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EP1385601A2 - Method for the regeneration of humidity-laden process air and arrangement for carrying out said method - Google Patents

Method for the regeneration of humidity-laden process air and arrangement for carrying out said method

Info

Publication number
EP1385601A2
EP1385601A2 EP02735035A EP02735035A EP1385601A2 EP 1385601 A2 EP1385601 A2 EP 1385601A2 EP 02735035 A EP02735035 A EP 02735035A EP 02735035 A EP02735035 A EP 02735035A EP 1385601 A2 EP1385601 A2 EP 1385601A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drying
regeneration
air
cartridge
process air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02735035A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Vierling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wittmann Robot Systeme GmbH
Original Assignee
Wittmann Robot Systeme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wittmann Robot Systeme GmbH filed Critical Wittmann Robot Systeme GmbH
Publication of EP1385601A2 publication Critical patent/EP1385601A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/08—Humidity
    • F26B21/083—Humidity by using sorbent or hygroscopic materials, e.g. chemical substances, molecular sieves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/261—Drying gases or vapours by adsorption

Definitions

  • the invention relates to a method for the regeneration of moisture-laden process air according to the preamble of claim 1 and to an arrangement for carrying out the method according to claim 5.
  • the starting and / or intermediate products have to be dried before further processing.
  • the process air used for the drying process is enriched with moisture that has been extracted from the starting and / or intermediate products. Basically, the resulting moisture-laden warm process air could be released into the environment untreated and replaced by fresh air. With regard to the energy balance and thus Such a solution is also ruled out for cost reasons.
  • plastic granules When processing plastic granules, it is necessary - as already mentioned above - to dry the plastic granules before processing or further processing. This is done by means of the plastic granulate in a container provided for dry warm air (process air) which first absorbs the moisture and then has to be freed from the absorbed moisture again.
  • process air dry warm air
  • the process air enriched with moisture is subjected to a regeneration process for dehumidification.
  • the dehumidification takes place in drying cartridges provided with molecular sieves, in which the entrained moisture of the process air is adsorbed.
  • drying cartridges are used, which are connected in parallel. While at least one drying cartridge is working in the drying phase, one or more drying cartridges connected in parallel are simultaneously freed from the moisture adsorbed in them and thus prepared for a new drying phase.
  • the advantage of the countercurrent principle lies in the significantly lower energy consumption during regeneration. While the drying cartridge absorbs moisture from the process air during the drying process, it is continuously humidified in the direction of flow. A "moist / dry" separating front migrates in the direction of flow. Just in time before the separating front "moist / dry" migrating through the drying cartridge reaches the end of the drying cartridge, the flow of the process air to be dried must be observed while maintaining a safety or buffer zone can be switched to another drying cartridge. This ensures that a dry zone is available without an interruption in time and thus a continuous, uninterrupted drying process can take place.
  • the remaining dry area of the drying cartridge is now used as the starting point, from which the subsequent moistened areas of the drying cartridge are continuously dried again in the opposite direction to the previous moistening of the drying cartridge.
  • the "moist / dry" separating front now moves back against its original direction of movement.
  • the “by-pass method” is also used in some cases, in which the regeneration of the drying cartridge takes place over the entire time with a portion of the process air. About 15 to 20% of the process air is diverted from the main stream, to about Heated to 220 to 300 ° C. and fed to the drying cartridge to be regenerated After the drying process has been completed, the heating assigned to the drying cartridge to be regenerated is switched off and the regenerated drying cartridge is cooled to approximately 60 ° C.
  • the molecular sieve in the drying cartridge to be regenerated is fully effective again, but a constantly flowing part of the process air must be taken up as fresh air in the circuit, so that the process air is to a certain extent additionally loaded with moisture and the one in the drying process Drying cartridge is saturated with moisture more quickly.
  • the invention has for its object to provide a regeneration process for drying cartridges that with the least possible equipment and relatively little Energy consumption enables optimized regeneration of the drying cartridges.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a device for drying plastic granules and for regenerating the process air humidified during the drying process of the plastic granules with the aid of a molecular sieve
  • FIG. 2 shows an adsorption isotherm of the molecular sieve
  • FIG. 3 shows a graphical representation of the temperature profile during the regeneration.
  • the bordered right area 10 shows a drying container 12, to which process air coming from a heater 11 is fed in its lower area.
  • the process air flows through the granules to be dried and emerges from the drying container 12 in the upper region thereof.
  • the process air then passes through a filter 13 to a " Blower 14, from where the process air is passed on to the drying area 20.
  • At least two drying cartridges 24a and 24b are arranged, to which the process air to be dried can be supplied via valves 22a and 22b.
  • the process air to be dried or dehumidified is fed to a drying cartridge 24b via a valve 22b.
  • the moisture contained in the process air is adsorbed in the molecular sieve.
  • a moistened entrance area and a subsequent dry area form in the molecular sieve.
  • the “moist / dry” separating front migrates continuously from the entry area to the exit area of the drying cartridge 24b.
  • hot atmospheric air is supplied in a first method step with a blower 21 via a valve 23a and a heater 25a.
  • the fresh air heated to approximately 220 to 300 ° C. by the heater 25a is fed to the drying cartridge 24a to be regenerated in the opposite direction to the flow direction of the process air until the separating front “dry / moist”, which now moves from bottom to top , reaches the top of the drying cartridge 24a.
  • the second Process step initiated.
  • the heater 25a is switched off and the valve 23a is reversed in such a way that now dried process air of approximately 60 ° C. for the after-drying and cooling of the drying cartridge 24a is introduced into the drying cartridge 24a to be regenerated, in the opposite direction to that for the process air to be dried is specified.
  • valves 22a, 22b, 23a and 23b are controlled so that the process air to be dried is no longer fed to the drying cartridge 24b but to the previously regenerated other drying cartridge 24a and now from above flows through below.
  • drying cartridges 24a and 24b can also be provided. If the drying cartridges 24a and 24b have different service lives for the drying process of the process air on the one hand and for the regeneration process of the drying cartridges 24a and 24b on the other hand, this can be taken into account by appropriate selection of the number of drying cartridges in the drying or regeneration cycle.
  • the subsequent cooling phase of the regenerated drying cartridges can already be used for a drying function of these regenerated drying cartridges to be cooled, if necessary in parallel to the other drying cartridge (s).
  • the drying cartridge 24a or 24b After the drying cartridge 24a or 24b has been dried with hot air at about 220 to 300 ° C, it must be cooled to a temperature of about 60 ° C, since this is only at such a low temperature
  • a heat exchanger can be provided for the recooling process. With such a heat exchanger, the unused thermal energy from the regeneration of the drying cartridges 24a, 24b can be transferred into the dry air flow for the dry material. However, this can lead to problems, particularly in the case of dry goods with low drying temperatures. A reduction in the heat exchanger performance or even a cooler may be required.
  • the process air is heated to approximately 220 to 300 °, but preferably to 250 ° C, before it is passed through the drying cartridge 24a or 24b for the purpose of regeneration.
  • the binding forces of the Water to the molecular sieve in the drying cartridge 24a, 24b lifted.
  • the water can be taken up by the regeneration air. Energy is consumed. 2
  • the molecular sieve is in the state AI.
  • the point in time at which the entire drying cartridge 24a, 24b no longer releases water can be determined by the temperature profile on the outflow side of the drying cartridge. At this point in time, as can be seen in FIG. 3, the temperature rises significantly faster.
  • the molecular sieve reaches the value A2 in the illustration according to FIG. 2.
  • this state also depends on external climatic conditions. Since only state A2 is reached with processes that only work with atmospheric air, the dew point of the dryer is significantly higher than with the patented process for which state B2 is reached. The cause is the residual moisture in the molecular sieve.
  • a partial air stream branched off from the process air is used for cooling the drying cartridge 24a, 24b. This results in a result for regeneration that only depends on the dew point of the process air. Since a constant dew point for the process air is sought and largely achieved, the result of the regeneration is practically constant.
  • the energy used for regeneration is optimized by the choice of the countercurrent principle already explained above.
  • atmospheric air is sucked in with the regeneration fan 21, supplied to the regeneration heater 25a by suitable valve position 23a and heated there.
  • the regeneration air is heated to about 220 to 300 ° C.
  • the air heated in this way reaches the drying cartridge 24a to be regenerated. There, the heated air absorbs moisture from the drying cartridge 24a. This takes advantage of the fact that the molecular sieve can absorb less water at higher temperatures.
  • the air laden with water is released to the environment through a suitable valve position 22a.
  • the regeneration heater 25a is then switched off and the air flow is controlled in such a way that process air which has already dried is used at a temperature of approximately 50 to 60 ° C. for the recooling of the drying cartridge 24a.
  • the drying cartridge 24a In connection with the heat stored in the molecular sieve, the drying cartridge 24a dries out. After-drying is independent of external climatic conditions. The molecular sieve is striving for a new, lower level in terms of water content. 2 the molecular sieve is now in the state B1 or - when all the heat has been used up - in the state B2.
  • the air flow can be controlled with the valves 22a, 22b, 23a, 23b in such a way that the regenerated drying cartridge 24a can be used again for drying the process air.
  • the process is carried out alternately with the drying cartridge 24b.

Landscapes

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Abstract

A method for the regeneration of humidity-laden drying cartridges is disclosed, in which atmospheric air is heated to ca. 220 to 300 DEG C and introduced into the drying cartridge (24a, 24b) for regeneration. The subsequent cooling of the drying cartridge (24a, 24b) is achieved by means of a partial stream of air diverted from the dried process air. An arrangement suitable for carrying out said method is also disclosed.

Description

Verfahren zur Regeneration euchtigkeitsbeladener Prozessluf t und Anordnung zur Durchführung des Verf ahrensProcess for the regeneration of moisture-laden process air and arrangement for carrying out the process
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regeneration feuchtigkeitsbeladener Prozessluft gemäss Oberbegriff des An- Spruchs 1 sowie auf eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Anspruch 5.The invention relates to a method for the regeneration of moisture-laden process air according to the preamble of claim 1 and to an arrangement for carrying out the method according to claim 5.
In zahlreichen Fertigungsprozessen, insbesondere in der Kunststoff erarbeitung, müssen die Ausgangs- und/oder Zwi- schenprodukte vor einer Weiterverarbeitung getrocknet werden. Dabei reichert sich die für den Trocknungsvorgang verwendete Prozessluft mit Feuchtigkeit an, die den Ausgangs- und/oder Zwischenprodukten entzogen wurde. Grundsätzlich könnte die so entstehende feuchtigkeitsbeladene warme Prozessluft zwar unbehandelt in die Umgebung abgegeben und durch Frischluft ersetzt werden. Im Hinblick auf den Energiehaushalt und damit auch aus Kostengründen scheidet eine solche Lösung jedoch aus .In numerous manufacturing processes, especially in plastics processing, the starting and / or intermediate products have to be dried before further processing. The process air used for the drying process is enriched with moisture that has been extracted from the starting and / or intermediate products. Basically, the resulting moisture-laden warm process air could be released into the environment untreated and replaced by fresh air. With regard to the energy balance and thus Such a solution is also ruled out for cost reasons.
Bei der Verarbeitung von Kunststoffgranulaten ist es - wie oben bereits erwähnt - erforderlich, das Kunststoffgranulat vor einer Verarbeitung oder Weiterverarbeitung zu trocknen. Dies geschieht mittels das Kunststoffgranulat in einem dafür vorgesehenen Behälter durchströmender trockener Warmluft (Prozessluft) , die die Feuchtigkeit zunächst aufnimmt und dann anschließend wieder von der aufgenommenen Feuchtigkeit befreit werden muss .When processing plastic granules, it is necessary - as already mentioned above - to dry the plastic granules before processing or further processing. This is done by means of the plastic granulate in a container provided for dry warm air (process air) which first absorbs the moisture and then has to be freed from the absorbed moisture again.
Hierzu wird die mit Feuchtigkeit angereicherte Prozessluft zur Entfeuchtung einem Regenerationsprozess unterworfen. Die Entfeuchtung erfolgt dabei in mit Molekularsieben versehenen Trocknungspatronen, in denen die mitgeführte Feuchtigkeit der Prozessluft adsorbiert wird.For this purpose, the process air enriched with moisture is subjected to a regeneration process for dehumidification. The dehumidification takes place in drying cartridges provided with molecular sieves, in which the entrained moisture of the process air is adsorbed.
Grundsätzlich werden mehrere solcher Trocknungspatronen ver- wendet, die parallel geschaltet sind. Während zumindest eine Trocknungspatrone in der Trocknungsphase arbeitet, werden gleichzeitig eine oder mehrere parallel geschaltete Trocknungspatronen von der in ihnen adsorbierten Feuchtigkeit befreit und damit für eine neue Trocknungsphase aufbereitet.Basically, several such drying cartridges are used, which are connected in parallel. While at least one drying cartridge is working in the drying phase, one or more drying cartridges connected in parallel are simultaneously freed from the moisture adsorbed in them and thus prepared for a new drying phase.
Nach dem Stand der Technik ist es beispielsweise bekannt, die Regeneration der Trocknungspatronen im sogenannten Gleichstrom-Prinzip zu betreiben, d.h. die Strömungsrichtung in den Trocknungspatronen ist in der Trocknungsphase für die Pro- zessluft und in der Regenerationsphase der Trocknungspatrone stets gleichgerichtet. Beim sogenannten Gegenstrom-Prinzip ist die Strömungsrichtung in den Trocknungspatronen während der Regeneration der Trocknungspatronen der Strömungsrichtung während des Trocknungs- prozesses entgegengesetzt .According to the prior art, it is known, for example, to operate the regeneration of the drying cartridges according to the so-called direct current principle, ie the direction of flow in the drying cartridges is always the same in the drying phase for the process air and in the regeneration phase of the drying cartridge. In the so-called counterflow principle, the direction of flow in the drying cartridges during the regeneration of the drying cartridges is opposite to the direction of flow during the drying process.
Der Vorteil des Gegenstrom-Prinzips liegt in einem deutlich geringerem Energieverbrauch während der Regeneration. Während die Trocknungspatrone während des Trocknungsprozesses Feuchtigkeit aus der Prozessluft aufnimmt, wird sie in Strömungs- richtung kontinuierlich fortschreitend befeuchtet. Es entsteht eine in Strömungsrichtung wandernde Trennfront „feucht/ trocken". Rechtzeitig bevor die so entstehende, durch die Trocknungspatrone wandernde Trennfront „feucht/trocken" das Ende der Trocknungspatrone erreicht, muss der Strom der zu trocknenden Prozessluft unter Wahrung einer Sicherheits- bzw. Pufferzone auf eine andere Trocknungspatrone umgeschaltet werden. So ist sichergestellt, dass ohne zeitliche Unterbrechung eine trockene Zone zur Verfügung steht und somit ein kontinuierlicher, unterbrechungsloser Trockungsprozess ablau- fen kann.The advantage of the countercurrent principle lies in the significantly lower energy consumption during regeneration. While the drying cartridge absorbs moisture from the process air during the drying process, it is continuously humidified in the direction of flow. A "moist / dry" separating front migrates in the direction of flow. Just in time before the separating front "moist / dry" migrating through the drying cartridge reaches the end of the drying cartridge, the flow of the process air to be dried must be observed while maintaining a safety or buffer zone can be switched to another drying cartridge. This ensures that a dry zone is available without an interruption in time and thus a continuous, uninterrupted drying process can take place.
Bei der Gegenstrom-Regeneration wird der noch verbliebene trockene Bereich der Trocknungspatrone nunmehr als Ausgangspunkt benutzt, von dem aus auch die sich anschließenden durchfeuchteten Bereiche der Trocknungspatrone kontinuierlich durchlaufend in Gegenrichtung zur vorangegangenen Befeuchtung der Trocknungspatrone wieder getrocknet werden. Die Trennfront „feucht/trocken" wandert nunmehr entgegen ihrer ursprünglichen Bewegungsrichtung zurück.In countercurrent regeneration, the remaining dry area of the drying cartridge is now used as the starting point, from which the subsequent moistened areas of the drying cartridge are continuously dried again in the opposite direction to the previous moistening of the drying cartridge. The "moist / dry" separating front now moves back against its original direction of movement.
Bei der zuvor beschriebenen Gleichstrom-Regeneration wird der zunächst verbliebene trockene Bereich der Trocknungspatrone dagegen von der Trennfront „feucht/ trocken" überrollt und nimmt zunächst einmal noch Feuchtigkeit aus dem in Strömungs- richtung der Trennfront „feucht/trocken" vorgeschalteten Bereich der Trocknungspatrone auf .In the case of the DC regeneration described above, the dry region that remains at first becomes the drying cartridge on the other hand, it is rolled over by the "moist / dry" separating front and initially absorbs moisture from the area of the drying cartridge upstream of the "moist / dry" separating front in the flow direction.
Schließlich kommt teilweise auch das „By-Pass-Verfahren" zur Anwendung, bei dem die Regeneration der Trockungspatrone über die gesamte Zeit mit einer Teilmenge der Prozessluft erfolgt. Dabei werden etwa 15 bis 20 % der Prozeßluft aus dem Haupt- ström abgezweigt, auf etwa 220 bis 300 ° C aufgeheizt und der zu regenerierenden Trocknungspatrone zugeführt . Nach Ab- schluss des Trocknungsprozesses wird die der zu regenerierenden Trocknungspatrone zugeordnete Heizung abgeschaltet und mit dem abgezweigten Luftstrom der Prozessluft die regene- rierte Trocknungspatrone bis auf ca. 60 ° C abgekühlt. Erst bei einer so weit erniedrigten Temperatur ist das Molekularsieb in der zu regenerierenden Trocknungspatrone wieder voll wirksam. Dabei muss allerdings eine ständig abströmende Teilmenge der Prozessluft als Frischluft in den Kreislauf auf- genommen werden, so dass die Prozessluft in einem gewissen Umfang zusätzlich mit Feuchtigkeit beladen wird und die im Trocknungsprozess stehende Trocknungspatrone schneller mit Feuchtigkeit gesättigt wird.Finally, the “by-pass method” is also used in some cases, in which the regeneration of the drying cartridge takes place over the entire time with a portion of the process air. About 15 to 20% of the process air is diverted from the main stream, to about Heated to 220 to 300 ° C. and fed to the drying cartridge to be regenerated After the drying process has been completed, the heating assigned to the drying cartridge to be regenerated is switched off and the regenerated drying cartridge is cooled to approximately 60 ° C. with the branched-off air flow from the process air at such a low temperature, the molecular sieve in the drying cartridge to be regenerated is fully effective again, but a constantly flowing part of the process air must be taken up as fresh air in the circuit, so that the process air is to a certain extent additionally loaded with moisture and the one in the drying process Drying cartridge is saturated with moisture more quickly.
Wie der Stand der Technik erkennen lässt, gibt es zahlreiche Bemühungen, die Funktionalität und den Wirkungsgrad der Regeneration zu verbessern.As can be seen from the prior art, there are numerous efforts to improve the functionality and the efficiency of the regeneration.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regenerations- verfahren für Trocknungspatronen zu schaffen, das bei möglichst geringem apparativen Aufwand und relativ geringem Energieaufwand eine optimierte Regeneration der Trocknungspatronen ermöglicht .The invention has for its object to provide a regeneration process for drying cartridges that with the least possible equipment and relatively little Energy consumption enables optimized regeneration of the drying cartridges.
Die Lösung erfolgt mit Hilfe der Merkmale des Anspruchs 1.The solution is achieved with the aid of the features of claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.Advantageous refinements of the method result from the following subclaims.
Eine vorteilhafte Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ergibt sich aus Anspruch 5 sowie den zugeordneten Unteransprüchen.An advantageous arrangement for carrying out the method results from claim 5 and the associated subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es zeigen :The invention is explained in more detail below with reference to the drawing figures. Show it :
Fig. 1 eine Prinzip-Darstellung einer Vorrichtung zur Trocknung von Kunststoffgranulat und zur Regeneration der beim Trocknungsprozess des Kunststoffgranulats befeuchteten Prozessluft mit Hilfe eines Molekularsiebs,1 shows a schematic diagram of a device for drying plastic granules and for regenerating the process air humidified during the drying process of the plastic granules with the aid of a molecular sieve,
Fig.2 eine Adsorptionsisotherme des Molekularsiebs und Fig. 3 eine grafische Darstellung des Temperaturverlaufs während der Regeneration.2 shows an adsorption isotherm of the molecular sieve; and FIG. 3 shows a graphical representation of the temperature profile during the regeneration.
In Fig. 1 zeigt der umrandete rechte Bereich 10 einen Trocknungsbehälter 12, dem in seinem unteren Bereich von einer Heizung 11 kommende Prozessluft zugeführt wird. Die Prozess- luft durchströmt das zu trocknende Granulat und tritt im oberen Bereich des Trocknungsbehälters 12 aus diesem wieder aus. Über ein Filter 13 gelangt die Prozessluft dann zu einem" Gebläse 14, von wo die Prozessluft in den Trocknungsbereich 20 weitergeleitet wird.In FIG. 1, the bordered right area 10 shows a drying container 12, to which process air coming from a heater 11 is fed in its lower area. The process air flows through the granules to be dried and emerges from the drying container 12 in the upper region thereof. The process air then passes through a filter 13 to a " Blower 14, from where the process air is passed on to the drying area 20.
In diesem Trocknungsbereich 20 für die Prozessluft sind zu- mindest zwei Trocknungspatronen 24a und 24 b angeordnet, denen über Ventile 22a bzw. 22b die zu trocknende Prozessluft zugeführt werden kann.In this drying area 20 for the process air, at least two drying cartridges 24a and 24b are arranged, to which the process air to be dried can be supplied via valves 22a and 22b.
In einer ersten Phase wird einer Trocknungspatrone 24b über ein Ventil 22b die zu trocknende bzw. zu entfeuchtende Prozessluft zugeführt. Während des Durchströmens des in der Trocknungspatrone 24b angeordneten Molekularsiebs wird die in der Prozessluft enthaltene Feuchtigkeit in dem Molekularsieb adsorbiert . Im Molekularsieb bildet sich ein durchfeuchteter Eingangsbereich und ein sich anschließender trockener Bereich.In a first phase, the process air to be dried or dehumidified is fed to a drying cartridge 24b via a valve 22b. As the molecular sieve arranged in the drying cartridge 24b flows through, the moisture contained in the process air is adsorbed in the molecular sieve. A moistened entrance area and a subsequent dry area form in the molecular sieve.
Die Trennfront „feucht/trocken" wandert dabei kontinuierlich vom Eintrittsbereich zum Austrittsbereich der Trocknungspa- trone 24b.The “moist / dry” separating front migrates continuously from the entry area to the exit area of the drying cartridge 24b.
Während des gleichzeitig stattfindenden Trocknungsvorgangs in der Trocknungspatrone 24a wird in einem ersten Verfahrens- schritt mit einem Gebläse 21 über ein Ventil 23a und eine Heizung 25a heiße atmosphärische Luft zugeführt. Die mit der Heizung 25a auf etwa 220 bis 300 ° C erwärmte Frischluft wird der zu regenerierenden Trocknungspatrone 24a in Gegenrichtung zur Strömungsrichtung der Prozessluft so lange zugeführt, bis die Trennfron-t- „trocken/feucht", die sich nun von unten nach oben bewegt, den oberen Bereich der Trocknungspatrone 24a erreicht. Wenn die 'Trennfront „trocken/feucht" den oberen Bereich der Trocknungspatrone 24a erreicht, wird der zweite Verfahrensschritt eingeleitet. Die Heizung 25a wird abgeschaltet und das Ventil 23a derart umgesteuert, dass nunmehr getrocknete Prozessluft von ca. 60° C für die Nachtrocknung und Kühlung der Trocknungspatrone 24a in diese zu regenerie- rende Trocknungspatrone 24a eingeleitet wird, und zwar entgegen der Richtung, die für die zu trocknende Prozessluft, festgelegt ist.During the drying process taking place simultaneously in the drying cartridge 24a, hot atmospheric air is supplied in a first method step with a blower 21 via a valve 23a and a heater 25a. The fresh air heated to approximately 220 to 300 ° C. by the heater 25a is fed to the drying cartridge 24a to be regenerated in the opposite direction to the flow direction of the process air until the separating front “dry / moist”, which now moves from bottom to top , reaches the top of the drying cartridge 24a. When the "separation front" dry / wet "reaches the top of the drying cartridge 24a, the second Process step initiated. The heater 25a is switched off and the valve 23a is reversed in such a way that now dried process air of approximately 60 ° C. for the after-drying and cooling of the drying cartridge 24a is introduced into the drying cartridge 24a to be regenerated, in the opposite direction to that for the process air to be dried is specified.
Bei den oben geschilderten Abläufen ist es wichtig, dass rechtzeitig bevor die Trennfront „feucht/trocken" der imWith the processes described above, it is important that in good time before the separating front "damp / dry" the in
Trocknungsprozess für die Prozessluft stehenden Trocknungspatrone 24b deren Austrittsbereich erreicht, die Ventile 22a, 22b, 23a und 23b so gesteuert werden, dass die zu trocknende Prozessluft nicht mehr der Trocknungspatrone 24b, sondern der zuvor regenerierten anderen Trocknungspatrone 24a zugeführt wird und nunmehr diese von oben nach unten durchströmt .Drying process for the drying cartridge 24b which is in the process air reaches its outlet area, the valves 22a, 22b, 23a and 23b are controlled so that the process air to be dried is no longer fed to the drying cartridge 24b but to the previously regenerated other drying cartridge 24a and now from above flows through below.
Die zuvor geschilderten Vorgänge laufen nunmehr mit zwischen Trocknungspatronen 24b und 24a vertauschten Rollen ab.The previously described processes now take place with rollers exchanged between drying cartridges 24b and 24a.
Anstelle der im Ausführungsbeispiel dargestellten zwei Trocknungspatronen 24a und 24b können darüber hinaus auch weitere Trocknungspatronen vorgesehen sein. Bei unterschiedlicher Nutzungsdauer der Trocknungspa ronen 24a und 24b für den Trocknungsprozess der Prozessluft einerseits und für den Regenerationsprozess der Trocknungspatronen 24a bzw. 24b andererseits kann dem durch entsprechende Wahl der Zahl der im Trocknungs- bzw. Regenerationszyklus stehenden Trocknungspatronen Rechnung getragen werden.Instead of the two drying cartridges 24a and 24b shown in the exemplary embodiment, further drying cartridges can also be provided. If the drying cartridges 24a and 24b have different service lives for the drying process of the process air on the one hand and for the regeneration process of the drying cartridges 24a and 24b on the other hand, this can be taken into account by appropriate selection of the number of drying cartridges in the drying or regeneration cycle.
Da der Regenerations organg der Trocknungspatronen 24a, 24b relativ schnell im Verhältnis zum Trocknungsvorgang abläuft, kann nach erfolgter Regeneration die sich anschließende Kühlphase der regenerierten Trocknungspatronen bereits zu einer Trocknungsfunktion dieser zu kühlenden, regenerierten Trocknungspatronen genutzt werden, und zwar ggfs. parallel zu der oder den anderen Trocknungspatronen.Since the regeneration process of the drying cartridges 24a, 24b proceeds relatively quickly in relation to the drying process, After the regeneration has taken place, the subsequent cooling phase of the regenerated drying cartridges can already be used for a drying function of these regenerated drying cartridges to be cooled, if necessary in parallel to the other drying cartridge (s).
Nach der mit Heissluft von ca. 220 bis 300 ° C erfolgten Trocknung der Trocknungspatrone 24a bzw. 24b muss diese nämlich auf eine Temparatur von ca. 60 ° C abgekühlt werden, da erst bei einer solchen, erniedrigten Temperatur dasAfter the drying cartridge 24a or 24b has been dried with hot air at about 220 to 300 ° C, it must be cooled to a temperature of about 60 ° C, since this is only at such a low temperature
Molekularsieb der Trocknungspatronen 24a, 24b _ wieder seine volle Wirksamkeit erreicht .Molecular sieve of the drying cartridges 24a, 24b _ again reached its full effectiveness.
Für den Rückkühlvorgang kann ein Wärmetauscher vorgesehen werden. Mit einem solchen Wärmetauscher kann die nicht genutzte Wärmeenergie aus der Regeneration der Trocknungspatronen 24a, 24b in den Trockenluftstrom für das Trockengut überführt werden. Insbesondere bei einem Trockengut mit geringen Trocknungstemperaturen kann dies jedoch zu Problemen führen. Eine Verringerung der Wärmeaustauscher-Leistung oder gar ein Kühler können erforderlich werden.A heat exchanger can be provided for the recooling process. With such a heat exchanger, the unused thermal energy from the regeneration of the drying cartridges 24a, 24b can be transferred into the dry air flow for the dry material. However, this can lead to problems, particularly in the case of dry goods with low drying temperatures. A reduction in the heat exchanger performance or even a cooler may be required.
Bei der teilweisen oder ausschliesslichen Verwendung atmosphärischer Luft hängt die Qualtität der Regeneration - insbesondere während der Kühlphase - auch von der Luftfeuchte der atmosphärischen Luft ab. Dies wird durch die Adsorptions- Isothermen in Fig. 2 deutlich.In the case of partial or exclusive use of atmospheric air, the quality of the regeneration - especially during the cooling phase - also depends on the air humidity of the atmospheric air. This is clear from the adsorption isotherms in Fig. 2.
Die Prozessluft wird auf ca. 220 bis 300 ° , vorzugsweise je- doch auf 250 ° C, erwärmt, bevor diese zum Zweck der Regeneration der Trocknungspatrone 24a bzw. 24 b durch diese hindurchgeleitet wird. Dadurch werden die Bindungskräfte des Wassers zum Molekularsieb in der Trocknungspatrone 24a, 24b aufgehoben. Das Wasser kann von der Regenerationsluft aufgenommen werden. Es wird Energie verbraucht. In der Fig. 2 befindet sich das Molekularsieb im Zustand AI. Der Zeitpunkt, zu dem die gesamte Trocknungspatrone 24a, 24b kein Wasser mehr abgibt, kann durch den Temperaturverlauf auf der Abströmseite der Trocknungspatrone ermittelt werden. Zu diesem Zeitpunkt steigt die Temperatur - wie die Fig. 3 erkennen lässt - deutlich schneller an.The process air is heated to approximately 220 to 300 °, but preferably to 250 ° C, before it is passed through the drying cartridge 24a or 24b for the purpose of regeneration. As a result, the binding forces of the Water to the molecular sieve in the drying cartridge 24a, 24b lifted. The water can be taken up by the regeneration air. Energy is consumed. 2, the molecular sieve is in the state AI. The point in time at which the entire drying cartridge 24a, 24b no longer releases water can be determined by the temperature profile on the outflow side of the drying cartridge. At this point in time, as can be seen in FIG. 3, the temperature rises significantly faster.
Bei dem bekannten Verfahren erreicht das Molekularsieb den Wert A2 in der Darstellung gemäss Fig. 2. Dieser Zustand hängt aber auch von äußeren klimatischen Verhältnissen ab. Da bei ausschließlich mit atmosphärischer Luft arbeitenden Verfahren nur der Zustand A2 erreicht wird, ist der Taupunkt des Trockners deutlich höher als beim patentgemäßen Verfahren, für das der Zustand B2 erreicht wird. Ursache ist die Restfeuchte im Molekularsieb.In the known method, the molecular sieve reaches the value A2 in the illustration according to FIG. 2. However, this state also depends on external climatic conditions. Since only state A2 is reached with processes that only work with atmospheric air, the dew point of the dryer is significantly higher than with the patented process for which state B2 is reached. The cause is the residual moisture in the molecular sieve.
Für die Kühlung der Trocknungspatrone 24a, 24 b wird ein aus der Prozessluft abgezweigter Teilluftstrom genutzt. Damit ergibt sich ein Ergebnis für die Regeneration, das nur noch vom Taupunkt der Prozessluft abhängt. Da ein konstanter Tau- punkt für die Prozessluft angestrebt und weitgehend erreicht wird, ist auch das Ergebnis der Regeneration praktisch konstant .A partial air stream branched off from the process air is used for cooling the drying cartridge 24a, 24b. This results in a result for regeneration that only depends on the dew point of the process air. Since a constant dew point for the process air is sought and largely achieved, the result of the regeneration is practically constant.
Die eingesetzte Energie für die Regeneration ist durch die Wahl des weiter oben bereits erläuterten Gegenstrom-Prinzips optimiert . Bei der Regeneration wird atmospärische Luft mit dem Regeneriergebläse 21 angesaugt, durch geeignete Ventilstellung 23a der Regenier-Heizung 25a zugeführt und dort erhitzt. Dabei erfolgt eine Erwärmung der Regenerierluft auf etwa 220 bis 300 ° C. Die so erhitzte Luft gelangt zur zu regenenie- renden Trocknungspatrone 24a. Dort nimmt die erhitzte Luft Feuchtigkeit aus der Trocknungspatrone 24a auf. Dabei wird die Tatsache genutzt, dass das Molekularsieb bei höheren Temperaturen weniger Wasser aufnehmen kann. Die mit Wasser bela- dene Luft wird durch geeignete Ventilstellung 22a an die Umgebung abgegeben.The energy used for regeneration is optimized by the choice of the countercurrent principle already explained above. During the regeneration, atmospheric air is sucked in with the regeneration fan 21, supplied to the regeneration heater 25a by suitable valve position 23a and heated there. The regeneration air is heated to about 220 to 300 ° C. The air heated in this way reaches the drying cartridge 24a to be regenerated. There, the heated air absorbs moisture from the drying cartridge 24a. This takes advantage of the fact that the molecular sieve can absorb less water at higher temperatures. The air laden with water is released to the environment through a suitable valve position 22a.
Im nächsten Verfahrensschritt wird dann die Regenerations- Heizung 25a abgeschaltet und die Luftströmung derart ge- steuert, dass bereits getrocknete Prozessluft mit einer Temperatur von ca. 50 bis 60 ° C für die Rückkühlung der Trocknungspatrone 24a verwendet wird.In the next process step, the regeneration heater 25a is then switched off and the air flow is controlled in such a way that process air which has already dried is used at a temperature of approximately 50 to 60 ° C. for the recooling of the drying cartridge 24a.
In Verbindung mit der im Molekularsieb gespeicherten Wärme findet eine Nachtrocknung der Trocknungspatrone 24a statt. Die Nachtrocknung ist von äußeren Klimabedingungen unabhängig. Das Molekularsieb strebt ein neues, in Bezug auf den Wassergehalt tieferes Niveau an. In der Fig. 2 befindet sich das Molekularsieb nunmehr im Zustand Bl bzw. - wenn die gesamte Wärme aufgebraucht ist - im Zustand B2.In connection with the heat stored in the molecular sieve, the drying cartridge 24a dries out. After-drying is independent of external climatic conditions. The molecular sieve is striving for a new, lower level in terms of water content. 2 the molecular sieve is now in the state B1 or - when all the heat has been used up - in the state B2.
Die Luftströmung kann mit den Ventilen 22a, 22b, 23a, 23b derart gesteuert werden, dass die regenerierte Trocknungspatrone 24a wieder für die Trocknung der Prozessluft ein- gesetzt werden kann. Ganz entsprechend verläuft der Vorgang wechselweise mit der Trocknungspatrone 24b. The air flow can be controlled with the valves 22a, 22b, 23a, 23b in such a way that the regenerated drying cartridge 24a can be used again for drying the process air. The process is carried out alternately with the drying cartridge 24b.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Verfahren zur Regeneration von mit Feuchtigkeit beladenen Trocknungspatronen im Gegenstrom-Prinzip, dadurch gekennzeichnet, dass atmosphärische Luft auf ca. 220 bis 300 ° C aufgeheizt und einer Trocknungspatrone (24a, 24b) zu deren Trocknung im Gegenstrom zugeführt und die anschließende Rückkühlung der Trocknungspatrone (24a, 24b) mit einem aus der getrockneten Prozessluft abgezweigten Teilluftström erfolg .1. Process for the regeneration of moisture-laden drying cartridges in the countercurrent principle, characterized in that atmospheric air is heated to about 220 to 300 ° C and fed to a drying cartridge (24a, 24b) for drying it in countercurrent and the subsequent cooling of the drying cartridge (24a, 24b) with a partial air flow diverted from the dried process air.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die atmosphärische Luft auf 260 ° C erwärmt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the atmospheric air is heated to 260 ° C.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückkühlung mit einem Teilluftstrom mit einer Temperatur von ca. 50 bis 60 ° C erfolgt.3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the recooling is carried out with a partial air flow at a temperature of about 50 to 60 ° C.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die regenerierte Trocknungspatrone nach deren relativ kurzer Regenerationszeit in der Ab- kühlphase bereits wieder zur Trocknung von Prozessluft genutzt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the regenerated drying cartridge after its relatively short regeneration time in the Ab- cooling phase is already used again for drying process air.
5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Trocknungspatronen (24a, 24b) vorhanden sind, die einerseits mit ersten Drei-Weg-Ventilen (22a, 22b) mit einer zwischen diesen angeordneten Querverbindung und andererseits mit zweiten Drei-Weg-Ventilen (23a, 23b) mit einer zwischen diesen angeordneten Querverbindung versehen sind, wobei die zweiten Drei-Weg-Ventile (23a, 23b) nicht direkt, sondern über über jeweils eine Heizung (25a, 25b) mit der zugehörigen Trocknungspatrone (24a, 24b) verbunden sind.5. Arrangement for performing the method according to one of claims 1 to 4, characterized in that drying cartridges (24a, 24b) are present, on the one hand with first three-way valves (22a, 22b) with a cross connection arranged between them and on the other are provided with second three-way valves (23a, 23b) with a cross connection arranged between them, the second three-way valves (23a, 23b) not directly, but via a respective heater (25a, 25b) with the associated drying cartridge (24a, 24b) are connected.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gebläse (21) vorhanden ist, über das atmosphärische Luft in die Verbindung zwischen den zweiten Drei-Weg- Ventilen (23a, 23b) einleitbar ist. 6. Arrangement according to claim 5, characterized in that a fan (21) is present, via which atmospheric air can be introduced into the connection between the second three-way valves (23a, 23b).
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