AT391630B - Einrichtung zur regelung des agglomerationsprozesses in wirbelschichtagglomerationsapparaten - Google Patents

Description

Nr. 391 630

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung von Wirbelschichtagglomerationsapparaten, die vorzugsweise in der chemischen und Lebensmittelindustrie angewendet werden kann und insbesondere dort, wo Wirbelschichtagglomerationsapparate mit klassierendem Abzug kontinuierlich zur Erzielung einer stabilen Fahrweise betrieben weiden. S Zur Agglomeration von Pulvern sowie zur gleichzeitigen Granulation von Lösungen, Schmelzen und Suspensionen werden vorteilhaft Wirbelschichtagglomerationsapparate mit klassierendem Abzug eingesetzt Dabei wird in eine Wirbelschicht gleichzeitig Staub eingeblasen und Flüssigkeit eingedüst. Die Flüssigkeit wirkt als Bindemittel und agglomeriert die einzelnen Staubpartikel zu ständig wachsenden Agglomeraten. Wenn diese Agglomerate eine bestimmte, durch die Luftströmung im klassierenden Abzug einstellbare Größe erreicht haben, 10 verlassen sie über den klassierenden Abzug den Apparat Zur Regelung derartiger Apparate sind Lösungen bekannt - DD-PS 137 005 - bei denen der Druckverlust, den das Gas beim Durchströmen der Wirbelschicht erleidet, gemessen wird und dieser Druckverlust als Meßsignal, umgesetzt auf die Luftzuführung des klassierenden Abzugs und auf die Zuführung von Granulatkeimen, so wirkt, daß die Stabilität der Wirbelschicht beim Granulationsvorgang erhalten bleibt 15 Diese Lösungen haben jedoch den entscheidenden Nachteil, daß sie nur für Granulationstrocknungsapparate eingesetzt werden können, bei denen der in der Flüssigkeit enthaltene Feststoff identisch mit dem als Granulatkeime zugeführten Feststoff ist Für solche Fälle, wo eine oder mehrere pulverförmige Komponenten mit der eingedüsten Flüssigkeit in einem gewünschten definierten Verhältnis in Kontakt gebracht werden müssen, versagt die genannte Lösung, da sich die zugeführte Feststoffmenge bei der Regelung ändert die zugeführte 20 Flüssigkeitsmenge aber in diese Regelung nicht mit einbezogen ist Außerdem treten durch die Pulsation in der Wirbelschicht starke momentane Schwankungen des Druckverlustes auf, was zu einem ständigen Ansprechen der Regelorgane führen kann. Des weiteren sind an der Wirbelschicht angeschlossene Meßleitungen für die pneumatischen Signale stark anfällig für Verstopfungen, die zu Havariezuständen führen.

Bekannt ist weiterhin ein Verfahren - CH-PS 558 674 - bei welchem ein optimaler stationärer Betriebszustand 25 durch die mengen- und zeitmäßige Rückführung von Feinanteilen bzw. durch die Flüssigkeitszuführung und/oder die Temperatur des Gasstromes in Abhängigkeit vom Temperaturabfall in der Wirbelschicht geregelt wird. Die gefundene Regelung zur Korngrößenverteilung beruht auf der Erkenntnis, daß zwischen dem Temperaturabfall des Gases und der Korngrößenverteilung ein funktioneller Zusammenhang besteht. Die Lösung ist zur Erzeugung eines gleichmäßigen Granulats gefunden worden und für die qualitätsgerechte Trocknung von Schmelzen, 30 Suspensionen und Lösungen nicht anwendbar. Unabhängig davon rechtfertigt auch der große maschinenbautechnische Aufwand (Windsichterkammer) nicht den Einsatz zur Trocknung genannter Medien.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen Wirbelschichtagglomerationsapparat kontinuierlich zu betreiben und dabei gleichzeitig das Verhältnis von zugeführter Flüssigkeit und eingeblasenem Staub ständig konstant zu halten. Damit sollen Granulate gleichbleibender Qualtität erzeugt werden, und der Apparat soll störungsfrei 35 kontinuierlich im optimalen Betriebsregime laufen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Regelung von Wirbelschichtagglomerationsapparaten zu schaffen, die es ermöglicht, die Schichtmasse in einem Wirbelschichtagglomerationsapparat in einem definierten Bereich bei vollkontinuierlicher Fahrweise des Apparates zu halten. Dabei soll das Verhältnis zwischen eingeblasenem Staub und eingedüster Flüssigkeit ständig 40 konstant gehalten werden. Die für die Messung der Schichtmasse erforderliche Messung der Schichthöhe soll direkt und nicht über den Umweg der Messung des Druckverlustes erfolgen. Das Meßsignal soll keinen ständigen momentanen Schwankungen unterworfen sein und in der Wirbelschicht entstehender Staub sowie Abrieb soll nicht zur Funktionsunfähigkeit und zum Havariezustand der Anlage führen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Einrichtung zur Regelung des Agglomerationsprozesses in 45 Wirbelschichtagglomerationsapparaten, die aus einem zylindrischen Wirbelschichtapparat mit klassierendem Abzug und zentral angeordnetem Rührwerk besteht, wobei der klassische Abzug so gestaltet ist, daß er zentral in den Anströmboden des Wirbelschichtapparates einmündet und nach unten durch eine Zellenradschleuse abgeschlossen wird und außerdem ein zwischen Zellenradschleuse und oberer Öffnung einmündendes Gaszuführungsrohr besitzt, in das ein Regelorgan für den Gasdurchsatz eingebaut ist, wobei in der Wirbelschicht 50 eine oder mehrere Flüssigkeitsverteilervorrichtungen, die durch eine Pumpe mit Flüssigkeiten über eine Rohrleitung versorgt werden, angeordnet sind, dadurch gelöst, daß in einem definierten Abstand über den oberen Rührflügeln, an der inneren Apparatewand im parallelen Abstand übereinander in der Horizontalen auslenkbare, in die Wirbelschicht ragende, zur Apparatewand hin offene Hohlkörper angebracht sind, die mit einem im Hohlkörper waagrecht angeordneten Stab, der starr an der Apparateinnenwand befestigt und mit einer Steuereinheit 55 verbunden ist und je einem an der Bodenseite der Hohlkörper vertikal in die Wirbelschicht ragenden Prallblech ausgestattet ist, wobei das bei horizontaler Auslenkung in tangentialer Richtung eines oder mehrerer Hohlkörper, in Berührung mit dem Stab erzeugte elektrische Signal an die Steuereinheit abgegeben wird, die mit dem Antrieb einer Pumpe, einem Regelorgan einer Gaszuführungsleitung und einem regelbaren Feststoffdosierungsorgan verbunden ist 60 Das Feststoffdosierungsorgan ist dabei erfindungsgemäß so gestaltet, daß es unter einem Bunker für den Feststoff angebracht ist.und direkt in eine pneumatisch betriebene Feststofförderleitung mündet, die ihrerseits den Anströmboden von unten nach oben durchströmt und frei in die Wirbelschicht hineinragt. Eine kegelförmige -2-

Nr. 391 630

Kappe, deren Außendurchmesser größer als anderthalb Durchmesser der in die Wirbelschicht hineinragenden pneumatischen Förderleitung ist, überdeckt diese Förderleitung und ist so angeordnet, daß zwischen Anströmboden und Unteikante der kegelförmigen Kappe ein Mindestabstand von einem halben Innendurchmesser der pneumatischen Förderleitung besteht

Außerdem ist Bestandteil der Erfindung, daß zwischen der Oberkante der unteren Rührerflügel und Unterkante des unteren Prallbleches ein Abstand besteht, der größer als 2 Durchmesser der in der Wirbelschicht erzeugten Granulate ist.

Auch gehört es zur Erfindung, daß der Abstand zwischen der Oberkante des unteren Prallbleches und Unterkante des oberen Prallbleches in Abhängigkeit von Masse, Dichte und Durchmesser der in der Wirbelschicht befindlichen Teilchen sowie der Gasgeschwindigkeit und der Fläche des Anströmbodens in einem definierbaren Zusammenhang einstellbar ist. Der Wirbelschichtagglomerationsapparat ist dabei bekanntermaßen so gestaltet, daß sich im Zentrum des Anströmbodens ein nach oben hin offenes und nach unten durch eine Zelleiuadschleuse abgeschlossenes Abzugsrohr befindet, in das seitlich ein Gaszuführungsrohr mit einem Regelorgan für den Gasdurchsatz einmündet und außerdem eine oder mehrere Flüssigkeitsverteilervorrichtungen in der Wirbelschicht angebracht sind, die über eine Rohrleitung von einer Pumpe versorgt werden.

Erfindungsgemäß funktioniert die Vorrichtung so, daß durch das Drehen der zentral angeordneten Welle die Wirbelschicht in eine gleichmäßig rotierende Bewegung gebracht wird. Je nach Höhe der Wirbelschicht wird von dieser rotierenden Bewegung entweder kein, nur das untere oder beide auslenkbaren Prallbleche am Hohlkörper erfaßt.

Die Drehzahl des Rührers ist dabei so hoch, daß der Impuls der rotierenden Teilchen auf die auslenkbaren Prallbleche die Hohlkörper zur Auslenkung bringt. Dabei wird ein elektrischer Kontakt zwischen der Hohlkörperwandung und dem Stab geschlossen, und die Steuereinheit erhält ein Signal. Die Steuereinheit steuert bei unterschiedlichen Kontakten die Pumpe, das Feststoffdosierungsorgan unterhalb des Bunkers sowie das Regelorgan für den Gasdurchsatz.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand des Ausführungsbeispicles und dazugehöriger Zeichnung erläutert werden. Dabei zeigt

Fig. 1 die Ansicht eines Wirbelschichtagglomerationsapparates

Fig. 2 einen auslenkbaren Hohlkörper mit Prallblech in der Schnittdarstellung.

Die Erfindung besteht beispielhaft aus einer Einrichtung zur Regelung des Agglomerationsprozesses mit einem zylindrischen Wirbelschichtapparat (1), klassierendem Abzug (2) und zentral angeordnetem Rührer (3), wobei der Abzug (2) in den Anströmboden (4) einmündet und nach unten durch eine Zellenradschleuse (5) abgeschlossen wird. Oberhalb der Zellenradschleuse (5) mündet ein Gaszuführungsrohr (6) in den Abzug (2), in dem ein Regelorgan (7) für den Gasdurchsatz eingebaut ist. In der Wirbelschicht ist eine oder mehrere Flüssigkeitsverteilervorrichtungen (8), die durch eine Pumpe (9) mit Flüssigkeit über eine Rohrleitung (10) versorgt werden, angeordnet. Das in der Wirbelschicht angeordnete Rührwerk (3) ist mit Rührflügeln (11) ausgestattet. Im Abstand (b) über den oberen Rührflügeln (11) sind an der Apparatewand in parallelen Abständen (a) übereinander horizontal in die Wirbelschicht ragende, auslenkbare Hohlkörper (12,13) befestigt, die mit einem an der Apparatewand starr befestigten Stab (14) im Inneren der Hohlkörper (12,13) ausgestattet sind, die mit einer Steuereinheit (17) verbunden sind. An der Bodenseite der Hohlkörper (12,13) sind Prallbleche (15), (16) befestigt, die vertikal in die Wirbelschicht ragen und durch den Impuls der rotierenden Teilchen auf die Prallbleche (15,16) die Hohlkörper (12,13) soweit auslenken, daß es zwischen einem oder mehreren Hohlkörpern (12,13) und dem Stab (14) bei Berührung zu einem elektrischen Signal kommt, welches an die Steuereinheit (17) weitergegeben wird. Die Steuereinheit (17) ist wiederum mit dem regelbar gestalteten Antrieb der Pumpe (9), mit dem Regelorgan (7) des Gaszuführungsrohres (6) und mit einem regelbaren Feststoffdosierungsorgan (18) verbunden, wobei das Feststoffdosierungsorgan (18) unter einem Bunker (19) für den Feststoff angebracht ist und direkt in eine pneumatisch betriebene Feststofförderleitung (20) mündet, die ihrerseits den Anströmboden (4) durchstößt und frei in die Wirbelschicht hineinragt und von einer kegelförmigen Kappe (21), deren Außendurchmesser größer als anderthalb Druchmesser der pneumatischen Feststoffförderleitung (20) ist, überdeckt wird. Zwischen dem Anströmboden (4) und Unterkante der kegelförmigen Kappe (21) ist ein Mindestabstand von einem halben Durchmesser der Feststofförderleitung (20) einzuhalten. Es ist weiterhin zu beachten, daß zwischen Oberkante der oberen Rührflügel (11) und Unterkante des unteren Prallbleches (16) ein Abstand (b) besteht, der größer als zwei Durchmesser (d) der in der Wirbelschicht erzeugten Granulate ist. Der Abstand der Oberkante des unteren Hohlkörpers (12) von der Unterkante des oberen Prallbleches (15) ist in Abhängigkeit von der Fläche des Anströmbodens (A), der Masse aller in der Schicht befindlichen Feststoffteilchen (ms), der Dichte der Feststoffteilchen (p F), des Durchmessers der Feststoffteilchen (d) und der Gasgeschwindigkeit (w) nach dem Zusammenhang -3-

Claims (4)

1. Nr. 391 630 0,05 bis 0,15 mg Δ H -- w2 A[1 - 0,113 (—) °’21]. pF d einstellbar. Aiifstellung da- verwendeten Bezugszeichen (1) - Wirbelschichtapparat (2) - klassierender Abzug (3) - Rührer (4) - Anströmboden (5) - Zellenradschleuse (6) - Gaszuführrohr (7) - Regelorgan (8) - Flüssigkeitsverteilervorrichtung (9) - Pumpe (10) - Rohrleitung (11) - Rührflügel (12) - Hohlkörper (13) - Hohlkörper (14) - Stab (15) - Prallblech (16) - Prallblech (17) - Steuereinheit (18) - Feststoffdosierungsorgan (19) - Bunker (20) - Feststofförderleitung (21) - Kappe (a) - Abstand zwischen den Hohlkörpern (b) - Abstand zwischen Oberkante des oberen Rührflügels (11) und Unterkante des Prallbleches (16) (A) - Fläche des Anströmbodens (ms) - Masse in der Schicht befindlicher Feststoffteilchen (pF) - Dichte der Feststoffteilchen (d) - Durchmesser der erzeugten Granulate (w) - Gasgeschwindigkeit PATENTANSPRÜCHE 1. Einrichtung zur Regelung des Agglomerationsprozesses in Wirbelschichtagglomerationsapparaten, die aus einem zylindrischen Wirbelschichtapparat mit klassierendem Abzug und zentral angeordnetem Rührwerk besteht, wobei der klassierende Abzug so gestaltet ist, daß er zentral in den Anströmboden des Wirbelschichtapparates einmündet und nach unten durch eine Zellenradschleuse abgeschlossen wird und außerdem ein zwischen Zellenradschleuse und oberer Öffnung einmündendes Gaszuführungsrohr besitzt, in das ein Regelorgan für den Gasdurchsatz eingebaut ist, wobei in der Wirbelschicht eine oder mehrere Flüssigkeitsverteilervorrichtungen, die durch eine Pumpe mit Flüssigkeiten über eine Rohrleitung versorgt werden, angeordnet sind, gekennzeichnet dadurch, daß in einem definierten Abstand über den oberen Rührflügeln (11), an der inneren Apparatewand im parallelen Abstand (a) übereinander in der Horizontalen auslenkbare, in die Wirbelschicht ragende, zur -4- Nr. 391 630 Apparatewand hin offene Hohlkörper (12, 13) angebracht sind, die mit einem im Hohlkörper (12, 13) waagerecht angeordneten Stab (14), der starr an der Apparateinnenwand befestigt und mit einer Steuereinheit (17) verbunden ist und je einem an der Bodenseite der Hohlkörper (12, 13) vertikal in die Wirbelschicht ragenden Prallblech (15,16) ausgestattet ist, wobei das bei horizontaler Auslenkung in tangentialer Richtung eines oder mehrerer Hohlkörper (12,13), in Berührung mit dem Stab (14) erzeugte elektrische Signal an die Steuereinheit (17) abgegeben wird, die mit dem Antrieb einer Pumpe (9), einem Regelorgan einer Gaszuführungsleitung (6) und einem regelbaren Feststoffdosierungsorgan (18) verbunden ist
2. 2. Einrichtung zur Regelung des Agglomerationsprozesses in Wirbelschichtagglomerationsapparaten nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß eine mit dem Feststoffdosierungsorgan (18) direkt verbundene Feststofförderleitung (20) durch den Anströmboden (4) frei in die Wirbelschicht ragt, mit einer kegelförmigen Kappe (21) überdeckt ist deren Außendurchmesser kleiner als anderthalb Durchmesser der Förderleitung (20) beträgt, wobei zwischen Anströmboden (4) und Unterkante der Kappe (21) ein Mindestabstand von einem halben Durchmesser der Förderleitung (20) einzuhalten ist
3. 3. Einrichtung zur Regelung des Agglomerationsprozesses in Wirbelschichtagglomerationsapparaten nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen der Oberkante der oberen Rührflügel (11) und der Unterkante des Prallbleches (16) ein Abstand (b) besteht, der größer als zwei Durchmesser der in der Wirbelschicht erzeugten Granulate ist.
4. 4. Einrichtung zur Regelung des Agglomerationsprozesses in Wirbelschichtagglomerationsapparaten nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Abstand der Oberkante des unteren Hohlkörpers (12) von der Unterkante des Prallbleches (15) in Abhängigkeit von der Fläche (A) des Anströmbodens (4), der Masse aller in der Schicht befindlichen Feststoffteilchen (m$), der Dichte der Feststoffteilchen (pp), der Durchmesser der Feststoffteilchen (d) und der Gasgeschwindigkeit (w) nach folgendem Zusammenhang 0,05 bis 0,15 ms Δ H =- w2 A[1 - 0,113 (—) °’21]. pF d einstellbar ist Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -5-