CH633633A5 - Method of drying articles to be dried by means of a vapour flow of an easily volatile liquid and drying arrangement for implementing the method - Google Patents
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Description
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Trocknungseinrichtung zur Durchführung desselben derart vorzuschlagen, dass insbesondere die Kühlwärme weitgehend zurückgewonnen und damit auch der Kühlmediumverbrauch kleiner gehalten werden kann. It is an object of the invention to propose a method and a drying device for carrying it out in such a way that, in particular, the cooling heat can be largely recovered and the cooling medium consumption can thus be kept lower.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe mit dem Verfahren der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 enthaltenen Merkmale gelöst. According to the invention the object is achieved with the method of the type mentioned by the features contained in the characterizing part of patent claim 1.
Die erfindungsgemässe Trocknungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist im Anspruch 7 definiert. The drying device according to the invention for carrying out the method is defined in claim 7.
Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass eine weitgehende Rückgewinnung der Kühlwärme und damit auch eine Herabsetzung des Kühlmediumverbrauchs, vorzugsweise Kühlwassers, gewährleistet wird. The advantage of the invention is, in particular, that an extensive recovery of the cooling heat and thus a reduction in the cooling medium consumption, preferably cooling water, is ensured.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Advantageous embodiments of the invention are defined in the dependent claims.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungs-gemässen Trocknungseinrichtung vereinfacht dargestellt. Exemplary embodiments of the drying device according to the invention are shown in simplified form in the drawing.
Es zeigt It shows
Fig. 1 ein Prinzipschema der gesamten Trocknungseinrichtung, 1 is a schematic diagram of the entire drying device,
Fig. 2 eine zweite beispielsweise Anordnung der Kühlwärme-Rückgewinnung, 2 shows a second example arrangement of the cooling heat recovery,
Fig. 3 eine dritte beispielsweise Anordnung der Kühlwärme-Rückgewinnung und Fig. 3 shows a third example arrangement of the heat recovery and
Fig. 4 eine beispielsweise Ausführung einer Regelvorrich-tung des zweiten Kondensatorteiles. Fig. 4 shows an example embodiment of a Regelvorrich-direction of the second capacitor part.
Gemäss Fig. 1 ist ein Autoklav mit der Bezugszahl 1 und ein Verdampfer mit 3 bezeichnet, die durch eine Dampfleitung a verbunden sind. Eine Dampfableitung c aus dem Autoklaven 1 führt zu einem zweiteiligen Kondensator 4, wobei der erste Kondensatorteil 4' über eine Verbindung e mit dem zweiten Kondensatorteil 4' ' verbunden ist. Es ist eine erste b2, eine zweite bl5 eine dritte d, db eine vierte d, d2 und eine fünfte i Kondensatableitung vorgesehen. Die dritte Kondensatableitung d, dj führt aus dem ersten Kondensatorteil 4' über die Kondensatableitung d; zum Autoklaven 1 oder über die vierte Kondensatableitung d, d2 zum Verdampfer 3. Die fünfte Kondensatableitung i aus dem zweiten Kondensatorteü 4" führt zu einem Sammelbehälter 5, in dem sich das Wasser unten ansammelt und über eine Abflussleitung k abgelassen werden kann. Das sich im Autoklaven 1 und im Sammelbehälter 5 ansammelnde Solvent wird über eine erste 10 bzw. eine zweite 9 Pumpe und über die erste b2 bzw. die zweite Kondensatableitung und über ein Vorwärmsystem b3, b, b4 d.h. über eine erste Kondensatleitung b3 über Kühlleitungen b im ersten Kondensatorteil 4' und einer zweiten Kondensatleitung b4 dem Verdampfer 3 zugeführt. 1, an autoclave is designated by the reference number 1 and an evaporator by 3, which are connected by a steam line a. A steam discharge c from the autoclave 1 leads to a two-part condenser 4, the first condenser part 4 ′ being connected to the second condenser part 4 ″ via a connection e. A first b2, a second bl5, a third d, db, a fourth d, d2 and a fifth i condensate drain are provided. The third condensate drain d, dj leads from the first condenser part 4 'via the condensate drain d; to the autoclave 1 or via the fourth condensate drain d, d2 to the evaporator 3. The fifth condensate drain i from the second condenser part 4 "leads to a collecting container 5 in which the water collects below and can be drained off via a drain line k Autoclave 1 and the solvent collecting in the collecting container 5 is fed via a first 10 or a second 9 pump and via the first b2 or the second condensate drain and via a preheating system b3, b, b4, ie via a first condensate line b3 via cooling lines b in the first condenser part 4 'and a second condensate line b4 to the evaporator 3.
Das Kühlmedium für den zweiten Kondensatorteil 4" wird über einen Kühlleitungs-Eintritt hx den Kühlleitungen h zugeleitet und fliesst über einen Kühlleitungs-Austritt h2 ab. The cooling medium for the second condenser part 4 ″ is supplied to the cooling lines h via a cooling line inlet hx and flows out via a cooling line outlet h2.
Der Autoklav 1 kann über über eine Vakuumleitung f mit einer Hauptvakuumeinrichtung 71 evakuiert werden. Durch eine Leckvakuumeinrichtung 72, beispielsweise Leckpumpe, wird in die Apparatur eingedrungene Luft aus dem zweiten Kondensatorteil 4" abgesogen. Ein Solvent-Vorratsbehälter 6 kann sowohl über Verbindungsleitungen g-g1 und über die zweite Kondensatleitung b4 direkt mit dem Verdampfer 3 als auch über Verbindungsleitungen g, g2 über die erste Kondensatableitung b2 und das Vorwärmsystem b3, b, b4 mit dem Verdampfer 3 verbunden sein. The autoclave 1 can be evacuated via a vacuum line f with a main vacuum device 71. Air that has penetrated into the apparatus is sucked out of the second condenser part 4 ″ by a leak vacuum device 72, for example a leak pump. A solvent storage container 6 can be connected directly to the evaporator 3 via connection lines g-g1 and via the second condensate line b4 as well as via connection lines g , g2 be connected to the evaporator 3 via the first condensate drain b2 and the preheating system b3, b, b4.
Gemäss Fig. 2 ist der erste Kondensatorteil 4' als Einspritzkondensator 4'e ausgebildet. Das aufzuwärmende Solvent wird über die Pumpen 9 bzw. 10 und über die erste b2 bzw. erste bx Kondensatableitung und über die erste Kondensatleitung b3 des Vorwärmsystems b3, b, b4 einem Zerstäuber 13 eines Kessels 14 2, the first capacitor part 4 'is designed as an injection capacitor 4'e. The solvent to be warmed up is pumped via pumps 9 or 10 and via the first b2 or first bx condensate drain and via the first condensate line b3 of the preheating system b3, b, b4 to an atomizer 13 of a boiler 14
des Einspritzkondensators 4'E zugeführt. Der teilweise an diesen Töpfchen des Solventkondensates kondensierende Dampf aus dem Autoklaven 1 wird dem Verdampfer 3 über die zweite Kondensatleitung b4 zugeführt. Der nicht kondensierte Teil 5 strömt über eine Verbindungsleitung e zum zweiten Kondensatorteil 4". of the injection capacitor 4'E supplied. The steam from the autoclave 1 which partially condenses on these pots of the solvent condensate is fed to the evaporator 3 via the second condensate line b4. The uncondensed part 5 flows via a connecting line e to the second capacitor part 4 ″.
Eine Ausführung des Kondensators 4, in dem die miteinander verbundenen beiden Kondensatorteile 4' und 4" übereinander achsparallel in einem gemeinsamen, beispielsweise zylinder-lo förmigen Gehäuse 41 untergebracht sind, ist in Fig. 3 dargestellt. Das Gehäuse 41 weist beidseitig Deckel 42 und 43 auf und ist durch eine Trennwand 45, mit Ausnahme des Verbindungsbereiches e, in einen oberen und einen unteren Teil aufgeteilt, wobei der erste Kondensatorteil 4' im oberen, der zweite ls Kondensatorteil 4" im unteren Teil angeordnet sind. Die Kühlleitungen b im ersten Kondensatorteil 4' werden vom aufzuwärmenden Solvent und die Kühlleitungen h im zweiten Kondensatorteil 4" vom Kühlmedium, vorzugsweise Wasser, durchströmt. Der Dampfeintritt über die aus dem Autoklaven 1 füh-20 rende Dampfableitung c ist beim Solventaustritt in der Nähe der zum Verdampfer 3 führenden zweiten Kondensatleitung b4 und die zum hier nicht dargestellten Sammelbehälter 5 führende fünfte Kondensatableitung i mit der Dosierpumpe 11 beim Kühlmedium-Eintritt hj angeordnet. Entsprechend der an der 25 Dosierpumpe 11 eingestellten Menge stellt sich das Niveau 12 des Kondensats im zweiten Kondensatorteil 4" ein. Die Leckluftpumpe 72 hält über die Vakuumleitung f ls in welcher ein Regler 8 angeordnet ist, den Druck, beispielsweise 30 Torr, in der Absaugzone 16 konstant. Dieser Absaugzone 16 sind Schiso kanen 15 vorgeschaltet. Ein Leitblech 46 beeinflusst den Abflussweg des Kondensats. An embodiment of the capacitor 4, in which the two capacitor parts 4 ′ and 4 ″ which are connected to one another are accommodated one above the other in an axis-parallel manner in a common, for example cylindrical, housing 41, is shown in FIG. 3. The housing 41 has covers 42 and 43 on both sides and is divided by a partition 45, with the exception of the connecting region e, into an upper and a lower part, the first capacitor part 4 'being arranged in the upper part and the second capacitor part 4' 'in the lower part. The cooling lines b in the first condenser part 4 ′ are flowed through by the solvent to be warmed up and the cooling lines h in the second condenser part 4 ″ by the cooling medium, preferably water the second condensate line b4 leading to the evaporator 3 and the fifth condensate drain i leading to the collecting tank 5 (not shown here) with the metering pump 11 at the coolant inlet hj " a. The leakage air pump 72 keeps the pressure, for example 30 Torr, constant in the suction zone 16 via the vacuum line f ls in which a regulator 8 is arranged. This suction zone 16 are Schiso kanen 15 upstream. A baffle 46 influences the drainage path of the condensate.
In Fig. 4 ist ein selbständiger und regelbarer zweite Kondensatorteil 4" dargestellt, dem der erste Kondensatorteil 4', beispielsweise Einspritzkondensator 4'E, vorgeschaltet ist. Das 35 Kühlmedium tritt über den Kühlleitungs-Eintritt hx in die untere Hälfte eines Deckels 44 ein und fliesst dann über U-förmige Kühlleitungen h zum oberen Teil des Deckels 44 und von dort weiter über den Kühlleitungs-Austritt h2 ab. Eine Trennwand 45 ' teilt die Kühlrohranordnung in eine obere und untere Hälf-40 te, wobei beide durch eine Verbindung ei verbunden sind. Die Dampfzuleitung über die aus dem ersten Kondensatorteil 4' führende Verbindung e ist beim Kühlleitungs-Austritt h2 angeordnet. Beim Kühlleitungs-Eintritt hi fliesst das Kondensat über eine Kondensatableitung Ì! in ein Überlaufgefäss 19 und 45 über die Kondensatableitung i zum hier nicht dargestellten Sammelbehälter 5. Schikanen 15 sind der Absaugzone 16 vorgeschaltet, wobei die Absaugzone 16 einerseits über die Vakuumleitung fi mit der Vakuumeinrichtung 72 und zum anderen über die Vakuumleitung fj und eine Verbindungsleitung f2 mit dem 50 Überlaufgefäss 19 verbunden ist. Der Vakuumeinrichtung 72 ist ein erstes Regelventil 17 vorgeschaltet, das durch die Soll-Ist-Wert-Abweichung eines Durchflussmessers 18 im Kühlleitungs-Eintritt ht gesteuert wird. Der Kühlleitungs-Austritt h2 enthält ein zweites Regelventil 20 mit einem Temperaturfühler, das die 55 Austrittstemperatur des Kühlmediums, vorzugsweise Wassers, konstant hält. Es sind Entlüftungsleitungen m vorgesehen, die Zonen, in denen sich Luft ansammeln kann, mit der Absaugzone 16 verbinden, wobei die Entlüftungsleitungen m mit Kühlrippen 21 versehen sein können. 4 shows an independent and controllable second condenser part 4 ″, upstream of which the first condenser part 4 ′, for example injection condenser 4′E, is connected. The cooling medium enters the lower half of a cover 44 via the cooling line inlet hx and then flows via U-shaped cooling lines h to the upper part of the cover 44 and from there via the cooling line outlet h2. A dividing wall 45 'divides the cooling tube arrangement into an upper and a lower half, the two being connected by a connection The steam supply line via the connection e leading from the first condenser part 4 'is arranged at the cooling line outlet h2. At the cooling line inlet hi, the condensate flows via a condensate drain line in! into an overflow vessel 19 and 45 via the condensate drain line i to not shown here Collection container 5. Baffles 15 are upstream of the suction zone 16, the suction zone 16 on the one hand via the vacuum line fi with the Va vacuum device 72 and the other via the vacuum line fj and a connecting line f2 with the 50 overflow vessel 19 is connected. A first control valve 17 is connected upstream of the vacuum device 72 and is controlled by the setpoint / actual value deviation of a flow meter 18 in the cooling line inlet ht. The cooling line outlet h2 contains a second control valve 20 with a temperature sensor which keeps the outlet temperature of the cooling medium, preferably water, constant. Vent lines m are provided which connect zones in which air can accumulate to the suction zone 16, wherein the vent lines m can be provided with cooling fins 21.
so Gleiche Teile sind in Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4 mit denselben Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1. The same parts are given the same reference numerals in FIGS. 2, 3 and 4 as in FIG. 1.
Die erfindungsgemässe Trocknungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wird wie folgt betrieben: The drying device according to the invention for carrying out the method is operated as follows:
Vom Verdampfer 3 strömt über die Dampfleitung a Solfi5 ventdampf in den Autoklaven 1. Wird der Totaldruck im Autoklaven 1, der sich aus Solventdampf-, Wasserdampf- und Luft-Teildrücken zusammensetzt, grösser als der Druck in der Absaugzone 16, so beginnt dieses Gemisch in den zweiteiligen From the evaporator 3, a steam vapor flows through the steam line a into the autoclave 1. If the total pressure in the autoclave 1, which is composed of solvent vapor, water vapor and air partial pressures, is greater than the pressure in the suction zone 16, this mixture begins in the two-part
633 633 633 633
4 4th
Kondensator 4 hineinzuströmen. Im zweiten Kondensatörteil 4" beginnt die Kondensation. Das sich im Sammelbehälter 5 ansammelnde Kondensat und das Kondensat aus dem Autoklaven 1 wird dann über die erste b2 und zweite bx Kondensatableitung und über die Kühlleitungen b des Vorwärmsystems b3, b, b4 in den Verdampfer 3 zurückgepumpt, wodurch auch eine Kondensation im ersten Kondensatorteil 4' beginnen kann. Das durchfliessende Solvent wird im ersten Kondensatorteil 4' erwärmt. Die Druck- und Temperaturverhältnisse im ersten Kondensatorteil 4' sind so, dass dort nur Solvent kondensiert, wodurch das Kondensat aus dem ersten Kondensatorteil 4' nicht in den Sammelbehälter 5 geleitet werden muss. To flow in condenser 4. The condensation begins in the second condenser part 4 ″. The condensate that accumulates in the collecting container 5 and the condensate from the autoclave 1 is then pumped back into the evaporator 3 via the first b2 and second bx condensate drain and via the cooling lines b of the preheating system b3, b, b4 , whereby condensation can also begin in the first condenser part 4 '. The solvent flowing through is heated in the first condenser part 4'. The pressure and temperature conditions in the first condenser part 4 'are such that only solvent condenses there, so that the condensate from the first condenser part 4 'does not have to be passed into the collecting container 5.
Die Anzahl und Länge der Kühlleitungen b für den ersten Kondensatorteil 4' ist so berechnet, dass das austretenden Solvent nur 10 bis 20 °C kälter ist als der aus dem Autoklaven 1 austretende Dampf. Diese Differenz wird noch kleiner, wenn für den ersten Kondensatorteil 4', wie in Fig. 2 gezeigt, der Einspritzkondensator 4'E eingesetzt wird. The number and length of the cooling lines b for the first condenser part 4 ′ is calculated in such a way that the emerging solvent is only 10 to 20 ° C. colder than the steam emerging from the autoclave 1. This difference becomes even smaller when the injection capacitor 4'E is used for the first capacitor part 4 ', as shown in FIG. 2.
Die beiden Kondensatorteile 4', 4" müssen nicht separat angeordnet sein, sondern können auch in einem gemeinsamen Gehäuse 41 ' vereinigt werden. Die gewählte zylindrische Form des horizontal angeordneten Gehäuses 41' ermöglicht den Einbau der Schikanen 15, die eine Regelung durch das Kondensatniveau ohne einen Zusatzkondensator ermöglichen. In den Räumen zwischen den der Absaugzone 16 vorgeschalteten Schikanen 15 kondensiert der Solvent- und Wasserdampf bis auf einen genügend kleinen Restdruck. The two capacitor parts 4 ', 4 "do not have to be arranged separately, but can also be combined in a common housing 41'. The selected cylindrical shape of the horizontally arranged housing 41 'enables the installation of the baffles 15, which are regulated by the condensate level without In the spaces between the baffles 15 upstream of the suction zone 16, the solvent and water vapor condenses to a sufficiently low residual pressure.
Der zweite Kondensatorteil 4' ' wird anstatt mit der Niveauhöhe des Kondensats durch den Druck in der Absaugzone 16 gerelgt, wie in Fig. 4 gezeigt wird. The second condenser part 4 ″ is controlled by the pressure in the suction zone 16 instead of the level of the condensate, as shown in FIG. 4.
s Die Absaugzone 16 ist über das erste Regelventil 17 mit der Leckvakuumeinrichtung 72 verbunden. Das erste Regelventil 17 wird durch den Kondensatanfall im zweiten Kondensatorteil 4" oder gemäss einer weiteren Ausbildung mit einer dazu proportionalen Grösse gesteuert. Um eine zum Kondensatanfall io proportionalen Grösse zu erhalten, wird in die Austrittsleitung h2 des Kühlmediums ein Temperaturfühler eingebaut, der das zweite Regelventil 20 so steuert, dass die Austrittstemperatur des Kühlmediums stets den vorbestimmten Wert aufweist. Bei konstanter Eintrittstemperatur des Kühlmediums ist dann der 15 Kühlmitteldurchsatz proportionale zur Kondensationsrate. Die Abweichung zwischen dem vorgegebenen Soll -Durchsatz und dem durch das zweite Regelventil 20 bestimmten Ist-Durchsatz kann zur Steuerung des ersten Regelnventils 17 benutzt werden. Die Stabilität der Kondensationsrate in einem derart gesteuer-20 ten zweiten Kondensatorteil 4" kann durch Entlüftungsleitungen m verbessert werden. Bereiche ausserhalb der Schikanen 15, wo sich Luft ansammeln kann, werden mit der Absaugzone 16 verbunden. Solche Entlüftungsleitungen m sollen zuerst senkrecht ansteigen und dort mit Kühlrippen 21 verbunden 25 sein. Im senkrechten Teil kondensiert Solvent und/oder Wasser, während die Luft über die Entlüftungsleitungen m zur Absaugzone 16 strömt. s The suction zone 16 is connected to the leak vacuum device 72 via the first control valve 17. The first control valve 17 is controlled by the accumulation of condensate in the second condenser part 4 ″ or, according to a further embodiment, with a size proportional to it 20 controls so that the outlet temperature of the cooling medium always has the predetermined value. With a constant inlet temperature of the cooling medium, the coolant throughput is then proportional to the condensation rate. The deviation between the predetermined target throughput and the actual throughput determined by the second control valve 20 can lead to Control of the first control valve 17. The stability of the condensation rate in such a controlled second condenser part 4 ″ can be improved by ventilation lines m. Areas outside the baffles 15 where air can collect are connected to the suction zone 16. Such ventilation lines m should first rise vertically and be connected 25 there with cooling fins 21. Solvent and / or water condenses in the vertical part, while the air flows via the ventilation lines m to the suction zone 16.
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