WO2000040909A1 - Drying tower for spray-drying ingredients of washing agents or the like - Google Patents
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Definitions
- the invention is directed to a spray tower, in particular for spray drying / spray agglomeration of detergent ingredients or the like, the spray suspension being sprayed against the hot and swirling air in countercurrent in the tower in the direction of gravity via spray nozzles in different nozzle levels, with several nozzles in each nozzle level are arranged on the circumference.
- hot spots can form in the tower during operation. Such hot spots mean a not inconsiderable loss of energy, and they often occur in the center of the spray tower.
- the object of the invention is to optimize the energy used, in particular to avoid such "hot spots”.
- this object is achieved according to the invention in that in at least one nozzle plane on the circumference, spray cones producing nozzles are arranged on spray arms of different lengths, essentially horizontally arranged.
- the spray nozzles arranged on the spray arms form asymmetrical spray cones with respect to the vertical, ie deviate from the known spray cones which point symmetrically vertically downward.
- the ratio between the nozzle arm length (1) and the inside diameter (d) of the spray tower can be varied according to the invention.
- the length of a portion of the spray arms in relation to the inside diameter of the spray tower (INd) can be 0.1 to 0.2, the second ratio used in the same plane (l 2 / d) can be, for example, 0.01 to 0.1 be.
- the corresponding ratios l 3 / d can be 0.2 to 0.4.
- the inner diameter of the spray tower (d) can be 6.5 m, the spray arm lengths then 0.15 m, 0.9 m and 1.4 m with three different spray arm lengths or but with two spray arm lengths 0.15 m and 0.9 m.
- the invention provides a spray cone distribution which differs therefrom because of the spray arms of different lengths.
- the corresponding distribution in one level of the spray tower results from the representations of the spray cone distribution shown below.
- FIG. 1 shows a simplified longitudinal section through a spray tower according to the invention
- FIG. 2 shows a schematic diagram as a top view of the nozzle distribution roughly along line II or Ha in FIG. 1,
- Fig. 5 is a projection of the spray cone of FIG. 4 in the plane of the drawing and in the
- Fig. 6 to 8 distributions of the spray cones in supervision according to arrow II or Ha in Fig. 1 with differently distributed nozzles on differently long nozzle arms.
- the product then falls down in the direction of gravity according to arrows 4, where it encounters hot air and swirl air, the entry of the tangentially supplied swirl air is shown with arrows 5, it can be air of 50 ° C., for example in one embodiment 24,000 m 3 / h can be entered.
- the entry of the hot air is indicated by an arrow 6, for example 110,000 m 3 / h at 280 ° C.
- the exhaust air discharged at the top of the tower is indicated by an arrow 7, the product discharge below by an arrow
- the lower nozzle plane is preferably influenced, but it can also be influenced the upper nozzle plane 3 or intermediate nozzle planes, which are not considered here in the drawing.
- FIGS. 2 ff Has been chosen in a simplified manner, with FIGS. 2 and 3 showing the variation that 2 4 spray arms of different lengths are arranged on the circumference of the spray tower 1 with changing sequence, as an example there are given a diameter of the spray tower of 6.5 m and a total height of 43 m spray arm length of 0.9 and 1.65 m.
- FIG. 6 shows a spray cone arrangement which corresponds approximately to the arrangement according to FIGS. 2 and 3
- FIG. 7 shows images which roughly correspond to the Figures 4 and 5 correspond
- Figure 8 shows another possible arrangement
- the spray arm length can be changed during operation, if necessary, for example by mechanical or hydraulic delivery, in different spray levels different spray arm arrangements can be provided with images of the spray cones which then result differently u.
- the spray arm length can be changed during operation, if necessary, for example by mechanical or hydraulic delivery, in different spray levels different spray arm arrangements can be provided with images of the spray cones which then result differently u.
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Abstract
Description
"Sprühturm zur Sprühtrocknung von Waschmittel- inhaltsstoffen od. dgl . " "Spray tower for spray drying detergent ingredients or the like."
Die Erfindung richtet sich auf einen Sprühturm, insbesondere zur Sprühtrocknung/Sprühagglomeration von Waschmittelinhaltsstoffen od. dgl., wobei über Sprühdüsen in unterschiedlichen Düsenebenen die Sprühsuspension gegen die im Gegenstrom geführte Heiß- und Dralluft im Turm in Schwerkraftrichtung eingedüst werden, wobei mehrere Düsen in jeder Düsenebene am Umfang angeordnet sind.The invention is directed to a spray tower, in particular for spray drying / spray agglomeration of detergent ingredients or the like, the spray suspension being sprayed against the hot and swirling air in countercurrent in the tower in the direction of gravity via spray nozzles in different nozzle levels, with several nozzles in each nozzle level are arranged on the circumference.
Es ist bekannt, Sprühtrocknungen in einem derartigen Sprühturm durchzuführen, wobei übliche Sprühtürme in der Waschmittelindustrie Leistungen von 5 bis 10 t Wasserverdampfung pro Stunde aufweisen, woraus sich ein Energiebedarf zwischen 3.350 und 5.000 kJ/kg Wasser ergibt. Dieser Energiebedarf ist einerseits produktbezogen, d.h. nach Art des Inhaltsstoffes, welches durch Sprühtrocknung gewonnen werden soll und natürlich nach der Restfeuchte andererseits von der eingesetzten Anlage und der Art der Energierückgewinnung.It is known to carry out spray drying in such a spray tower, with conventional spray towers in the detergent industry having outputs of 5 to 10 t of water evaporation per hour, which results in an energy requirement of between 3,350 and 5,000 kJ / kg of water. On the one hand, this energy requirement is product-related, i.e. depending on the type of ingredient that is to be obtained by spray drying and, of course, on the residual moisture, on the other hand on the system used and the type of energy recovery.
Es hat sich gezeigt, daß sich im Turm bei Betrieb sogenannte "Hot Spots" ausbilden können. Derartige heiße Stellen bedeuten einen nicht unerheblichen Energieverlust, wobei sie häufig im Zentrum des Sprühturmes auftreten. Aufgabe der Erfindung ist die Optimierung der eingesetzten Energie, insbesondere die Vermeidung derartiger "Hot Spots" .It has been shown that so-called "hot spots" can form in the tower during operation. Such hot spots mean a not inconsiderable loss of energy, and they often occur in the center of the spray tower. The object of the invention is to optimize the energy used, in particular to avoid such "hot spots".
Mit einem Sprühturm der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in wenigstens einer Düsenebene am Umfang Sprühkegel erzeugende Düsen an unterschiedlich langen, im wesentlichen horizontal angeordneten Sprüharmen angeordnet sind.With a spray tower of the type described at the outset, this object is achieved according to the invention in that in at least one nozzle plane on the circumference, spray cones producing nozzles are arranged on spray arms of different lengths, essentially horizontally arranged.
Es hat sich gezeigt, daß allein die Variation der Anordnung und/oder die Unterschiedlichkeit der Längen der horizontalen Sprüharme, an deren Enden sich die Sprühkegel erzeugenden Düsen befinden, zu einer Verbesserung des Energiebedarfes führt. Diese Ergebnisse werden dadurch möglich, daß die Wärmeverteilung und/oder -ausbildung unterschiedlich warmer Bereiche im Sprühturm durch eine permanente Video- Infrarot- Kameraüberwachung festgehalten und durch die entsprechende Überwachung die Düsenanordnung optimiert wird. Mit einer Online-Beobachtung über die gewonnenen Video-Aufnahmen läßt sich die Anordnung der Düsen optimal einstellen, so daß die oben erwähnten "Hot Spots" in weiten Bereichen des Turmes verschwinden, bei gleichzeitiger Optimierung der Dralluft- menge .It has been shown that only the variation in the arrangement and / or the difference in the lengths of the horizontal spray arms, at the ends of which the spray cone-producing nozzles are located, leads to an improvement in the energy requirement. These results are made possible by the fact that the heat distribution and / or formation of areas of different warmth in the spray tower are recorded by permanent video infrared camera monitoring and the nozzle arrangement is optimized by the corresponding monitoring. With an online observation of the video recordings obtained, the arrangement of the nozzles can be optimally adjusted so that the "hot spots" mentioned above disappear in large areas of the tower, while at the same time optimizing the swirl air volume.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. So kann vorgesehen sein, daß die an den Sprüharmen angeordneten Sprühdüsen in bezug auf die Senkrechte asymmetrisch ausgebildete Sprühkegel ausbilden, d.h. von den bekannten, ganz symmetrisch senkrecht nach unten weisenden Sprühkegeln abweichen.Further refinements of the invention result from the Subclaims. Thus, it can be provided that the spray nozzles arranged on the spray arms form asymmetrical spray cones with respect to the vertical, ie deviate from the known spray cones which point symmetrically vertically downward.
Das Verhältnis zwischen der Düsenarmlänge (1) und dem Innendurchmesser (d) des Sprühturmes kann erfindungsgemäß am Umfang variiert werden. So kann die Länge eines Teils der Sprüharme im Verhältnis zum Innendurchmesser des Sprühturmes (INd) 0,1 bis 0,2 betragen, das zweite, in der gleichen Ebene eingesetzte Verhältnis (l2/d) kann beispielsweise 0,01 bis 0,1 betragen.The ratio between the nozzle arm length (1) and the inside diameter (d) of the spray tower can be varied according to the invention. The length of a portion of the spray arms in relation to the inside diameter of the spray tower (INd) can be 0.1 to 0.2, the second ratio used in the same plane (l 2 / d) can be, for example, 0.01 to 0.1 be.
Werden z.B. in einer Ebene drei unterschiedlich lange Düsenarme paarweise oder in anderer Anzahl eingesetzt, so können die entsprechenden Verhältnisse l3/d 0,2 bis 0,4 betragen.If, for example, three differently long nozzle arms are used in pairs or in a different number on one level, the corresponding ratios l 3 / d can be 0.2 to 0.4.
Als Beispiele seien hier an dieser Stelle einige konkrete Zahlen genannt, so kann beispielsweise der Innendurchmesser des Sprühturmes (d) 6,5 m betragen, die Sprüharmlängen dann 0,15 m, 0,9 m und 1,4 m bei drei verschiedenen Sprüharmlängen oder aber bei zwei Sprüharmlängen 0,15 m und 0,9 m.Some specific numbers are mentioned here as examples, for example the inner diameter of the spray tower (d) can be 6.5 m, the spray arm lengths then 0.15 m, 0.9 m and 1.4 m with three different spray arm lengths or but with two spray arm lengths 0.15 m and 0.9 m.
Geht man bei der bekannten Lösung von kreisförmig sich über- deckenden, in einer Ebene liegenden Sprühkegeln aus, so sieht die Erfindung eine davon abweichende Sprühkegelverteilung schon aufgrund der unterschiedlich langen Sprüharme vor. Die entsprechende Verteilung in einer Ebene des Sprühturmes ergibt sich aus den weiter unten wiedergegebenen Darstellungen der Sprühkegelverteilung.If you go from circular to opaque spray cones lying in one plane, the invention provides a spray cone distribution which differs therefrom because of the spray arms of different lengths. The corresponding distribution in one level of the spray tower results from the representations of the spray cone distribution shown below.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt inFurther advantages, features and details of the invention result from the following description and from the drawing. This shows in
Fig. 1 einen vereinfachten Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Sprühturm,1 shows a simplified longitudinal section through a spray tower according to the invention,
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung als Aufsicht auf die Düsenverteilung etwa gemäß Linie II bzw. Ha in Fig. 1,2 shows a schematic diagram as a top view of the nozzle distribution roughly along line II or Ha in FIG. 1,
Fig. 3a und 3b zwei Beispiele von Anordnungen der Sprühkegel projiziert in die Zeichenebene,3a and 3b two examples of arrangements of the spray cone projected into the plane of the drawing,
Fig. 4 entsprechend Fig. 2 eine Verteilung vonFig. 4 corresponding to Fig. 2, a distribution of
Sprüharmen am Umfang in den Ebenen gemäß Linie II bzw. Ha mit drei unterschiedlich langen Arten von Sprüharmen, Fig. 5 eine Projektion der Sprühkegel gemäß Fig. 4 in die Zeichenebene sowie in denSpray arms on the circumference in the levels according to line II or Ha with three differently long types of spray arms, Fig. 5 is a projection of the spray cone of FIG. 4 in the plane of the drawing and in the
Fig. 6 bis 8 Verteilungen der Sprühkegel in Aufsicht gemäß Pfeil II bzw. Ha in Fig. 1 mit unterschiedlich verteilten Düsen an unterschiedlich langen Düsenarmen.Fig. 6 to 8 distributions of the spray cones in supervision according to arrow II or Ha in Fig. 1 with differently distributed nozzles on differently long nozzle arms.
Der in Fig. 1 stark vereinfacht wiedergegebene Sprühturm, allgemein mit 1 bezeichnet, weist eine erste obere Sprühebene 2 und eine zweite untere Düsenebene 3 auf, in denen an Düsenarmen Sprühdüsen angeordnet sind, mit denen das zu behandelnde Produkt in den Turm 1 eingeblasen wird. Das Produkt fällt dann gemäß Pfeilen 4 in Schwerkraftrichtung nach unten, wobei es auf Heißluft und Dralluft trifft, der Eintrag der tangential zugeführten Dralluft ist mit den Pfeilen 5 dargestellt, es kann sich dabei um Luft von 50°C handeln, wobei bei einem Ausführungsbeispiel beispielsweise 24.000 m3/h eingetragen werden können. Mit einem Pfeil 6 ist der Eintrag der Heißluft angedeutet, dabei kann es sich beispielsweise um 110.000 m3/h handeln bei z.B. 280°C. Die oben im Turm abgeführte Abluft ist mit einem Pfeil 7 bezeichnet, der unten vorgenommene Produktabzug mit einem Pfeil1, generally designated 1, has a first upper spray level 2 and a second lower nozzle plane 3, in which spray nozzles are arranged on nozzle arms, with which the product to be treated is blown into the tower 1. The product then falls down in the direction of gravity according to arrows 4, where it encounters hot air and swirl air, the entry of the tangentially supplied swirl air is shown with arrows 5, it can be air of 50 ° C., for example in one embodiment 24,000 m 3 / h can be entered. The entry of the hot air is indicated by an arrow 6, for example 110,000 m 3 / h at 280 ° C. The exhaust air discharged at the top of the tower is indicated by an arrow 7, the product discharge below by an arrow
Wesentlich für die Erfindung ist die Anbringung einer Video- Infrarot -Kamera, angedeutet mit 9, die mit einer Datenverarbeitungsanlage 10 in Verbindung steht, der die Video- Aufnahmen zur Auswertung zugeführt werden.It is essential for the invention to attach a video Infrared camera, indicated by 9, which is connected to a data processing system 10 to which the video recordings are fed for evaluation.
An dieser Stelle sei bemerkt, daß zur Regelung und Optimierung der Energie im Turm 1 die untere Düsenebene vorzugsweise beeinflußt wird, es kann aber auch die obere Düsenebene 3 beeinflußt werden oder aber auch zwischenliegende Düsenebenen, die hier in der Zeichnung nicht näher berücksichtigt sind.At this point it should be noted that to regulate and optimize the energy in tower 1, the lower nozzle plane is preferably influenced, but it can also be influenced the upper nozzle plane 3 or intermediate nozzle planes, which are not considered here in the drawing.
Um die unterschiedlichen Anordnungen der Sprühdüsen an unterschiedlich langen Sprüharmen darzustellen, ist vereinfacht die Darstellungsweise gemäß Fig. 2 ff. gewählt worden, wobei Fig. 2 und 3 die Variation zeigen, daß am Umfang des Sprühturmes 1 jeweils 2 4 unterschiedlich lange Sprüharme angeordnet sind mit wechselnder Folge, als Beispiel sind dort bei einem Durchmesser des Sprühturmes von 6,5 m und einer Gesamthöhe von 43 m Sprüharmlänge von 0,9 bzw. 1,65 m angegeben.To illustrate the different arrangements of the spray nozzles on spray arms of different lengths, the representation according to FIGS. 2 ff. Has been chosen in a simplified manner, with FIGS. 2 and 3 showing the variation that 2 4 spray arms of different lengths are arranged on the circumference of the spray tower 1 with changing sequence, as an example there are given a diameter of the spray tower of 6.5 m and a total height of 43 m spray arm length of 0.9 and 1.65 m.
In den Fig. 4 und 5 ist eine weitere Optimierung dieser Anordnung dargestellt, hier sind drei unterschiedlich lange Sprüharme mit, wie auch in Fig. 3, asymmetrisch angeordneten Sprühkegeln vorgesehen, es handelt sich dabei um vier Sprüharme von 0,15 m Länge, zwei Sprüharme von 0,9 m Länge und zwei Sprüharme von 1,4 m Länge, wobei auch hier, wie schon in den Fig. 2 und 3 vereinfacht dargestellt, die Sprüharme mit 11a bzw. 11b bzw. 11c bezeichnet sind, die entsprechend erzeugten Sprühkegel mit 12.4 and 5 a further optimization of this arrangement is shown, here three spray arms of different lengths are provided with, as also in FIG. 3, asymmetrically arranged spray cones, these are four spray arms of 0.15 m length, two Spray arms 0.9 m long and two spray arms with a length of 1.4 m, here too, as already shown in simplified form in FIGS. 2 and 3, the spray arms with 11a or 11b or 11c, the correspondingly generated spray cones with 12.
In den Fig. 6 bis 8 sind unterschiedliche Sprühkegelabbil- dungen in der Zeichenebene wiedergegeben, wobei in Fig. 6 eine Sprühkegelanordnung wiedergegeben ist, die etwa der Anordnung gemäß Fig. 2 und 3 entspricht, während die Fig. 7 Abbildungen zeigt, die etwa den Fig. 4 und 5 entsprechen, während Fig. 8 wiederum eine andere mögliche Anordnung zeigt6 to 8 show different spray cone images in the plane of the drawing, FIG. 6 shows a spray cone arrangement which corresponds approximately to the arrangement according to FIGS. 2 and 3, while FIG. 7 shows images which roughly correspond to the Figures 4 and 5 correspond, while Figure 8 shows another possible arrangement
Natürlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So kann insbesondere zur Optimierung der Einstellung über die Rechenanlage 10 die Sprüharmlänge ggf. während des Betriebes geändert werden, etwa durch mechanische oder hydraulische Zustellung, in unterschiedlichen Sprühebenen können unterschiedliche Sprüharmanordnungen mit dann sich entsprechend anders ergebenden Abbildungen der Sprühkegel vorgesehen sein u. dgl. mehr . Of course, the described exemplary embodiments of the invention can be modified in many ways without departing from the basic idea. For example, in order to optimize the setting via the computing system 10, the spray arm length can be changed during operation, if necessary, for example by mechanical or hydraulic delivery, in different spray levels different spray arm arrangements can be provided with images of the spray cones which then result differently u. Like. more.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AK | Designated states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AE AL AM AU AZ BA BB BG BR BY CN CR CU CZ DM EE GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LV MA MD MG MK MN MW MX NO NZ PL RO RU SD SG SI SK SL TJ TM TR TT TZ UA UG UZ VN YU ZA ZW |
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| AL | Designated countries for regional patents |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): GH GM KE LS MW SD SL SZ TZ UG ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG CI CM GA GN GW ML MR NE SN TD TG |
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| DFPE | Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101) | ||
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |