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.
Method and device for the treatment of a crumbled or powdery substance @@ with liquid or gaseous agents.
The present invention relates to a method and a device for treating powdery or crumbled substances with liquid or gaseous treatment agents.
In many cases in which a crumbled or powdery substance is to be treated with a liquid or gaseous agent, shaking the substance is often indispensable in order to achieve intensive contact of the parts with the treatment agent - very difficult, if not impossible due to the great friction between the individual parts of the substance, which arises when it is pressed together as a result of storage, etc. Stirring means, such as
B. Sehaufel- lührvorriehtungen become ineffective if siell the fabric is compressed too much; they form passageways in the mass of material which they then run through again and again without actually mixing them or causing close contact with the treatment agent.
These inconveniences can be remedied by using the method according to the invention. The mixing of the substance in a treatment container is made more effective in that an agent is fed to the container from below in such a way that it flows through the substance from bottom to top, against the weight of its ponds. The agent introduced can be the same as that used for treatment.
The speed of the gaseous or liquid agent is expediently limited to a value which is lower than that which could cause particles or lumps of the substance to be treated to be entrained. This condition is there. followed, where the whole mass must remain in the treatment container, until it is removed from the container from below or from the side after the treatment has ended.
Conversely, if the substance has to be carried out entirely or only partially above, the passage speed of the liquid or gaseous agent can be chosen so that. ss dragging occurs. It can e.g. B. the treatment of the fabric can be achieved by a Be treatment agent flow, which has a slightly lower speed than it would be required for dragging, then to subject them to an acceleration of the passage after the end of the treatment, which ensures the dragging.
The method can be used with a constant or variable speed of the liquid or gaseous agent, and the speed can be regulated between a maximum and a minimum, the latter optionally being zero.
Such a scheme is z. B. achievable by introducing the treating agent at a constant speed from below, the execution of which is interrupted at the top or carried out at a variable speed.
The device for carrying out the method, which is also the subject of the invention, is characterized by a container which has a wiping element for the substance to be treated, inlet and outlet openings for the same and an inlet in the lower part and an outlet in the upper part of the container for the agent having.
It is advantageous to use a cylindri's container whose height is greater than its diameter. In order to achieve a reduction in the speed of the treatment agent as it flows out, it is advantageous to choose a shape of the container that widens as seen on the upper part. Such a container can be manufactured in such a way that the connection of a cylindrical lower part with a cylindrical upper part of larger diameter takes place through a type of conical funnel.
The mixing element can be a rotating shaft with blades that are radially to the shaft in two dimensions and have a triangular shape in cross section.
In the accompanying drawing, exemplary embodiments of the device according to the invention are shown, which are described below and on the basis of which the method according to the invention is also explained, for example, in the following. Show it :
1 shows a schematic section through a container suitable for carrying out the method according to the invention,
2 shows a schematic section through another embodiment,
3 shows a perspective view of a mixing element,
Fig. 4 shows a cross section of the same organ at the level of an intermediate store and
5 shows a longitudinal section of the same mixer at the same storage level.
The devices shown for carrying out the method are those in which the agent supplied from below is the same as that for treating the substance.
In FIG. 1, A denotes the cylindrical container which forms the body of the device, and the rotary cutter. The crumbly or powdery substance that is to be subjected to the treatment with a fluid is filled into the container A, up to a certain height (e.g. up to 2/3), in such a way that a free space is created at the top, This enables the substance to swell in the direction of the arrow under the action of the treatment agent introduced from below.
The device according to FIG. 2 has a cylindrical container part D, a likewise cylindrical container part C of larger diameter and the mixing element B.
Both container parts are connected by a conical part that widens upwards.
The mixing element according to FIG. 3 contains a vertical rotating shaft 1 which is concentric to the cylinder A. In the example shown, the blades 2 of the shaft are inserted along a helical line radially to the shaft 1. On the upper part, specifically at the same height as the rotary hook, four blades 2 'are provided, which have the purpose of preventing the gas from dragging solid material particles upwards in the upper part. The shovels 2? are designed so long that almost the entire cross-section of the container can be sprinkled at their height. The blades can be flat, that is, flat, or twisted.
In the lower part of the container, which is not drawn, it is also useful to provide a larger local collection of vanes in order to see an even distribution of the treatment agent in the mass. The shaft 1 is supported by an upper bearing 3, 4 and a lower one (not shown in detail), which consists of a sleeve 3 with rigid radial arms 4, the ends of which usually support the container shell A. One or more intermediate bearings 5, 6 (depending on the length and diameter of the rotating shaft) can be provided in order to prevent the shaft from bending due to the bending forces caused by the transverse loads.
Each intermediate bearing consists of a sleeve 5 with radial arms 6, the ends of which are bent near an arc and are supported on the container shell. The arms 6 are ajar like a spring and hold the shaft I radially centric without it being necessary to mow it tightly on the container shell itself. It is now assumed that the arms 6 are bent near the rear with respect to the direction of rotation X of the shaft in order to avoid possible wear of the container jacket A if a relatively limited movement between the arms 6 and the jacket A should arise.
A rotary movement of the intermediate bearing is largely prevented by the mass being treated, which penetrates wedge-like between the arm ends 6 and the casing A at points 7 (as can be seen in FIG. 4). The sleeve 5 cooperates with the shaft 1 by means of the bronze cladding 8 between the shoulders 9 (FIG. 5) of the shaft 1, an axial displacement of the bearing relative to the shaft itself being avoided.
For the purpose of creating an automatic and continuous cleaning of the blades 2, it is advantageous to provide fixed radial blades 10 (FIG. 3) on the casing A in such a way that each cleaning blade can be placed between two movable blades. These blades 10 can also be intended to prevent the moving mass from being dragged along by the mixing element. The shaft 1 can be driven either from the upper or from the lower side.
The method described and the device he explained are suitable for various physical and chemical treatments; they can preferably be used for the hydrolysis of cellulose and especially of olive residues; it is possible to convert volatile products from it, such as B. the furfural, as well as organic acids etc. by steam treatment in the presence, means to win an acid.