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WO1993011396A1 - Verdampfereinrichtung zur behandlung von schlämmen - Google Patents

Verdampfereinrichtung zur behandlung von schlämmen Download PDF

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WO1993011396A1
WO1993011396A1 PCT/EP1992/001947 EP9201947W WO9311396A1 WO 1993011396 A1 WO1993011396 A1 WO 1993011396A1 EP 9201947 W EP9201947 W EP 9201947W WO 9311396 A1 WO9311396 A1 WO 9311396A1
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WO
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wall
product
evaporator device
interior
cutting zone
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PCT/EP1992/001947
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English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Egger
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Buss AG
Original Assignee
Buss AG
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Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/18—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by rotating helical blades or other rotary conveyors which may be heated moving materials in stationary chambers, e.g. troughs
    • F26B17/20—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by rotating helical blades or other rotary conveyors which may be heated moving materials in stationary chambers, e.g. troughs the axis of rotation being horizontal or slightly inclined

Definitions

  • the invention relates to an evaporator device for
  • Heat treatment in particular for drying sludge, with a heatable, hollow cylindrical, approximately horizontally oriented evaporator body which has a product inlet at one end and a product outlet at the other end and in which the product acts on it
  • a rotor which is provided with essentially radially aligned vanes and can be driven from the outside.
  • moist goods in particular sludges from waste water systems
  • moist goods in particular sludges from waste water systems
  • the sludge is applied in the form of a thin product film on the heated inner wall of the evaporator body through the blades of the rotor rotating on the inside, the product being continuously conveyed through the evaporator body through the blades of the rotor and an at least partially dry at the product outlet Granules are produced.
  • the problem with drying is that the material to be dried, which is introduced into the product inlet as a pumpable product, passes through a tough intermediate phase with decreasing water content, which leads to lump formation. These coarse aglomerates are following drying phase from the fast rotating
  • the invention is based on the object of designing an evaporator device of the type described at the outset in such a way that the formation of lumps in the critical zones is prevented and granules which are as uniform as possible are obtained as the end product.
  • the wall of the interior at least in the area in front of the product outlet, is provided with at least one cutting zone which extends essentially in the longitudinal direction of the interior and which interrupts the circular contour of the interior wall cross-section.
  • the cutting zone is formed by at least one depression, in particular a groove-shaped depression, of the inner wall. The through a trough-shaped depression
  • the depression can be formed in the form of a continuous channel or groove or in the form of a plurality of separate depressions which follow one another in the longitudinal direction of the interior.
  • the cutting zone is formed by at least one projection, in particular a web-shaped projection, of the inner wall.
  • a web-shaped projection With such a web-shaped projection, the normal gap between the wing edge and the inner wall of the evaporator body is slightly reduced.
  • a larger lump rolling in the area of the wing edge is held by the projection, so that the wing edge can break open the lump.
  • a plurality of linear cutting zones spaced approximately parallel to one another are provided.
  • a further embodiment has proven to be particularly favorable in which the cutting zones, based on the direction of rotation of the rotor, are arranged at least in the wall area covered by the upward-rotating blades. The "height" of the cutting zones is only a few millimeters in order to ensure that the product to be dried continues to be conveyed to the product outlet in a thin layer on the heated inner wall of the evaporator body.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section through a
  • Fig. 2 shows a cross section. the line II-II in Fig. 1, but with an illustration of the rotor.
  • the evaporator body 1 of a so-called evaporator device to be operated as a thin-film dryer, shown in a longitudinal section in FIG. 1, essentially consists of a cylindrical tube 2, which in the exemplary embodiment shown is composed of two tube sections. On the outside, the two pipe sections 2 are each surrounded at a distance by a jacket pipe 3, through which a heating chamber 4 is delimited, into which heating steam is introduced via a feed line 5 and the condensate that forms can be drawn off via a drain line 6.
  • the product to be dried is introduced into the interior 8 of the evaporator body in a pumpable, puncture-resistant or crumbly consistency via a product inlet 7.
  • the rotor has, at least in the inlet area, vane sections which are positioned at an angle to the longitudinal axis and thus act as conveying vanes.
  • One third of the total length begins under the influence of the heating medium, whereby the interior of the evaporator body can be kept slightly under vacuum to improve the evaporation performance, so that the mass introduced passes through its so-called tough phase.
  • the heated inner wall 11 Through contact with the heated inner wall 11, larger lumps with a rapidly drying outer skin and still wet filling can form, which roll on the smooth inner wall and thus either come out as lumps or are broken up in the end region by the rotor blades , whereby undesirable amounts of fine grain and dust form.
  • the inner wall of the evaporator body 1 is designed as a cutting zone 13 up to the product outlet 12.
  • the cutting zone is formed by a plurality of linear web-shaped projections 14 which protrude into the interior at a height of only a few millimeters.
  • the height of the projections can be, for example, 3 mm.
  • the projections arranged at a distance of, for example, 100 mm from one another are now like the sectional illustration in FIG. 2 reveals, based on the direction of rotation of the rotor
  • the cutting zones can also be formed by corresponding outward-pointing, preferably channel-shaped depressions in the inner wall 11.
  • Such lumps in the wall also hold larger clumps on the wings, which are larger in diameter than the normal gap between the wing edge and the inner wall, from the edge of the channel-shaped depression f, so that here again the wings edge can break up the lump.
  • a trough-shaped depression or a web-shaped projection is arranged as a cutting zone on the inner wall.
  • the cutting zones can, as shown, be aligned axially parallel or, at a small angle, measured in relation to the longitudinal axis, can be aligned in a helical line. Neither in a trough-shaped version nor in a web-shaped version, it is necessary that the cutting zones run over the full length, but they can be formed in a linear arrangement, by punctiform depressions or punctiform or stegför-shaped projections of short length.
  • projections these can be applied, for example, by cams, combs, pins or also by welding beads by means of build-up welding.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

Verdampfereinrichtung zur Wärmebehandlung, insbesondere zur Trocknung von Schlämmen, mit einem beheizbaren hohlzylindrischen, in etwa horizontal ausgerichteten Verdampferkörper (1), der an einem Ende einen Produkteinlaß (7) und am anderen Ende einen Produktauslaß (12) aufweist und in dessen vom Produkt beaufschlagten Innenraum ein mit im wesentlichen radial ausgerichteten Flügeln (10) versehener, von außen antreibbarer Rotor (9) angeordnet ist. Hierbei ist erfinderisch vorgesehen, daß die Wandung (11) des Innenraumes zumindest im Bereich vor dem Produktauslaß (12) mit wenigstens einer sich im wesentlichen in Innenraumlängsrichtung erstreckenden, die Kreiskontur des Innenraumquerschnittes unterbrechenden Schneidzone (13) versehen ist.

Description

Bezeichnung: Verdampfereinrichtung zur Behandlung von
Schlämmen
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Verdampfereinrichtung zur
Wärmebehandlung, insbesondere zur Trocknung von Schlämmen, mit einem beheizbaren, hohlzylindrischen, in etwa horizon¬ tal ausgerichteten Verdampferkörpe , der an einem Ende einen Produkteinlaß und am anderen Ende einen Produktaus- laß aufweist und in dessen vom Produkt beaufschlagten
Innenraum ein mit im wesentlichen radial ausgerichteten Flügeln versehener, von außen antreibbarer Rotor angeord¬ net ist.
Mit Hilfe einer derartigen Verdampfereinrichtung werden seit Jahren Feuchtgüter, insbesondere Schlämme aus Abwas¬ seranlagen getrocknet. Durch die Flügel des innen umlaufen¬ den Rotors werden die Schlämme in Form eines dünnen Pro¬ duktfilms auf der beheizten Innenwandung des Verdampfer- körpers aufgetragen, wobei durch die Flügel des Rotors das Produkt kontinuierlich durch den Verdampferkörper hindurchgefördert wird und am Produktauslaß ein zumindest teilweise trockenes Granulat anfällt. Bei vielen derartiger Schlämme besteht bei der Trocknung jedoch das Problem, daß das als pumpfähiges Produkt in den Produkteinlaß eingeführte zu trocknende Gut mit abnehmendem Wassergehalt eine zähe Zwischenphase durchläuft, die zu Klumpenbildung führt. Diese groben Aglomerate werden in der weiter- folgenden Trocknungsphase von den schnellumlaufenden
Flügeln des Rotors zwar weitgehend wieder zerschlagen. Hierbei entsteht jedoch ein großer Feinkorn- bzw. Staub¬ anteil. Des weiteren ist der Wärmeübergang auf das zu trocknende, in groben Klumpen vorhandene Produkt durch ihre geringe Kontaktoberfläche zur beheizten Innenwandung erheblich reduziert. Die entstehenden groben Klumpen sind hierbei so aufgebaut, daß sie eine relativ dünne trockene Mantelfläche besitzen, die eine noch verhältnis- mäßig nasse Produktmenge umschließt. Gelangen derartige Klumpen in den Produktauslaß, können in den nachgeschal¬ teten Einrichtungen beim Aufplatzen -der Klumpen Verkle¬ bungen, Anbackungen etc. auftreten.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Ver¬ dampfereinrichtung der eingangs bezeichneten Art so aus¬ zubilden, daß die Klumpenbildung in den kritischen Zonen unterbunden und ein möglichst uniformes Granulat als Endprodukt erhalten wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Wandung des Innenraumes zumindest im Bereich vor dem Produktauslaß mit wenigstens einer sich im wesent¬ lichen in Innenraumlängsrichtung erstreckenden, die Kreis- kontur des Innenrau querSchnitts unterbrechenden Schneid¬ zone versehen ist. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß bereits die Entstehung grober Klumpen vermieden wird, wenn in etwa beginnend im Bereich der zähen Phase die glatte Kreis- bzw. Zylinderkontur der Innenwandung uήter- brochen ist. Hierdurch werden sich bildende gröbere Klumpen, die in ihrer Dicke den schmalen Spalt zwischen den Kanten der Rotorflügel und der Innenwandung des Verdampferkörpers übersteigen, in ihrer Bewegung festgehalten und hierbei von den Flügelkanten aufgebrochen. Damit ist gewährleistet, daß nur Granulate in einer Korngröße entstehen können, wie sie durch den Spalt zwischen der Flügelkante und dem zylindrischen Teil der Innenwandung des Verdamp¬ ferkörpers vorgegeben ist. 1 In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schneidzone durch wenigstens eine Vertiefung, insbesondere rinnenförmige Vertiefung, der Innenwandung gebildet ist. Die durch eine rinnenförmige Vertiefung
5 der Innenwandung gebildete Schneidzone, die zu einer
'*> Vergrößerung des Abstandes zwischen der Flügelaußenkante und der Zylinderwandung führt, hat zur Folge, daß im Kantenbereich der Flügel abrollende Klumpen mit größerem Durchmesser als der normale Spaltabstand zwischen Flügel- 10 kante und zylindrischer Wandung eingeklemmt und hierbei aufgebrochen werden. Die Vertiefung kann hierbei in Form einer durchgehenden Rinne oder Rille oder aber in Form von mehreren, in Innenraumlangsrichtung aufeinanderfolgende abgesetzte Einzelvertiefungen gebildet werden.
15
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schneidzone durch wenigstens einen Vorsprung, insbesondere einen stegförmigen Vorsprung, der Innenwand gebildet ist. Durch einen derartigen stegförmigen Vorsprung wird der normale Spalt zwischen der Flügelkante und der Innenwandung des Verdampferkörpers geringfügig verkleinert. Auch hier wird ein im Bereich der Flügelkante abrollender größerer Klumpen vom Vorsprung festgehalten, so daß die Flügelkante den Klumpen aufbrechen kann.
25
Sowohl für eine durch Vertiefungen als auch für eine durch Vorsprünge gebildete Schneidzone hat sich nun über¬ raschenderweise herausgestellt, daß sich weder die die Schneidzone bildende Vertiefung noch der Bereich vor
30 oder hinter einer stegförmig ausgebildeten Schneidzone mit Produkt zusetzt. Dies ist vermutlich darauf zurückzu¬ führen, daß außer den in Umfangsrichtung über die Flügel auf das Produkt wirkenden Kräfte zusätzlich auch in Durch¬ laufrichtung auf das Produkt einwirkende Kräfte vorhanden
35 sind, die auch im Bereich der Schneidzone das Produkt in Längsrichtung weiterschieben, so daß hier Ablagerungen und/oder Anbackungen vermieden sind. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist hierbei vorgesehen, daß mehrere mit Abstand in etwa parallel zueinander verlaufende linienförmige Schneidzonen vorge¬ sehen sind. Als besonders günstig hat sich hierbei eine weitere Ausgestaltung gezeigt, bei der die Schneidzonen, bezogen auf die Drehrichtung des Rotors, zumindest in dem von den aufwärtsdrehenden Flügeln überstrichenen Wandungsbereich angeordnet ist. Die "Höhe" der Schneid¬ zonen beträgt hierbei nur wenige Millimeter, um zu gewähr- leisten, daß das zu trocknende Produkt weiterhin in nur dünner Schicht auf der beheizten Innenwandung des Verdamp¬ ferkörpers zum Produktauslaß gefördert wird.
Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen, eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen
Verdampferkörper, jedoch ohne Rotor,
Fig. 2 einen Querschnitt gem. der Linie II-II in Fig. 1, jedoch mit Darstellung des Rotors.
Der in Fig. 1 in einem Längsschnitt dargestellte Verdampfer- kδrper 1 einer sogenannten als Dünnschichttrockner zu betreibenden Verdampfereinrichtung besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Rohr 2, das beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei Rohrschüssen zusammengesetzt ist. Auf der Außenseite sind die beiden Rohrschüsse 2 jeweils mit Abstand von jeweils einem Mantelrohr 3 umgeben, durch das ein Heizraum 4 begrenzt wird, in den über jeweils eine Zuleitung 5 Heizdampf eingeleitet und über eine Ablaßleitung 6 das sich bildende Kondensat abgezogen werden kann.
Das zu trocknende Produkt wird in pumpfähiger, stichfester oder auch krümeliger Konsistenz über einen Produkteinlaß 7 in den Innenraum 8 des Verdampferkörpers eingeführt. Durch den in Fig. 2 dargestellten Rotor 9, dessen Flügel 10 in geringem Abstand von der Innenwandung 11 des Ver¬ dampferkörpers 1, beispielsweise in einem Abstand von etwa 6 mm enden, wird das Produkt in einer entsprechend dünnen Schicht auf die Innenwandung 11 aufgetragen und hierbei in Richtung auf das andere Ende des Verdampferkör¬ pers gefördert. Der Rotor weist hierbei je nach Art des zu behandelnden Produktes zumindest im Einlaßbereich Flügelabschnitte auf, die unter einem Winkel zur Längsachse angestellt sind und damit als Förderflügel wirken.
Nach dem Durchlaufen von etwa einem Viertel bis einem
Drittel der Gesamtlänge beginnt unter der Einwirkung des Heizmediums, wobei zur Verbesserung der Verdampfungs- leistung der Innenraum des Verdampferkörpers geringfügig unter Unterdruck gehalten werden kann, die eingeführte Masse ihre sogenannte zähe Phase zu durchlaufen. Über den Kontakt mit der aufgeheizten Innenwandung 11 können sich größere Klumpen mit rasch abtrocknender Außenhaut und noch nasser Füllung bilden, die auf der glatten Innen¬ wandung abrollen und so entweder als Klumpen mit zum Austrag gelangen oder aber im Endbereich durch die Rotor¬ flügel zerschlagen werden, wobei sich unerwünschte Feinkorn- und Staubmengen bilden.
Um diese Klumpenbildung zu unterbinden, ist die Innenwandung des Verdampferkörpers 1, beginnend im Bereich der sogenann¬ ten zähen Phase, bis nahe zum Produktauslaß 12 als Schneid¬ zone 13 ausgebildet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Schneidzone durch mehrere linienförmig ausgebildete stegförmige Vorsprünge 14 gebildet, die in einer Höhe von nur wenigen Millimetern in den Innenraum vorragen. Bei einem lichten Abstand zwischen der Außenkante des Flügels 10 einerseits und der Innenwandung 11 des Verdampfer- körpers 1 andererseits von beispielsweise 6 mm kann die Höhe der Vorsprünge beispielsweise 3 mm betragen. Die im Abstand von beispielsweise 100 mm zueinander angeordneten Vorsprünge sind nun, wie die Schnittdarstellung in Fig. 2 erkennen läßt, bezogen auf die Drehrichtung des Rotor
9 (Pfeil 15) in dem in der Aufwärtsbewegung von den Flü¬ geln überstrichenen Wandungsbereich angeordnet. Hierdurch wird gewährleistet, daß die auf der jeweils obenliegenden Flügelfläche liegenden Klumpen sich jeweils an den entspre¬ chenden Kanten der stegförmigen Vorsprünge 14 anlegen und hierbei auf der Innenwandung festgehalten und somit von den Kanten der Flügel 10 aufgebrochen werden können.
Anstelle von stegförmig nach innenragenden Vorsprüngen, wie dargestellt, können die Schneidzonen auch durch ent¬ sprechende nach außen weisende, vorzugsweise rinnenförmi¬ ge Vertiefungen in der Innenwandung 11 gebildet werden. Auch durch derartige Vertiefungen in der Wandung werden auf den Flügeln befindliche größere Klumpen, die im Durch¬ messer größer sind als der normale Spalt zwischen Flügel¬ kante und Innenwandung, von der Kante der rinnenför igen Vertiefung f stgehalten, so daß hier wiederum die Flügel¬ kante die Klumpen aufbrechen kann.
Je nach Art des Produkte kann es genügen, wenn nur eine rinnenförmige Vertiefung bzw. ein stegförmiger Vorsprung als Schneidzone an der Innenwand angeordnet ist. Die Schneidzonen können hierbei, wie dargestellt, achsparallel ausgerichtet sein oder aber unter einem geringen Winkel, gemessen zur Längsachse, schraubenlinienförmig ausgerichtet sein. Weder bei einer rinnenförmigen Ausführung noch bei einer stegförmigen Ausführung ist es erforderlich, daß die Schneidzonen über die volle Länge durchgehen, sondern sie können hierbei in linienförmiger Anordnung, durch punktförmige Vertiefungen oder punktförmige oder stegför ige Vorsprünge kurzer Länge gebildet sein. In der Ausführungsform als Vorspränge können diese beispiels¬ weise durch Nocken, Kämme, Stifte oder auch durch Schweiß- raupen im Wege der Auftragschweißung aufgebracht werden. Hierbei ist es auch möglich, bei der Anordnung mehrerer paralleler Schneidzonen jeweils, in Umfangsrichtung gesehen, eine als Vertiefung ausgebildete und eine als stegförmigen Vorsprung ausgebildete Schneidzone aufeinanderfolgen zu lassen.

Claims

Ansprüche :
1. Verdampfereinrichtung zur Wärmebehandlung, insbesondere zur Trocknung von Schlämmen, mit einem beheizbaren hohl- zylindrischen in etwa horizontal ausgerichteten Verdampfer¬ körper, der an einem Ende einen Produkteinlaß und am anderen Ende einen Produktauslaß aufweist und in dessen vom Produkt beaufschlagten Innenraum ein mit im wesentli¬ chen radial ausgerichteten Flügeln versehener, von außen antreibbarer Rotor angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (11) des Innenraumes zumindest im Bereich vor dem Produktauslaß (12) mit wenigstens einer sich im wesentlichen in Innenraumlangsrichtung erstreckenden, die Kreiskontur des Innenraumquerschnitts unterbrechenden Schneidzone (13) versehen ist.
2. Verdampfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Schneidzone (13) durch wenigstens eine Vertiefung, insbesondere rinnenförmige Vertiefung der Innenwandung (11) gebildet ist.
3. Verdampfereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidzone (13) durch wenigstens einen Vorsprung, insbesondere einen stegförmigen Vorsprung (14) der Innenwandung (11) gebildet ist.
4. Verdampfereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere mit Abstand in etwa parallel zueinander verlaufende linienförmige Schneid- zonen (13) vorgesehen sind.
5. Verdampfereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidzone (13) , bezogen auf die Drehrichtung (15) des Rotors (9) , zumindest in dem von den aufwärtsdrehenden Flügeln (10) überstri- chenen Wandungsbereich angeordnet ist.
6. Verdampfereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Schneidzonen (13) nur wenige Millimeter beträgt.
PCT/EP1992/001947 1991-12-02 1992-08-25 Verdampfereinrichtung zur behandlung von schlämmen Ceased WO1993011396A1 (de)

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