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Die Erfindung betrifft einen Reaktor mit einem horizontalen, perforierten Förderband, einer nahe einem Ende desselben angeordneten Zubringevorrichtung für das zu behandelnde Gut, einer Einrichtung zum Zuführen von Reaktionsflüssigkeit, sowie einer beim andern Ende des Förderbandes vorgesehenen Austragvorrichtung für das behandelte Gut.
Reaktoren sind im allgemeinen Gefässe oder Behälter, in welchen eine physikalische oder chemische Reaktion abläuft. Die Form und Ausführung eines Reaktors wird von der Art der für die Reaktion erforderlichen Energie, der Temperatur, dem Druck, der Arbeitsweise, ob kontinuierlich oder absatzweise, und vom Aggregatzustand der Reaktionspartner, beeinflusst.
Die bekannten Systeme haben den Nachteil, dass die Reaktionspartner in bezug auf deren Reak- tionsgeschwindigkeit bzw. der raschen Trennung von Reaktionsprodukten sich zeitlich oft schwierig gestalten. Insbesondere dann, wenn Endprodukte durch noch vorliegende Reagenzen oder Zwischenprodukte zersetzt werden. Dies trifft insbesondere bei Reaktoren mit grossem Volumen zu. Der Verlust des gewünschten Reaktionsproduktes kann bedeutend sein.
Bei einem bekannten Bandextrakteur wird das Material auf einem Siebplattenband gefördert und die Höhe des Materialbettes durch einen einstellbaren Schieber reguliert. Der Extraktionsrückstand wird nach Durchlaufen einer längeren Abtropfzone mit einer Schleuse ausgetragen. Die Extraktion erfolgt im Gegenstrom nach dem Perkolations-Prinzip, und die Extraktlösung wird nach Passieren einer Material-Filterstufe abgezogen. Der bekannte Bandextrakteur offenbart weder eine Anpressvorrichtung, noch eine Absaugvorrichtung, noch ist das Förderband im Inneren eines Gefässes angeordnet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der eingangs geschilderten Nachteile stückiges oder körniges Gut mit einer Reaktionsflüssigkeit rasch und vollständig im Durchlauf- betrieb, also kontinuierlich, in Verbindung zu bringen.
Gemäss der Erfindung ist bei einem Reaktor der einleitend beschriebenen Art oberhalb des im Inneren eines vorzugsweise länglichen, liegenden Gefässes angeordneten Förderbandes in an sich bekannter Weise eine mit dem Förderband zusammenwirkende Anpressvorrichtung zum zumindest örtlichen Belasten des Gutes und unterhalb des Förderbandes eine ebenfalls an sich bekannte Absaugeinrichtung vorgesehen. Durch die Kombination dieser Merkmale wird ein Reaktor erreicht, bei welchem eine physikalische oder chemische Reaktion in besonders rascher und wirtschaftlicher Form abläuft. Dieses Ziel wird durch die bekannte Ausbildung des oben erwähnten Bandreakteurs nicht erreicht.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die Absaugeinrichtung aus mehreren Saugkasten mit jeweils eigener, mit einem Ventil versehenen Absaugleitung.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Hiebei zeigen die Fig. 1 bis 6 verschiedene Ausführungsformen des Reaktors im Schnitt und in vereinfachter Darstellung.
In der einfachsten Form nach Fig. 1 besteht der Bandreaktor aus zwei endlos geführten Fliess- bändern-2, 2A-, die sich in einem geschlossenen, vorzugsweise länglichen liegenden Gefäss befinden, in welches die Ausgangsprodukte eingebracht werden, worauf in kontinuierlicher oder schrittweise bzw. diskontinuierlicher Form unmittelbar Reagenzien in flüssiger oder gasförmiger Form, wie mit Pfeil A angedeutet, auf das Ausgangsprodukt gebracht werden und dieses zur Reaktion bringen, wobei nach einer gewissen Reaktionszeit die entsprechenden Reaktionsprodukte, wie mit Pfeilen 1A, 1B, 1C angedeutet, durch Absaugen, Auspressen usw. aus der bewegten Reaktionsmasse gebracht werden.
In einer Zwischenspülphase (Pfeil B) werden die restlichen Reaktionsprodukte ausgewaschen, während die restliche Rückstandsmasse zwischen den Bändern weiter fortbewegt und durch Zusatz neuerlicher Reagenzien abermals zu weiteren Reaktionen gebracht wird. Auch hier erfolgt das rasche Austragen weiterer Reaktionsprodukte durch Absaugen.
Dieses System ermöglicht, dass sowohl die Ausgangsprodukte, als auch die Reaktionsprodukte in jeder Reaktionsphase durch Temperatur, Druck, Konzentration und Menge, z. B. l/min, von zugesetzten Reagenzien beeinflusst werden.
Die zugeführten Reagenzien unterliegen gleichfalls mess-, steuer- und regelbarer Parameter in bezug auf Druck, Temperatur, Konzentration und Menge.
Die Reaktionszeit wird durch Regelung der Bandgeschwindigkeit, zwischen welcher sich die
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Reaktionsmasse befindet, gesteuert.
Die Reaktion geht nunmehr so vor sich, dass immer unverbrauchtes, der Reaktion noch nicht unterzogenes Ausgangsmaterial mit den erst eingebrachten Reagenzien zusammengebracht wird und das sich bildende Zwischen- oder Endprodukt in seiner Konzentration derart aufbaut, dass vor Zer- setzung desselben ein Absaugen erfolgt.
Durch die Spülphase werden die so gebildeten Zwischen- oder Endprodukte abgesaugt, wobei z. B. eine rasche Abkühlung erfolgen kann, um das Produkt zu stabilisieren. Diese Vorgänge kön- nen mehrfach wiederholt werden, wobei die verschiedensten weiteren Zwischen- und Endprodukte abgesaugt werden können.
Die Reagenzien können in verschiedener qualitativer oder quantitativer Form auf das beweg- te Gut einwirken und nach entsprechender Reaktionszeit konstant abgesaugt werden.
Es können somit Reaktoren auch höherer Ordnung und verschiedener Aggregatzustände durch- geführt werden. Dieses System ermöglicht einen raschen Wechsel der chemischen und physikalischen
Einflüsse, wobei auch letzten Endes ein konstantes, stetiges, kontinuierliches Verfahrensprinzip entsteht.
In den Fig. 2 und 3 ist das Reaktorgefäss mit-l-bezeichnet. Es ist gasdicht und hat die
Form eines liegenden Zylinders, kann aber auch jede andere Gestalt haben. Im Inneren des Gefä- sses-l-befindet sich ein gelochtes Förderband-2-, welches über Umlenkrollen --3-- geführt ist. Mindestens eine dieser Rollen ist angetrieben, um das Band 2-- im Sinne des Pfeiles --4-- zu bewegen.
Oberhalb des oberen, im wesentlichen horizontal verlaufenden Trums --5-- des Förderbandes - ist eine allgemein mit-6-bezeichnete Anpressvorrichtung vorgesehen. Bei der in Fig. 2 ge- zeigten Ausführungsform besteht diese Anpressvorrichtung --6-- aus mehreren Druckwalzen --7--.
Diese Druckwalzen können starr gelagert sein, wobei von Vorteil ist, den Abstand zwischen Förderband-2-und Druckwalzen von Walze zu Walze geringer zu machen. Es ist auch möglich, die La- gerungen der Walzen in nur angedeuteten vertikalen Führungen -8-- verschiebbar und fixierbar zu halten. Dadurch kann jede Druckwalze in die jeweils günstigste Lage gebracht und in dieser festgelegt werden. Des weiteren können die Walzenlagerungen in den Führungen -8-- frei verschiebbar sein und von nicht gezeigten Federn mit gegebenenfalls einstellbarer Vorspannung zum oberen Trum --5-- des Förderbandes --2-- hin belastet sein. Unter Umständen - bei hinreichend hohem Gewicht der Druckwalzen - können die Federn auch weggelassen werden.
Zwischen je zwei Walzen-7-, gegebenenfalls auch vor der ersten und nach der letzten dieser Walzen, sind Rohre-9-mit gelochter Wand oder in anderer Weise ausgebildete Sprüh- oder Spritzrohre vorgesehen, durch welche die Behandlungsflüssigkeit zugeführt wird. Jedes der Rohre - steht über eine Abzweigleitung --10- mit Ventil -11-- mit der Haupt-Zuleitung --12-- in Verbindung. An der Unterseite des oberen Trums --5-- des Förderbandes --2-- ist eine Anzahl von Saugkasten-13-angebracht. Die Oberkanten dieser Saugkasten oder Saugtrichter bilden eine Unterstützung des Förderbandes -2--. Die Saugkasten -13-- sind durch je ein Saugrohr --14-- mit Ventil -15-- an das Haupt-Absaugrohr-16-- angeschlossen.
Zum Einbringen des zu behandelnden Gutes in das Gefäss-l-ist eine Zubringvorrichtung - vorgesehen, welche als Schneckenförderer, Zellenrad od. dgl. ausgebildet sein kann.
Das behandelte Gut wird mittels einer ebenfalls als Schneckenförderung dargestellten Austragvorrichtung-18-aus dem Reaktorgefäss-l-ausgetragen. Auch in diesem Falle kann an Stelle eines Schneckenförderers ein Zellenrad vorgesehen sein.
Am Gefäss-l-ist ein Anschlussstutzen --19-- vorgesehen, über welchen Druckluft, gegebenenfalls ein anderes, unter Druck stehendes Gas- oder Gasgemisch, in das Gefäss --1-- gepresst werden kann, um das Eindringen der Behandlungsflüssigkeit in das Gut weiter zu beschleunigen.
Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsart ist mit einer Anpressvorrichtung --6-- versehen, welche sich vorzugsweise beim Behandeln von kleinstückigem oder körnigem Gut bewährt. Diese Anpress-
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das Band-20-nicht von dem zu behandelnden Gut mitgenommen wird, sondern von selbst eine Umlaufbewegung macht. Damit wird vermieden, dass zwischen dem Band --20-- und dem zu behan-
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delnden Gut ein meist unerwünschter Schlupf auftritt. Der Antrieb für das Band-20-kann einstellbar sein, so dass die günstigste Geschwindigkeit für das Band -20- eingestellt werden kann. Diese Geschwindigkeit kann je nach den Gegebenheiten grösser, gleich oder geringer sein, als die Geschwindigkeit des Förderbandes-2-. Zur Belastung des zu behandelnden Gutes sind Druckwalzen-22-vorgesehen.
Diese können genauso, wie die Druckwalzen --7-- bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsart fix angeordnet, auf-und abbewegbar in Führungen -8--, durch das eigene Gewicht wirkend, federbelastet oder jeweils für sich einstellbar sein.
Fig. 4 zeigt unter Weglassung vor allem des Reaktorgefässes-l-, der Zubringervorrichtung - und der Austragvorrichtung --18-- eine Belastungsvorrichtung --6--, welche von Siebtrom-
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mit stufenlos veränderlichem Übersetzungsverhältnis umfasst. Damit können alle Siebtrommeln - mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden, wobei diese letztere grösser, kleiner
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-2- seinzen-7-, welche, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 gehalten sein können - Führungen - sind angedeutet-sowie aus beispielsweise kurzen Belastungs-Siebbändern --40--, welche über je zwei Walzen -41- gelegt sind.
Die Druckwalzen -7-- und jeweils mindestens eine der Walzen --41-- können, wie schon an Hand der andern Zeichnungen beschrieben-antreibbar sein.
Auch die Walzen --41-- können fix gelagert sein oder-wie ebenfalls schon beschrieben-in vertikaler Richtung verstellbar, fixierbar, federbelastbar sein.
Bei diesem Ausführungsbeispiel können die unteren Trume der kurzen Belastungssiebbänder - durch entsprechendes Einstellen der Walzen-41-, wie strichliert eingezeichnet, schräg gestellt werden, so dass sich in Förderrichtung jeweils verengende Spalte zwischen dem oberen Trum - 5- des Förderbandes und den Belastungssiebbändern --40-- ergeben.
Der beschriebene Reaktor arbeitet in der folgenden Weise :
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-2--.- herrschenden Überdruck durch Einblasen von Druckluft od. dgl. durch den Stutzen-19-und infolge des in den Saugkasten-13-herrschenden Unterdruckes wird die Behandlungsflüssigkeit durch das Gut hindurchgetrieben, so dass auch die inneren und die untersten Schichten des Gutes dieser Flüssigkeit in Berührung kommen und zur Reaktion gebracht werden.
Durch die Anordnung mehrerer Glieder (Teile-7 ; 21, 22 ; 30 ; 40, 41-) bei jeder der gezeigten Anpressvorrichtungen wird erreicht, dass das Gut aus seinem Wege durch den Reaktor mehrmals zusammengedrückt und wieder entlastet wird. Dadurch ergibt sich eine Art Pump- oder Quetschwirkung, durch welche ebenfalls ein besseres und rascheres Eindringen der Behandlungsflüssigkeit in das Gut erreicht wird. Das behandelte Gut wird vom letzten Glied der jeweiligen Anpressvorrichtung-6-- abgequetscht, fällt in den Auffangtrichter der Austragvorrichtung -18-- und wird von dieser aus dem Reaktor weggebracht.
Die Menge der jeweils auf das Gut aufzubringenden Behandlungsflüssigkeit kann für jedes
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Spritzrohr-9-mittels des zugehörigen Ventils -11-- eingestellt werden. In Abhängigkeit von der Beschaffenheit des zu behandelnden Gutes, der Geschwindigkeit des Förderbandes, vom Ausmass des Zusammendrückens des Gutes durch die Anpressvorrichtung kann der Unterdruck in den einzelnen Saugkasten-13-durch Verstellen der Ventile -15-- auf den jeweils günstigsten Wert gebracht werden.
Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung verschiedene konstruktive Abänderungen vorgenommen werden. So zeigt Fig. 6 einen Bandreaktor mit zwei Umlaufbändern-2, 2A--, von welchen das obere verschiedenen Druckelementen der früher beschriebenen Art, z. B. Druckwalzen --7-, Druckbändern-40-, Pressplatten-45-- od. dgl. unterworfen werden kann. Das Gefäss --1--
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l"PATENTANSPRÜCHE :
1.
Reaktor mit einem horizontalen, perforierten Förderband, einer nahe einem Ende desselben angeordneten Zubringevorrichtung für das zu behandelnde Gut, einer Einrichtung zum Zuführen von Reaktionsflüssigkeit, sowie einer beim andern Ende des Förderbandes vorgesehenen Austragvorrichtung für das behandelte Gut, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des im Inneren eines vorzugsweise länglichen, liegenden Gefässes (1) angeordneten Förderbandes (2) in an sich bekannter Weise eine mit dem Förderband (2) zusammenwirkende Anpressvorrichtung (6) zum zumindest örtlichen Belasten des Gutes und unterhalb des Förderbandes (2) eine ebenfalls an sich bekannte Absaugeinrichtung vorgesehen ist.