Geschrieben am 1. November 2022 von Carrier Vibrating
Carrier Vibrating Equipment Inc. wurde kürzlich von einem großen US-amerikanischen Hersteller von Feinsalz gebeten, bei der Lösung eines Problems zu helfen, das dort aufgetreten war. Bei der Salzproduktion in dieser Anlage werden gasbefeuerte Verdampfer eingesetzt, um aus einer Salzlösung einen Salz-Feuchtkuchen zu erzeugen. Nach den Verdampfern wird der feuchte Kuchen mit Hilfe von Drehfiltertrommeln getrocknet, wobei heiße Prozessluft durch den feuchten Kuchen auf den Filtern strömt. Das Ergebnis dieses Prozesses ist ein feinkörniges Salz, das den Drehtrommel-Filtertrockner mit einer Temperatur von etwa 260°F verlässt.
Das Problem
In dieser Anlage wird das Salz hauptsächlich für zwei Zwecke verwendet: die Herstellung von Wasserenthärtungspellets und die Produktion von Speisesalz. Bei der Herstellung von Wasserenthärterpellets war die hohe Temperatur des Salzes für die Pelletbildung von Vorteil. Bei der Herstellung von Speisesalz führte die hohe Temperatur jedoch zu Problemen bei der Verpackung des Endprodukts. Die bisherige Methode zur Kühlung des Salzes bestand darin, das Salz in großen Behältern zu lagern, während es vor der Verpackung abkühlte. Diese Methode erforderte jedoch einen erheblichen Personal- und Platzbedarf in der Produktionsanlage und führte aufgrund der unzureichenden Kühlung zu Schäden an den Verpackungsetiketten, was die Produktionskosten erheblich erhöhte.
Die Lösung: Vibrierende Wirbelschichtkühler
Der Kunde zog herkömmliche Kühltechnologien wie Rotationskühler und Wirbelschichtkühler in Betracht und erkundigte sich sogar bei Carrier nach vibrierenden Wirbelschichtkühlern, da das Unternehmen kürzlich ein vibrierendes Wirbelschichttrocknungssystem für Salz von Carrier erworben hatte. In Gesprächen mit dem Kunden wurde festgestellt, dass der für die Kühlung zur Verfügung stehende Platz sehr begrenzt war und dass der Einsatz von Kühlern, die Prozessluft zur Kühlung des Salzes verwenden - wie z. B. Rotationskühler oder Wirbelschichtkühler - den begrenzten verfügbaren Platz zu einem noch größeren Hindernis für diese Art der Kühlung gemacht hätte. Für diese Art von Kühlern wären außerdem ein Ventilator für die Prozessluft, ein Staubabscheider für die Abluft, ein Abluftventilator und Verbindungskanäle erforderlich. Alle diese Zusatzgeräte, der Luftbedarf und die hohen Installationskosten hätten diese Technologien ebenfalls unrentabel gemacht.
VibroCool Lösung
Carrier bot stattdessen eine Lösung an, die auf einer neuen, kürzlich entwickelten Technologie basierte. Die neue Technologie basierte teilweise auf der bestehenden Technologie, die in der Gießereiindustrie eingesetzt wird, kombiniert mit dem umfassenden Wissen von Carrier über die indirekte Wärmeübertragung mittels eingetauchter Wärmetauscher. Das angebotene Gerät war der VibroCool-Kühler von Carrier. Der VibroCool-Kühler ist eine zylindrische, horizontale Trommel mit einem innen montierten horizontalen Röhrenwärmetauscherbündel, durch das Kühlturmwasser oder gefiltertes Flusswasser als Wärmeübertragungsmedium zirkuliert. Die Trommeleinheit ist über Stahlspiralfedern auf ihrem Fundament gelagert und wird über einen getriebegetriebenen Exzentergewichtsantrieb in Schwingungen versetzt, um eine einzigartige Vibrationsbewegung zu erzeugen. Die Vibrationsbewegung bewirkt, dass sich das Salz in einem sanften, gut durchmischten, subfluidisierten Zustand langsam durch die Maschine bewegt. Der Wärmetauscher ist so in der Anlage angebracht, dass das zirkulierende Bett aus gut durchmischtem Salz in engem Kontakt mit dem Wärmetauscher steht, was zu einer hohen Wärmeübertragung mit dem Kühlwasser führt.
Eine kontinuierliche Testeinheit wurde an den Standort der Anlage geliefert, um die Fähigkeit des VibroCool zur Verarbeitung von Kochsalz zu demonstrieren. Die Einheit wurde getestet, indem ein Materialstrom direkt aus der Zielprozesslinie abgezogen wurde. Die Ingenieure von Carrier arbeiteten mit dem Werkspersonal zusammen, um die Produktqualität und die Effizienz der Anlage zu ermitteln. Die Tests bewiesen, dass der VibroCool durch die Verwendung von Wärmetauschern im Bett und die spezifische Vibrationsbewegung einen hervorragenden Wärmeübergangskoeffizienten ohne Beeinträchtigung der Produktqualität erreicht.
Daraufhin wurde eine Produktionseinheit entworfen, die die volle Kapazität der Anlage bewältigen und von 260°F auf weniger als 140°F abkühlen konnte. Die Größe der benötigten Einheit wurde mit einem Durchmesser von 3 Fuß und einer Länge von 12 Fuß festgelegt. Die Einheit wurde aus rostfreiem Stahl 316L gefertigt, wobei alle produktberührenden Oberflächen auf Lebensmittelqualität poliert wurden. Um die Installation zu vereinfachen, wurden alle Wasserzu- und -rücklaufleitungen mit einem einzigen Ein- und Ausgang eng gekoppelt. Der einzige weitere Anschluss, der erforderlich war, war ein elektrischer Ein-Punkt-Anschluss für den Antriebsmotor. Die Einheit wurde mit einer Stützkonstruktion für diese spezielle Anlage gebaut, ist aber von Natur aus eine Konstruktion mit geringer Bauhöhe. Dieses Gerät könnte in einem Gebäude mit einer Deckenhöhe von nur einem Meter aufgestellt werden. Für diese Anwendung verwendet der VibroCool einfache Schneckenförderer für die Zu- und Abführung, was den gesamten Prozess einfach und flexibel macht.
Mit der Herstellung des VibroCool wurde die vom Kunden gewünschte Kühlleistung mit einem kompakten, hocheffizienten, wirtschaftlichen und einfach zu installierenden Design erreicht. Diese Vorteile in Verbindung mit dem erwarteten jahrelangen störungsfreien Betrieb und dem zusätzlichen Vorteil, dass keine behördlichen Genehmigungen erforderlich sind, machten dem Kunden die Entscheidung für den Kauf des VibroCool leicht.
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