从颗粒材料中去掉液体的方法和器具 本发明涉及一种通过主要经过存在于颗粒材料中的液体过热的蒸汽提供热转移，从颗粒材料中去掉液体的方法，所述方法在一个几乎是封闭的系统中发生。
本发明还涉及一种实施这种方法的器具，所述器具由一个几乎是封闭的容器组成，此容器具有：引入从其中要去除液体的颗粒材料的装置、取走干燥后的颗粒材料的装置、在容器中循环过热蒸汽的装置、向这些蒸汽提供热能的装置和从蒸汽中分离粉末颗粒的装置。
颗粒材料可以包含尺寸均匀地颗粒，以及尺寸相互差别很大的颗粒。材料可以包含在同样挥发性液体的过热蒸汽气份中进行的几个有不同的挥发性的、液体的、希望去除的成分。如果要去除的液体是水，涉及的过程是在过热水蒸汽中发生干燥的干燥过程。但是应当理解，在下文说到干燥过程时，干燥过程同样可以包括从颗粒材料中去除的液体不是水的类似过程。
在前述的这种方法和器具，公知于例如欧洲专利No.82850018.1(公开号EP0.058.651A1)。以此公知的技术，干燥过程受流经串连竖直管或者热交换器并且悬浮在过热水蒸汽中的要干燥的颗粒的影响。此方法给出相对短的均衡停留时间，因为在实际上可建立足够高和足够多的竖直管和热交换器。例如，当流速是每秒20米时，可以用30个各40米高的竖直处理区达到只有几分钟的停留时间。这意味着颗粒必须有非常均匀的颗粒尺寸，并有非常短的干燥时间，这就是为什么此方法只适于小而均匀的颗粒。
由EP0153.70 4还公知一种方法和器具，含有一系例的竖直的，相当长的处理区，经它们向上供应过热的蒸汽。在此处理区的上方有一个公共区，降低了湿度的内容物传输到这个公共区，由此把颗粒进一步传送到取出区。在处理区的下端，至少一些颗粒可以经连接槽路从一个处理区导向下一个处理区。
以此公知的技术，长的、竖直处理区的构形意味着中等尺寸颗粒的相当部分受到的停留时间太长。结果，它们被干燥成不合要求的高度干料而降低了的产品质量，因为以此降低了许多相关产品的水重吸收。而且，高的结构涉及相对高的建设和安装费用。最后，由于划分处理区存在一个相对大的风险，就是湿的颗粒材料将阻塞器具的第一区，部分由于产品的粘性并且部分由于凝结在产品上的蒸汽，从而使之重得不再能跟上蒸汽流的运动。
本发明的目的是提供一种方法和一种器具以避免与使用几个处理区相关的上述缺点，并且在其中对颗粒材料中各种尺寸颗粒达到理想的处理时间。
这以前叙部分中公开的那种方法达到，以权利要求1所述的方式实现，并且以前叙部分所述的那种，用权利要求4所述的方式构成的器具。
由于只使用水平腔室，达到用适当低的容器构形而实施此方法，而且器具也是适当低的结构高度的。以蒸汽流和公开的环形室底的构型，保证在颗粒材料的大体竖直平面中达到循环或者说圆圈运动，从而，产品的所有部分都保持移动，并且使得在产品和过热蒸汽之间达到紧密的接触。
根据本发明的方法的优选实施例公开于从属权利要求2和3中，而根据本发明的器具的优选实施例公开于从属权利要求5至10中。
现参照附图详细地说明本发明。其中：
图1所示为用于从颗粒材料去除液体的，本发明器具的沿图2的Ⅰ-Ⅰ线截取的竖直截面图；
图2所示为沿图1的Ⅱ-Ⅱ线截取的、图1所示的底部横截面图；
图3所示为根据本发明的器具圆锥体过渡件的竖直截面；
图4所示为图3所示的圆锥体过渡件的沿图3中的Ⅳ-Ⅳ所取的横直截面；
图5所示为本发明器具的上部沿图6中Ⅴ-Ⅴ所取的竖直截面图；
6所示为图5所示的部分沿图5中Ⅵ-Ⅵ所取的水平截面；和
图7所示为带有相关出料器的出料口沿图6中的Ⅶ-Ⅶ所取的竖直截面。
根据本发明的器具实质上由三个迭放的部分组成，这三个部分是图1和2所示的底部分9、图3和4所示的圆锥形过渡件和图5和6所示的上部。
由图1和2可见，底部分9由一个有外圆柱表面3作外壁的大体呈筒形容器组成。在底部内有一个低的、环形或者部分环形的腔室1，此腔室在顶上开口并在侧面部分以外圆表面3及部分以内圆柱形表面2为界。在底部，环形腔室1以双曲底部10为界。这个双曲的底部可以有椭圆形截面或者半圆形截面，如图1所示，也可以有并非椭圆形或者圆形的截面。底10的最深部在最中半部，而且侧面弯曲向上朝着腔室的内外边缘，也就是朝向内圆柱形表面2和外圆柱形表面3。因为生产上的原因，底可以由由曲或者平板以单曲或者平板件组成，安装成接近圆形。而且，双曲的底10打有孔而提供一系列开口11，这些开口将在下文详述。
器具的底部9还有一个待干燥的颗粒材料的供料管5，和一个已经干燥了的材料的出料管6。内圆柱面2形成一个管状的中腔4，它如点划线所示经器具的其余部分向上伸然后向下在环形腔室1下的一个腔室中开口。
最后，板13设在环形室中，如图1和2所示悬放。这些板可以从内圆柱形表面2(如图所示)和外圆柱形表面3(未示于图1和2)两个方面伸出，在使用中可以这两种形式之一单独布置也可以两种形式联合。悬放的板13可以向前弯也可以如图所示沿线14弯曲。
现在更详细说明器具底部9的功能。通过公知的但是图中未示的馈料装置把待干燥的颗粒材料经供料管5连续地供往环形腔室1。同时，过热的蒸汽如箭头从上方引入并向下经管状的中腔4引到环形腔室1下部的空间，从这里过热蒸汽向上经双曲的底10中的开口流入环形腔室1。
底10中的开口11由多个开口组合成，它们部分含有蒸汽经过它们以直角流到底板上的简单孔，部分开口使蒸汽的入流方向对板形成0到90度之间的角。这些角优选地在0到80度之间，实际上这些角总体上限于0至30度之间。而且，以百分率论，板上最接近外缘部分的打孔面积大于板上最接近内缘部分的打孔面积。与蒸汽的入流方向一起，这会使颗粒产品大体在竖直平面中产生旋转运动，如图1的箭头12所示，从而确保材料流中所有尺寸颗粒的运动。而且，颗粒的旋转运动还会，例如，支持覆壁过程或者支持引入希望与颗粒一起蒸发的液体。
可以按倾斜开口11安排在何处来确定底10中的倾斜开口11的角度量，部分地在径向以确保适当的旋转运动，部分地在周向以确保颗粒从供料管5到出料管6之间绕环形腔室内侧运动。过热蒸汽吹入的方向从而用于增加或者减少向环形腔室的传送。
另外，悬板13可以用于控制此传送。这些板在正常情况下不是径向的，而是安排成沿使向环形腔室1的传输以适当快的方式进行的方向上。而且，如前文，这些板可以向前弯，或者如图示沿线14弯曲，旨在保证颗粒产品的必要的传输速度。最后，板13可如所述，从内圆柱表面2和/或外圆柱表面3伸出，从而通过这些悬放方式的结合在板间达到一种迷宫效果。
从材料流中的颗粒中蒸发液体所需要的能量，部分地从过热蒸汽供应中得到，但是其一部分可以从悬板13和器具的外壁得到，它们可以是加热面。例如，板13可以由焊在一起的板构成，在其中间形成一个空腔，向其中导入比环形腔室的主导压力高的蒸汽。
在颗粒产品绕环形腔室1的内侧传输时，它最终到达一个紧邻出料管6的隔离器壁7，停止环形腔室中的产品流的前向运动，并经出料管6把产品引出，由此可以通过公知的图中未示的器具继续传输产品。
如图2所示，供料开口5没有放置在环形腔室1正开始的部分，而是在隔离器壁7和供料开口5之间有一定距离。从而达到，供应的潮湿的颗粒材料立即与来自环形腔室最前部的部分地干燥了的材料混合，从而显著降低了被新引入的潮湿材料覆壁和粘连的风险。
如同与液体床式干燥室相关的广泛使用中一样，在液体床本身的上方，此案在环形腔室1的上方，还有一个有较大的水平截面积的腔室。至此区域的过渡是一个圆锥形过渡区15，其构形如图3和4所示，图中还用点划线表示出此圆锥形过渡区如何与其它的两个区连接。可以看到，外圆柱形表面3从器具的底部9向上伸出进入圆锥形过渡件15的圆锥形外壁16，并且内圆柱形表面2从底部经圆锥过渡件15向上延续，从而管状的中腔在这里再现。已经把热和旋转运动传递给材料的，经环形腔室1向上流的过热蒸汽，继续向上通过锥形过渡件15在内圆柱形表面2和圆锥形外表面16之间流动，其中蒸汽将含有被蒸汽向前携带的颗粒。向上流动的蒸汽速度大得使颗粒的相当大的部分会输送到此件中，而在此件中干燥这些颗粒。
蒸汽驱动的颗粒的大部分会在圆锥形过渡件15中分离，其中，它们是通过一个普遍称之为层式沉积的方法分离的。在圆锥形过渡件15中，在内圆柱表面2和圆锥形外壁16之间设有数个从内圆柱表面径向向外朝向圆锥形外壁的板17。这些板17只有几个示于图4中，它们不是必须以辐射方式从内圆柱表面2发出。设在圆锥形过渡15中的板17的数量使板间的距离优选地在200毫米和500毫米之间。为了达到一个在此限度之内的距离，可以从器具的中心最大程度地插入这种板件，例如半板。板17安排得它们按传送的方向向前倾，并且可以有一或者多个弯曲线18，如图所示。
板17不达到圆锥形外壁16。但是，优选地在顶部，可以有一些位置，板有外延19达到圆锥形外壁16并受之支承。而且，板17可以设有肋(未示)以加固较大的板。以适当的方式构形时，这些肋也可在控制蒸汽和颗粒材料的流动上起作用。
蒸汽和蒸汽携带的颗粒经板17向上通过，在此由板的倾斜产生流动的方向转折，并在此降低蒸汽的速度使颗粒落在紧接在下方的板17上。颗粒将从这个板的顶上向下滑到此板和圆锥形外壁16之间的槽缝中，然后从圆锥形外壁落下到环形腔室1中，从此腔室，颗粒被再次在板17之间吹起而进一步按传送方向向前吹。其中，蒸汽在板17之间通过，多数颗粒被防止达到圆锥形过渡件15的上方，同时把颗粒在器具中向前传送。只有粉粒会被蒸汽从圆锥形过渡件15的上方驱出。板17可以按悬板13相同的方式加热，并像外壁那样可以起加热表面的作用。
在圆锥形过渡件15中还设有一个隔离器壁7，如图4所示。隔离器壁7防止达到环形腔室1的末端的颗粒材料因而也是干燥了的材料再次被蒸汽向上吹到环形腔室的最前部分。
圆锥形过渡件15向上通到器具的最上部分20，此部分示于图5和6，并在其中进行最终的粉粒分离。如图所示，上部分20是圆筒形的，其中圆锥形过渡件15(以图5中的点划线标出)发出的圆锥形外壁16向上伸，而形成一个在顶部封闭的外壁。在内侧，圆柱形表面及其形成的中腔4朝上向最上部分内伸一段距离。在最上部分20中，中腔4上方有一个圆筒形部分22，它在顶部的周边上有一个带叶片的开口，而且在底部经一个环形通道23与中腔4相连。
圆筒形部分22构成一个旋流器，在其中携带粉粒的上向流动蒸汽将流入叶片之间的部分22中，从而形成一个旋流埸。粉粒将收集在圆筒形部分22的壁上，沿此壁下沉并且绕环形通道23的内侧旋转，直到通过环形通道23中的一个出料口24(示于图6)。在图7中表示得更清楚，出料口2 4通到一个出料器25，出料器把粉粒和一部分蒸汽流吸引到一个竖直的出口锥区26中。出料器25由来自一个外供汽源的蒸汽驱动。出口锥区26优选地旋转在干燥产品从器具中取出的区域之上，就是说在出料管6上方的区域中。
如图6所示，为圆筒形部分22提供入口的叶片21优选地放置在环形室1的最后部分上方，就是说在最接近其中放置出料管6的区域的那个部分中。这样的结果是，在最上部分20中，圆筒形部分22之外，在上升的蒸汽中形成一个旋流。这个旋流将通过构成圆柱形表面一部分的板30。通过其经过这些板30的流通，蒸汽携带的一部分粉粒量将向下滑到边缘层中的板中，从而将减少向前携带到叶片21和圆筒形部分22的粉粒量。旋流由如图6所示放置的分离器壁7停止，其后汽流导入叶片之间而进入圆筒形部分22。
到达圆筒形部分22中的蒸汽流将以主蒸汽流的形式经中腔4向下流，如箭头27所示。然而在颗粒材料的干燥中，在该汽流中加入另外的蒸汽，且必须导走等量的过量蒸汽。这经器具的最上部分20的顶部中的一个开口28进行，如箭头29所示。这个过量的蒸汽含有用于蒸发的所有能量。通过凝结过量的蒸汽，可以回收此能量并且导回处理过程中，并且液体的分离以尽可能低的能量消耗进行，并且没有任何空气污染。而且，通过控制导走的蒸汽量，可以控制此封闭系统中的压力，其中，在例如3至4巴的压力下工作可能是有利的。
向下通过中腔4时，主蒸汽流还通过一个热交换器或过热器(未示)，从而增加蒸汽的过热，使之有新的干燥潜力。在器具的底部9中，还有一个鼓风机，例如离心式鼓风机(未示)，它把过热蒸汽经过环形室1再次向上送。