CH495770A - Einrichtung zum Stoff- und Wärmeaustausch, insbesondere zur Trocknung, sowie zur Durchführung chemischer Reaktionen - Google Patents

Description

  
 



  Einrichtung zum Stoff- und Wärmeaustausch, insbesondere zur Trocknung, sowie zur Durchführung chemischer Reaktionen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Stoffund Wärmeaustausch zwischen festen oder flüssigen Teilchen aus Gasen, insbesondere zur Trocknung, sowie zur Durchführung chemischer Reaktionen unter Anwendung und Ausnutzung der in einer aus Potential- und   Rotationswirbeiströmung    zusammengesetzten Drehströmung auftretenden Kräfte.



   Bei der Behandlung von festen oder flüssigen Teilchen, die z. B. getrocknet oder einer anderen   physikali-    schen oder chemischen Reaktion zugeführt werden sollen, besteht bei bekannten Einrichtungen dieser Art die Schwierigkeit, dass die Verweilzeit der einzelnen Teilchen, die für die Reaktion erforderlich ist, nur ungenau oder überhaupt nicht eingestellt werden kann. Ausserdem war es bisher schwierig, eine Reaktion mit aggressiven Teilchen durchzuführen, da bei den herkömmlichen Verfahren die Teilchen gegen die Wandung der Reaktionskammer geschleudert werden und somit zu einer Zerstörung der Wand führen können. Ähnliche Schwierigkeiten bestehen bei leicht zusammenhaftenden oder klebrigen Teilchen, die sich an der Wand ansetzen und somit zu Störungen der erforderlichen Strömungen führen können.



   Diese Schwierigkeiten lassen sich mit einer Einrichtung nach der Erfindung unter Anwendung der bekannten Drehströmung vermeiden. Diese   Drehsirömung    lässt sich in einer rotationssymmetrischen Wirbelkammer erzeugen und besteht im wandnahen Bereich aus einer wendelförmig verlaufenden   Potentlaiwirbeiströmung    mit einer entsprechenden Axialkomponente.   Über    einer Stirnseite der Wirbelkammer wird diese wendelförmig verlaufende Potentialwirbelströmung unter Ausbildung einer Wirbelsenke auf spiralförmigen Bahnen zur Achse der Wirbelkammer gelenkt. Von hier aus bildet sich mit gleichem Drehsinn, jedoch entgegengesetzter Axialkomponente unter Ausbildung einer   Wirbelquelle    oberhalb der Wirbelsenke eine Rotationswirbelströmung aus, die zum anderen Ende der Wirbelkammer hin fortschreitet.

  Diese Drehströmung kann durch schrägtangentiale Düsen im Mantel der Wirbelkammer und/oder durch einen Vordrall des axial in Richtung der Fortschreitungsrichtung der Rotationsströmung eingeführten Rohgases erzeugt werden. Durch die Wirkung der   Wirbeiquelle    und der in der   Rotationsströmung    nach aussen gerichteten Fliehkräfte werden dabei mit dem Rohgas zugeführte Partikel aus der Rotationsströmung herausgeschleudert und zunächst im Übergangsbereich zwischen der Potential- und der   Rotationswirbelströmung    in ringförmigen oder strähnenartigen Anreicherungen gesammelt. Schliesslich erfolgt von dort aus eine Abführung der Teilchen mit einem Ast der Potentialwirbelströmung durch einen den Rohgaseinlauf konzentrisch umgeben den Teilchenauslass, der zu einem Bunker oder einer Transportleitung führen kann.



   Im Rahmen der Erfindung werden die in dieser Drehströmung auftretenden Erscheinungen und Kräfte zum Stoff- und/oder Wärmetausch, insbesondere zur Trocknung sowie zur Durchführung chemischer Reaktionen ausgenutzt, wobei Austausch und Reaktionen zwischen festen oder flüssigen Teilchen einerseits und gasförmigen Medien anderseits erfolgen.

  Dazu dient erfindungsgemäss eine Einrichtung, die eine rotationssymmetrische Wirbelkammer mit einem in diese hineinragenden koaxialen Einlauf kleineren Durchmessers für die in einem Trägergas dispergierten, zu behandelnden festen oder flüssigen Teilchen aufweist und bei der die Wirbelkammer oberhalb der   Einlaufmündung    tangentiale und dem Einlauf schräg entgegengerichtete Einlässe für ein zusätzliches Hilfsgas zur Abtrennung der Teilchen vom Trägergas sowie unterhalb der Einlaufmündung mehrerer Reihen tangentialer Einlässe für die gasförmigen Medien zur Erzeugung von freischwebend rotierenden Teilchenringen aufweist.  



   Es hat sich nämlich gezeigt, dass bei gegeneinandergerichteten Drehströmungen an Stellen, an denen die Axialkomponenten zu Null werden - an den sogenannten Stauebenen - eine Konzentrierung der Teilchen in freischwebend rotierenden Ringen erfolgt, wobei die Ringe beliebig lange gehalten werden können. Diese gegeneinandergerichteten Strömungen können z. B. dadurch erzeugt werden, dass die Einlässe für das gasförmige Medium senkrecht zur Wirbelkammerachse angeordnet sind. Eine weitere Möglichkeit zur Erzeugung dieser sogenannten Stauebenen besteht darin, dass jeweils zwei Reihen von Einlässen für das gasförmige Medium einander schräg   entgegengerichtet    angeordnet sind.



   Bei verschiedenen   Teilehenarten    zeigt es sich jedoch, dass diese rotierenden Teilchenringe eine hohe Dichte aufweisen und nicht immer ausreichend mit den zugeführten Reaktionsstoffen in Berührung kommen. Das tritt besonders bei chemischen Reaktionen auf, wie sie z. B. die Verbrennung darstellt. Wenn beispielsweise feuchter oder nasser Kohlenstaub zugeführt wird, so verbrennen zwar die Kohleteilchen im äusseren Bereich der einzelnen Ringe, jedoch die Verbrennung im Innern der Ringe ist recht unvollständig.



   Aus diesem Grunde ist nach Mitteln gesucht worden, um die   Teilchenringe    aufzulockern und in ihrer Ausdehnung sowohl in axialer als auch in radialer Richtung zu vergrössern. In Weiterbildung der Erfindung können daher zwischen den einzelnen Reihen der tangentialen Einlässe wulstförmige Rauhigkeiten am Wirbelkammerinnenmantel parallel zur Wirbelkammerachse angeordnet sein.



   Diese Rauhigkeiten können im einfachsten Fall aus Schweissraupen bestehen, es können aber auch entsprechend profilierte Leisten aus einem beständigen Werkstoff angebracht werden. Durch diese   Rauhigkeiten    ergibt sich, dass der Durchmesser der Teilchenringe vergrössert und der Gaswechsel in den Ringen verbessert wird. Es ist also prinzipiell erforderlich, die Grenzschicht unter den Teilchen   aufzureissen,    so dass der Stoffund Wärmeaustausch verbessert wird. Die Turbulenz der Strömung kann ausserdem dadurch verbessert werden, dass die Rauhigkeiten sehr scharfkantig ausgeführt werden.

  Die durch die Turbulenz des Gasstromes auftretenden Geschwindigkeitsschwankungen bedingen dabei eine dauernde Änderung der Relativgeschwindigkeit der festen oder flüssigen Teilchen zu den Gasteilchen im Ring, so dass an jedem einzelnen Teilchen immer wieder neue Gasteilchen vorbeistreichen.



   Es ist aber auch möglich, diese Rauhigkeiten durch Flachprofilstücke zu bilden. Dabei können diese Profilstücke in Ausfräsungen des   Wirbelkammermantels    eingeschoben werden, so dass ein Teil der Profilstücke nach aussen ragt und gleichzeitig als Kühlfahne dient.



   Wenn nun in einer derartigen Wirbelkammer mehrere Ringe übereinander erzeugt werden, so muss zur Durchführung der angestrebten Reaktion dafür gesorgt werden, dass genau definierte Verweilzeiten für die Partikel in den einzelnen Ringen eingehalten werden können. Es muss dabei ausserdem möglich sein, die Partikel eines Ringes an den nächstfolgenden abzugeben, und zwar in derart genau definierter Weise, dass der folgende Ring von möglichst wenig Partikeln übersprungen wird und die Partikel somit nicht vorzeitig ausgetragen werden.



   Zur Regelung der Verweilzeit und der Kapazität der beschriebenen freischwebend rotierenden Teilchenringe dient eine Regeleinrichtung, bei der in den Zuführungsleitungen jeder Einlassreihe mindestens ein Drosselventil angeordnet und bei der die Betätigungsglieder aller Drosselventile mit einer gemeinsamen Steuereinrichtung verbunden sind, die ihrerseits nacheinander kurzzeitig wirksame Schliessbefehle gleichzeitig an die Drosselventile jeder Einlassreihe, ausgehend von der Einlassreihe unter dem jeweils untersten Partikelring, fortlaufend von unten nach oben abgibt.



   In der Zeichnung sind schematisch Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt.



   Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer derartigen Wirbelkammer, während in Fig. 2a der Längsschnitt und in Fig. 2b der Querschnitt durch eine Wirbelkammer mit Rauhigkeiten dargestellt ist. Fig. 3 zeigt eine entsprechende Regeleinrichtung   zur    Steuerung der einzelnen Teilchenringe.



   Nach Fig. 1 weist die Wirbelkammer 1, in der die gesamte Reaktion abläuft, ein koaxiales Einlassrohr 2 für die mit einem Trägergas zugeführten   zu    behandelnden festen oder flüssigen Teilchen auf. Dieses Einlaufrohr 2 ragt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa bis in die Mitte der Wirbelkammer 1. Oberhalb der Mündung 3 des Einlaufrohres 2 besteht die Wirbelkammer aus einem   Drehströmungswirbler    4 zum Abscheiden der festen oder flüssigen Teilchen vom Trägergas und unterhalb der Einlaufmündung 3 aus dem Reaktionsbehälter 5, in dem die   Partikelringe    erzeugt werden. Der obere Abscheider 4 weist nach dem Ausführungsbeispiel sechs tangentiale und der Einlaufmündung 3 schräg entgegengerichtete Hilfsgaseinlässe 6 bis 11 auf.

  Durch diese Einströmungen wird im oberen Teil der Wirbelkammer eine Drehströmung aus äusserer Potentialwirbelströmung und innerer   Rotationswirbelströmung    erzeugt, wodurch die durch das Einlaufrohr 2 zugeführten Teilchen aus der axialen Rotationsströmung heraus und mit der Potentialwirbelströmung in den unteren Teil dem Reaktionsraum 5 der Wirbelkammer 1 geführt werden. Unterhalb der Einlaufmündung 3 befinden sich im Mantel der Wirbelkammer tangentiale Hilfsgaseinlässe 12 bis 23, die im dargestellten Ausführungsbeispiel senkrecht zur   Wirbelkammerachse    angeordnet sind.



   Über den Rohgaseinlauf 2 zugeführte Teilchen werden nach Abscheidung im oberen Teil 4 der Wirbelkammer 1 zunächst der Staupunktströmung zwischen den Düsenreihen 12-13 und 14-15 zugeführt und sam   meln    sich hier in einem freischwebend rotierenden Ring 24. Wenn nun die Teilchen kontinuierlich durch das Einlaufrohr 2 zugeführt werden, so wird zu einem bestimmten Zeitpunkt der oberste   Teilehenring    24 seine   Ladungslvapazität    erreicht haben.   Daraufhin    wird schlagartig ein Teil der Teilchen an den nächsten, darunterliegenden Ring 25 zwischen den Düsenreihen 14-15 und 16-17 weitergegeben werden. Diese Weitergabe in den jeweils nächsten Teilchenring erfolgt immer dann, wenn die Kapazität des vorhergehenden Ringes erschöpft ist.

 

  Wenn   schliesslich    der unterste Ring 28 - in dem   Aus-      führungsbeispiei    zwischen den Düsenreihen 20-21 und 22-23 - überladen ist, so können die dann abgegebenen Teilchen durch einen Auslass 29 aus der Wirbelkammer abgeführt werden. Eventuell noch in der Strömung verbleibende Teilchen, die in der konzentrisch zum Einlaufrohr 2 aufsteigenden   Rotationswirbelströmung    mitgeführt werden, werden jedoch im oberen Teil der Wirbelkammer 1 vom Abscheider 4 erfasst und wieder dem Reaktionsraum zugeführt. Dadurch wird bewirkt, dass  durch den Auslass 30 nur von Teilchen freie Gase abgeführt werden.



   Da jeder der Teilchenringe nur eine bestimmte Kapazität aufweist und überschüssige Teilchen anschlie ssend an den nächsten Ring weitergibt, kann durch Regelung der Beladung bzw. des Rohgaseinsatzes die Verweilzeit genau festgelegt werden. Die Zahl der Düsenringe kann entsprechend der einzustellenden Verweilzeit gewählt werden. Dabei ist es möglich, bei gleicher angenommener Verweilzeit die Teilchen durch geringe Einsatzmengen in weniger Ringen längere Zeit rotieren zu lassen, während es sich bei grösseren Durchsatzmengen als günstiger erweist, mehrere Ringe übereinander mit jeweils kürzeren Verweilzeiten vorzusehen.



   Um Anregungsenergie für die Drehströmung einzusparen, kann in der Mündung 3 des Einlaufrohres 2 eine Vordrehdüse 131 angeordnet sein, etwa in Form von Leitschaufeln, die dem eintretenden teilchenbeladenen Rohgas einen Vordrall aufzwingen.



   Mit der Einrichtung nach der Erfindung lassen sich zahlreiche Reaktionen durchführen, wie z. B. Stoff- oder Wärmeaustausch zwischen gasförmigen und festen oder flüssigen Teilchen. Dabei spielt besonders die Trocknung von festen oder flüssigen Teilchen eine Rolle.



  Durch die Heiz- und Trockengase, die durch die Düsen 12-22 einströmen, werden die noch feuchten Teilchen so lange in den beschriebenen Ringen gehalten, bis die gewünschte Trocknung erreicht ist. Das getrocknete Gut wird anschliessend durch den Auslass 29 abgeführt.



  Da die Trockengase anschliessend völlig gereinigt durch den axialen Auslass 30 aus der Wirbelkammer abgeführt werden, ist es möglich, die Gase nach erneutem Wärmeaustausch wieder zu den Düsen 12-23 zurückund somit das Heizgas in konstantem Kreislauf zu führen. Ausserdem ist es möglich, auch schon die Hilfsgaseinlässe 6-11 im Abscheiderteil 4 mit den Heiz- oder Reaktionsgasen zu beaufschlagen, um somit die Wirkung der Kammer noch zu erhöhen. Für die Trocknung sind Teilchen beliebiger geometrischer Abmessungen und unterschiedlichsten spezifischen Gewichtes geeignet.



  Gegebenenfalls kann jedoch ein Sichter vorgeschaltet werden, von dem aus dann die klassifizierten Teilchen mehreren parallel geschalteten   Trockenkammem    zugeführt werden.



   Nach dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2a und 2b weist die Wirbelkammer 1 ebenfalls ein koaxiales Einlassrohr 2 für die mit einem Trägergas zugeführten Teilchen auf. Oberhalb der Mündung 3 des Einlaufrohres 2 besteht die Wirbelkammer aus einem Drehströmungswirbler 4 mit den entsprechenden schrägtangentialen Düsen, von denen hier nur die beiden Düsen 6 und 7 gezeichnet sind. In diesem Drehströmungswirbler 4 werden die zugeführten Teilchen vom Trägergas abgeschieden und in den eigentlichen Reaktionsbehälter 5 geführt. Zwischen den einzelnen Düsenreihen bilden sich nunmehr, wie schon beschrieben, die freischwebend rotierenden   Teilehenringe    aus. Der obere - hier nicht dargestellte -   Teilehenring    bildet sich zwischen den   Hilfsgaseinlässen    31, 32, 33 und 34, 35, 36 aus.

  Zwischen diesen beiden Reihen von Hilfsgaseinlässen sind, wie insbesondere aus Fig. 2b ersichtlich ist, wulstförmige Rauhigkeiten 46-51 angebracht. Dabei weisen die Rauhigkeiten 46 und 47 sowie 50 und 51 halbkreisförmiges Profil auf, während die Rauhigkeiten 48 und 49 aus Flachprofilstücken bestehen, die in Einfräsungen der Wirbelkammerwandung eingeschoben sind und deren nach aussen überstehender Teil als   Kühfahne    dient.



  Selbstverständlich wird man normalerweise stets die gleiche Art von Rauhigkeiten verwenden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind nur der Einfachheit halber in einem Schnitt zwei verschiedene Arten von Rauhigkeiten dargestellt. Die Zahl der einzelnen Rauhigkeiten zwischen den jeweiligen Düsenreihen wird man entsprechend den Anforderungen an die jeweils erforderliche Turbulenz wählen.



   Die Anwendung der beschriebenen Rauhigkeiten sowie die Erzeugung von rotierenden Teilchenringen ist dabei nicht unbedingt auf Reaktionsbehälter beschränkt, bei denen die zu behandelnden Teilchen über ein axiales Einströmrohr zugeführt werden. Die Teilchen selbst können auch auf andere Weise, etwa durch die Düsen selbst oder über einen tangentialen Einlauf zugeführt werden.



   Durch Steuerung der Gaszufuhr zu den einzelnen Düsenreihen werden die Teilchen dann jeweils an den nächstunteren Ring, also zunächst zwischen die Düsenreihen 34-36 und 37-39, anschliessend zwischen die Düsenreihen 37-39 und 40-42 sowie schliesslich zwischen 4042 und 43-45 weitergegeben. Nach Abschaltung der Gaszufuhr für die untersten Düsenreihen 43 bis 45 werden die Teilchen über den Auslass 29 in einen Bunker abgeführt. Das von Teilchen gereinigte Trägermedium verlässt die Wirbelkammer über den Auslass 30.



   In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel für die Steuerung der einzelnen Ringe dargestellt. In den Zuführungsleitungen der einzelnen   Einiassreihen    sind Drosselventile 84 bis 93 angeordnet, die durch entsprechende Betätigungsglieder 94 bis 103 verstellt werden können. Diese Betätigungsglieder sind mit einer gemeinsamen Steuereinrichtung 104 verbunden, von der in noch zu beschreibender Weise entsprechende Schliess- oder Drosselbefehle abgegeben werden.



   Wenn von dem Fall ausgegangen wird, dass alle   Partikeiringe    voll beladen sind, so erfolgt mit der beschriebenen Einrichtung eine Regelung der Verweilzeit der einzelnen Ringe auf folgende Weise:
Zunächst erhalten die Betätigungsglieder 102-103 für die Ventile 92-93 unter dem untersten Partikelring 83 einen kurzzeitig wirksamen Schliessbefehl. Dadurch wird die von unten auf den Partikelring wirkende Strömung kurzzeitig unterbrochen, so dass die Stauebene aufgelöst und durch die Wirkung des durch die Einlässe 76 und 77 einströmenden Hilfsgases der Teilchenring 83 nach unten geführt wird und die Partikel dieses Ringes durch den Auslass 29 abgeführt werden. Wenn die Drosselventile 92-93 wieder öffnen, bildet sich wieder eine Stauebene zwischen den Einlassreihen 76-77 und 78-79 aus. 

  Um nun zu erreichen, dass die Partikel auch des Ringes 82 in den zunächst noch leeren Ring 83 weiterlaufen, wird anschliessend ein kurzzeitig wirksamer Schliessbefehl auf die Betätigungsglieder 100-101 der Drosselventile 90-91 gegeben, so dass die von unten nach oben wirksame Strömungskomponente von der Einlassreihe 76-77 wegfällt und somit die Partikel nach unten geführt werden. Diese Drosselung der Ventile für die Einlassreihe 76-77 darf aber nur so lange wirksam sein, bis die Partikel aus dem Ring 82 die Mündungen der Einlassreihe 76-77 passiert haben, damit bei Erreichen des Ringes 83 die stabilisierenden Strömungen wieder hergestellt sind. Anschliessend können auf gleiche Weise durch Drosselung der Ventile 88-89 für die Einlassreihe 7475 die Partikel des Ringes 81 in den Ring 82 überführt werden.

  Schliesslich werden durch Drosselung der Ventile 86-87 auch die Partikel des obersten   Ringes 80 in den darunterliegenden Ring überführt, so dass erneut Partikel zur Füllung des obersten Ringes aufgegeben werden können.



   Die Steuereinrichtung 104 enthält dabei herkömmliche Glieder zur zeitigen Staffelung der einzelnen Schliessbefehle, wodurch die Verweilzeit in den einzelnen Ringen und somit auch die gesamte Verweilzeit eines Partikels in der Wirbelkammer festgelegt werden kann.



  Ausserdem lassen sich durch andere bekannte Steuermittel die Stärke und Zeitdauer der Drosselung der einzelnen Ventile genau einstellen.



   Die Einrichtung nach der Erfindung ist nicht auf das in der Zeichnung beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Es ist vielmehr möglich, dass jede Einlassreihe für die einzelnen Einlässe zusammengefasst ist und nur ein einziges Drossenventil aufweist, sowie es ebenfalls möglich ist, dass jeder einzelne Einlass mit einem eigenen Ventil versehen ist oder dass Gruppen von Einlässen zu einer Einheit zusammengefasst sind.



  Durch die beschriebene Einrichtung lassen sich die Ringe beliebig lange in der Wirbelkammer halten; ausserdem ist es möglich, durch Einstellung der einströmenden Hilfsgasmenge die Kapazität der einzelnen Ringe genau zu steuern, da bei grösseren Hilfsgasmengen und Geschwindigkeiten mehr Partikel in einem Ring gehalten werden können. Ausserdem kann die Zahl der Düsenringe entsprechend der einzustellenden Verweilzeit gewählt werden. Dabei ist es möglich, bei gleicher angenommener Verweilzeit die Teilchen durch geringe Einsatzmengen in weniger Ringen längere Zeit rotieren zu lassen, während es sich bei grösseren Durchsatzmengen als günstiger erweist, mehrere Ringe übereinander mit jeweils kürzeren Verweilzeiten vorzusehen.



   Die beschriebene Regelung gilt nicht nur für senkrecht angeordnete Wirbelkammern, sondern sie ist auf gleiche Weise für waagrecht oder schräg angeordnete Wirbelkammern zu verwenden, da auch bei waagrechter Lage die Partikel eindeutig gehalten und geführt werden können. Bei Schliessen oder Drosselung einer Einströmreihe wandern dann die Ringe jeweils nach der Seite der geschlossenen Einströmreihe weiter und können schliesslich allein mit Hilfe der Strömung ohne zusätzliche Wirkung der Schwerkraft aus der Wirbelkammer abgeführt werden.



   Durch zusätzliche Messeinrichtungen im Bereich des Partikelauslasses kann festgestellt werden, ob die gewünschte Behandlung vollständig durchgeführt ist. Bei Abweichungen vom   Sollzustand    können Korrekturen der Folgezeiten für die von der gemeinsamen Steuereinrichtung ausgehenden Schliessbefehle sowie Veränderung der erforderlichen Drosselung oder der   Schliess-    oder Drosselzeiten erfolgen. In diesem Zusammenhang sei noch einmal daraufhingewiesen, dass es zur Ablösung der Partikelringe nicht erforderlich ist, die Hilfsgaszufuhr ganz zu unterbrechen, sondern es genügt vielmehr eine entsprechende Drosselung der Strömung.



   Bei plötzlich aufftretenden Störungen, die ein schnelles Abschalten erfordern, kann durch Sperrung aller Ventile eine sehr schnelle Abführung der Partikel erreicht werden, da im allgemeinen die Hilfsgaszuführen für die Einlässe 6, 7 im oberen Teil der Wirbelkammer nicht mit unterbrochen wird, so dass die gesamte Einrichtung dann als reiner Abscheider arbeitet.

 

   Weitere Anwendungsgebiete für eine Einrichtung nach der Erfindung liegen auf dem Gebiet endothermer und exothermer chemischer Reaktionen, wie z. B. der Verbrennung. Bei Anwendung von chemischen Reaktionen besteht weiterhin ein grosser Vorteil der Erfindung, da die   Teilchenrmge    nicht die Wandung des Reaktionsraumes berühren, so dass eventuell auftretende hohe Reaktionstemperaturen von der Wandung fern gehalten werden und somit ein weniger hochwertiges Material für den Wirbelkammermantel verwendet werden kann. Weiterhin lassen sich mit der Einrichtung nach der Erfindung selbst   Flüssigkeiten,    wie z. B. Milch, zu Pulver trocknen, bzw. auf umgekehrtem Weg kann sogar eine intensive und gleichmässige Befeuchtung von Schwebeteilchen erfolgen. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Einrichtung zum Stoff- und/oder Wärmetausch, insbesondere zur Trocknung, sowie zur Durchführung chemischer Reaktionen, wobei Austausch und Reaktionen zwischen festen oder flüssigen Teilchen einerseits und gasförmigen Medien anderseits erfolgen, unter Anwendung und Ausnutzung der in einer aus Potential- und Rotationswirbelströmung zusammengesetzten Drehströmung auftretenden Kräfte, dadurch gekennzeichnet,

   dass die Einrichtung eine rotationssymmetrische Wirbeikam- mer (1) mit einem in diese hineinragenden koaxialen Einlauf (2) kleineren Durchmessers für die in einem Trägergas dispergierten zu behandelnden festen oder flüssigen Teilchen aufweist und dass die Wirbelkammer (1) oberhalb der Einlaufmündung (3) tangentiale und dem Einlauf (3) schräg entgegengerichtet Einlässe (6 bis 11) für ein zusätzliches Hilfsgas zur Abtrennung der Teilchen vom Trägergas sowie unterhalb der Einlaufmündung (3) mehrere Reihen tangentialer Einlässe (12 bis 23) für die gasförmigen Medien zur Erzeugung von freischwebend rotierenden Teilchenringen (24 bis 28) aufweist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlässe (12 bis 23) für das gasförmige Medium senkrecht zur Wirbelkammerachse angeordnet sind.

   2. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Reihen der Einlässe (12 bis 23) für das gasförmige Medium einander schräg entgegengerichtet angeordnet sind.

   3. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den einzelnen Reihen der tangentialen Einlässe für das gasförmige Medium (31-45) wulstförmige Rauhigkeiten (46-70) am Wirbelkammerinnenmantel parallel zur Wirbelkammerachse angeordnet sind.

   4. Einrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauhigkeiten aus Flachprofilstücken (48, 49) bestehen, die in Ausfräsungen des Wirbelkammermantels derart eingeschoben sind, dass ein Teil der Flachprofilstücke als Kühlfahne nach aussen übersteht.

   5. Einrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Einlaufmündung (3) für die zu behandelnden Teilchen eine Vordrehdüse (31) in Form von Leitschaufeln angeordnet ist.

   6. Einrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückführung der durch den Reingasauslass (30) austretenden gasförmigen Medien über einen Wärmetauscher zu den Einlässen (12 bis 23) für die gasförmigen Medien vorgesehen ist.

   7. Einrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung der Kapazität und der Verweilzeit der freischwebend rotierenden Teilchenringe in den Zuführungsleitungen jeder Einlassreihe mindestens ein Drosselventil angeordnet und die Betätigungsglieder aller Drosselventile mit einer gemeinsamen Steuereinrichtung verbunden sind, die ihrerseits nacheinander kurzzeitig wirksame Schliessbefehle gleichzeitig an die Drosselventile jeder Einlassreihe, ausgehend von der Einlassreihe unter dem jeweils untersten Partikelring, fortlaufend von unten nach oben abgibt.