[Ol] Die Erfindung betrifft einen Lufterhitzer für einen Trockenturm, wobei der Lufterhitzer eine Brennkammer, einen Brenner, eine Lufterhitzungskammer, einen

Prozessluft zugang, einen Prozessluftabgang und/oder einen Rauchgasabgang aufweist, wobei im Falle eines Betriebes des Lufterhitzers eine Prozessluft der Lufterhitzungskammer über den Prozessluft zugang zugeführt, ein Brennstoff mittels des Brenners verbrannt, eine dadurch erzeugte Wärme in der Brennkammer an die Prozessluft in der Lufterhitzungskammer abgegeben und die erhitzte Prozessluft über den Prozessluftabgang aus dem Lufterhitzer abgeführt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Trockenturm zum Trocknen eines zu trocknenden Gutes.

[02] Lufterhitzer dienen der Erwärmung von Luft für industrielle Prozesse und zum Beheizen von Gebäuden. Vor allem bei direkt befeuerten Lufterhitzern kommt es zu Schwankungen in der Temperatur der erhitzten Luft. Solche Temperaturschwankungen sind insbesondere unerwünscht bei temperaturempfindlichen Prozessen, wie beispielsweise dem Trocknen eines zu trocknenden Produktes in einem Trockenturm und/oder Sprühtrockner. Temperaturschwankungen führen zur Verschlechterung der Qualität des getrockneten Produktes und zum Absetzen des zu trocknenden Gutes oder seiner Bestandteile im Trockenturm und/oder Sprühtrockner, welches wiederum zu einer erhöhten Brand- und/oder Explosionsgefahr führt.

[03] Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern .

[04] Gelöst wird die Aufgabe durch einen Lufterhitzer für einen Trockenturm, wobei der Lufterhitzer eine Brennkammer, einen Brenner, eine Lufterhitzungskammer, einen Prozessluft zugang, einen Prozessluftabgang und/oder einen Rauchgasabgang aufweist, wobei der Lufterhitzer derart ausgestaltet ist, dass der Lufterhitzungskammer über den Prozessluft zugang eine Prozessluft zugeführt, eine mittels des Brenners erzeugte Wärme in der Brennkammer an die Prozessluft in der Lufterhitzungskammer abgegeben und die erhitzte Prozessluft über den Prozessluftabgang aus dem Lufterhitzer abgeführt wird, wobei der Lufterhitzer eine Opferbrennkammer aufweist und die Opferbrennkammer innerhalb der Brennkammer angeordnet ist.

[05] Durch die Opferbrennkammer wird eine gleichmäßige Hitzeverteilung innerhalb der Brennkammer und somit eine gleichmäßigere Abgabe der durch die Verbrennung erzeugten Wärme an die Prozessluft in der Lufterhitzungskammer erzielt .

[06] Zudem erfolgt eine vollständigere Verbrennung innerhalb der Brennkammer, sodass eine Nachoxidation auf der Reingasseite und unerwünschte Emissionen in die Umwelt verringert werden. [07] Eine durch den Brenner erzeugte Flamme beeinträchtigt im Allgemeinen umgebende Strukturen wie Wände der Brennkammer. Es ist sehr aufwändig, diese Wände zu überwachen oder entsprechend auszutauschen. Vorliegend wird hauptsächlich die Opferbrennkammer beeinträchtigt. Diese kann vorteilhafter Weise mit geringem Aufwand ausgetauscht werden, sodass die Lebens- und Betriebsdauer der Brennkammer deutlich erhöht und der Wartungsaufwand deutlich verringert werden kann.

[08] Es ist besonders vorteilhaft, dass die erhitzte Prozessluft, welche über den Prozessluftabgang den Lufterhitzer verlässt, mit einer sehr konstanten Temperatur kontinuierlich einem industriellen Prozess zugeführt werden kann .

[09] Folgendes Begriffliche sei erläutert:

[10] Ein „Lufterhitzer" ist eine Einrichtung, welche kalte Luft (z.B. 20°C) in erhitzte Prozessluft umwandelt. Insbesondere werden derartige Lufterhitzer bei Trockentürmen eingesetzt, in welchen beispielsweise unter Druck eine Flüssigkeit eingesprüht und somit zerstäubt wird und die warme Prozessluft den Wasserbestandteil vom Produkt trennt, sodass ein gewünschtes Gut, beispielsweise in Pulverform, vorliegt. So wird beispielsweise Molke, welche bei der Herstellung von Käse entsteht, gefiltert und mittels Trocknungstürmen das in der Molke befindliche Eiweiß als Eiweißpulver extrahiert.

[11] Die „Brennkammer" ist im Allgemeinen ein Behälter, in dem durch Zufuhr eines Sauerstoffträgers (meist Luft) ein Brennstoff mittels einer exothermen Reaktion verbrannt wird. Dabei weist die Brennkammer im Allgemeinen einen Zugang für den Oxidator auf. Dies wird vorliegend auch als Brennluftzufuhr bezeichnet.

[12] Zudem weist der Lufterhitzer einen „Brenner" auf, mittels dem vorliegend in der Brennkammer eine Flamme erzeugt wird. Der Brenner ist dabei zumeist ein Gasbrenner, bei dem ein Brenngas verbrannt wird.

[13] Zudem weist die Brennkammer einen „Rauchgasabgang" auf, über den Verbrennungsgase abgeführt werden können. Derartige Rauchgasabgänge können etwaige Katalysatoren zur Aufbereitung des Rauchgases oder Filter aufweisen, welche bestimmte Produkte aus den Rauchgasen entfernen.

[14] Um die Wärme homogen an die Wände der Brennkammer abzugeben, ist innerhalb der Brennkammer die

„Opferbrennkammer" angeordnet. Diese Opferbrennkammer stellt insbesondere einen separierten Brennraum dar, welcher zumindest teilweise die Flamme des Brenners führt und/oder die direkte Wirkung räumlich begrenzt. Diese Opferbrennkammer kann insbesondere nach unten hin geöffnet sein und/oder auch eine konische Form ausbilden, wodurch sich Kamineffekte und dergleichen für die Brennluft ergeben können. Aufgrund dessen, dass die Opferbrennkammer über die Flamme direkt erhitzt wird und die entsprechende Wärme über die Außenbereiche der Opferbrennkammer der eigentlichen Brennkammer Wärme zuführen kann, verteilt die Opferbrennkammer die Wärme homogen in die Brennkammer hinein. Zudem kann über die Form der Opferbrennkammer die Wärmeverteilung eingestellt werden. Auch die Materialdicken der Opferbrennkammer können zum Beeinflussen der Wärmeabgabe, insbesondere mittels Wärmestrahlung, eingestellt werden.

[15] Die „Prozessluft" ist insbesondere die Luft, welche mittels der Brennkammer erwärmt und insbesondere dem Trockenturm für den Trocknungsprozess zugeführt wird. Über den „Prozessluftzugang", der „Lufterhitzungskammer" zum „Prozessluftausgang" wird die Luft geführt. Die „Lufterhitzungskammer" ist insbesondere sehr nah an der Brennkammer geführt. Somit kann über die Erwärmung der Wände der Brennkammer die Prozessluft über die Lufterhitzungskammer erwärmt werden. In einfacher Art und Weise bildet eine Wand der Brennkammer zugleich eine Wand der Lufterhitzungskammer. Beispielsweise kann die Lufterhitzungskammer spiralförmig entlang der Wände der Brennkammer von unten nach oben geführt sein.

[16] Zudem ist die Verwendung der Opferbrennkammer deshalb vorteilhaft, da oberflächenerhöhende Einrichtungen an den Brennkammerwänden angeordnet sein können, damit ein Wärmeübertrag an die Lufterhitzungskammer optimiert erfolgen kann.

[17] In einer weiteren Ausführungsform des Lufterhitzers ist die Opferbrennkammer um eine Flamme oder ein Teil der Flamme des Brenners angeordnet.

[1 8] Durch die Anordnung der Opferbrennkammer um die Flamme wird gezielt die Flammentemperatur und/oder die Strömung der Verbrennungsgase beeinflusst. Beispielsweise kann durch die Führung der Opferbrennkammer komplett um die Flamme herum, die Flammentemperatur erhöht werden.

[19] Um ein gezieltes Ausströmen der Verbrennungsgase aus der Opferbrennkammer zu erreichen, weist die Opferbrennkammer mehrere Öffnungen auf.

[20] Somit kann die Temperaturverteilung und/oder die Strömungsführung mittels der Opferbrennkammer gezielt in der Brennkammer beeinflusst werden.

[21] In einer weiteren Ausführungsform des Lufterhitzers sind die Öffnungen über eine Mantelfläche der Opferbrennkammer verteilt, sodass eine gleichmäßige Hitzeverteilung an die Lufterhitzungskammer erfolgt.

[22] Die Öffnungen können gleichmäßig und/oder ungleichmäßig über die Mantelfläche der Opferbrennkammer verteilt sein.

[23] Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Verteilung der Öffnungen an die unterschiedlichen Bereiche der Flammentemperatur und/oder der Form der Flamme angepasst ist .

[24] Zudem können die Öffnungen unterschiedliche Öffnungsgrößen aufweisen, sodass Verbrennungsgas mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durch die jeweilige Öffnung strömt.

[25] Zur einfachen Fertigung der Opferbrennkammer und zur gezielten Hitzeverteilung in der Brennkammer sind die Öffnungen als Bohrungen und/oder Schlitze ausgebildet. [26] In einer weiteren Ausführungsform des Lufterhitzers weist im Falle des Betriebes die Opferbrennkammer eine Oberflächentemperatur im Bereich 700°C bis 900°C, bevorzugt von 800°C auf.

[27] Um eine optimale Prozesstemperatur für einen nachfolgenden industriellen Prozess zu erreichen, weist im Falle des Betriebes die erhitzte, aus dem Lufterhitzer abgeführte Prozessluft eine Temperatur im Bereich von 250°C bis 350°C, bevorzugt von 300°C, auf.

[28] Es ist besonders vorteilhaft, dass die abgeführte Prozessluft durch den Einsatz der Opferbrennkammer eine Temperaturschwankung von kleiner ± 20 °C, insbesondere von kleiner ± 10°C, bevorzugt von kleiner ± 5°C aufweist.

[29] In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch einen Trockenturm zum Trocknen eines zu trocknenden Gutes, wobei dem Trockenturm ein zuvor beschriebener Lufterhitzer prozesstechnisch zugeordnet ist oder der Trockenturm einen zuvor beschriebenen Lufterhitzer aufweist .

[30] Somit wird Prozessluft mit einer optimalen Trocknungstemperatur für einen Trockenturm bereitgestellt. Folglich kann eine sehr homogene Trocknung und ein qualitativ sehr hochwertiges Trocknungsresultat erzielt werden .

[31] Zudem wird durch die konstante Temperatur der Prozessluft ein Absetzen und/oder ein Ausfallen von unerwünschten Produkten im Trockenturm vermieden, dadurch die Brand- und Explosionsgefahr vermindert und die Standzeit des Trockenturms erhöht.

[32] Im Weiteren wird die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt

Figur 1 eine stark schematische

Schnittdarstellung eines Lufterhitzers mit einer Opferbrennkammer.

[33] Ein Lufterhitzer 101 weist eine Brennkammer 103 auf. An einer Oberseite der Brennkammer 103 ist ein Brenner 105 angeordnet. Der Brenner 105 ist mit einer Brennluftzufuhr 119 und einer Brenngaszufuhr 121 verbunden. Unterhalb des Brenners 105 in der Mitte der Brennkammer 103 ist eine Opferbrennkammer 107 angeordnet. Die Opferbrennkammer 107 weist eine Vielzahl von Löchern 109 auf, wobei die Löcher 109 in einem unteren Bereich der Opferbrennkammer 107 anders verteilt sind als in einem mittleren Bereich der Opferbrennkammer 107.

[34] Des Weiteren weist der Lufterhitzer 101 unten einen Prozessluft zugang 113 auf, welcher innerhalb des Lufterhitzers 101 rundumlaufend ausgeführt ist. An seiner Oberseite und seinen Seitenwänden weist der Lufterhitzer 101 eine rundumlaufende Lufterhitzungskammer 111 auf, welche durch mäanderförmige Strömungskanäle ausgestaltet ist. Die Lufterhitzungskammer 111 endet in einem Prozessluftabgang 115. [35] Zusätzlich ist die Brennkammer 103 mit einem rundumlaufenden Rauchgasabzug 123 verbunden, welcher in einem Rauchgasabgang 117 endet.

[36] Im Lufterhitzer 101 wird ein Brenngas über die Brenngaszufuhr 121 und eine Brennluft über die Brennluftzufuhr 119 dem Brenner 105 zugeführt und verbrannt, wobei sich eine entsprechende Flamme ausbildet. Die Opferbrennkammer 107 umgibt die nach unten ausgerichtete Flamme im mittleren und unteren Bereich der Flamme. Im mittleren und unteren Bereich der Opferbrennkammer 107 strömen die gebildeten Rauchgase durch die Löcher 109 in die Brennkammer 103.

[37] Im oberen Bereich der Flamme ist die Opferkammer 107 frei von Löchern, da hier eine niedrigere Flammentemperatur vorliegt als an der Flammenspitze, sodass durch Ummanteln der Flamme mittels der Opferbrennkammer 107 in diesem Bereich die Flammentemperatur erhöht wird. Die Opferbrennkammer 107 weist auf ihrer Oberfläche eine Temperatur von 800 °C auf.

[38] Aus der Brennkammer 103 wird eine erzeugte thermische Energie der Verbrennung an die rundumlaufende Lufterhitzungskammer 111 abgegeben. Dazu wird über den Prozessluft zugang 113 kontinuierlich Prozessluft mit einer Umgebungstemperatur in die Lufterhitzungskammer 111 eingebracht, wobei die Prozessluft sich beim Durchströmen der Lufterhitzungskammer 111 erwärmt und den Prozessluftabgang 115 mit einer Temperatur von 300°C verlässt . [39] Die durch die Verbrennung in der Brennkammer 103 gebildeten Rauchgase strömen durch den rundumlaufenden Rauchgasabzug 123, welcher Kontaktflächen zu der Lufterhitzungskammer 111 aufweist, sodass eine thermische Energie der Rauchgase an die Prozessluft in der Lufterhitzungskammer 111 abgegeben wird. Die Rauchgase verlassen den Lufterhitzer 101 über den Rauchgasabgang 117.

[40] Die erhitze Prozessluft mit einer Temperatur von 300°C wird nach Verlassen des Prozessluftabgangs 115 des Lufterhitzers 101 einem Trockenturm zum Trocknen von Milch zugeführt .

[41] Somit wird ein Lufterhitzer bereitgestellt, welcher aufgrund einer gleichmäßigen Hitzeverteilung eine optimale Brenngasausnutzung und eine optimale Prozesslufttemperatur für den anschließenden Trocknungsprozess im Trockenturm gewährleistet. Zudem werden die Emissionen durch die Rauchgase aufgrund der gezielten Beeinflussung der Flamme durch die Opferbrennkammer gemindert.

Bezugs zeichenliste

101 Lufterhitzer

103 Brennkammer

105 Brenner

107 Opferbrennkammer 109 Löcher

111 Lufterhitzungskammer 113 Prozessluft zugang 115 Prozessluftabgang 117 Rauchgasabgang 119 Brennluftzufuhr 121 Brenngaszufuhr 123 Rauchgasabzug