DEM0010076MA

DEM0010076MA -

Info

Publication number: DEM0010076MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 29. Juni 1951 Bekanntgeniacht am 19. Januar 1956Registration date: June 29, 1951 Announced on January 19, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Verfahren zum Behandeln von feinzerteilten Stoffen mit Gasen in wirbelnder Suspension sind bekannt. Insbesondere für feste Stoffe wird das Wirbelschichtverfahren' benutzt, bei dem die wirbelnde Suspension eine obere und eine untere Grenzfläche hat. Als untere Grenzfläche dient gewöhnlich ein Rost oder eine poröse gasdurchlässige Unterlage. Es sind auch Verfahren bekannt, die ohne eine feste untere Begrenzung arbeiten, bei ■Processes for treating finely divided materials with gases in swirling suspension are known. The fluidized bed process is used in particular for solids, in which the swirling suspension has an upper and a lower interface. Usually serves as the lower interface a grate or a porous gas-permeable pad. There are also known methods that work without a fixed lower limit for ■

ίο denen die Wirbelsuspension in einem konischen rostlosen Raum aufrechterhalten wird. Bei diesem Verfahren ruht die Suspension zum Teil auf dem Gaspolster des eintretenden Gases, zum größten Teil aber auf den schrägen seitlichen Begrenzungswänden auf.ίο which the vortex suspension in a conical rustless space is maintained. In this process, the suspension rests partially on the Gas cushion of the incoming gas, but for the most part on the sloping side walls on.

Die Nachteile der mit einer festen gasdurchlässigen Unterlage arbeitenden Verfahren bes'tehen vor allem in ungleichmäßiger Durchwirbelung, da sich die Abschirmung des Trägergasstromes durch die Roststäbe über eine beträchtliche Höhe der Wirbelschicht durch tote Zonen auswirkt. Man erkennt dies sofort daran, daß der Druckverlust innerhalb solcher Wirbelschichten geringer ist als dem hydrostatischen Gewicht der darüber befindlichen Schicht entspricht. Bei wärmeverbrauchenden Prozessen, denen die Wärme durch das Trägergas ganz oder teilweise zugeführt wird, treten leicht Überhitzungen auf.The disadvantages of the processes using a solid, gas-permeable substrate are apparent especially in uneven turbulence, since the shielding of the carrier gas flow is through affects the grate bars over a considerable height of the fluidized bed through dead zones. One recognises This is immediately due to the fact that the pressure loss within such fluidized beds is less than corresponds to the hydrostatic weight of the layer above. With heat consuming Processes to which the heat is wholly or partially supplied by the carrier gas occur easily Overheating.

Die bis jetzt bekanntgewordenen Wirbelverfahren ohne gasdurchlässige feste Unterlage haben denThe vortex processes known up to now without a gas-permeable solid base have the

509 629/37509 629/37

M 10076 IVa/12gM 10076 IVa / 12g

Nachteil, daß infolge des Aufruhens der Suspension auf den schrägen Wänden tote Zonen gebildet werden, die schlecht durchwirbelt sind. Da infolgedessen eine vollständige Behandlung in einer Wirbelschicht auf diese Weise im kontinuierlichen Prozeß nicht möglich ist, hat man, auch schon mehrere derartige Wirbelsuspensionen übereinander angeordnet, bei denen ohne Anwendung von Rosten gearbeitet wird, und das zu behandelnde feste oderDisadvantage that dead zones are formed as a result of the suspension resting on the inclined walls that are badly whirled around. As a result, a complete treatment in a fluidized bed is not possible in this way in a continuous process, one has, too several such vertebral suspensions arranged one above the other, without the use of grids is being worked, and the solid or to be treated

ίο flüssige Material verschiedene Behandlungszonen nacheinander durchlaufen lassen. Dabei wird in jeder einzelnen Suspension der gleiche Prozeß, allerdings wegen der schlechten Wirksamkeit nur unvollkommen, durchgeführt.ίο liquid material different treatment zones run through one after the other. The same process is carried out in each individual suspension, however only imperfectly carried out because of the poor effectiveness.

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren, das es ermöglicht, feste und/oder flüssige Stoffe oder auch solche in teigiger Form kontinuierlich so zu behandeln, daß die Suspension weder auf einer gasdurchlässigen Unterlage noch auf seitlichen Begrenzungswänden ruht, d. h. vollkommen frei schwebend ist und die Bildung toter Zonen voll· kommen vermieden wird. Das Verfahren besteht darin, das Gas am unteren Ende des Apparates durch eine im Vergleich zum oberen Querschnitt des Apparates enge Öffnung mit einer solchen Geschwindigkeit eintreten zu lassen, die ausreicht, The invention describes a method that enables solid and / or liquid substances or also to treat those in doughy form continuously in such a way that that the suspension is neither on a gas-permeable surface nor on the side walls rests, d. H. is completely free-floating and the formation of dead zones is completely avoided. The procedure persists therein, the gas at the bottom of the apparatus through a compared to the top cross-section to allow narrow opening of the apparatus to enter at such a rate that is sufficient

,. um alle Teilchen oder einen beliebigen Teil derselben in Schwebe zu halten und die Gasgeschwindigkeit nach oben zu in einer solchen Weise abnehmen zu lassen, daß die Gasströmung an keiner Stelle der Wand des Apparates abreißt. Um diese Bedingung aufrechtzuerhalten,, ist also der Öffnungswinkel, so zu wählen, daß zumindest auf einer großen Strecke im unteren Teil eine Diffusorwirkung auftritt. Infolge der Anwesenheit der Susperision können aber größere Öffnungswinkel gewählt werden als bei nur von Gas durchströmten Diffusoren, so daß die Strömung überall die Wände bestreicht. Jedoch muß der öffnungswinkel in jedem Fall kleiner als etwa 45° sein. Es ist vorteilhaft, den jeweils größtmöglichen Öffnungswinkel zu wählen, d. h. diesen mit der Höhe zunehmen zu lassen. Diese Maßnahme ermöglicht es, in einer gegebenen Bauhöhe bei optimaler Durchwirbelung, also unter Vermeidung toter Zonen, das Maximum an Behandlungsvolumen unterzubringen. Ebenso wird dadurch ermöglicht, einen durch die notwendige Verweilzeit gegebenen Vorrat an Behandlungsgut mit einem Minimum an Energieaufwand zu behandeln, da infolge der Diffusorwirkung der Druckverlust minimal ist und die Bauhöhe, die ebenfalls für den Druckverlust maßgeblich ist, besonders niedrig gehalten werden kann.,. to keep all particles or any part of them in suspension and the gas velocity upwards to decrease in such a way that the gas flow at none Place the wall of the apparatus torn off. To maintain this condition, the opening angle is to be chosen so that a diffuser effect at least over a large distance in the lower part occurs. Due to the presence of the suspension, however, larger opening angles can be used can be chosen than with diffusers through which only gas flows, so that the flow is everywhere the walls coated. However, the opening angle must in any case be less than about 45 °. It is beneficial to choose the largest possible opening angle, d. H. this increase with height allow. This measure makes it possible, in a given overall height with optimal turbulence, thus avoiding dead zones to accommodate the maximum treatment volume. This also makes it possible to maintain a supply of items to be treated given the necessary dwell time to treat with a minimum of energy expenditure, as a result of the diffuser effect the pressure loss is minimal and the overall height, which is also decisive for the pressure loss, is particularly important can be kept low.

Die Zunahme des Öffnungswinkels nach oben zu muß nicht kontinuierlich erfolgen, da bereits eine angenähert kontinuierliche, absatzweise Ausbildung der Gefäßwand beinahe einen gleich guten Effekt gibt.The increase in the opening angle upward does not have to take place continuously, since there is already one approximately continuous, intermittent formation of the vessel wall almost equally good effect are.

Abb. ι zeigt schematisch die für die bisher b'ekannte Ausführungsform restloser Wirbelschichtprozesse verwendete Apparatur. Sie besteht aus einem konischen Raum, dessen Begrenzungswände in der Abbildung mit 1 bezeichnet sind. Das Trägergas wird bei 2 eingeführt. Es bildet sich zwar ein durchwirbelter Kern 3 aus, in dessen -65 Zentrum ein Springbrunneneffekt 4 auftritt, doch bleibt, der Hauptteil des Materials in den toten Zonen 5 undurchwirbelt liegen. Infolgedessen schließt sich bei allen zur Anwendung gekommenen technischen Wirbelprozessen, bei denen ohne Rost gearbeitet wird, die eigentliche Wirbelschicht in einem gegenüber dem Gefäß durchmesser enger begrenzten schachtförmigen Raum in mit der Höhe konstantem Querschnitt an.Fig. Ι shows schematically for the previously known Embodiment of completely fluidized bed processes used apparatus. it consists of a conical space, the boundary walls of which are denoted by 1 in the figure. The Carrier gas is introduced at 2. It is true that a swirled core 3 is formed, in its -65 Center a fountain effect 4 occurs, yet, most of the material remains in the dead Zones 5 are not whirled through. As a result, it closes on all that have been applied technical fluidization processes that work without rust, the actual fluidized bed in compared to the vessel diameter more narrowly limited shaft-shaped space in height constant cross-section.

Gemäß dem Verfahren vorliegender Erfindung wird nun eine Vorrichtung verwendet, deren Begrenzungswände im wesentlichen den Grenzen 6 des gut.durchwirbelten Teiles folgen. Da die toten Zonen 5, die zwar nicht durchwirbelt sind, aber doch eine beträchtliche Menge Gas durchlassen, in Fortfall kommen, wird dadurch auch der Kern noch besser durchwirbelt. Es ist vorteilhaft, den Gaserntritt auch unterhalb der Wirbelsuspension selbst düsenförmig auszugestalten, d. h. etwa entsprechend der Begrenzung 7, und das Gas bei 8 zuzuführen. Die Zu- und Abfuhr des festen bzw. flüssigen Materials kann an beliebigen Stellen kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen.According to the method of the present invention, a device is now used, the boundary walls essentially follow the boundaries 6 of the well-swirled part. Since the dead Zones 5, which are not swirled, but allow a considerable amount of gas to pass through If they are eliminated, the core is also swirled through even better. It is advantageous to use the gas entry also to design a nozzle-like shape underneath the vortex suspension itself, d. H. roughly corresponding the limit 7, and the gas at 8 to supply. The supply and removal of the solid or liquid material can be carried out continuously or discontinuously at any point.

Abb. 2 zeigt eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, die sich beim Rösten sulfidischer Erze bewährt hat. Sie besteht aus dem diffusorartigen Teil·i, in dem sich die schwebende Festkörper-Gassuspension befindet. Darüber schließt sich eine Erweiterung 2 als Bremszone und ein ausgemauerter Schacht 3 an, in dem hochgeblasene Bestandteile des Schwebebettes wirksam nachrösten können. Unterhalb des konischen Teils befindet sich ein düsenförmiger Einlauf 4 mit einem Verschluß 5. Die sauerstoffhaltigen, zum Rösten benötigten Gase, welche gleichzeitig auch als Trägergas dienen, werden bei 6 eingeleitet und verlassen bei 7 den Reaktor. Das abzurostende sulfidische Erz wird in dem Bunker 8 aufbewahrt und gelangt über eine Telleraufgabe durch den Schacht 9 in das Schwebebettf Bei 10 befindet sich ein Austragsrohr, welches in einen Verschluß 11 ausmündet. Der konische ■ Teil, in dem hauptsächlich die Reaktion stattfindet, ist mit einem Kühlmantel 12 versehen, durch welchen bei 13 Kühlwasser ein- und bei 14 fortgeleitet werden kann. Die Erze können bei Tem- no peraturen unterhalb des .Sinterpunktes abgeröstet werden, wobei das Erz bei 9 zugeführt wird und der Abbrand bei 10 abfließt. Je nach den Reaktionsbedingungen und der Beschaffenheit des abzurostenden Erzes fällt ein Teil des Abbrandes in Form von Flugstaub im Abgas an und kann dort z. B. mit Zyklonen, Absetzkammern oder Heißelektrofiltern vom Gas abgetrennt werden. An Stelle oder zusätzlich zu Überlauf austrag 10 kann auch der Austrag 4 benutzt werden, wobei das Herabfallen des Röstgutes entweder von selbst erfolgt oder durch kurzzeitiges, zeitlich periodisches Herabdrosseln der Trägergasmenge bewirkt werden kann. Durch die größeren Partikelabstände im Schwebebett sind viel höhere Rösttemperaturen zulässig, und das Schwebebett wirkt nicht wie das'Fig. 2 shows a device according to the invention, which is used in the roasting of sulfidic ores has proven itself. It consists of the diffuser-like part i, in which the suspended solid-gas suspension is located is located. Above this is an extension 2 as a braking zone and a bricked-up area Shaft 3, in which components of the floating bed that are blown up can be roasted effectively. A nozzle-shaped inlet 4 with a closure 5 is located below the conical part. The oxygen-containing gases required for roasting, which also serve as carrier gas, are introduced at 6 and leave the reactor at 7. The sulphidic ore to be rusted is stored in the bunker 8 and reaches the floating bed via a plate feeder through the shaft 9 At 10 there is a discharge tube which opens into a closure 11. The conical ■ Part where the reaction mainly takes place is provided with a cooling jacket 12 through which is fed in at 13 and forwarded at 14 cooling water can be. The ores can be roasted at temperatures below the sintering point The ore is fed in at 9 and the burn-up flows out at 10. Depending on the reaction conditions and the nature of the rust Ore is a part of the burn-up in the form of fly ash in the exhaust gas and can there z. B. be separated from the gas with cyclones, settling chambers or hot electrostatic precipitators. On Place or in addition to overflow discharge 10, discharge 4 can also be used, whereby the Falling of the roasted material either takes place by itself or by brief, periodic Throttling the amount of carrier gas can be effected. Due to the larger particle spacing in the Floating bed much higher roasting temperatures are allowed, and the floating bed does not act like the '

629/37629/37

M 10076 IVa/12gM 10076 IVa / 12g

■Fließbett kornzerkleinernd, sondern eher agglomerierend, so daß der mit dem Gas mitgeführte Anteil also grabkörniger ist und mit mechanischen Staubabscheidern nahezu restlos aus dem Gas entfernt werden kann. Sollen sehr feinkörnige Flotationserze nicht agglomerierend abgeröstet werden, so kann es vorteilhaft sein, dem Schwebebett gröbere Anteile zuzufügen. Diese können z. B. aus agglomeriertem Abbrand oder auch aus inertem■ Fluidized bed crushing grain, but rather agglomerating, so that the portion carried along with the gas So it is grave-grained and almost completely removed from the gas with mechanical dust collectors can be. If very fine-grained flotation ores are not to be roasted in an agglomerating manner, so it can be advantageous to add coarser proportions to the floating bed. These can e.g. B. off agglomerated burn-up or from inert

ίο Material bestehen. Durch die Anwesenheit gröberer Anteile erzielt man meist eine bessere Stabilität des Schwebebettes.ίο consist of material. Due to the presence of coarser In most cases, a better stability of the floating bed is achieved.

Für die Röstung von Zinkblende arbeitet man vorteilhaft bei so hohen Temperaturen, daß eine ausgesprochene Agglomeration eintritt. Dann wird im allgemeinen der Ablauf bei 10 nicht mehr benötigt, und der Abbrand fällt in Form von agglomerierten Klümpchen, deren Größe durch die Trägergasgeschwindigkeit variierbar ist, in den Raum 4 und kann bei 5 ausgetragen werden. Man kann hierbei ohne weiteres Flotationserze neben eventuell gemahlenen nicht Rotierten Erzen verarbeiten, und der Ofen läßt sich den verschiedensten Erzsorten ohne Umstellung anpassen. Das Trägergas kann im allgemeinen aus Luft bestehen, es kann aber auch vorteilhaft sein, mit Sauerstoff angereicherte Luft zu benutzen. Falls die Erzeugung von hochkonzentriertem oder ioo°/oigeni Schwefeldioxyd gewünscht wird, kann so gearbeitet werden, daß ein Teil des Röstgases zurückgeführt und, mit Sauerstoff gemischt, dem Ofen wieder zugeführt wird. Ganz allgemein läßt sich die Wärme der Röstgase z. B. in Form von Abhitzedampf gewinnen, wobei es günstig ist, daß hierbei die'Röstgase mit besonders hoher Temperatur anfallen. Es kann alber auch die Wärme, die dem Abbrandschwebebett direkt entzogen wird, zur Dampferzeugung benutzt werden, wobei entweder der Doppelmantel 14 als Dampfkessel ausgebildet wird, oder indem man das Kühlmittel durch Rohrschlangen, welche an der Wand des Konus 1 anliegen, unter Druck durchleitet. Es ist auch möglich, zusätzliche Kühlelemente im Schwebebett etwa in Form von Rohrschlangen oder senkrechten Röhren- bzw. Rippenkühlern anzuordnen.For roasting zinc blende, it is advantageous to work at temperatures so high that one pronounced agglomeration occurs. Then, in general, the sequence at 10 no longer becomes needed, and the burn-up falls in the form of agglomerated lumps, the size of which is determined by the Carrier gas velocity can be varied into space 4 and can be discharged at 5. Man can easily process flotation ores in addition to possibly ground non-rotated ores, and the furnace can be adapted to the most varied of ore types without having to change anything. The Carrier gas can generally consist of air, but it can also be advantageous with oxygen to use enriched air. If the production of highly concentrated or 100% oigeni If sulfur dioxide is desired, the operation can be carried out in such a way that part of the roasting gas is recycled and, mixed with oxygen, returned to the furnace. Generally speaking, the heat the roasting gases z. B. win in the form of waste heat, whereby it is favorable that this die'Röstgase occur at a particularly high temperature. But it can also be the heat generated by the burned-up bed is withdrawn directly, can be used to generate steam, either the double jacket 14 being designed as a steam boiler, or by passing the coolant through pipe coils which lie against the wall of the cone 1, passes under pressure. It is also possible to use additional cooling elements in the floating bed To be arranged in the form of tube coils or vertical tube or finned coolers.

In der Vorrichtung lassen sich auch Antimonerze abrosten, wobei das entstehende Antimonoxyd flüchtig wird und aus dem Röstgas durch Abkühlung gewonnen werden kann. Hierbei ist es nicht erforderlich, unterhalb der relativ niedrigen Temperatur, bei der Antimonoxyd-Antimonsulfid-Gemische schmelzen, zu arbeiten.Antimony ores can also be rusted off in the device, the resulting antimony oxide becomes volatile and can be obtained from the roasting gas by cooling. Here it is not required, below the relatively low temperature, for antimony oxide-antimony sulfide mixtures melt to work.

Eine weitere Ausführungsform der. Erfindung ist in Abb. 3 dargestellt. Diese Ausführungsform hat sich insbesondere für Röstprozesse bewährt, bei denen leichter flüchtige Sulfide von schwerer flüchtigen getrennt werden sollen, wie z.B.· beim Abrösten von bleihaltigen Sulfiden.Another embodiment of the. The invention is shown in Fig. 3. This embodiment has It is particularly useful for roasting processes in which more volatile sulphides are to be separated from less volatile ones, e.g. when roasting of lead-containing sulfides.

g . Ausführungsbeispiel 1g. Embodiment 1

Es werden zwei Schwebebetten räumlich übereinander gebildet (Abb. 3), wobei in beiden Behandlungszonen zwei verschiedene Prozesse stattfinden, die jeweils in einer Wirbelschicht vollständig durchgeführt werden, wobei der zu behandelnde Feststoff im Gegenstrom zum Gas die beiden Behandlungszonen durchläuft. Bei der Abröstung bleihaltiger Zinkerze erfolgt in der obersten Schicht das Abdestillieren des Bleisulfides durch ein praktisch sauerstofffreies Röstgas, während in der unteren Suspension die Abröstuhg des Zinksulfides aus dem bereits entbleiten Gut erfolgt.Two floating beds are formed spatially one above the other (Fig. 3), in both treatment zones two different processes take place, each completely in a fluidized bed be carried out, the solid to be treated in countercurrent to the gas passes through both treatment zones. When roasting lead-containing zinc ores takes place in the top Layer the distilling off of the lead sulfide by a practically oxygen-free roasting gas, while in In the lower suspension, the zinc sulfide is roasted from the already defleaded material.

Wie aus der Abbildung ersichtlich, erfolgt die Zunähme des Öffnungswinkels der Reaktoren nach oben zu diskontinuierlich in zwei Stufen. Die Vorrichtung besteht aus einem sich erweiternden Teil 15, in welchen das bleihaltige Zinksulfid durch das Rohr 17 eingetragen und in Schwebe gehalten wird. Darüber schließt sich ein zylindrischer Schacht 16 an, in dem die gegebenenfalls hochgeblasenen Anteile mit dem Trägergas ausreagieren können. Als Trägergas wird heißes, praktisch sauerstofffreies Röstgas, welches aus dem unteren Teil der A^orrichtung stammt, durchgeleitet. In diesem heißen sauerstofffreien Gasstrom, verflüchtigt sich das Blei als Sulfid. Das bleifreie Zinksulfid kann durch den Überlauf 18 über gegebenenfalls automatisch gesteuerte Verschlußkappen 19 durch den Schacht 20 dem unteren konischen Teil 21 zugeführt werden, wo die Abröstung zu Zinkoxyd vermittels des sauerstoffhaltigen Trägergases erfolgt. In dem zylindrischen Schacht 22 können die hochgeblasenen Sulfidteilchen nachrösten. Der Austrag kann entweder durch den Überlauf 25 oder durch die Düsenerweiterung 23 und den Verschluß 24 erfolgen. Das Trägergas wird bei 26 eingeleitet und bei 27 aus dem Apparat abgezogen und über Abhitzekessel und eine Kühlvorrichtung einer elektrischen Gasreinigung, in der das Bleisulfid abgeschieden werden kann, zugeführt. Es ist aber auch möglich, durch erneute Sauerstoffzufuhr das Bleisulfid in einer Nachverbrennungskammer zu verbrennen und einen Oxydstaub zu gewinnen. Der erfindungsgemäße zweistufige Apparat besitzt gegenüber den bekannten zweistufigen Fließbettreaktoren große Vorteile, und zwar können erstens im unteren Röstofen so hohe Temperaturen erreicht werden, daß die klebrige Beschickung kaum mehr zum Stauben neigt, und zweitens können durch im unteren Teil anfallenden Staub keine Verstopfungen im oberen Teil mehr eintreten, wie dies bei einem mit Rosten oder Düsenplatten versehenen Fließbettofen der Fall ist.As can be seen from the figure, the Increase in the opening angle of the reactors upwards to discontinuously in two stages. The device consists of a widening part 15, in which the lead-containing zinc sulfide by the Tube 17 entered and held in suspension. Above it closes a cylindrical one Shaft 16, in which the possibly blown-up parts react with the carrier gas be able. The carrier gas is hot, practically oxygen-free roasting gas, which comes from the lower Part of the device comes through. In this hot oxygen-free gas stream, volatilized the lead as sulfide. The lead-free zinc sulfide can optionally through the overflow 18 automatically controlled closure caps 19 fed through the shaft 20 to the lower conical part 21 where the roasting to zinc oxide takes place by means of the oxygen-containing carrier gas. The sulphide particles blown up can roast in the cylindrical shaft 22. the Discharge can either through the overflow 25 or through the nozzle extension 23 and the closure 24 take place. The carrier gas is introduced at 26 and withdrawn from the apparatus at 27 and over Waste heat boiler and a cooling device for an electrical gas cleaning system, in which the lead sulfide is deposited can be fed. But it is also possible to do this by adding oxygen again Burning lead sulfide in a post-combustion chamber and recovering an oxide dust. the The two-stage apparatus according to the invention has compared to the known two-stage fluidized bed reactors great advantages, first of all being able to reach such high temperatures in the lower roasting oven be that the sticky load has little tendency to dust, and secondly, can through im Lower part accumulating dust no more blockages in the upper part, as in the case of a fluidized bed furnace provided with grids or nozzle plates is the case.

Es ist möglich, den unteren Teil als normalen Wirbelschichtofen auszubilden und nur den oberen Teil als Schwebebettreaktor vorzusehen. Ganz allgemein ist auch der Druckabfall im Schwebebett nicht so hoch wie in auf ruhenden Fließbetten; daher braucht man auch nicht so viel Feststoff dauernd hochzuwirbeln, da durch die intensivere Bewegung der Partikel eine höhere Reaktionsgeschwindigkeit erzielt wird und demgemäß kleinere Verweilzeiten angewandt werden können.It is possible to design the lower part as a normal fluidized bed furnace and only the upper part Part to be provided as a fluidized bed reactor. The pressure drop in the floating bed is also quite general not as high as in resting fluid beds; hence there is also no need to keep swirling up so much solid matter, because of the more intensive movement the particles achieve a higher reaction rate and, accordingly, shorter residence times can be applied.

Eine weitere, besonders vorteilhafte Form des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der Kornbination des erfindungsgemäßen Schwebebett:Another particularly advantageous form of the method according to the invention is the combination of the floating bed according to the invention:

509 629/37509 629/37

M 10076 IVa/12gM 10076 IVa / 12g

reaktors mit einem Drehrohr, wie dies in Abb. 4 dargestellt ist. Der S chwebebeftreaktor weist eine kontinuierliclie Zunahme des öffnungswinkels nach oben zu auf. Die Verrichtung besteht aus einem Drehrohr 28, welches etwas kürzer gehalten wenden kann, als es bei Drehrohren üblicherweise der Fall ist, und in welches vorteilhaft schaufelartige Wender eingebaut sind. Das Material wird bei 29 dem Drehrohr aufgegeben, durchwandert dasselbe und fließt in einen Verschlußkasten 30, der gegebenenfalls automatisch geöffnet und geschlossen wird, und gelangt von dort durch das Fallrohr 31 in den konischen Teil 32 des Schwebereaktors, der wieder mit Nachreaktionsschacht 33, Überlaufaustrag 34 bzw: Austrag 35 bis 36 versehen ist. Das Trägergas \vird bei 37 dem Schwebebettreaktor zugeführt und verläßt bei 38 die Apparatur. Der Vorteil der Kombination Scbwebebettrealo tor—Drehrohr besteht vor allem darin, daß der Wärmeirihalt der den Schwebebettreaktor verlassenden Gase in weitem Maße im Drehrohr für die Reaktion selbst nutzbar gemacht werden kann. Die Apparatur kann beispielsweise zur Durchführung eines Verfahrens zur Austreibung von Zinn aus pyritischen Konzentraten dienen.reactor with a rotary tube, as shown in Fig. 4. The floating reactor has a continuous increase of the opening angle upwards to open. The performance consists of one Rotary tube 28, which can be kept somewhat shorter than it is usually the case with rotary tubes Case is, and in which advantageously shovel-like turner are built. The footage will be available at 29 abandoned the rotary tube, wanders through the same and flows into a lock box 30, which optionally is automatically opened and closed, and from there passes through the downpipe 31 into the conical part 32 of the floating reactor, which again has a post-reaction shaft 33, overflow discharge 34 or: discharge 35 to 36 is provided. The carrier gas is fed into the fluidized bed reactor at 37 and leaves the apparatus at 38. The advantage of the combination Scbwebebettreal tor — the main thing is that the Heat content of the gases leaving the fluidized bed reactor to a large extent in the rotary kiln for the reaction itself can be harnessed. The apparatus can, for example, be used to carry out a process for expelling tin from pyritic concentrates.

Ausführungsbeispiel 2Embodiment 2

Die zinnhaltigen,pyritischen Konzentrate werden bei 29 dem Drehrohr 28 aufgegeben. Dort kommenThe tin-containing, pyritic concentrates are fed into the rotary tube 28 at 29. Come there

sie mit heißen Röstgasen, die dem Schwebebettreaktor entstammen, innig in Berührung, wobei ein Gemisch von Schwefel und Zinnsulfid abdestilliert. Die praktisch aus Magnetkies bestehenden Austräge des Drehrohres gelangen nun über das Fallrohr 31 in den Fließbettreaktor und werden dort mit sauerstoffhaltigen Gasen zu Fe₂O₃ abgeröstet, wobei man mit der Rösttemperatur außerordentlich hoch gehen kann. Das bei 38 austretende Gemisch von Schwefeldampf und Zinnsulfid kann dann nach bekannten Methoden, gegebenenfalls nach einer Nachverbrennung, verarbeitet werden, wobei .das Zinnsulfid entweder direkt oder eventuell als Oxyd gewonnen wird. Der Wärmehaushalt des Apparates läßt sich vorteilhaft dadurch steuern, daß ein Teil des vom Zinn befreiten Abgases bei 37 dem Schwebebettreaktor zugeführt wird, dort die überschüssige, bei normalen Röstvorgängen durch Kühlung abgeführte Reaktionswärme aufnimmt und sie der Beschickung des Drehrohres zuführt.they come into intimate contact with hot roasting gases from the fluidized bed reactor, a mixture of sulfur and tin sulfide being distilled off. The discharge from the rotary tube, which practically consists of magnetic gravel, now reaches the fluidized bed reactor via the downpipe 31 and is _{roasted there with oxygen-containing gases to Fe 2} O ₃ , whereby the roasting temperature can go extremely high. The mixture of sulfur vapor and tin sulfide emerging at 38 can then be processed by known methods, if necessary after post-combustion, the tin sulfide being obtained either directly or possibly as oxide. The heat balance of the apparatus can advantageously be controlled by supplying part of the exhaust gas from which the tin has been removed at 37 to the floating bed reactor, where it absorbs the excess heat of reaction removed by cooling during normal roasting processes, and feeds it to the feed of the rotary kiln.

In dieser Vorrichtung ist es z. B. auch möglich, Pyrite unter teilweiser direkter Gewinnung des Schwefels abzurosten. Es kann z. B. ganz allgemein von Vorteil sein, einen derartigen Schwebebettreaktor in bereits bestehende DrehrohranlagenIn this device it is z. B. also possible, pyrite with partial direct extraction of the Sulfur to rust off. It can e.g. B. be generally advantageous, such a fluidized bed reactor in existing rotary kiln systems

,55 einzubauen, wodurch man eine beträchtliche Leistungssteigerung des Drehrohres erzielen kann..55 to be built in, which results in a considerable increase in performance the rotary kiln can achieve.

Eine weitere vorteilhafte Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich in einer Vorrichtung, wie sie Abb. 5 zeigt, durchführen.Another advantageous application of the invention The method can be carried out in a device as shown in FIG.

Der Schwebebettreaktor besteht aus dem konischen Teil 39, in dem das Schwebebett sich ausbildet, Na.chreaktionsschacht 40 und einer Einlaufdüse 41. Bei 42 ist ein Austrag vorgesehen. Das Trägergas wird bei 43 eingeführt und verläßt bei 44 die Vor-' richtung. Bei 45 und 46 können verschiedene feste bzw. auch flüssige Medien eingetragen werden, während bei 47 ein direkter Austrag aus dem Schwebebett vorgesehen sein kann. Die Vorrichtung eignet sich besonders für wärmeverbrauchende Reaktionen, bei denen Brennstoff, z. B. Kohle, zugeführt wird. Das Endprodukt kann hierbei als gesintertes Material oder aber auch als ungesintertes Material durch den Austrag 47 aus dem Schwebebett abgezogen werden. Beispielsweise ist es hierbei möglich, Zement, Kalk, Dolomit, Sulfate, SiIikate, Phosphate, Bauxit usw. zu brennen bzw. zu glühen. Hierbei wird das Material vorzugsweise bei 45 eingeführt, während bei 46 Brennstoff, z. B. Kohle, zugeschleust wird. Als Trägergas kann man Luft, vorteilhaft aber reinen Sauerstoff bzw. mit Sauerstoff angereicherte Luft, verwenden. Die aufgegebene Korngröße, die Verweilzeit und die Temperatur in der Suspension werden so aufeinander abgestimmt, daß die Reaktion im gewünschten Maße verlaufen kann. In einem solchen Reaktor kann auch die Reduktion von Gips unter Gewinnung von schwefeldioxydhaltigen Gasen und einem zementartigen Klinker durchgeführt werden. Hierbei wird der Gips mit den in der Regel erforderlichen silikatischen Zuschlagstoffen bei 45 eingetragen, während bei 46 die Brennstoffzufuhr erfolgt. Der Wärmeinhalt der Abgase kann dabei wieder nutzbar gemacht werden. Wird bei 41 ausgetragen, so gibt das herunterfallende Gut längs seines Weges nach 41 den größten Teil seines Wärmeinhaltes an die Trägergase ab.The fluidized bed reactor consists of the conical part 39, in which the fluidized bed is formed, Na.chreaktionsschacht 40 and an inlet nozzle 41. At 42 a discharge is provided. The carrier gas is introduced at 43 and leaves the flow path at 44 direction. Various solid or liquid media can be entered at 45 and 46, while at 47 a direct discharge from the floating bed can be provided. The device is particularly suitable for heat-consuming reactions in which fuel, e.g. B. coal fed will. The end product can be sintered or unsintered Material can be withdrawn through the discharge 47 from the floating bed. For example, it is here possible to burn or to burn cement, lime, dolomite, sulfates, silicates, phosphates, bauxite etc. glow. Here, the material is preferably introduced at 45, while at 46 fuel, e.g. B. Coal being fed. The carrier gas can be air, but advantageously pure oxygen or with Use oxygen-enriched air. The given grain size, the residence time and the temperature in the suspension are coordinated so that the reaction in the desired Dimensions can run. In such a reactor, the reduction of gypsum can also be carried out with production of gases containing sulfur dioxide and a cementitious clinker. Here the gypsum with the generally required silicate aggregates is entered at 45, while at 46 the fuel supply takes place. The heat content of the exhaust gases can thereby can be made usable again. If the discharge is carried out at 41, the falling good gives lengthways on its way to 41, most of its heat content is transferred to the carrier gases.

Beispielsweise läßt sich in einem Reaktor gemäß Abb. 5 auch die unmittelbare Gewinnung von Schwefel aus Pyriten durchführen. Hierbei wird Pyrit und Kohle eingetragen und mit sauerstoff-haltigem Gas behandelt. Es gelingt hierbei, durch eine zusätzlich am konischen Teil 39 anzubringende Kühlung die Reaktionstemperatur so niedrig zu halten, daß der Austrag noch nicht zu metallischem Eisen reduziert wird. Das Abgas enthält den Schwefel des Pyrits in Dampfform neben einem Gemisch von Kohlenoxyden. Gebildetes Schwefel-' dioxyd und andere Schwefelverbindungen können •an einem nachgeschalteten Aluminiumoxyd-Kontakt zu Schwefel umgesetzt werden. n₀ For example, in a reactor according to FIG. 5, sulfur can also be obtained directly from pyrite. Here, pyrite and charcoal are introduced and treated with gas containing oxygen. It is possible here to keep the reaction temperature so low that the discharge is not yet reduced to metallic iron by means of an additional cooling system to be applied to the conical part 39. The exhaust gas contains the sulfur of pyrite in vapor form in addition to a mixture of carbon oxides. Formed sulfur dioxide and other sulfur compounds can be converted to sulfur at a downstream aluminum oxide contact. n ₀

Es ist auch möglich, mit Hilfe von Kohle, aber auch mit anderen Reduktionsmitteln, Erze oder z. B. metalloxydhaltige Abfallprodukte zu Metall zu reduzieren, welches sowohl dampfförmig, flüssig, aber auch fest anfallen kann.It is also possible with the help of coal, but also with other reducing agents, ores or z. B. to reduce metal oxide-containing waste products to metal, which is both vaporous, liquid, but also solid.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch vorteilhaft zur Granulation feinzerteilter Stoffe verwendet werden.The method according to the invention can also be used advantageously for the granulation of finely divided substances will.

•Ausführungsbeispiel 3• Embodiment 3

In der Vorrichtung gemäß Abb. 6 wird durch die Aufgabe 48 eine noch krümelige Mischung aus Kieselgur und Wasserglas in den sich erweiternden Schacht 49 eingetragen. Hier bildet sich mit Hilfe des bei 50 eingeleiteten etwa 350⁰ heißen Trägergasstroms ein Schwebebett aus. In das SchwebebettIn the device according to FIG. 6, a still crumbly mixture of kieselguhr and water glass is introduced into the widening shaft 49 by the task 48. Here is a floating bed formed with the help of the introduced at 50 350 ⁰ hot carrier gas stream. In the floating bed

6295762957

M 10076 IVa/12 gM 10076 IVa / 12 g

wird durch die Düse 51 z.B. Schwefelsäure fein verteilt eingebracht. Diese bewirkt eine Granulation der Krümel, welche in Form sehr gleichmäßiger Kugeln bereits trocken nach unten sinken und bei 52 ausgetragen werden können. Über dem Schwebebett ist eine Erweiterung 53 vorgesehen, in der hochgeschleuderte Teilchen abgetrennt werden. Zur restlosen Entstaubung ist noch vor dem Abgasaustritt 55 ein Staubabscheider 54 angeordnet. Die gebildeten Kugeln sind porös und eignen sich z. B. als Träger für Katalysatoren.For example, sulfuric acid becomes fine through the nozzle 51 introduced distributed. This causes a granulation of the crumbs, which are very even in shape Balls sink already dry and can be discharged at 52. Above that An extension 53 is provided in the floating bed, in which particles thrown up are separated will. For complete dedusting, a dust separator 54 is arranged upstream of the exhaust gas outlet 55. The balls formed are porous and are suitable for. B. as a support for catalysts.

Ausf üh.Tungsbeispie.1 4Execution example 1 4

Der. zu granulierende feste Stoff wird in Form einer Lösung eingesprüht. Hierbei wird die Zerstäuberdüse 51 zweckmäßig etwas höher in den Schacht 53 angeordnet. Vor Inbetriebnahme wird der Diffusor 49 mit anderweitig beschafftem Granulat von einer etwas kleineren Korngröße, wie sieThe. Solid substance to be granulated is sprayed in in the form of a solution. This is where the atomizer nozzle 51 expediently arranged somewhat higher in the shaft 53. Before commissioning the diffuser 49 with otherwise obtained granules of a somewhat smaller grain size, like them

ao der Apparat später produzieren soll, gefüllt und durch heißes Trägergas zum Schweben und Wirbeln gebracht. Dann wird die Lösung eingedüst. Bei entsprechender Wärmezufuhr verdampft das Lösungsmittel, und der Festkörper schlägt sich zum Teil auf den Körnern des Schwebebettes nieder. Wenn sie die gewünschte, durch die Gasgeschwindigkeit am unteren Teil des Diffusors bestimmte Korngröße erreicht haben, werden sie aus der Apparatur ausgetragen. Gleichzeitig bilden sich genug neue Keime, so daß der Prozeß kontinuierlich weiterlaufen kann. Die Korngrößen sind in weiten Grenzen, z. B. bei Soda auf eine Korngröße von 0,05 bis 10 mm einstellbar.ao the apparatus is to produce later, filled and by hot carrier gas for levitation and swirling brought. Then the solution is sprayed in. When the appropriate heat is supplied, the solvent evaporates, and the solid is partly deposited on the grains of the floating bed. If it is the desired one, determined by the gas velocity at the bottom of the diffuser Have reached grain size, they are discharged from the apparatus. Simultaneously form enough new germs so that the process can go on continuously. The grain sizes are in wide limits, e.g. B. for soda adjustable to a grain size of 0.05 to 10 mm.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Process for the continuous implementation of. chemical or physical processes with solid and / or liquid substances in disperse form in an upward gas or vapor stream, characterized in that the treatment takes place in a diffuser-like space with the largest possible opening angle increasing upwards, but at least at the gas inlet point is kept so small that a diffuser effect occurs and in any case, must be less than 45 ⁰ less is performed by supplying the gas stream from the bottom, wherein the gas velocity is set to ^1, that forms a floating layer.

2. The method according to claim 1, characterized in that that work is carried out above the softening or melting temperature of the material to be treated.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the discharge of the material to be treated takes place through overflows and / or through the gas inlet nozzle.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the solid particles in The presence of solid and liquid components are agglomerated.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that when performing endothermic processes all or a large part of the heat required by the treatment gas is fed.

6. The method according to claim 5, characterized in that the treatment required heat wholly or partially supplied by a simultaneous exothermic reaction will.

7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that the method is multi-stage carried out in floating layers arranged one above the other and for no more than one stage Floating layer is used.

8. The method according to claim 7, characterized in that below the floating layer a fluidized bed resting on a grate is formed.

9. The method according to claim 1 to 6, characterized in that behind the floating layer a rotary kiln is peeled.

For this purpose 2 sheets of drawings