Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung körniger Stoffe mit Gasen, insbesondere zu ihrer Trocknung und Kühlung. Die vorliegende Erfindung betrifft. ein Verfahren zur Behandlung körniger Stoffe mit Gasen, insbesondere zu ihrer Trocknung und Kühlung, wobei diese Stoffe kontinuier lich über gasdurchlässige Flächen, z. B. über Rostflächen oder Siebplatten abwärts wan dern und von.
Gasen durchströmt werden, welche durch die Öffnungen der gasdurch lässigen Flächen geblasen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die aufwärts gerichtete Strömungsgeschwindigkeit der Gase so weit erhöht wird, da.ss der Druck, den die zu be handelnden körnigen Stoffe nach unten aus üben, sich wesentlich vermindert., ohne aber so weit herabgesetzt zu werden, dass das Ma terial völlig in den schwebenden Zustand übergeht. Der gewichtsmässige Druck kann hierbei um mindestens 2014, vorzugsweise um mehr als 50 /o vermindert. werden.
Die Strö mungsgeschwindigkeit der Gase lässt sich bei spielsweise auch so weit steigern, dass der gewichtsmässige Druck des herabwandernden Materials fast völlig aufgehoben wird. Eine restlose Aufhebung des Materialgewichtes, wie sie beispielsweise bei F1uid'ized-Kataly- satorprozessen Anwendung findet, ist zu vermeiden, weil in diesem Fall die abwärts gerichtete Wanderung des Materials aufhört oder sich technisch nicht mehr beherrschen 'lässt. Durch die erfindungsgemäss nur teil weise,
wenn auch vorzugsweise fast vollstän dige Aufhebung des Materialgewichtes kann sich ein sehr günstiges Materialfliessvermögen ergeben. Man kann hierdurch einen beson ders flachen Fliesswinkel erreichen, der eine günstige Wechselwirkung zwischen den festen und gasförmigen Bestandteilen gewährleistet, ohne dass das Material von der Gasströmung nach oben fortgeführt oder am geordneten Ablauf nach unten gehindert wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann auf die verschiedenartigsten Rohstoffe und ausser zum Kühlen und Trocknen auch auf viele andere Stoffbehandlungen angewendet werden. Hierbei lassen sich z. B. sowohl phy sikalische als auch chemische Wirkungen erzielen.
Aus der grossen Zahl der Anwen dungsmöglichkeiten seien beispielsweise er wähnt: Erhitzen, Trocknen, Oxydieren, Küh len:, Einpudern oder Durchlüften von Mine ralien, Erzen, Kohlen, Düngemitteln, Salzen, Farbstoffen; ferner konservierende Behand lung von Ölsaaten, Getreidekörnern, Getreide schrot, Früchten, Gemüse, Gemüseschnitzeln, Kartoffelschnitzeln, Malz und Fruchtkör nern, z, B. durch Trocknen; Behandlung von Holzschnitzeln, Kunststoff- oder Metallspä nen; Brennen, Rösten oder Sintern von Kalk, Gips, Zement, Mineralien; Gasanlagerung, z. B. Ammoniak an Phosphate, Stickstoff an Calciumcarbid; Absorptionsvorgänge, z. B.
Entschwefelung von Gasen durch körnige Entschwefelungsmassen, Entfernung von Kohlensäure durch körniges Kalkhydrat, Fil- tration und Reinigung von Gasen mit staub zurückhaltenden körnigen Massen oder Aktiv stoffen.
Die Schichthöhe des über die Rost- oder Siebflächen wandernden Materials kann am besten mit Hilfe des Staudruckes geregelt werden, den die eingeblasenen Behandlungs gase aufweisen. Durch automatische Vorrich tungen kann auf diese Weise auch bei schwa.n- kendemMaterialzulauf eine konstante Schicht höhe des zu behandelnden körnigen Materials erreicht werden. An Stelle und neben dem Staudreck der Behandlungsgase kann aber auch der verbleibende Materialauflagedruck zur Regelung der Materialschichthöhe heran gezogen werden.
In den Zeichnungen sind einige zur Durchführung des erfindungsgemässen Ver fahrens geeignete Vorrichtungen beispiels weise dargestellt.
Es ist. 1 ein Behälter (Fig. 1) von rundem Querschnitt. Durch d ie in seiner obern Deck fläche befindliche Öffnung 2 wird das zu be handelnde Material eingetragen. Es fällt innerhalb des Behälters 1 zunächst auf eine kegelförmige obere Rostfläche 3, die aus ein zelnen schuppenförmig angeordneten, ring förmigen Platten 4 besteht. Durch die zwi schen aufeinanderfolgenden Ringen vorhan denen Zwischenräume können die Behand lungsgase in das zu behandelnde Material einströmen.
Die einzelnen Platten 4 können flach oder konisch sein. Im ersten Fall strö men die Gase waagrecht in das zu behan delnde Material, während im zweiten Fall (vgl. z. B. Fig. 11) die Gase abwärts ge richtet in das Material eingeblasen werden.
Der untere Rand 5 der kegelförmigen Rostfläche ist ziemlich dicht an die Seiten wandungen des Behälters 1 herangeführt. An dieser Stelle ändert :der Materialstrom seine Richtung und fällt auf einen darunter lie genden und ebenfalls mit Gasdurehgangsöff- nungen versehenen Zwischenboden. Dieser Zwischenboden besteht beispielsweise aus trichterförmig aneinandergereihten Rostplat ten 6 mit dazwischenliegenden Spalten für den Durchgang der Behandlungsgase. Der trichterförmige Zwischenboden lenkt das Ma terial in das Ausflussrohr 7, dessen Öffnung durch eine bewegliche Steuerklappe 8 ge schlossen werden kann.
Der Ausflussquer- schnitt wird mit Hilfe der Flappe 8 auf die pro Zeiteinheit auszutragende Material menge eingestellt.
Die Behandlungsgase treten durch einen Rohrstutzen 9 unterhalb des trichterförmigen Zwischenbodens in den Behälter 1 ein. Zu nächst strömen sie zwiselien den Rostplatten 6 des untern Bodens hindtireh und durchzie hen die darüber hinwegwandernde Material schicht.
Der grösste Teil der Behandlungsgase strömt anschliessend noch zwischen den Rost platten 4 nach oben:, durch Glas über den kegelförmig ausgebildeten Zwischenboden 3 herabwandernde Material. Die auf diese Weise intensiv ausgenutzten Gase verlassen den Behälter 1 durch einen auf seiner Deck fläche anschliessenden Rohrstutzen 10_ Der obere kegelförmige Zwischenboden 3 kann durch eine Schüttelvorrichtung 11 in rhythmische Bewegung versetzt werden.
Diese Schüttelvorrichtung kann beispiels weise aus einem mechanischen Vibrator be stehen, der mit einigen Rostplatten 4 ver bunden ist.
Aus Fig. ? ist eine Vorrichtung ersicht lich, die mit vier übereinanderliegenden Rost flächen arbeitet. Innerhalb des Gehäuses 13 sind die kegelförmigen Rostflächen 14 und 15 angebracht. Unter jeder kegelförmigen Rostfläche befindet sich eine trichterförmige Rostfläche 16 bzw. 17. Sämtliche Rostflächen bestehen aus einzelnen ringförmigen Platten 18, die schuppenförmig derart übereinander liegen, dass zwischen ihnen Durchgangsöff nungen für die Behandlungsgase frei bleiben.
Das zu behandelnde Material wird am Kopf des Gehäuses 13 durch eine Öffnung 19 eingetragen. Es gelangt zunächst auf die oberste Rostfläche 14, die es fast bis an die innere Gehäusewandung 13 leitet. Dort fällt das Material auf den trichterförmigen Rost 16, der in eine Öffnung 20 übergeht, die das Material der untern kegelförmigen Rostfläche <B>15</B> zuleitet. An ihrem Rand 22 fällt der Ma- terialstrom auf den trichterförmigen Rost 17. Von hier aus wird das ,fertig behandelte Ma terial dem Austragsrohr 21 zugeleitet, dessen Öffnungsquerschnitt 23 durch eine bewegliche Klappe 24 geregelt werden kann. Die Stel lung der Klappe 24 wird durch geeignete Steuerorgane, z.
B. durch eine pneumatische Vorrichtung 25 reguliert, die auf den unter halb des obersten kegelförmigen Rostes 14 herrschenden Staudruck anspricht, wobei man diesen Druckimpuls durch eine Übertragungs leitung 26 auf die Steuerung der Klappe 24 überträgt.. \ Die Behandlungsgase treten durch einen Rohrstutzen 2:7 am Boden des Behälters 13 ein. Sie durchdringen nacheinander die auf den Rostplatten 17, 15, 16 und 1.1 herabwan- dernden Materialschichten und verlassen die Vorrichtung durch eine Öffnung 28.
In der Ausführungsform gemäss Fig. 3 wird mit drei kegelförmigen Rosten 29, 30 und 31 und drei zugehörigen trichterförmigen Ro sten 32, 33 und 34 gearbeitet. Das zu behan delnde Material wird am Kopf des Gehäuses durch ein Öffnung 3'5 eingetragen und wan dert nacheinander über die einzelnen Rost flächen bis zur Austragsöffnung 36, die am Boden der Vorrichtung angeordnet und mit einer verstellbaren Absehlussklappe 37 ver sehen ist. Die einzelnen Behandlungsabschnitte sind durch Zwischenböden 38 und 39 voneinander getrennt. Auf diese Weise lä.sst sich das herab wandernde Material auf seinem Weg mit ver schiedenartigen Gasen behandeln.
Durch eine Öffnung 40 wird beispielsweise ein kalter Gasstrom eingeblasen, der die Temperatur des Materials herabsetzen soll. Nach dem Durchgang durch die Plattenroste 34 und 31 verlässt dieses Kühlmedium den untersten Be handlungsabschnitt. durch einen Rohrstutzen 41, um ausserhalb der Vorrichtung in einem % ärnneaustauscher 42 abgekühlt zu werden. Darauf wird es durch einen Rohrstutzen 43 in die mittlere Behandlungskammer eingeleitet. Nachdem es hier die über die Rostflächen 33 and 30 wandernden Materialschichten durch- strömt hat, verlässt es durch eine Öffnung 44 die Vorrichtung.
Die oberhalb des Zwischenbodens 3<B>8</B> lie gende oberste Behandlungskammer wird durch einen Rohrstutzen 45 mit heissen Gasen beschickt.. Diese strömen durch die Rostflä chen 32 und 29@, wobei sie eine intensive Trocknung des durch die Öffnung 35 eintre tenden Materials bewirken. Die verbrauchten Trockengase verlassen die Vorrichtung durch eine in seiner obern Deckfläche angebrachte Öffnung 46.
Die Bauhöhe der aus Fig. 3 ersichtlichen Vorrichtung für kontinuierlich idurchlau- Unde körnige Materialien kann beliebig erhöht werden, wobei sich eine grosse Anzahl von kegelförmigen und trichterförmigen Zwischenböden anbringen lässt, die nachein ander von verschiedenartigen, abschnittsweise verwendeten Gasen durchströmt werden.
Abweichend von der aus Fig. 3 ersicht lichen Bauform kann man bereits nach jedem Zwischenboden eine Unterteilung der Vor richtung vornehmen. Eine derartige Anord nung ist aus Fig. 4 ersichtlich.
Durch Zwischenböden 47, 48 und 49 ist das Gehäuse in vier verschiedene Kammern unterteilt. In der obersten Kammer ist eine kegelförmige Rostfläche vorhanden, in der nächsten Kammer die zugehörige trichterför mige Rostfläche. Die sich unterhalb davon an schliessende Kammer enthält wieder eine kegelförmige Rostfläche und in der untersten Kammer ist nochmals eine trichterförmige Rostfläche angeordnet. Das zu behandelnde Material wird am Kopf der Vorrichtung durch eine Öffnung 50 aufgegeben, und läuft dann über -die verschiedenen Rostflächen ab wärts bis zum Austragsrohr 51, dessen Öff nungsquerschnitt durch eine Klappe 52 gere gelt wird.
Die Behandlungsgase können aus der Rohrleitung 53 durch Rohrstutzen 54 parallel in jede Kammer eingeleitet und daraus durch Rohrstutzen 55 wieder ab geführt werden!. Die Rohrstutzen 55 sind mit der Hauptabgasleitung 56 verbunden. Jede Kammer kann aber auch mit einer geson derten Zu- und Abflussleitung für jeweils verschiedenartige Gase versehen werden, wenn in der Vorrichtung mit dem durchlaufenden Material verschiedene Arbeitsvorgänge durch zuführen sind.
Von der obersten Kammer gelangt das zu behandelnde Material am Rande des zweck mässig rund ausgeführten Gehäusequer schnittes in die darunterliegende Kammer. Hier wird es auf einen trichterförmigen Plat tenrost aufgegeben, der in seiner Mitte eine Öffnung besitzt, durch die das Material in die nächstfolgende Behandlungskammer über geht. Je nach der Anzahl der übereinander angeordneten Einzelkammern wiederholt sich dieser Materialübergang so oft, bis das fertig behandelte Material durch den Rohrstutzen 51 ausgetragen werden kann.
Statt über kegelförmige und trichterför mige Zwischenböden kann das Material auch über ebene, schräg nach einer Richtung ab fallende, plattenförmige, mit Gasdurchgangs schlitzen versehene Zwischenböden abwärts wandern, die in Form von schiefen Ebenen übereinanderliegend angeordnet sind. Eine derartige Ausführungsform der Vorrichtung ist in Fig. 5 an einem schematischen Vertikal schnitt durch ein Gehäuse von rechteckigem Querschnitt dargestellt.
Das zu behandelnde Material tritt durch eine Öffnung 57 am Kopf der Vorrichtung in die Kammer 62 ein. Es wandert nachein ander über die aus einzelnen, treppenförmig übereinander angeordneten Platten bestehen den Zwischenböden :58, 59, !60 -Lind 61, die in den Kammern @62, 63, 64 und 6'5 angeordnet sind. Am untern Ende der Vorrichtung wird das fertig behandelte Material durch eine Auslauföffnung 66 abgeführt, deren Öff nungsquerschnitt mit. Hilfe einer verstell baren Klappe 67 geändert werden kann.
Die behandelnden Gase treten jeweils unterhalb der Plattenroste 61,<B>6</B>0,<B>5</B>'9 und 5.8 in die einzelnen Kammern ein. Der untersten Kam mer 65 werden die Behandlungsgase durch einen Rohrstutzen 68 zugeführt. Am Kopf dieser Kammer strömen die Gase durch einen Rohrstutzen 69 wieder ab. Auf gleiche Weise erfolgt die Zu- und Abfuhr der Gase für die Behandlungskammern 6-1, 63 und 62. Die Aus tritts- und Eintrittsstutzen der einzelnen Kammern können miteinander verbunden sein, wenn der Gasstrom mehrfach ausgenutzt werden soll. Jede Kammer kann aber auch mit unterschiedlichen Behandlungsgasen be trieben werden, wenn das Material verschie dene Behandlungsabschnitte, z.
B. eine Trock nung, Kühlung und Einpuderung nachein ander durchlaufen soll.
Wenn man körnige Materialien nur im einfachen Gasdurchgang behandeln und hier für Vorrichtungen mit möglichst geringer Grundfläche verwenden will, dann wird am besten die aus Fig. <B>6</B> in Form eines schema tischen Vertikalschnittes ersichtliche Anord nung benutzt.
In einem Gehäuse 70 sind drei überein anderliegende Behandlungskammern 71, 72 und 73 angeordnet. Das zu behandelnde Ma terial wird einem Trichter 74 zugeführt. und von dort auf drei parallele Schächte 75, 76 und 77 verteilt. Der Schacht 75 leitet das Material in die oberste Behandlungskammer 71, wo es über einen schrägen Plattenrost 78 zum Auslaufschacht. 79 wandert, dessen Ab laufquerschnitt durch eine Klappe 80 gere gelt wird. Die Behandlungsgase werden der Kammer 71 durch einen Rohrstutzen 81 zugeführt und durch einen Rohrstutzen 82 wieder abgeführt. Der Zulaufschacht 76 leitet das in den Trichter 74 eingebrachte Material in die Kammer 72, wo es über den Platten rost 83 zum Auslaufschacht 8.1 wandert.
In ähnlicher Weise wird durch einen Zulauf- schaeht 77 das zu behandelnde Material in die unterste Behandlungskammer 73 einge führt, wo es über einen Plattenrost<B>8</B>5 zum Auslauf 86 gelangt. Die beiden untersten Kammern erhalten ihre Gaszufuhr durch Rohrstutzen 87 und 88. Die (xasabfuhr erfolgt. durch Rohrstutzen 89 und 90.
Bei der Behandlung von körnigen Stoffen mit ausreichend schnell strömenden Gasen lässt sieh eine besonders günstige Ausnut zung und Verteilung der Behandlungsgase erreichen, wenn der Behandlungsbehälter sich nach oben trichterförmig erweitert.. Eine hier- für ;eeignete Vorrichtung ist in Porm eines Vertikalschnittes aus Fig. 7 ersichtlich.
Es ist 91 ein im Querschnitt. runder Be hälter, der sich nach oben konisch erweitert. Das zu behandelnde Material wird :durch eine Öffnung 92 eingeführt. Innerhalb des Behäl ters 91 wandert es in fortlaufendem Strom zunächst über die kegelige Rostfläche 93, die aus einzelnen schuppenförmig angeordneten Ringen besteht. Vom untersten Ring 91 ge langt das Material auf die trichterförmige Rostfläche 95, die ebenfalls aus einzelnen Ringen besteht.. Der trichterförmige Zwi schenboden 95 besitzt eine zentrale Öffnung 96, durch die der behandelte Materialstrom fortlaufend abgeführt- wird.
Die Behandlungsgase treten durch einen Rohrstutzen 97 ein. Sie strömen zunächst durch die Spalten des trichterförmigen Zwi schenbodens 95 und die darüber hinweg wan dernde Materialschicht. Darauf gehen sie durch die Spalten des kegelförmigen Zwi- schenbodens 93 und nochmals durch eine Schicht. des zu behandelnden Materials. Die auf diese Weise zweimal ausgenutzten Be handlungsgase verlassen die Vorrichtung durch einen Rohrstutzen 98.
Durch die konisch sieh nach oben erwei ternde Behälterform erreicht, man im untern Teil der Materialschicht. einen grösseren Auf trieb und in den obern Schichten einen ge ringeren Auftrieb.
Wenn mit Hilfe des Verfahrens körnige Stoffe in kontinuierlichem Arbeitsgang che mischen Umsetzungen unterworfen werden, hei denen erhebliche Wärmemengen zu- oder abgeführt werden müssen, dann reichen die Behandlungsgase oft nur bei übermässig hoher Temperaturdlifferenz zum Transport der erforderlichen Wärmemengen aus. In die sen Fällen können. innerhalb der Vorrichtung Wärmeaustauschflächen angebracht werden, mit denen die körnigen Stoffe und die Be handlungsgase in Berührung kommen. Diese Wärmeaustauschflächen werden durch flüs sige, gasförmige oder verdampfende Medien erhitzt, oder gekühlt.
Sie müssen derart. inner halb des Querschnittes der Vorrichtung an- geordnet sein, dass eine möglichst intensive und lang dauernde Berührung zwischen ihnen und dünnen Schichten des abwärts wandern den Materials und der Behandlungsgase ein tritt.
Die Wärmeaustauschfläehen können zu diesem Zweck gemäss Fig. 8 und 9 beispiels weise in einem rechteckigen Behandlungs behälter 99 in Form von flachen Blech taschen 100 parallel den Behälterwandungen angeordnet sein. Der Zwischenraum zwischen den einzelnen Blechtaschen 100 wird mög lichst eng gehalten, damit das zulaufende Material zwischen ihnen in dünnen Schichten abwärts wandern kann. Ausserhalb des Ge häuses 9,9 sind die Blechtaschen 100 mit. einem Sammelbehälter 101 verbunden, der sie mit dem Heiz- oder Kühlmedium speist.
Die Behandlungsgase treten unterhalb des Plattenrostes 102 durch einen Rohrstutzen 103 ein. Sie durchströmen und durehwiribeln das durch die Öffnung 104 eintretende Ma terial und verlassen den Behälter durch eine Öffnung 105. Infolge der Materialdurch- wirbelung kommt an den Aussenflächen der Blechtaschen 100 ein intensiver Wärmeaus tausch zustande, so dass die von dem durch- laufexden Material benötigten oder abgegebe nen Wärmemengen in befriedigender Weise zu- oder abgeführt werden können. Das fertig behandelte Material wird durch einen Rohr stutzen 106 ausgetragen, deren Auslaufquer schnitt durch eine Klappe 107 geregelt wird.
In Fig. 10 ist. eine zylindrisch ausgeführte Behandlungsvorrichtung mit innern Wärme austauschflächen dargestellt. Sie arbeitet mit zwei übereinanderliegenden Rostflächen 108 und 109. Das zu behandelnde Material tritt durch eine Öffnung 110 ein und wird durch einen Rohrstutzen 111 wieder ausgetragen, dessen Öffnungsquerschnitt mit Hilfe der Klappe 112 geregelt wird. Die Behandlungs gase treten durch einen Rohrstutzen 113 ein und verlassen die Vorrichtung durch den Stutzen 114.
Im Innern der Vorrichtung ist ein Be hälter 115 angeordnet und ausserhalb des Ge häusemantels 116 ist ein ringförmiger 'Sam- melraum 117 vorhanden. Zwischen dem Be hälter 115 und dem Sammelraum 117 sind zahreiche Rohre 118 angeordnet. Das aus den flüssigkeitsdicht miteinander verbundenen Einzelteilen 115, 118 und. 1_17 bestehende Wärmeaustausehsystem wird beispielsweise durch geeignete Rohranschlüsse 119 mit einer Kühlmittelleitung verbunden.
Bei der Abführung von Reaktionswärme kann man aber auch mit einem verdampfenden Kühl medium arbeiten, das sieh im Behälter 115 befindet und durch eine auf den Rohr stutzen 119 wirkende Saugpumpe dauernd abgesaugt wird.
Die Rohrleitungen<B>118</B> bilden die Au, tausehfläehen, mit denen das zu behandelnde Material und die Behandlungsgase in inten sive Berührung kommen müssen. Diese Rohr leitungen können bogenförmig oder spiral förmig ausgebildet sein. Am besten werden sie derart angeordnet, dass der gegenseitige Abstand zwischen den äussern Rohrflächen überall gleich ist, damit, überall ein gleich förmiger Wärmeaustausch mit den durch laufenden Materialmengen und den durch geblasenen Behandlungsgasen stattfinden kann.
Man kann das Verfahren auch zur Ein- puderung von körnigen Stoffen verwenden, die beispielsweise angewandt wird, wenn wasseranziehende Salze oder künstliche Düngemittel mit einem schützenden Überzug versehen werden sollen. Zur Ausführung der artiger Einpuderungen verwendet man zweckmässig die aus Fig. 11. in Form eines Vertikalschnittes dargestellte Vorrichtung.
Gegenüber der in Fig. 1. dargestellten Vor richtung unterscheidet sie sieh dadurch, dass die Rostflächen 120 und 121. so steil sind, dass sieh über ihnen keine ruhenden Mate rialschichten absetzen, weil diese sich sonst beim Durchströmen von staubhaltiger Luft Nerhältnismässig leicht. verstopfen würden. Besonders zweckmässig ist es, wenn der Nei gungswinkel der Rostelemente 122, aus de nen die Zwischenböden bestehen und -über die das zu behandelnde Material herabwan- dert, mindestens so gross, vorzugsweise grösser ist als der Fliesswinkel des Materials.
Unter Fliesswinkel versteht man hierbei diejenige Flächenneigung, bei der das Material von seiner Unterlage ohne Zurücklassung von Resten abläuft.
Bei der in Fig. 11 dargestellten Vorrich tung erfolgt der Eintrag des Materials in die Kammer 128 durch einen Rohrstutzen 123 und der Materialaustrag durch einen Rohrstutzen 124. Die behandelnden Gase wer den durch den Rohrstutzen 1.25 eingeblasen und verlassen die Vorrichtung durch eine öffnung 126.
Die Einpuderungsstoffe können unmit telbar in dem durch den Rohrstutzen 125 eintretenden Gasstrom staubförmig suspen diert werden. Die Einpuderung kann aber aueli mit Hilfe eines Nebengasstromes erfol gen, den man mit den Einpuderungsstoffen belädt. In diesem Fall wird beispielsweise am untern Rand des kegelförmigen Zwi- schenbodens 120 ein ringförmiger Kanal 129 angeordnet, der einen ringförmigen Schlitz <B>130</B> für den Austritt der durch die Rohrlei tung<B>131</B> eingeblasenen staubhaltigen Gas mengen besitzt.
Statt durch eine Ringkammer 129 (Fig. 11) kann der mit Einpudertings- stoffen beladene Teilgasstrom auch an ande rer Stelle in das herabwandernde körnige Material eingeblasen werden.
Die bei der Einpuderung von körnigen Stoffen gemäss Fig. 11. als Transportmittel des Einpuderungsmittels verwendete Gas menge wird am besten in der aus Fig. 12 ersichtlichen Vorrichtung mit den staubför- migen Anteilen beladen.
Es ist 132 ein Ventilator, der zentral an gesaugte Luft durch ein tangentiales Rohr 133 mit einem Überdruck von beispielsweise 600 mm Wassersäule, einer Düse 134 zuführt. Aus dieser Düse strömt. die Luft in ein Strahlrohr (Diffusor) 135, wobei zwischen dem :vordern Rand der Düse 134 und dem sich erweiternden Rohr 1.35 ein ringförmiger Spalt 136 verbleibt. Der Ringspalt 136 liegt innerhalb einer geschlossenen Kammer 137, in die von oben her mit Hilfe einer Trans- portseljneeke 138 das staubförmige Einpude- rungsmaterial eingetragen wird, dessen Zu fuhr durch einen Schieber 139 reguliert wer den kann.
Die für das Einpuderungsmittel benötigte Luft- oder Gasmenge kann aber auch unmittelbar aus dem Hauptluftstrom abgezweigt und durch den Injektor geschickt werden, wodurch die Aufstellung eines be sonderen Ventilators überflüssig wird.
Alls dem Diffusionsrohr 135 wird die si aubbeladene Gasmenge entweder unmittel bar unterhalb des Zwischenbodens 121 oder in die Ringkammer 129 (Fig.11) eingeblasen.
Analog zur Einpudexaing von kontinuier lich dureli die beschriebene Vorrichtung lau fendem körnigem Material kann man auch eine Gasentstaubung durchführen. In die sem Fall wird staubhaltige oder sonst von unerwünschten Schwebestoffen zu befreiende Luft. durch die aus Fig. 11 ersichtliche Vor rieht.ung bei<B>1.25</B> eingeleitet. Als körniges i1la- terial wird ein Stoff oder ein Stoffgemisch verwendet, das auf Grund seiner physikaliseli- chemischen Beschaffenheit die aus den zu reinigenden Gasmengen abzuscheidenden Ver unreinigungen möglichst intensiv absorbier L und festhält.
Bei passender Wahl der Ar beitsbedingungen, d. h. bei richtiger Gas geschwindigkeit und Materialdurchsatzmenge kann man an der Öffnung 126 (Fig. 17.) ein ausreichend entstaubtes Gas abziehen. Die bei 124 die Vorrichtung verlassenden körni gen Stoffe werden einer Reinigungsvorrich tung zugeführt. Diese kann beispielsweite aus einer Waschvorrichtung oder aus einer Entstaubungsvorriehtung bestehen, wo die aus dem Gasstrom abfiltrierten Verunreini gungen wieder entfernt werden. Das gerei nigte körnige Material wird darauf durch den Rohrstutzen 123 in die Vorrichtung zurückgeführt und von neuem zur Entstau bung von Gasen benutzt.
Wenn mit Hilfe von Luft oder andern Gase heisse, feuchte Massen mi kühlen sind, tritt besonders im obern Teil der Material schicht eine teilweise Verdampfung des in den zu behandelnden Massen vorhandenen CTehaltes an Wasser oder sonstigen flüchtigen Lösungsmitteln ein. Dies erfolgt im obern Teil der Materialschicht, weil die behandelnden Gase hier bereits annähernd, die 'Temperatur des heiss eintretenden Materials angenom men haben.
Eine derartige Abnahme der Material feuchtigkeit ist unerwünscht, wenn das ge kühlte Material noch einen vorgeschriebenen Feuchtigkeitsgehalt aufweisen soll. Eine un zulässige Abnahme der Materialfeuchtigkeit lässt sich leicht dadurch beseitigen, dass das :Material vor dem Eintritt in die Kühlvor richtung mit der in Frage kommenden F'lüs- sigkeiten, insbesondere mit Wasser oder leicht verdunstenden Flüssigkeiten angefeuch tet wird. Diese Anfeuchtung kann durch Vermischung oder Bespritzung erfolgen.
Hierdurch erzielt. man eine zusätzliche Kühl- wirkung, weil das zugesetzte Wasser oder Lö sungsmittel eine erhöhte Verdunstungsmög- lichkeit schafft. Die Menge der zugesetzten verdampfbaren Flüssigkeit. ist von der beab sichtigten Kühlwirkung und dem endgültig gewünschten Feuchtigkeitsgehalt abhängig.
Heisse Stoffe, z. B. wasserhaltige -Salze, Düngemittel, Mineralien und Erze, deren Wassergehalt in gekühltem Zustande eine vorgeschriebene Höhe aufweisen soll, können durch vorherige Bespritzung oder Beriese lung mit Wasser oder andern Lösungsmitteln sehr vorteilhaft gekühlt werden. Als hö- sungsmittei sind beispielsweise Benzin, Tri- r_hloräthylen oder Äther geeignet.
Method and device for the continuous treatment of granular substances with gases, in particular for their drying and cooling. The present invention relates to. a method for treating granular substances with gases, in particular for their drying and cooling, these substances continuously Lich over gas-permeable surfaces, eg. B. wan over grate surfaces or sieve plates downwards and from.
Gases are flowed through which are blown through the openings of the gas-permeable surfaces, characterized in that the upward flow velocity of the gases is increased so much that the downward pressure exerted by the granular substances to be treated is significantly reduced., but without being lowered so far that the material completely changes into the floating state. The weight-based pressure can be reduced by at least 2014, preferably by more than 50%. will.
The flow speed of the gases can, for example, be increased to such an extent that the weight pressure of the material moving down is almost completely eliminated. A complete abolition of the material weight, as is used, for example, in fluidized catalyst processes, must be avoided because in this case the downward migration of the material stops or can no longer be controlled technically. By only partially, according to the invention,
even if the material weight is preferably almost completely eliminated, a very favorable material flow rate can result. This enables a particularly flat flow angle to be achieved which ensures a favorable interaction between the solid and gaseous components without the material being carried upwards by the gas flow or hindered from the orderly flow downwards.
The method according to the invention can be applied to a wide variety of raw materials and, in addition to cooling and drying, also to many other material treatments. Here z. B. achieve both physical and chemical effects.
From the large number of possible applications, examples include: heating, drying, oxidizing, cooling:, powdering or aerating minerals, ores, coal, fertilizers, salts, dyes; also preservative treatment of oilseeds, cereal grains, crushed cereals, fruits, vegetables, vegetable schnitzel, potato schnitzel, malt and fruit grains, e.g. by drying; Treatment of wood chips, plastic or metal chips; Burning, roasting or sintering of lime, gypsum, cement, minerals; Gas accumulation, e.g. B. ammonia to phosphates, nitrogen to calcium carbide; Absorption processes, e.g. B.
Desulphurisation of gases using granular desulphurisation masses, removal of carbonic acid by means of granular hydrated lime, filtration and cleaning of gases with granular masses or active substances that retain dust.
The layer height of the material migrating over the grate or sieve surfaces can best be regulated with the help of the dynamic pressure exerted by the treatment gases blown in. By means of automatic devices, a constant layer height of the granular material to be treated can be achieved in this way, even with a fluctuating material feed. Instead of and in addition to the accumulated dirt of the treatment gases, the remaining material contact pressure can also be used to regulate the height of the material layer.
In the drawings, some devices suitable for carrying out the method according to the invention are shown by way of example.
It is. 1 a container (Fig. 1) of round cross-section. Through the opening 2 located in its upper cover surface, the material to be treated is entered. It falls within the container 1 first on a conical upper grate surface 3, which consists of an individual ring-shaped plates 4 arranged in a scale. Through the intervening spaces that exist between successive rings, the treatment gases can flow into the material to be treated.
The individual plates 4 can be flat or conical. In the first case, the gases flow horizontally into the material to be treated, while in the second case (see, for example, Fig. 11) the gases are blown downwards into the material.
The lower edge 5 of the conical grate surface is fairly close to the side walls of the container 1 brought up. At this point: the flow of material changes its direction and falls on an intermediate floor underneath, which is also provided with gas passage openings. This intermediate floor consists, for example, of a funnel-shaped row of Rostplat th 6 with intervening columns for the passage of the treatment gases. The funnel-shaped intermediate floor directs the material into the outlet pipe 7, the opening of which can be closed by a movable control flap 8 ge.
The outflow cross-section is adjusted with the help of the flap 8 to the amount of material to be discharged per unit of time.
The treatment gases enter the container 1 through a pipe socket 9 below the funnel-shaped intermediate floor. First of all, they flow between the grate plates 6 of the lower floor and pull through the layer of material moving over them.
Most of the treatment gases then still flow upwards between the grate plates 4: material moving down through glass over the conical intermediate floor 3. The gases, which are intensively used in this way, leave the container 1 through an adjoining pipe socket 10_ on its top surface. The upper conical intermediate floor 3 can be set in rhythmic movement by a shaking device 11.
This shaking device can, for example, be a mechanical vibrator that is connected to some grate plates 4.
From Fig. is a device ersicht Lich that works with four superimposed grate surfaces. Inside the housing 13, the conical grate surfaces 14 and 15 are attached. A funnel-shaped grate surface 16 or 17 is located under each conical grate surface. All grate surfaces consist of individual ring-shaped plates 18, which are superimposed in the form of scales in such a way that passage openings for the treatment gases remain free between them.
The material to be treated is entered through an opening 19 at the head of the housing 13. It first reaches the uppermost grate surface 14, which directs it almost to the inner housing wall 13. There the material falls onto the funnel-shaped grate 16, which merges into an opening 20, which feeds the material to the lower conical grate surface <B> 15 </B>. At its edge 22, the material flow falls onto the funnel-shaped grate 17. From here the finished material is fed to the discharge pipe 21, the opening cross section 23 of which can be regulated by a movable flap 24. The stel ment of the flap 24 is controlled by suitable controls, for.
B. regulated by a pneumatic device 25, which responds to the dynamic pressure prevailing under half of the uppermost conical grate 14, this pressure pulse being transmitted through a transmission line 26 to the control of the flap 24 .. \ The treatment gases pass through a pipe socket 2: 7 at the bottom of the container 13. They successively penetrate the material layers migrating down on the grate plates 17, 15, 16 and 1.1 and leave the device through an opening 28.
In the embodiment according to FIG. 3, three conical grids 29, 30 and 31 and three associated funnel-shaped Ro most 32, 33 and 34 are used. The material to be treated is entered at the head of the housing through an opening 3'5 and wan changes one after the other over the individual grate surfaces to the discharge opening 36, which is arranged on the bottom of the device and is seen with an adjustable closure flap 37. The individual treatment sections are separated from one another by intermediate floors 38 and 39. In this way, the material moving down can be treated with various gases on its way.
A cold gas stream, for example, is blown in through an opening 40, which is intended to lower the temperature of the material. After passing through the plate grids 34 and 31, this cooling medium leaves the lowest treatment section. through a pipe socket 41 in order to be cooled in a heat exchanger 42 outside the device. It is then introduced into the central treatment chamber through a pipe socket 43. After it has flowed through the layers of material migrating over the grate surfaces 33 and 30, it leaves the device through an opening 44.
The uppermost treatment chamber located above the intermediate floor 3 8 is charged with hot gases through a pipe socket 45. These flow through the grate surfaces 32 and 29 @, whereby intensive drying occurs through the opening 35 effect material. The used drying gases leave the device through an opening 46 made in its upper cover surface.
The overall height of the device shown in FIG. 3 for continuously idurchlau- unde granular materials can be increased as desired, whereby a large number of conical and funnel-shaped intermediate floors can be attached, through which various gases used in sections flow through one after the other.
Notwithstanding the design evident from Fig. 3 union, you can already make a subdivision of the device after each intermediate floor. Such an arrangement is shown in FIG.
The housing is divided into four different chambers by intermediate floors 47, 48 and 49. In the uppermost chamber there is a conical grate surface, in the next chamber the corresponding funnel-shaped grate surface. The chamber that closes below it again contains a conical grate surface and a funnel-shaped grate surface is arranged in the bottom chamber. The material to be treated is placed at the head of the device through an opening 50, and then runs over the various grate surfaces down to the discharge pipe 51, the opening cross-section of which is regulated by a flap 52.
The treatment gases can be introduced from the pipeline 53 through pipe sockets 54 in parallel into each chamber and led out again through pipe sockets 55 !. The pipe sockets 55 are connected to the main exhaust line 56. However, each chamber can also be provided with a separate inflow and outflow line for each different type of gas if different work processes are to be carried out in the device with the material passing through.
From the uppermost chamber, the material to be treated arrives at the edge of the appropriately round housing cross-section in the chamber below. Here it is placed on a funnel-shaped plate grate, which has an opening in its center through which the material passes into the next treatment chamber. Depending on the number of individual chambers arranged one above the other, this material transition is repeated until the finished material can be discharged through the pipe socket 51.
Instead of conical and funnel-shaped intermediate floors, the material can also migrate downward via flat, obliquely sloping in one direction, plate-shaped intermediate floors provided with gas passage slots, which are arranged one above the other in the form of inclined planes. Such an embodiment of the device is shown in Fig. 5 on a schematic vertical section through a housing of rectangular cross-section.
The material to be treated enters the chamber 62 through an opening 57 at the head of the device. It moves one after the other over the intermediate floors made up of individual, step-like stacked plates: 58, 59,! 60-Lind 61, which are arranged in chambers @ 62, 63, 64 and 6'5. At the lower end of the device, the finished material is discharged through an outlet opening 66, whose opening cross-section with. Using an adjustable flap 67 can be changed.
The treated gases enter the individual chambers below the plate grids 61, 6, 0, 5, 9 and 5.8. The treatment gases are fed to the lowest chamber 65 through a pipe socket 68. At the head of this chamber, the gases flow out again through a pipe socket 69. The supply and discharge of the gases for the treatment chambers 6-1, 63 and 62 takes place in the same way. The exit and inlet nozzles of the individual chambers can be connected to one another if the gas flow is to be used several times. Each chamber can also be operated with different treatment gases if the material has various treatment sections, eg.
B. a drying, cooling and powdering should go through one after the other.
If you want to treat granular materials only in a simple gas passage and want to use them for devices with the smallest possible base area, then the arrangement shown in Fig. 6 in the form of a schematic vertical section is best used.
In a housing 70, three treatment chambers 71, 72 and 73 lying one above the other are arranged. The material to be treated is fed to a funnel 74. and from there to three parallel shafts 75, 76 and 77. The shaft 75 directs the material into the uppermost treatment chamber 71, where it passes over an inclined plate grate 78 to the discharge shaft. 79 migrates, the flow cross-section of which is regulated by a flap 80. The treatment gases are fed to the chamber 71 through a pipe socket 81 and discharged again through a pipe socket 82. The inlet duct 76 guides the material introduced into the funnel 74 into the chamber 72, where it migrates over the plate grate 83 to the outlet duct 8.1.
In a similar way, the material to be treated is introduced into the lowermost treatment chamber 73 through an inlet pan 77, where it reaches the outlet 86 via a plate grate <B> 8 </B> 5. The two lowest chambers receive their gas supply through pipe sockets 87 and 88. The gas is discharged through pipe sockets 89 and 90.
When treating granular substances with gases flowing at a sufficiently fast rate, a particularly favorable utilization and distribution of the treatment gases can be achieved if the treatment container widens upwards in the shape of a funnel. A device suitable for this is in the form of a vertical section from FIG evident.
It is 91 a in cross section. round container which widens conically towards the top. The material to be treated is: introduced through an opening 92. Within the Behäl age 91 it migrates in a continuous stream first over the conical grate surface 93, which consists of individual rings arranged in a scale. From the lowest ring 91, the material reaches the funnel-shaped grate surface 95, which also consists of individual rings. The funnel-shaped intermediate bottom 95 has a central opening 96 through which the treated material flow is continuously removed.
The treatment gases enter through a pipe socket 97. They first flow through the columns of the funnel-shaped intermediate bottom 95 and the layer of material wandering over it. They then go through the crevices of the conical intermediate floor 93 and again through a layer. of the material to be treated. The treatment gases used twice in this way leave the device through a pipe socket 98.
Due to the conical shape of the container, which expands upwards, you reach the lower part of the material layer. greater buoyancy and lower buoyancy in the upper layers.
If, with the help of the process, granular substances are subjected to chemical reactions in a continuous operation, which means that considerable amounts of heat must be added or removed, then the treatment gases are often only sufficient to transport the required amounts of heat if the temperature difference is excessively high. In these cases. Heat exchange surfaces with which the granular substances and the treatment gases come into contact are attached within the device. These heat exchange surfaces are heated or cooled by liquid, gaseous or evaporating media.
You must be like that. Be arranged within the cross-section of the device so that contact between them and thin layers of the downwardly migrating material and the treatment gases is as intense and lasting as possible.
The heat exchange surfaces can for this purpose according to FIGS. 8 and 9 example, in a rectangular treatment container 99 in the form of flat sheet metal pockets 100 be arranged parallel to the container walls. The space between the individual metal pockets 100 is kept as narrow as possible so that the incoming material can migrate downward in thin layers between them. Outside the housing 9.9, the metal pockets 100 are with. connected to a collecting tank 101, which feeds them with the heating or cooling medium.
The treatment gases enter below the plate grate 102 through a pipe socket 103. They flow through and whirl through the material entering through the opening 104 and leave the container through an opening 105. As a result of the material whirling through, an intensive heat exchange takes place on the outer surfaces of the metal pockets 100, so that the material required or given amounts of heat can be supplied or removed in a satisfactory manner. The finished material is discharged through a pipe socket 106, the outlet cross section of which is regulated by a flap 107.
In Fig. 10 is. a cylindrical treatment device with internal heat exchange surfaces shown. It works with two grate surfaces 108 and 109 lying one above the other. The material to be treated enters through an opening 110 and is discharged again through a pipe socket 111, the opening cross section of which is regulated with the aid of the flap 112. The treatment gases enter through a pipe socket 113 and leave the device through the socket 114.
A container 115 is arranged in the interior of the device and an annular collecting space 117 is provided outside the housing jacket 116. Numerous tubes 118 are arranged between the loading container 115 and the collecting space 117. The individual parts 115, 118 and. 1_17 existing heat exchange system is connected to a coolant line, for example by suitable pipe connections 119.
When dissipating the heat of reaction, however, one can also work with an evaporating cooling medium which is located in the container 115 and which is continuously sucked off by a suction pump acting on the pipe 119.
The pipelines <B> 118 </B> form the exchange surfaces with which the material to be treated and the treatment gases must come into intensive contact. These pipes can be curved or spiral-shaped. It is best to arrange them in such a way that the mutual distance between the outer tube surfaces is the same everywhere, so that a uniform heat exchange can take place everywhere with the quantities of material flowing through and the treatment gases blown through.
The method can also be used for powdering granular substances, which is used, for example, when water-attracting salts or artificial fertilizers are to be provided with a protective coating. The device shown in FIG. 11 in the form of a vertical section is expediently used to carry out this type of powdering.
Compared to the device shown in Fig. 1, it differs in that the grate surfaces 120 and 121 are so steep that no static layers of material settle above them, because otherwise these would be relatively easy when dusty air flows through them. would clog. It is particularly expedient if the angle of inclination of the grate elements 122, of which the intermediate floors consist and over which the material to be treated migrates, is at least as large, preferably greater than the flow angle of the material.
The flow angle is understood here to mean that surface inclination at which the material runs off its base without leaving residues.
In the device shown in FIG. 11, the material is introduced into the chamber 128 through a pipe socket 123 and the material is discharged through a pipe socket 124. The treated gases are blown in through the pipe socket 1.25 and leave the device through an opening 126.
The substances to be powdered can be suspended in dust form immediately in the gas stream entering through the pipe socket 125. However, the powdering can also take place with the aid of a secondary gas stream which is loaded with the powdering substances. In this case, for example, on the lower edge of the conical intermediate floor 120, an annular channel 129 is arranged, which has an annular slot 130 for the exit of the dust-containing blown through the pipeline 131 Owns gas quantities.
Instead of through an annular chamber 129 (FIG. 11), the partial gas flow loaded with powdering substances can also be blown into the granular material moving down at another point.
The amount of gas used in the powdering of granular substances according to FIG. 11 as a means of transport of the powdering agent is best loaded with the dusty components in the device shown in FIG.
It is 132 a ventilator which centrally supplies air drawn in through a tangential pipe 133 with an overpressure of, for example, 600 mm water column, to a nozzle 134. From this nozzle flows. the air into a jet pipe (diffuser) 135, an annular gap 136 remaining between the: front edge of the nozzle 134 and the expanding pipe 1.35. The annular gap 136 lies within a closed chamber 137 into which the powdery powdering material is introduced from above with the aid of a transport sleeve 138, the supply of which can be regulated by a slide 139.
The amount of air or gas required for the powdering agent can, however, also be branched off directly from the main air flow and sent through the injector, whereby the installation of a special fan is superfluous.
In all of the diffusion tube 135, the amount of gas laden with it is blown either directly below the intermediate floor 121 or into the annular chamber 129 (FIG. 11).
Analogous to the powder coating of continuous granular material running through the device described, gas dedusting can also be carried out. In this case, dust-laden air or air that needs to be freed from other unwanted suspended solids. initiated by the provision shown in FIG. 11 at <B> 1.25 </B>. The granular material used is a substance or a mixture of substances which, due to its physicochemical properties, absorbs and retains the impurities to be separated from the gas quantities to be cleaned as intensively as possible.
With a suitable choice of working conditions, i. H. With the correct gas speed and material throughput, a sufficiently dedusted gas can be drawn off at the opening 126 (FIG. 17.). The granular substances leaving the device at 124 are fed to a cleaning device. This can consist, for example, of a washing device or of a dedusting device, where the impurities filtered out of the gas flow are removed again. The cleaned granular material is then returned through the pipe socket 123 into the device and used again for dust removal from gases.
If hot, moist masses are cooled with the aid of air or other gases, partial evaporation of the C content of water or other volatile solvents in the masses to be treated occurs, especially in the upper part of the material layer. This takes place in the upper part of the material layer, because the treated gases here have already assumed approximately the 'temperature of the hot material entering.
Such a decrease in the material moisture is undesirable if the ge cooled material should still have a prescribed moisture content. An inadmissible decrease in material moisture can easily be eliminated by moistening the material with the liquids in question, in particular with water or easily evaporating liquids, before it enters the cooling device. This moistening can be done by mixing or spraying.
This is achieved. an additional cooling effect, because the added water or solvent creates an increased possibility of evaporation. The amount of vaporizable liquid added. depends on the intended cooling effect and the ultimate moisture content desired.
Hot substances, e.g. B. water-containing salts, fertilizers, minerals and ores, the water content of which should have a prescribed level in the cooled state, can be cooled very advantageously by prior spraying or sprinkling with water or other solvents. Gasoline, tri-chlorethylene or ether, for example, are suitable as release agents.