DD150852A1

DD150852A1 - Vorrichtung zur wirbelschichtbehandlung von feststoffen

Info

Publication number: DD150852A1
Application number: DD22136880A
Authority: DD
Inventors: Rolf Elspass; Lothar Krell; Hans-Joachim Kuenne; Manfred Mittelstrass; Lothar Moerl; Joachim Sachse
Original assignee: Rolf Elspass; Lothar Krell; Kuenne Hans Joachim; Lothar Moerl; Joachim Sachse; Mittelstrass Gisela; Mittelstrass Uta
Priority date: 1980-05-27
Filing date: 1980-05-27
Publication date: 1981-09-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur schonendenBehandlung von Feststoffen mittels gasfoermigen Medien. Zweck der Erfindung ist es, koernige, blaettrige bzw. fasrige Feststoffe schonend mit geringem Energieaufwand so zu behandeln, dasz Feststoffteilchen mit nahezu unveraenderter geometrischer Struktur gewonnen werden. Die erfindungsgemaesze Vorrichtung ist in Form einer Wirbelrinne ausgefuehrt, die aus einer Gasverteilungskammer mit zugeordnetem Anstroemboden und diametral angeordneten Gaszufuehrungsstutzen und Feststoffabfuehrung sowie einer Wirbelkammer und Abscheidezone mit Feststoffeintrag- und Gasabfuehrstutzen besteht, wobei die Abscheidezone durch Abscheidekammern, die mit Abgasrohren versehen sind, unterteilt wird. Die Erfindung ist in der stoffumwandelnden Industrie und Landwirtschaft, z.B. chemischen und Lebensmittelindustrie, einsetzbar.

Description

22 136

!Titel der Erfindung ·

Vorrichtung.zur Wirbelschichtbehandlung von Feststoffen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur schonenden Behandlung von Feststoffen, die in der Landwirtschaft sowie der stoffumwandelnden Industrie, wie z. B, chemische Industrie und Lebensmittelindustrie, eingesetzt werden, mittels Medium Gas· Die dabei zu realisierenden Prozesse können Trocknung, Kühlung, Granulierung oder Reaktion sein.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Wirbelschichtapparate bekannt, bei denen der Feststoff homogen durchmischt wird:

SU 303 488 US 3 81? 872 US 3 814 176

US 3 565 022 US 3 890 935 GB 1 106 194

Kunii, Daizoj Levenspiel, Octave Fluidization Engineering John Wiley a. Sons, Inc., New York, London, Sydney, Toronto Romankow, P.G., Raschkowskaja, N.B., Trocknen hängender Bauart, Verlag Chemie Leningrad 1979» 3· Ausgabe, (in russ.)

Die genannte Apparategruppe besitzt auf Grund der völligen Durchmischung in der Wirbelschicht den Nachteil, daß einige Feststoffteilchen unmittelbar nach dem Eintritt in den Apparat sofort aus diesem wieder ausgetragen werden, während andere Feststoffteilchen unangemessen lange im Apparat verweilen_o Außerdem treten zwischen den Feststoffteilchen erhebliche mechanische Beanspruchungen auf, so daß die anfänglich gegebene Gestalt der Teilchen verändert wird. Diese Beeinträchtigungen sind in vielen Anwendungsfällen unerwünscht· Außerdem werden Wirbelschichtapparate eingesetzt, in denen der Feststoff durch verschiedenartige Zwangsführungen auf kreis- oder ellipsenförmigen bzw. Umlenkbahnen bewegt wird«^;

DD 136 927

DD 119 304

DD 63 611

DD 136 454

DE-OS 2 326 792

DE-AS 1 442 813 GB 1 144 320 DE-OS 2 155 345

Bei der zweiten Apparategruppe kommt es wegen der Zwangsführungen der Feststoffteilchen zu deren Aufprallen auf die Apparatewände bzw. Trennwände innerhalb der Apparate sowie auf andere Feststoffteilchen, wodurch ihre Struktur zerstört werden kannο

Ferner sind Wirbelschichtrinnen bekannt .y über die der Feststoff entweder durch die Neigung der Wirbelschichtrinne in Richtung des Feststofftransportes in Verbindung mit einer Fluidisierung oder ausschließlich mit Hilfe des fluidisierten Zustandes und/oder Schwingungsbewegungen des Einnenbodens wandert „^! .

CH	473	369	DD	56	478	DE-OS	2	139	465
OH	435	993	DD	101	747	DE-OS	2	218	034
OH	518	510	DD	104	720	DE-OS	2	363	334
35 CH	528	919	DD	127	203	DE-OS	2	526	714
US 3	805	403	DE-AS 1	629	142	DE-OS	2	634	267

DE-AS 1 946

-3- 22136U

Der Einsatz von Wirbelschichtrinnen in der bisher bekannten Form ist mit dem Nachteil verbunden, daß, wegen der notwendigen Luftverteilung unter dem Rinnenboden, dessen Länge und damit die Kontaktierung zwischen Gas und feststoff eingeschränkt ist* Der unter diesen Bedingungen stattfindende Stoff und Wärmeübergang führt beim behandelten eststoff zu einem breiten Spektrum solcher Größen, wie Feuchtigkeitsgehalt und Temperatur,

Ziel der Erfindung

Der Zweck der Erfindung j._st es, körnige, blättrige bzw. fasrige Feststoffe schonend zu behandeln, wobei mit geringem Energieaufwand und niedrigen Investitionskosten mechanisch stabilisierte Feststoffteilchen mit nahezu unveränderter geometrischer Struktur gewonnen werden»

Darlegung; des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, in der Feststoffe mit einem breiten Kornbandspektrum und bekannter Innenfeuchte durch pulsierende Gasströme schonend behandelt werden, so daß nur minimale, die Struktur nicht beeinträchtigende, mechanische Beanspruchungen am Feststoffteilchen auftreten.

Die Vorrichtung soll so beschaffen sein, daß der Feststoff auf Grund des pulsierenden Gasstromes eine für die Behandlung ausreichende Verv/eilzeit im Apparat besitzt.

Srfindungsgemäß wird die Behandlung der Feststoffe in einer Wirbelrinne durchgeführt „

Die Wirbelrinne ist so aufgebaut, daß in eine Gasverteilungskammer ein Gaszuführungsstutzen mündet. An der dem Gaszuführungsstutzen gegenüberliegenden Seite der Gasverteilungskammer ist ein nach unten geöffneter Kanal mit Zellenradschleuse für die Feststoffabführung angeordnet_o über der Gasverteilungskammer schließt sich ein Anströmboden an, auf dem perforierte Blechsegmente mit bzw. ohne Transporteffekt befestigt sind. Oberhalb des Anströmbodens und des Kanals für die Feststoffabführung ist eine rechteckige Wirbelkammer konstanten Querschnitts angeordnet\ die in eine Abscheidezone übergeht.

- 4 - 2213 6 8

^Durch die Neigung der in Längsrichtung verlaufenden Seitenwände erweitert sich der Querschnitt der Abscheidezone nach oben_e Die Abscheidezone ist durch eine bzw, mehrere parallel zu den Stirnwänden des Apparates eingesetzte Trennwände in zwei bzw, mehrere Abscheidekammern unterteilte Vorzugsweise am Ende jeder Abscheidekairiiner in Hichtung des Kanals für die Feststoffabführung führen Abgasrohre auf ein Gassammeirohr, das mit einem Gasaustrittsstutzen endete In den Abgasrohren ist je eine rotierende Klappe eingebaut, deren Antrieb über einen Motor erfolgt. An der Apparatestirnwand, in die der Gaszuführungsstutzen mündet, schließt sich in Höhe der Wirbelkammer, die auf dieser Seite offen gestaltet ist und der ersten Abscheidekammer ein Feststoffeintrag an₀ Dieser Feststoffeintrag besitzt am oberen Ende einen rechteckigen Eintrittsstutzen, Die äußere Stirnwand des Feststoffeintrages ist, von der Unterkante des Eintrittsstutzens beginnend, bis zur Höhe des Anströmbodens als geneigte Schurre ausgebildet, wobei der untere Bereich eine durch ein Regulierungsblech abdeckbare, mit Transporteffekt - Leitblech versehene Öffnung aufweist_β In der ?/irbelkammer ist an der Stirnwand, in die der Feststoffeintrag mündet, ein Leitblech so angeordnet, daß es im Bereich zwi-. sehen Wirbelkammeroberkante und Abscheidekämmerunterkante, von der Stirnwand beginnend, unter einem spitzen Winkel zur Vertikalen unmittelbar bis über den Anströmboden reicht·

Der zu behandelnde Feststoff gelangt über den Festst offeintrag in die Wirbelkammer der Wirbelrinne· Das durch den Gaszuführungsstutzen eintretende Gas wird in der Gasverteilungskammer verteilt, durchströmt den Anströmboden und bildet mit dem unter der ersten Abscheidekammer in die Wirbelkammer eingetragenen Feststoff eine Wirbelschicht· Da das Gas in einigen Abschnitten des Anströmbodens durch diesen unter einem Winkel zur Horizontalen in die Wirbelkammer strömt, wird der Feststoff in Richtung des Kanals für die Feststoffabführung transportierte' Der bei dem Prozeß zu realisierende Stoff~ und Wärmeübergang wird dabei durch die pulsierenden Gasströme intensiviert, indem die Feststoffteilchen ständig wechselnden, die Grenzschicht zerstörenden Gasgeschwindigkeiten ausgesetzt und gleichzeitig gegenüber der Gasströmung gedreht werden·'¹ . . .

- 5- 22 13 68

Der mit dem Anströmboden hervorgerufene Transporteffekt des Gases wirkt sich am stärksten auf die kleinen Feststoffteilchen aus und führt für diese in Verbindung mit dem asynchronen Pulsieren der Wirbelschicht unter den Abscheidekammern zu einer kürzeren Verweilzeit· Im Gegensatz dazu erhalten die großen Feststoffteilchen mit dem übertragenen Impuls eine geringere Geschwindigkeit, so daß sie eine längere Verweilzeit' in der Wirbelkammer erreichen» In den Abscheide kammern über der Wirbelkammer wird das Feststoff-Gasgemisch auf Grund der Querschnittserweiterung getrennt· Überraschend ist dabei, daß der pulsierende Gasstrom die Abscheidung der Feststoffteilchen vom Gasstrom verstärkte Das Gas gelangt aus den Abscheidekammern über Abgasrohre und das Gassammeirohr aus der Wirbelrinne, während der Feststoff in den Kanal für die Feststoffabführung und von dort mit einer Zellenradschleuse ausgetragen wird c

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend in der Fig. 1, die die Vorrichtung in der Seitenansicht und Fig. 2, die die Vorrichtung in Vorderansicht darstellt, erläutert werden.

Der zu behandelnde Feststoff wird über einen Feststoffzuführungsstutzen 6 und Feststoffeintrag 7 der Wirbelkammer 4 in einer Wirbelrinne zugeführt. Das über einen Gaszuführungsstutzen 1 eingelassene Gas wird in einer Gasverteilungskammer 2 zerteilt, durchströmt einen Anströmboden 3 und bildet mit dem unter der ersten Abscheidekammer 11 enthaltenen Feststoff eine Wirbelschicht, dabei wird der Feststoff gleichzeitig in Sichtung des Kanals für die Feststoffabführung 19 transportiert unter Intensivierung des Stoff- und Wärmeüberganges der Feststoffteilchen. Dieser Transport effekt '.wirkt sich am stärksten auf die kleinen Feststoffteilchen aus, so daß es zu einer kurzen Verweilzeit kommt„ Bei den großen Feststoffteilchen wird durch den übertragenen Impuls eine geringere Geschwindigkeit und damit größere Verweilzeit in der Wirbelkammer 4 erreicht. Der Transporteffekt wird durch ein an der-äußeren Stirnwand des als Schurre ausgebildeten Feststoffeint rages 7 angeordnetes Regulierungsblech 8 und ein

-β-. 221368

an der inneren Stirnwand angeordnetes Leitblech 9 sowie durch das über die Zusatzgasöffnung eintretende Gas zusätzlich reguliert. In den Abscheidekammern 11, 12, 13j der Abscheidezone 5» wird das Feststoff-Gasgemisch getrennt, "wobei das Gas über die Abgasrohre 14, 15« Ί6 und das Gas— sammelrohr 17 sowie den Gasaustrittsstutzen 18 aus der Wirbelrinne austritt, während der Feststoff in den Kanal für die Feststoffabführung 19 fällt und von dort mit einer Zellenradschleuse 20 ausgetragen wird₀

Claims

Om &,

Erfindungsanspruch

1· Vorrichtung zur schonenden Wirbelschichtbehandlung von Feststoffen mit gasförmigen Medien in Form einer Wirbelrinne, die aus einer Gasverteilungskammer mit zugeordnetem Anströmboden und diametral angeordneten Gaszufuhrungsstutzen und Peststoffabführung sowie einer Wirbelkammer und Abscheidezone mit Fest stoffeintrag- und Gasabführungsstutzen besteht, gekennzeichnet dadurch, daß oberhalb des Anströmbodens (3)j auf dem perforierte Blechsegmente mit bzw. ohne 'Transporteffekt und der Kana}. für die Feststoff abführung. (19) befestigt sind, die Wirbelkammer (4) mit rechteckigem konstantem Querschnitt und die Abscheidezone (5)j deren Querschnitt nach oben sich durch die Neigung der in Längsrichtung verlaufenden Seitenwände erwei- tert und durch eine bzw. mehrere parallel zu den Stirnwänden des Apparates eingesetzte Trennwände in zwei bzw. mehrere Abscheidekammern (11; 12; 13) unterteilt wird, wobei vorzugsweise am Ende jeder Abscheidekammer (11; 12; 13) in Richtung des Kanals für die Feststoffabführung (19) Abgasrohre (14; 15; 16) mit eingebauten rotierenden Klappen auf ein Gassammeirohr (17) führen und der Feststoffeintrag (7) mit rechteckigem Eintrittsstutzen in die Abscheidekammer (11) mündet, angeordnet sindo

2_β Vorrichtung nach Punkt 1·, gekennzeichnet dadurch, daß die äußere Stirnwand des Feststoffeintrages (7) als geneigte Schurre, mit einer im unteren Bereich durch ein Hegulierungsblech (-8) abdeckbaren Öffnung versehen, ausgebildet ist ο ·

3« Vorrichtung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß an der Stirnwand der Wirbelkammer (4), in die der Feststoff eintrag (7) mündet, ein Leitblech (9) angeordnet ist.

Hierzu....^ Seiten Zeichnungen