<Desc/Clms Page number 1>
Einrichtung zum Zerstäuben von geschmolzenen anorganischen
Salzen durch ein gasförmiges Zerstäubungsmedium
Bei industriellen Herstellungsverfahren ergibt sich oft die Notwendigkeit der Zerstäubung geschmolzener anorganischer Salze. So werden bei der Herstellung von Zellulose durch Natriumsalze die Ablaugen nach der Verdickung in einem Regenerationsaggregat verbrannt, wobei die Wärme der verbrannten organischen Stoffe zur Erzeugung von Dampf ausgenutzt wird und die Natriumsalze im geschmolzenen Zustand in die Lösung im Zerstäubungsgefäss ausfliessen, wo sie aufgelöst werden. In das Zerstäubungsgefäss werden sie durch eine besondere Ausflussrinne eingeführt, wobei der Strom der Schmelze durch Luft oder Dampf zerstäubt wird, welche durch ein Rohr mit abgeflachtem Ende zugeführt werden.
Diese Einrichtung zerstäubt die herausfliessende Schmelze sehr unvollkommen, was unter Umständen heftige Explosionen zur Folge hat, welche beim Auffallen des ungenügend zerstäubten Stromes der auf eine Temperatur von 700 bis 9000C erhitzten Schmelze auf die kalte Lösung entstehen. Diese Explosionen bilden in der nächsten Umgebung ein gefährliches und unhygienisches Arbeitsmilieu aus, welches Gesundheit und sogar das Leben des Arbeitspersonals gefährdet.
Ausserdem ist es bei einigen neueren Regenerationsvorgängen bei der Herstellung von Sulfitzellulosen auf Natriumbasis erforderlich, eine vollkommene Zerstäubung der Schmelze zu erzielen und sie sodann im staubförmigen Zustand zu erhalten. Für diesen Arbeitsvorgang ist die oben beschriebene Zerstäubungseinrichtung gleichfalls ungeeignet, welche eigentlich bloss aus einem Zuführungsrohr besteht, welches an seinem Ende abgeflacht ist.
Um eine wirksamere Zerstäubung von Salzschmelzen zu erzielen, wurde in der Schweizer Patentschrift Nr. 99816 bereits eine Düse zur Herstellung von Körpern in pulverförmiger Gestalt vorgeschlagen, bei der ein heisses, gasförmiges Fluidum, das unter Druck auf eine den betreffenden Körper liefernde, in flüssigem Zustand befindliche Substanz mechanisch einzuwirken hat, zur Verwendung gelangt. Diese Düse ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen thermisch isolierenden Mantel aufweist, der den Kanal umgibt, welcher dazu bestimmt ist, die Substanz zu führen.
Mit dieser Düse ist es wohl möglich, eine wirksamere Zerstäubung von Schmelzen und Lösungen zu erzielen, da diese Düse jedoch nach dem Prinzip arbeitet, dass die Substanz aus dem sie führenden Kanal durch das Zerstäubungsmedium, z. B. Dampf, angesaugt wird, hat dieser Kanal zwangsläufig einen relativ geringen Durchmesser, so dass pro Zeiteinheit nur verhältnismässig geringe Substanzmengen zerstäubt werden können. Überdies werden derart ausgebildete Düsen auf Grund des geringen Durchmessers des Substanzkanales speziell bei der Verarbeitung technisch reiner Salzeschmelzen durch nicht geschmolzene Fremdkörper, welche in solchen Schmelzen immer vorhanden sind, leicht verstopft. Diese Nachteile werden in vollkommenster Weise durch die Erfindung beseitigt.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Zerstäuben von geschmolzenen anorganischen Salzen durch ein gasförmiges Medium, welches unter Druck auf den Schmelzstrom zugeführt wird, bestehend aus einem Ringkörper für die Zuführung der Schmelze und aus einer Vorrichtung für die Zuführung des gasförmigen Zerstäubungsmediums, wobei eine Anlauffläche der Vorrichtung für die Zuführung des gasförmigen Zerstäubungsmediums in bezug auf die
<Desc/Clms Page number 2>
Achse des Ringkörpers für die Zuführung der flüssigen Schmelze eine solche Neigung hat, dass sie mit dieser Achse einen Winkel von 20 bis 600 einschliesst, und die untere Kante der Anlauffläche der Vorrichtung für die Zuführung des gasförmigen Zerstäubungsmediums von der Achse des Ringkörpers eine grössere Entfernung hat als die innere untere Kante des Ringkörpers.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine in bezug auf die Austritts- öffnung des gasförmigen Zerstäubungsmediums um ein Vielfaches grössere Austrittsöffnung für die Schmelze vorhanden ist, durch welche Öffnung sich die Schmelze im freien Fall bewegt.
Insbesondere eignet sich die erfindungsgemässe Einrichtung zur Zerstäubung von anorganischen Salzen, welche bei der Reduktionsverbrennung aller Arten von Natriumablaugen abfliessen. Für die Zufuhr des vorzugsweise aus Luft oder Dampf bestehenden Zerstäubungsmediums, zum Schmelzstrom ist in diesem äusseren Teil der Zerstäubungseinrichtung eine Ringkammer derart angeordnet, dass ihre zwei Kanten rings um den unteren Rand des Ringkörpers für die Zuführung der Schmelze einen kreisförmigen Schlitz ausbilden, wobei die kegelige Anlauffläche der Ringkammer in bezug auf die Achse des Ringkörpers für die Zuführung der Schmelze eine Neigung aufweist, welche mit dieser Achse einen Winkel von 20 bis 600ein- schliesst.
Es ist vorteilhaft, den Ringkörper für die Zuführung der Schmelze in den Zerstäubungsraum an der Innenseite mit einer Graphitschichte auszulegen, wobei die zweite äussere Wand aus einem wärmeisolierenden Material besteht.
Die Einrichtung kann weiters dadurch vervollkommnet werden, dass zwischen der äusseren wärmeisolierenden Schichte und der inneren Graphitschicht des Ringkörpers eine Einrichtung, z. B. eine Spirale für die elektrische Erwärmung der inneren Graphitschichte eingelegt wird. Die innere Graphitschichte kann auch in der Weise geheizt werden, dass dieselbe an eine elektrische Stromquelle angeschlossen und durch den eigenen Widerstand erwärmt wird.
Es ist weiters vorteilhaft, die Zerstäubungseinrichtung derart auszuführen, dass der untere Rand der Anlaufkante für die Gleichrichtung des Stromes des gasförmigen Zerstäubungsmediums in der Richtung zur Achse des Ringkörpers für die Zuführung der Schmelze nicht über den unteren Rand dieses Ringkörpers ragt, so dass die über diesen Ringkörper fliessende oder fallende Schmelze diesen Rand der Anlaufkante nicht berührt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Zerstäubungseinrichtung in einem Längsschnitt dargestellt.
Der Ringkörper A für die Zuführung der Schmelze in den Zerstäubungsraum besteht aus der inneren Graphitschichte 1 und der äusseren Isolierschicht 3, zwischen welchen die Heizspirale 2 eingelegt ist, welche an einen elektrischen Stromkreis angeschlossen werden kann. An der Aussenwand des Ringkörpers A ist die Einrichtung für die Zuführung des gasförmigen Zerstäubungsmediums angeschlossen, welche aus den Segmenten 4 und 5 besteht. In der Wand des Segmentes 4 sind eine oder mehrere Öffnungen für die Zuführung des gasförmigen Mediums durch ein Rohr oder durch Rohre 6 ausgebildet.
Die Segmente 4 und 5 bilden um den unteren Teil des Ringkörpers A eine Kammer 7 aus, wobei die Anlauffläche 8 des oberen Segmentes für die Gleichrichtung des Gasstromes die Form einer KegelMantelfläche hat, welche eine solche Neigung in bezug auf die Achse des Ringkörpers A besitzt, dass sie mit ihr einen Winkel von 20 bis 60 einschliesst. Die innere Fläche 9 des Segmentes 5 wird derart gewählt, dass ihr Winkel mit der Achse des Ringkörpers A grösser ist als der Winkel der Fläche 8 und dies mindestens um 150. Zwischen der Kante 10 des Segmentes 5 und der Anlauffläche 8 des Segmentes 4 ist ein kreisförmiger Zwischenraum 11 ausgebildet, durch welchen das gasförmige Zerstäubungsmedium unter Druck auf den Schmelzstrom unter einem durch die Anlauffläche des Segmentes 4 gegebenen Winkel entweicht.
Das Zerstäuben der geschmolzenen anorganischen Salze erfolgt durch die erfindungsgemässe Einrichtung in der Weise, dass die Schmelze über die Öffnung des Ringkörpers A in einem von oben nach unten frei fallenden Strom zugeführt wird, wobei die innere Graphitschichte 1 des Ringkörpers A durch die Spirale 2 oder durch ihren Widerstand auf eine Temperatur erwärmt wird, welche mindestens um 500 höher ist als der Schmelzpunkt der zerstäubten Schmelze, wodurch ein Erstarren der Schmelzeteilchen an den Wänden bei der gegenseitigen Berührung verhindert wird. Das gasförmige Zerstäubungsmedium wird durch das Rohr oder die Rohre 6 der Kammer 7 zugeführt, von wo es durch den Zwischenraum 11 unter Druck auf den fallenden Strom der Schmelze getrieben wird, welche zu kleinen Tröpfchen zerstäubt wird, die erstarren und feine Körnchen bilden.
Durch die erfindungsgemässe Einrichtung werden die Explosionen beseitigt, welche bei dem Kontakt des unvollkommen zerspritzten Schmelzstromes mit der Lösung eintreten, nachdem die Schmelze voll-
<Desc/Clms Page number 3>
kommen zu sehr feinen Teilchen zerstäubt wird. Desgleichen ist ein Verstopfen der grossen Austrittsöffnung für die Schmelze durch gegebenenfalls in der Schmelze vorhandene Festkörper unmöglich.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Zerstäuben von geschmolzenen anorganischen Salzen durch ein gasförmiges Medium, welches unter Druck auf den Schmelzstrom zugeführt wird, bestehend aus einem Ringkörper für die Zuführung der Schmelze und aus einer Vorrichtung für die Zuführung des gasförmigen Zerstäubungsmedi ums, wobei eine Anlauffläche der Vorrichtung für die Zuführung des gasförmigen Zerstäubungsmediums in bezug auf die Achse des Ringkörpers für die Zuführung der flüssigen Schmelze eine solche Neigung hat.
dass sie mit dieser Achse einen Winkel von 20 bis 60 einschliesst, und die untere Kante der Anlauffläche der Vorrichtung für die Zuführung des gasförmigen Zerstäubungsmediums von der Achse des Ringkörpers eine
EMI3.1
eine in bezug auf die Austrittsöffnung des gasförmigen Zerstäubungsmediums um ein Vielfaches grössere Austrittsöffnung für die Schmelze vorhanden ist, durch welche Öffnung sich die Schmelze im freien Fall bewegt.