CH308557A

CH308557A - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung eines gebröckelten oder pulverförmigen Stoffes mit flüssigen oder gasförmigen Mitteln.

Info

Publication number: CH308557A
Authority: CH
Inventors: Rossi Giovanni
Original assignee: Rossi Giovanni
Priority date: 1951-07-17
Filing date: 1952-07-16
Publication date: 1955-07-31
Also published as: GB733926A; BE512901A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung eines gebröckelten oder pulverförmigen Stoff@@ mit flüssigen oder gasformigen Mitteln.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von pulverförmigen oder gebrök- kelten Stoffen mit flüssigen oder gasförmigen Behandlungsmitteln.

In vielen Fällen, bei denen ein gebröckel- ter oder puverförmiger Stoff mit einem flüssigen oder gasformigen Mittel behandelt werden soll, ist ein Schütteln des Stoffes das zweeks Erreichung einer intensiven Berührung der Teile mit dem Behandlungsmittel oft unentbehrlieh ist-sehr schwer, wenn nicht unmöglich zu bewerkstelligen, und zwar var wegen der grossen Reibungzwischen den einzelnen Teilen des Stoffes, die durch Zusam- menpressen desselben infolge der Lagerung usw. entsteht. Riihrmittel, wie z.

B. Sehaufel- lührvorriehtungen, werden unwirksam, wenn siell der Stoff zu stark zusammenpresst ; sie bilden in der Stoffmasse Durchgangswege@ die sie dann immer wieder durehlaufen, ohne eine tatsächliche Durchmischung derselben bzw. eine enge Berührung mit dem Behandlungsmittel zu bewirken.

Diese Übelstände können durch die Anwendung des Verfahrens gemäss der Erfindung behoben werden. Das Durchmischen des Stoffes in einem Behandlungsbehälter wird dadurch wirksamer gestaltet, dass ein Mittel dem Behälter derart von unten zugeführt wird, dass es den Stoff entgegen dem Eigengewicht seiner Teichen von unten nach oben durchströmt. Das eingeführte Mittel kann dabei das gleiche sein wie das zur Behandlung verwendete.

Zweckmässigerweise ist die Geschwindig- keit des gasförmigen oder flüssigen Mittels auf einen Wert beschränkt, der kleiner ist als derjenige, der das Mitschleppen von Teilchen oder Brocken des zu behandelnden Stoffes verursachen konnte. Dieser Bedingung wird da. nachgekommen, wo die ganze Masse in dem Behandlungsbehälter zurückbleiben mu#, bis sie, nachdem die Behandlung beendigt ist, von unten oder seitlich aus dem besagten Behälter herausgenommen wird.

Wenn umgekehrt der Stoff ganz oder nur teilweise oben ausgeführt werden muss, kann die Durehgangsgeschwindigkeit des flüssigen oder gasförmigen Mittels so gewählt werden, da. ss ein Mitschleppen erfolgt. Es kann z. B. die Behandlung des Stoffes durch einen Be handlungsmittelstrom erwirkt werden, der eine etwas kleinere Geschwindigkeit aufweist, als sie zum Mitschleppen erforderlich wäre, um sie dann nach der Beendigung der Behandlung einer Beschleunigung des Durchganges zu unterziehen, die das Mitschleppen sichert.

Das Verfahren kann unter einer konstanten oder veränderlichen Geschwindigkeit des flüssigen oder gasförmigen Mittels in Anwendung gebraeht werden, und die Geschwindig- keit kann zwisehen einem Maximum und einem Minimum geregelt werden, wobei letzteres gegebenenfalls gleich Null sein kann.

Eine solche Regelung ist z. B. erreichbar durch die Einführung des behandelnden Mittels unter einer konstanten Geschwindigkeit von unten, wobei das Ausführen desselben oben unterbrochen oder mit veränderlicher Geschwindigkeit durchgeführt wird.

Die ebenfalls Gegenstand der Erfindung bildende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen Behälter, der ein Wischorgan für den zu behandelnden Stoff, Eingangs-und Ausgangs öffnungen für denselben sowie einen Einlass im untern Teil und einen Auslass im obern Teil des Behälters für das Mittel aufweist.

Dabei ist es von Vorteil, einen zylindri schen Behälter zu verwenden, dessen Höhe grosser ist als sein Durchmesser. Um eine Ge- sehwindigkeitssenkung des Behandlungsmit- tels bei seinem Ausfluss zu erzielen, ist es von Vorteil, eine sieh am Oberteil erweiternde Form des Behälters zu wählen. Ein soleher Behälter kann derart hergestellt sein, dass der Anschluss eines zylindrischen Unterteils mit einem zylindrischen Oberteil von grösserem Durchmesser durch eine Art kegeligen Trichters erfolgt.

Das Mischorgan kann eine rotierende Welle mit Sehaufeln sein, die zweekmässig radial zur Welle stehen und im Quersehnitt dreieckige Form haben.

Auf der beiliegenden Zeichnung sind Aus führungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt, welche nachstehend beschrieben werden und an Hand von welchen im folgenden auch das erfindungsgemä#e Ver- fahren beispielsweise erlä utert wird. Es zeigen :
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch einen zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeigneten Behälter,
Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch eine andere Ausführungsform,
Fig. 3 eine perspektivische Ansieht eines Mischorgans,
Fig. 4 einen Querschnitt desselben Organs in der Höhe eines Zwischenlagers und
Fig. 5 einen Längsschnitt desselben Mischorgans auf der gleichen Lagerhöhe.

Bei den gezeichneten Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens handelt es sich um solehe, bei denen das von unten her zugeführte Mittel das gleiche ist wie das zur Behandlung des Stoffes.

In der Fig. 1 bezeichnet A den zylindri- schen Behälter, der den Körper der Vorrich- tung bildet, und den Drehmiseher. In den Behälter A wird der gebröekelte oder pulverförmige Stoff eingefüllt, der der Behandlung mit einem Fluidum unterzogen werden soll, und zwar bis zu einer gewissen Höhe (z. B. bis zu 2/3), derart, dass oben ein freier Raum entsteht, was eine unter der Wirkung des von unten eingeführten Behandlungsmittels in Richtung des Pfeils bewirkte Anschwel- lung des Stoffes ermöglieht.

Die Vorrichtung gemäss Fig. 2 weist einen zylindrischen Behälterteil D, einen ebenfalls zylindrischen Behälterteil C von grösserem Durchmesser und das Misehorgan B auf.

Beide Behälterteile sind dureh einen sieh nach oben erweiternden konischen Teil verbunden.

Das Mischorgan nach Fig. 3 enthält eine senkrechte, zum Zylinder A konzentrisehe Drehwelle 1. Die Schaufeln 2 der Welle sind in dem dargestellten Beispiel längs einer Schraubenlinie radial zur Welle 1 eingesetzt. Am obern Teil, und zwar auf gleicher Höhe der Drehaehse, sind vier Schaufeln 2'vorgesehen, welche den Zweck haben, im obern Teil zu verhindern, dass das Gas nach oben feste Materialteilchen mitschleppt. Die Schaufeln 2 ? sind so lang ausgebildet, dass auf ihrer Höhe annähernd der ganze Behälterquersehnitt bestriehen werden kann. Die Schaufeln können flaeh, das hei#t eben, oder verdreht sein.

Im untern nicht gezeiclineten Teil des Behälters ist es ebenfalls nützlich, eine grössere örtliche Ansammlung von Schaufeln vorzusehen, um eine gleichmässige Verteilung des Behandlungsmittels in der Masse zu siehern. Die Welle 1 ist von einem obern Lager 3, 4 und einem untern (nicht näher dargestellt) getragen, welches aus einer Hülse 3 mit steifen Radialarmen 4 besteht, deren Enden sich regel den Behältermantel A stützen. Es können ein oder mehrere Zwischenlager 5, 6 (je nach der Länge und dem Durchmesser der Drehwelle) vorgesehen sein, um ein Verbiegen der Welle durch die von den Querlasten verursachten Biegekräfte zu verhindern.

Jedes Zwischenlager besteht aus einer Hülse 5 mit Radialarmen 6, deren Enden naeh einem Kreisbogen verbogen sind und sich auf dem Behältermantel abstützen. Die Arme 6 sind federartig angelehnt und halten die Welle I radial zentrisch, ohne dass es nötig ist, diese auf dem Behältermantel selbst fest zumaehen. Es wird nun angenommen, dass die Arme 6 naeh hinten in bezug auf die Drehrichtung X der Welle verbogen sind, um eine etwaige Abnutzung des Behältermantels A zu N ermeiden, falls eine verhältnismässig be schränkte Bewegung zwischen den Armen 6 und dem Mantel A entstehen sollte.

Eine Drehbewegung des Zwischenlagers wird zwar weitgehend von der sich in Behandlung befindliehen Masse verhindert, die keilartig zwischen die Armenden 6 und den Mantel A bei den Punkten 7 (wie in der Fig. 4 ersicht- lich) eindringt. Die Hülse 5 arbeitet mit der Welle 1 vermittels der Bronzeverkleidung 8 zwischen den Schultern 9 (Fig. 5) der Welle 1 zusammen, wobei eine axiale Verschiebung des Lagers zur Welle selbst vermieden wird.

Zum Zweeke, eine selbsttätige und fortlaufende Reinigung der Schaufeln 2 zu schaffen, ist es vorteilhaft, auf dem Mantel A feststehende Radialschaufeln 10 (Fig. 3) vorzusehen, derart, dass jede Reinigungsschaufel zwisehen zwei bewegliehen Schaufeln Platz findet. Diese Schaufeln 10 können aber auch dazu bestimmt sein, das Mitschleppen der in Bewegung befindliehen Masse durch das Mischorgan zu verhindern. Der Antrieb der Welle 1 kann entweder von der obern oder von der untern Seite aus erfolgen.

Das beschriebene Verfahren und die er läuterte Vorrichtung eignen sich für verschiedene physikalische und chemische Behand lungen ; sie können vorzugsweise zur Hydrolyse von Zellstoffen und ganz besonders von Olivenrückständen angewendet werden ; es ist möglich, daraus flüchtige Erzeugnisse, wie z. B. das Furfurol, sowie organisehe Säuren usw. durch Wasserdampfbehandlung in Anwesen, heit einer Säure zu gewinnen.

Claims

Beispiet : 100 kg Olivenrückstände wurden zuerst unter Zuführung von 2 kg gelöster Schwefel- säure behandelt und dann in den Behälter gemäss vorstehender Beschreibung gebraeht ; die Masse nahm etwa 2/3 der Höhe des Behand lungsbehälters ein. Der Wasserdampf wurde von unten her eingespritzt und durch den obern Teil des Behälters entlassen, und zwar mit einer derartigen Geschwindigkeit unter Berüeksichtigung des spezifischen Gewichtes und der Stückgrosse der Masse, dass diese auf ein solches Mass angeschwollen ist, dass nicht der ganze Rauminhalt des Behandlungsbe- hälters A besetzt wurde.

Gleichzeitig wurde die Rührvorrichtung gemäss der Beschreibung in Betrieb gesetzt. Die Behandlung dauerte etwa 20 Minuten, und 12 kg Furfurol wurden gewonnen. o PATENTANSPRUCH I : Verfahren zur Behandlung eines gebrok- kelten oder pulverformigen Stoffes mit gasförmigen oder flüssigen Behandlungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durch- mischen des Stoffes in einem Behandlungsbehälter wirksamer gestaltet wird, indem ein Mittel dem Behälter derart von unten zugeführt wird, dass es den Stoff entgegen dem Eigengewieht seiner Teilehen von unten nach oben durehströmt.

UNTERANSPROCHE : 1. Verfahren nach Patentansprueh I, dadurch gekennzeiehnet, dass das von unten her zugeführte Mittel dasselbe ist, welches für die Behandlung des Stoffes zur Verwendung gelangt.

2. Verfahren nach Patentanspruch I, da dureh gekennzeichnet, dass die Geschwindig- keit des von unten her zugeführten Mittels innerhalb solcher Grenzen gehalten wird, dass kein Mitschleppen von Teilchen des Stoffes verursacht wird.

3. Verfahren naeh Patentanspruch I, da- durch gekennzeichnet, dass die Gesehwindig- keit des Mittels konstant gehalten wird.

4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindig- keit des Mittels zwischen einem Maximal-und einem Minimalwert verändert wird.

5. Verfahren naeh Patentansprueh I, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr des Mittels zeitweise mterbrochen wird.

6. Verfahren nach Patentanspruch I, da- durch gekennzeichnet, dass das Mittel mit gleichbleibender Geschwindigkeit eingeführt, aber mit veränderlicher Gesehwindigkeit abgelassen wird.

7. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der zu behandelnde Stoff nicht den ganzen Rauminhalt des Behandlungsbehälters füllt.

8. Verfahren naeh Unteransprueh 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoff ange nähert 2/3 des Rauminhaltes des Behand lungsbehälters füllt.

PATENTANSPRUCH II : Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentansprueh I, gekennzeichnet durch einen Behälter, der ein Misehorgan n für den zu behandelnden Stoff, Eingangsund Ausgangsoffnungen für denselben sowie einen Einlass im untern Teil und einen Aus- la. im obern Teil des Behälters für das Mittel aufweist.

UNTERANSPRÜCHE : 9. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter zylindrisch ist.

10. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohe des Behälters grö#er als der Durchmesser desselben ist.

11. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter in seinem obern Teil eine Erweiterung aufweist.

12. Vorrichtung nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter aus zwei zylindrischen, koaxial übereinander gestellten Teilen von verschiedenem Durch- messer und einem kegeligen, die besagten zwei Teile verbindenden und sieh naeh oben erweiternden Teil besteht.

13. Vorrichtung nach Patentaspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischorgan a. us einer drehbaren Welle mit radial ange- ordneten Schaufeln besteht.

14, Vorrichtung nach Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln am obern Teil der Welle in grösserer Anzahl vorhanden sind.

15. Vorrichtung nach Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln am untern Teil der Welle in grösserer Anzahl vorhanden sind.

16. Vorrichtung nach Unteransprüchen 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass im obern und im untern Teil des Mischorgans auf der gleichen Ebene, lotrecht zur Drehachse, mehrere Schaufeln vorgesehen sind.

17. Vorrichtung nach Unteransprueh 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln so lang ausgebildet sind, dass sie angenähert den ganzen Behälterquersehnitt bei der Dre hung des Misehorgans bestreichen.

18. Vorrichtung naeh Unteransprueh 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sehaufeln auf der Drehwelle längs einer Sehraubenlinie angeordnet sind.

19. Vorriehtung naeh Unteransprueh 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln eben sind.

20. Vorrichtung nach Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln verdreht sind.

21. Vorrichtung nach Unteransprueh 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwelle von wenigstens einem Lager getragen ist, welches mit Radialarmen versehen ist, die sich mit ihren äu#ern Enden gegen den Behälter- mantel abstiitzen.

22. Vorrichtung nach Unteranspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Radialarme nach einem Kreisbogen umgebo g und federartig sind.

23. Vorrichtung nach Unteranspruch 22, daclureh gekennzeichnet, dass die Armenden bezüglich der Drehrichtung des Misehorgans nach hinten gebogen sind.

24. Vorrichtung nach Patentanspruch h II, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durehmi- Schung des Inhaltes zusätzlich Schikanen am Behältermantel vorgesehen sind.

25. Vorrichtung naeh Unteranspruch 24 dadurch gekennzeichnet, da# die Sehikaner auf der Innenseite des Behältermantels auf- gesetzte, radiale Schaufeln sind, die derart der Hohe des Behälters entlang verteilt sind, dass bei der Rotation des Mischorgans je zwischen zwei feststehenden Schaufeln des Mantels eine Schaufel der Drehwelle hindurchläuft.