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Verfahren zur Wärmebehandlung von feinteiligem Feststoff mit Hilfe eines Gases Für die Wärmebehandlung von feinteiligen Feststoffen ist schon ein Verfahren vorgeschlagen worden, das eine besonders intensive Wirkung dadurch erreicht, dass die Feststoffe durch einen Gasstrom auf wendelförmigen Bahnen entlang einer beheizten Rohrwand geführt werden. Mit einer derart pneumatischen Förderung ist zwangsweise ein Gleichstrom von Feststoff und Wärmebehandlungsgas verbunden. Die erzielte Wirkung kann, wie sich gezeigt hat, in vielen Fällen noch verbessert werden.
Das Patent betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung, insbesondere zur Trocknung, von fein- teiligem Feststoff mit Hilfe eines in wendelförmiger Bahn geführten Gases in einem von aussen beheizten oder gekühlten senkrechten Rohr, welches Verfahren sich dadurch auszeichnet, dass das Gas in einer wendelförmigen Bahn kleiner Steigung durch das Rohr hinaufgeführt wird, welche Bahn durch flügelförmige Leitorgane bewirkt wird, während mindestens ein Teil des feinteiligen Feststoffes entgegen dem Gasstrom durch sein Eigengewicht mit einer durch den Gasstrom verminderten Geschwindigkeit das Rohr ebenfalls wendelförmig von oben nach unten durchläuft.
Durch diese Arbeitsweise wird unter Beibehaltung der früher erreichten Vorteile eine weitere Steigerung der Wirtschaftlichkeit und Leistungsfähigkeit erzielt, und zwar durch die Gegenstromführung von Gas und Feststoff, wobei der intensive Wärmeaustausch zwischen Wand und Feststoff noch besonders gefördert wird. Das Patent betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Anhand der Zeichnung wird anschliessend das Verfahren nach der Erfindung beispielsweise erläutert. Ein mit Wärme zu behandelndes feinteiliges Gut wird mit einem Schneckenzuteiler 1 einem von aussen beheizten oder gekühlten Rohr 2 oben zugeführt. Das Rohr 2 ist von einem koaxialen Rohr 2a um- geben, so dass zwischen beiden Rohren 2 und 2a ein Ringraum gebildet ist, der von einem. Heiz- bzw. Kühlmedium durchströmt wird. In dem Rohr 2 befinden sich drehbar angeordnete Leitorgane 3, über die das Gut annähernd auf Schraubenlinien abwärtswandert.
Ein als Wärmeaustauschmittel dienendes Gas tritt bei 4 in das Rohr 2 ein, durchströmt dieses unter der Einwirkung der Leitorgane 3 auf schrau- benlinienförmiger Bahn von unten nach oben, also im Gegenstrom zum Gut, verlässt das Rohr 2 bei 5 und wird in dem Abscheider 6 von mitgerissenen Feststoffpartikeln befreit. Das Gut wird bei 7 über eine Zellenradschleuse abgezogen.
Das Gas strömt im Rohr 2 in einer wendelför- migen Bahn kleiner Steigung, die durch die Leit- organe 3 bestimmt ist. Die Geschwindigkeit des aufsteigenden Gases wird so eingestellt, dass der Feststoff gerade noch nicht aus dem Rohr 2 nach oben mit dem Gasstrom ausgetragen wird, sondern diesem entgegen gerichtet das Rohr 2 durchwandert und schliesslich an dem unteren Ende desselben abgezogen wird. Der Vorteil dieser Arbeitsweise besteht hauptsächlich darin, dass relativ lange Aufenthaltszeiten des Gutes im Rohr 2 erreicht werden, die in vielen Fällen erwünscht sind und die bei einer pneumatischen Gleichstromförderung nicht zu erreichen sind. Weiterhin kann z.
B. beim Trocknen ein besonders günstiges Verhältnis von Feststoffdurchsatz zur Gasmenge und damit eine entsprechend gute Ausnutzung des Gases erzielt werden.
Von besonderer Wichtigkeit ist es, darauf zu achten, dass entsprechend der Körnung, dem spezifischen Gewicht und dem spezifischen Widerstand die geeignete Strömungsgeschwindigkeit des Gases so eingestellt wird, dass das Gut entgegen der Gasströmungsrichtung nach unten wandert. Die lineare
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Steigegeschwindigkeit des Gases soll beispielsweise etwa um 20'/o unterhalb der Fallgeschwindigkeit der Feststoffteilchen liegen.
Da in der Technik häufig Kornmenge von verschiedener Fallgeschwindigkeit der Einzelteilchen vorhanden ist, ist es erforderlich, für die groberen längere Aufenthaltszeiten vorzusehen als für die feineren. Für solche Fälle wird eine Kombination von zwei Anlagen vorgeschlagen, derart, dass die eine in der beschriebenen Weise im Gegenstrom arbeitet, aber so eingestellt wird, dass eine feine Fraktion des Gutes mit dem Gas ausgetragen wird und dass dieses austretende Gemisch nachfolgend einer Gleichstromwärmebehandlungsvorrichtung, wie sie im Schweizer Patent 343887 beschrieben ist, zugeführt wird.
Diese nachfolgende Wärmebehandlung wird mit Hilfe eines in wendelförmiger Bahn geführten Gases in einem von aussen beheizten oder gekühlten Strömungsrohr durchgeführt, in dessen Innerem schraubenlinienför- mig verlaufende Leitorgane zur Erzeugung der wen- delförmigen Bahn des Gases und des Gutes vorgesehen sind. Dabei werden an einer zentral im Strömungsrohr angebrachten Stange oder einem Rohr befestigte, flügelartig gekrümmte oder ebene Platten verwendet, die längs einer Schraubenlinie verteilt sind. Diese Platten reichen nicht bis an die Strö- mungsrohrinnenwand heran.
Dabei werden die Strömungsgeschwindigkeit des Gemisches und die Neigung der Platten so aufeinander abgestellt, dass sich ein an der Strömungsrohrinnenwand schraubenlinien- förmig geführter Gutschleier ausbildet. Gleichzeitig müssen die Leitorgane so ausgebildet äzw. eingesetzt sein, dass der Gasstrom immer wieder zerteilt wird.
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Process for the heat treatment of finely divided solids with the aid of a gas A process has already been proposed for the heat treatment of finely divided solids which achieves a particularly intensive effect in that the solids are guided by a gas stream on helical paths along a heated pipe wall. A direct current of solid matter and heat treatment gas is inevitably associated with such a pneumatic conveyance. As has been shown, the effect achieved can be improved in many cases.
The patent relates to a process for the heat treatment, in particular for drying, of finely divided solids with the aid of a gas guided in a helical path in a vertical pipe heated or cooled from the outside, which process is characterized in that the gas is in a helical path with a small pitch is led up through the pipe, which path is effected by wing-shaped guide elements, while at least part of the finely divided solid against the gas flow by its own weight also runs helically through the pipe from top to bottom at a speed reduced by the gas flow.
This way of working, while maintaining the advantages achieved earlier, a further increase in economic efficiency and performance is achieved, namely through the countercurrent flow of gas and solid, with the intensive heat exchange between the wall and solid being particularly promoted. The patent also relates to an apparatus for performing the method.
The method according to the invention will then be explained, for example, using the drawing. A finely divided material to be treated with heat is fed with a screw feeder 1 to an externally heated or cooled pipe 2 at the top. The tube 2 is surrounded by a coaxial tube 2a, so that an annular space is formed between the two tubes 2 and 2a, which is surrounded by a. Heating or cooling medium is flowed through. In the tube 2 there are rotatably arranged guide elements 3, via which the material moves downwards approximately on helical lines.
A gas serving as a heat exchange medium enters the pipe 2 at 4, flows through it under the action of the guide elements 3 on a helical path from bottom to top, i.e. in countercurrent to the material, leaves the pipe 2 at 5 and is in the separator 6 freed from entrained solid particles. The material is withdrawn at 7 via a rotary valve.
The gas flows in the pipe 2 in a helical path with a small pitch, which is determined by the guide elements 3. The speed of the rising gas is set so that the solid is not yet discharged from the pipe 2 upwards with the gas flow, but instead wanders through the pipe 2 in the opposite direction and is finally drawn off at the lower end of the same. The advantage of this mode of operation is mainly that relatively long residence times of the goods in the pipe 2 are achieved, which are desirable in many cases and which cannot be achieved with pneumatic direct current conveyance. Furthermore, z.
B. when drying a particularly favorable ratio of solids throughput to the amount of gas and thus a correspondingly good utilization of the gas can be achieved.
It is particularly important to ensure that the appropriate flow rate of the gas is set in accordance with the grain size, the specific weight and the specific resistance so that the material moves downwards against the direction of gas flow. The linear
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The rate of rise of the gas should, for example, be about 20% below the rate of fall of the solid particles.
Since in technology there is often a quantity of grain of different falling speeds of the individual particles, it is necessary to provide longer residence times for the coarser than for the finer ones. For such cases, a combination of two systems is proposed, in such a way that one works in countercurrent in the manner described, but is set in such a way that a fine fraction of the material is discharged with the gas and that this emerging mixture is subsequently subjected to a cocurrent heat treatment device, such as it is described in Swiss patent 343887 is supplied.
This subsequent heat treatment is carried out with the help of a helically guided gas in an externally heated or cooled flow pipe, inside of which helical guide elements are provided for generating the helical path of the gas and the material. In this case, wing-like curved or flat plates are used which are attached to a rod or a pipe that is attached centrally in the flow pipe and which are distributed along a helical line. These plates do not reach the inner wall of the flow tube.
The flow velocity of the mixture and the inclination of the plates are adjusted to one another in such a way that a helical veil of material is formed on the inner wall of the flow pipe. At the same time, the guide organs must be designed äzw. be used so that the gas flow is broken up again and again.