Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Stoffen (4) in einem trichterförmigen Trocknungsbehälter (8) mittels eines eingeleiteten, dem zu trocknenden Stoff hindurchtretenden Trockengases (24), das teilweise aufgefangen, mit einem Frischgas (25) vermischt und erneut dem Trocknungsbehälter (8) zum Trocknen des Stoffes (4) zugeführt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung für dieses Trocknungsverfahren.

Beschreibung

[0001] Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Trocknen von pulverförmigen, granulatförmigen oder schüttfähigen Stoffen. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Trocknen von pulverförmigen, granulatförmigen oder schüttförmigen Stoffen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7, welche zur Aufnahme eines zu trocknenden Stoffes einen Trocknungsbehälter umfasst, in dem eine Einleitungseinrichtung zum Einleiten eines Trockengases angeordnet ist und eine Rückführungseinrichtung zum Rückführen zumindest eines Teils des Trockengases als Sekundärstrom in den Trocknungsbehälter vorgesehen ist.

[0002] Derartige Verfahren dienen insbesondere zum Feuchtigkeitsentzug bei hygroskopischen Kunststoffgranulaten, damit während ihrer anschließenden Verarbeitung im Extruder keine Probleme aufgrund von Wasserdampf auftreten, wie Hohlräume im Material, Oberflächendefekte, einschließlich Verlust von mechanischen Eigenschaften.

[0003] In der EP 0 634 967 B1 wird ein Verfahren zum Betrieb eines Trockners für pulver-, granulatförmige und schüttfähige Stoffe und ein nach dem Verfahren arbeitender Trockner beschrieben. Dabei wird in einem Durchlaufverfahren gereinigte, trockene Druckluft an einer Unterseite eines Granulatbehälters als Primärstrom eingeleitet, welcher das Trocknungsgut durchströmt und diesen durch eine oben am Behälter angeordnete Öffnung wieder verlässt. Über eine entsprechende Leitung aus dem Behälter kann die abgeführte Luft als Sekundärstrom durch ein Gebläse wieder in den Bodenbereich des Behälters zurückgeführt werden. Das Granulat wird oben am Behälter zugeführt und verlässt diesen unten durch eine Trichteröffnung.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit welchen Feuchtigkeit aus zu trocknenden Stoffen besonders effizient entzogen werden kann.

[0005] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0006] Bei einer Vorrichtung zum Trocknen von pulverförmigen, granulatförmigen oder schüttfähigen Stoffen ist erfindungsgemäß, dass eine Zuführungseinrichtung zum Zuführen eines Frischgases vorgesehen ist, welches zusammen mit zumindest einem Teil des Trockengases in den Trocknungsbehälter einleitbar und rückführbar ist.

[0007] Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, zusätzlich zu dem rückgeführten Trockengas ein Frischgas in den Trocknungsbehälter einzuleiten. Hierdurch kann die Qualität des rückgeführten Trockengases und damit das Trocknen verbessert werden. Das teilweise gesättigte und statisch aufgeladene Trockengas nach dem Primärstrom wird zum Teil durch Frischgas angereichert und ersetzt. Insbesondere kann durch die Einleitung eines feuchtigkeitsarmen Frischgases der Feuchtigkeitsgehalt des Trockengases, das schon einen Teil der Feuchtigkeit des zu trocknenden Stoffes aufgenommen hat, herabgesetzt werden.

[0008] Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Trocknen ist besonders bevorzugt, wenn der Sekundärstrom mit dem zugemischten Frischgas vor dem Einleiten in den zu trocknenden Stoff aufbereitet, insbesondere gefiltert und/oder aufgeheizt wird. Durch Filtern des Sekundärstromes mit dem zugemischten Frischgas kann dem Gasgemisch Feuchtigkeit und Verunreinigungen entzogen werden. Durch anschließendes Erhitzen kann das gereinigte Gasgemisch wieder mehr Feuchtigkeit aufnehmen.

[0009] Weiter ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als bevorzugt anzusehen, wenn das Frischgas in Strömungsrichtung vor einem Gebläse in den Sekundärstrom eingeleitet wird. Im Gebläse vermischt sich das Trocknungsgas mit dem abgeleiteten Frischgas in besonders gewünschter Weise.

[0010] Eine besonders bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Trocknen ist es, wenn der Feuchtigkeitsgehalt des Frischgases geringer ist als der des Sekundärstromes. Durch Mischen des mit Feuchtigkeit beladenen Trockengases mit dem Frischgas ergibt sich insgesamt ein geringerer Feuchtigkeitsgehalt.

[0011] Bei der Wahl des Frischgases nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Trocknen wird bevorzugt das Trockengas selbst, ein Inertgas, insbesondere CO₂ oder Umgebungsluft verwendet. Hierdurch können speziell gewünschte Eigenschaften des Sekundärstromes eingestellt werden. Die Zuführung kann durch spezielle Leitungen oder Ventile erfolgen oder durch einfache Öffnungen an Behälter oder Gebläse.

[0012] Als bevorzugte Variante nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Trocknen gilt, dass eine Zuführung des Frischgases und/oder eine Ableitung des Sekundärstromes aus dem Trocknungsbehälter gesteuert erfolgt. Die Steuerung kann so erfolgen, dass ein vorgegebener Volumenstrom des mit Feuchtigkeit angereicherten Trockengases aus dem Trocknungsbehälter abgeleitet und in einen vorgegebenen Verhältnis über ein Steuerventil mit Frischgas vermengt wird.

[0013] Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Trocknen ist bevorzugt, dass die Zuführungseinrichtung für das Frischgas in einem oberen Bereich des Trocknungsbehälters und/oder entlang der Rückführungseinrichtung angeordnet ist. Damit kann das Frischgas vom Gebläse angesaugt und mit dem zur Rückführung vorgesehenen Trockengas vermischt werden.

[0014] Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Trocknen ist außerdem vorteilhaft, wenn die Rückführungseinrichtung ein Filter, ein Gebläse und/oder eine Heizeinrichtung aufweist. Gerade diese Reihenfolge ist vorteilhaft, damit das Gebläse nicht durch Verunreinigungen oder zu hohe Luftfeuchtigkeit Schaden nimmt und damit das Gemisch aus Frischgas und Trokkengas gemeinsam erwärmt wird.

[0015] Eine weitere bevorzugte Variante der erfindungsmäßigen Vorrichtung zum Trocknen besteht darin, dass die Einleitungseinrichtung für das Trockengas und/oder die Rückführeinrichtung für den Sekundärstrom einen kegelförmigen Düsenkopf aufweist. Der Düsenkopf kann dabei ein spitzer Kegel, ein Kegelstumpf oder doppelkonusförmig ausgebildet sein. Dadurch kann das Trockengas gleichmäßig über den Querschnitt des Trocknungsbehälters verteilt werden. Die Austrittsöffnungen sind vorzugsweise an einem nach unten gerichteten Konus angeordnet.

[0016] Anzumerken sei, dass es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt ist, dass die Düse des durchlaufenden Primärstromes mittig unterhalb der Düse des im Kreis laufenden Sekundärstromes im Trocknungsbehälter angeordnet ist. Da der zu trocknende Stoff oben im Trocknungsbehälter eingeführt und unten im Trocknungsbehälter entnommen wird, kann durch den Sekundärstrom eine Vortrocknung des zu trocknenden Stoffes erfolgen.

[0017] Die Erfindung wird anhand von einer bevorzugten Ausführungsvariante, welche schematisch in der Zeichnung dargestellt ist, weiter erläutert.

Fig. 1

zeigt eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Trocknen auf.

[0018] In Fig. 1 ist schematisch die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 30 zum Trocknen eines zu trocknenden Stoffes 4, insbesondere eines pulver-, granulatförmigen oder schüttfähigen Stoffes, dargestellt. Dieser zu trocknende Stoff 4 wird über die Befüllungsvorrichtung 1 in den Trocknungsbehälter 8 eingeführt und kann im trichterförmigen Boden durch Wegschieben eines Materialablassschiebers 9 entnommen werden. Um unter einer Entnahmevorrichtung 23 einen Extruder (nicht dargestellt) anzuordnen, ist der Trocknungsbehälter 8 an einem auf dem Boden stehenden Gestell 10 erhöht angeordnet.

[0019] Eine Leitung mit Druckluft ist am Druckluftanschluss 22 angeschlossen, so dass bei geöffnetem Druckschalter 21 über den Druckregler 20 und das Drosselventil 19 Druckluft mit einem bestimmten Druck und einem bestimmten Volumen in die Einleitungseinrichtung 18, die der Primärstromleitung 18 entspricht, strömt. Die so entspannte Druckluft, deren Taupunkt so herabgesetzt ist, wird mittels einer Heizung 17 zusätzlich erwärmt. Diese entspannte und erwärmte Druckluft strömt als Trockengas 24 über den am Ende der Primärstromleitung 18 befindlichen doppelkonusförmigen Düsenkopf 7 mittig unten am Trocknungsbehälter 8 aus. Dieses Trockengas 24 steigt als Primärstrom durch den zu trocknenden Stoff 4 nach oben, wobei dieser entfeuchtet und vorgewärmt wird. An der Außenwand des Trocknungsbehälters 8 ist eine Isolation 5 vorgesehen. Durch eine Messeinrichtung 3 kann die Temperatur und/oder die Feuchtigkeit des im Trocknungsbehälter 8 nach oben getiegenen Trockengases 24 ermittelt werden.

[0020] Ein Teil des mit Feuchtigkeit gesättigten Trockengases 24 wird über einen Gasaustrittsfilter 2 gesteuert in die Umgebung abgegeben. Über eine Trockengas-Rückführeinrichtung 26 strömt der andere definierte Teil des mit Feuchtigkeit beladenen Trockengases 24 und vermischt sich mit einem über die Frischgas-Zuführungseinrichtung 11 einströmenden Frischgas 25. Beide Gase 24, 25 werden durch das Gebläse 14 über einen Filter 12 und über die Sekundärstromleitung 13 angesaugt und im Gebläse 14 vermischt. Anschließend wird das Gemisch durch eine an der Sekundärstromleitung 13 befindliche Heizung 16 erwärmt, wobei über eine weitere Messeinrichtung 15 Druck, Temperatur und/oder Feuchtigkeit gemessen wird. Dann wird dieses Trockengasgemisch über einen doppelkonusförmigen Düsenkopf 6 mittig, oberhalb der Düse 7 der Primärstromleitung 18 als Sekundärstrom zurück in den Trocknungsbehälter 8 geleitet. Dieses Trockengasgemisch steigt durch den zu trocknenden Stoff 4 nach oben auf, entzieht ihm zusätzlich Feuchtigkeit und führt Wärme zu.

[0021] Anhand der Messwerte der Messeinrichtungen 3, 15 können das steuerbare Ventil für die Frischgaszuführung, das Gebläse und/oder die Heizung 16 über eine Steuereinheit gesteuert werden, so dass der Sekundärstrom einen gewünschten, gleich bleibenden Zustand besitzt.

Ansprüche

1. Verfahren zum Trocknen von pulverförmigen, granulatförmigen oder schüttfähigen Stoffen (4), welche in einen trichterförmigen Trocknungsbehälter (8) angeordnet werden, in dessen Bodenbereich mindestens ein Trockengas (24) eingeleitet wird, das durch den zu trocknenden Stoff (4) hindurchtritt und diesen entfeuchtet, wobei das Trockengas (24) zumindest teilweise aufgefangen und erneut dem Trocknungsbehälter (8) als Sekundärstrom zugeführt wird, wobei
dem Trockengas (24) nach Durchtritt durch den zu trocknenden Stoff (4) und vor der Rückführung in den Trocknungsbehälter (8) als Sekundärstrom Frischgas (25) zugeführt wird.

2. Verfahren zum Trocknen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Sekundärstrom mit dem zugemischten Frischgas (25) vor dem Einleiten in den zu trocknenden Stoff (4) aufbereitet, insbesondere gefiltert und/oder aufgeheizt, wird.

3. Verfahren zum Trocknen nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Frischgas (25) in Strömungsrichtung vor einem Gebläse (14) in den Sekundärstrom eingeleitet wird.

4. Verfahren zum Trocknen nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet ,
dass der Feuchtigkeitsgehalt des Frischgases (25) geringer ist als der des Sekundärstroms.

5. Verfahren zum Trocknen nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Frischgas (25) das Trockengas (24), ein Inertgas, insbesondere CO₂, oder Umgebungsluft verwendet wird.

6. Verfahren zum Trocknen nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Zuführung des Frischgases (25) und/oder eine Ableitung des Sekundärstromes aus dem Trocknungsbehälter (8) gesteuert erfolgt.

7. Vorrichtung zum Trocknen von pulverförmigen, granulatförmigen oder schüttfähigen Stoffen (4), welche zum Aufnehmen eines zu trocknenden Stoffes (4) einen Trocknungsbehälter (8) umfasst, in dem eine Einleitungseinrichtung (18) zum Einleiten eines Trockengases (24) angeordnet ist, und eine Rückführungseinrichtung (26) zum Rückführen zumindest eines Teils des Trockengases (24) als Sekundärstrom in den Trocknungsbehälter (8) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Zuführungseinrichtung (11) zum Zuführen eines Frischgases (25) vorgesehen ist, welches zusammen mit zumindest einem Teil des Trockengases (24) in den Trocknungsbehälter (8) einleitbar ist.

8. Vorrichtung zum Trocknen nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zuführungseinrichtung (11) für das Frischgas (25) in einem oberen Bereich des Trocknungsbehälters (8) und/oder entlang der Rückführungseinrichtung (26) angeordnet ist.

9. Vorrichtung zum Trocknen nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rückführungseinrichtung (26) einen Filter (12), ein Gebläse (14) und/oder eine Heizeinrichtung (16) aufweist.

10. Vorrichtung zum Trocknen nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einleitungseinrichtung (18) für das Trockengas (24) und/oder die Rückführungseinrichtung (26) für den Sekundärstrom einen kegelförmigen Düsenkopf (6) aufweist.

Zeichnung