auf diese Weise wird eine Vereinfachung der Heizmedienzufuhr in das Heizsystem und
in die Wandung der Wirbelschichtkammer erreicht.
[0007] 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.
[0008] 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.
[0009] Wie Fig. 1 zeigt, besteht die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der
Erfindung aus einer im wesentlichen vertikal verlaufenden, im Querschnitt rechteckig
ausgebildeten Wirbelschichtkammer (1) mit einer zentralen Gutaufgabe (2) von oben
und einer Fluidisierungszuleitung (3) von unten sowie mit Austrägen (4 und 5) für
die getrockneten Feststoffe und die Brüden. Am Gehäuse der Wirbelschichtkammer können
auch noch weitere, an sich bekannte,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) untereinander
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 horizontal verlaufenden Rohren (12) bestehen,
die ebenfalls mit den übrigen Rohren über eine Sammelleitung (15) in offener Verbindung
stehen. Sowohl die vertikal verlaufenden 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
angedeutet) miteinander verbunden und bilden sogenannte Rohrmembranwandungen, während
die querverlaufenden Verbindungsrohre (10) das Heizsystem in der Wirbelschichtkammer
darstellen. Dadurch, daß die Rohre (8, 9, 12) der Wirbelschichtkammerwandungen (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 Verbindungsrohren (10) bestehende Heizsystem der Wirbelschichtkammer
mit denselben Heizmedien zur indirekten Wärmeübertragung auf die zu trocknenden Materialien
beschickt werden. Die Beschickung der die Wandungen der Wirbelschichtkammer bildenden
Rohre und die Rohre des Heizsystems mit den Heizmedien erfolgt über die, auf der linken
Seite in der Wandung (6) der Wirbelschichtkammer angeordnete Sammelleitung (15), und
der Abzug der Heizmedien aus der Wirbelschichtkammer und den Rohren (8, 9, 10, 12)
erfolgt auf der rechten Seite unten über eine Sammelleitung (16).
[0010] Dadurch, daß gemäß der Erfindung die Wandung der Wirbelschichtkammer mit denselben
Wärmeübertragungselementen auf dieselbe Temperatur aufgeheizt wird wie das Heizsystem
in der Wirbelschichtkammer, können jegliche Dehnungsausgleichselemente zwischen dem
Heizmantel der Wirbelschichtkammer und dem Heizsystem entfallen.
[0011] Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß ausgebildeten Wirbelschichtkammer besteht
darin, daß das gesamte Materialvolumen der Wirbelschicht gleichmäßig mit den Wärmeträgerelementen
(Verbindungsrohre 10) durchsetzt ist, wodurch Toträume oder sonstige störende Einwirkungen
auf die Wirbelschicht völlig ausgeschaltet werden. Weiterhin wird durch die erfindungsgemäße
Ausgestaltung der Wirbelschichtkammer eine erhebliche Vergrößerung der Wärmeübertragungsfläche
auf die zu trocknenden Materialien erreicht, wodurch bei hoher Durchsatzleistung an
Bauvolumen und Energie zum Trocknen der feuchten Materilien in der Wirbelschicht eingespart
werden können. Im übrigen kann - wie in Fig. 2 angedeutet - die Wandung der Wirbelschichtkammer
auch sehr vorteilhaft aus mehreren einzelnen Segmenten (17 und 18) - aus sogenannten
Modulen - zusammengesetzt sein, die geringere Herstellungskosten mit sich bringen
und die im Falle eines Defekts sehr leicht auszuwechseln sind.
[0012] Wie ferner Fig. 3 zeigt, kann es ggf. auch zweckmäßig sein, die in der Zeichnung
dargestellten, senkrecht verlaufenden Rohre (19, 20), die die Seitenwandungen der
Wirbelschichtkammer bilden, direkt aneinanderliegend anzuordnen, und die quer dazu
durch die Wirbelschichtkammer verlaufenden Verbindungsrohre (21) mit geringeren Rohrdurchmessern
auszubilden, um den Heizmediendurchsatz zu erhöhen und/oder die Druckverluste zu verringern.
[0013] Abweichend von der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung können die Wandungen
der Wirbelschichtkammer und das in der Wirbelschichtkammer befindliche Heizsystem
ggf. auch vorteilhaft getrennt voneinander angeordnet und getrennt voneinander mit
gleichen oder auch unterschiedlichen Heizmedien beschickt werden. Wesentlich auch
hierbei ist jedoch, daß die Wandungen der Wirbelschichtkammer auf dieselbe Temperatur
aufgeheizt werden wie das Heizsystem in der Wirbelschichtkammer.
1. Verfahren zum Trocknen von feuchten Materialien in einer Wirbelschicht, wobei die
Trocknung durch indirekte Wärmeübertragung von einem in einer Wirbelschichtkammer
angeordneten Heizsystem auf die Materialien erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung der Wirbelschichtkammer auf dieselbe Temperatur aufgeheizt wird
wie das Heizsystem in der Wirbelschichtkammer.
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 Fluidisierungszuleitung
(3) von unten sowie mit Austrägen (4, 5) für die getrockneten Feststoffe und die Brüden,
und wobei die Wandung (6, 7, 11) der Wirbelschichtkammer (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 gekennzeichnet, daß dieWirbelschichtkammer (1) aus mehreren einzelnen Segmenten (17, 18) besteht.