CH642272A5

CH642272A5 - Einrichtung zur mechanischen, thermischen oder chemischen behandlung eines fliessfaehigen stoffes mit einem fluid.

Info

Publication number: CH642272A5
Application number: CH641979A
Authority: CH
Inventors: August Dr Guyer; Juerg Dr Lieberherr
Original assignee: Escher Wyss Ag
Priority date: 1979-07-10
Filing date: 1979-07-10
Publication date: 1984-04-13
Also published as: BR8004225A; IT8023308A0; JPS5651232A; FR2460704A1; IT1198339B; GB2054117A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur mechanischen, thermischen oder chemischen Behandlung eines fliessfahigen Stoffes, insbesondere einer Suspension mit mindestens einem Fluid.

Es kann sich beispielsweise um einen Waschprozess eines Rohsalzes mittels einer Reinsole handeln. Dabei sollen Verunreinigungen des Rohsalzes aus diesem ausgewaschen und weggeschwemmt oder sedimentiert werden.

Als Beispiel einer Einrichtung für die chemische Behandlung fliessfähiger Stoffe sind Rührkessel verschiedener apparativen Konzepte zu erwähnen. Ihre primäre Aufgabe ist die Zusammenführung und Mischen der zu reagierenden Komponenten.

Als Beispiel einer Einrichtung für die thermische Behandlung fliessfähiger Stoffe sind Wärmeaustauscher bekannt. Im Falle der Direkt-Wärmeaustauscher ist deren primäre Aufgabe die Zusammenführung, Mischung und gegebenenfalls anschliessende Trennung der Komponenten, etwa in einem Füllkörperapparat.

Für die mechanische Behandlung fliessfähiger Stoffe im Sinne der Erfindung sind Sedimentationsapparate und -ge-fässe, Hydrozyklone, Sicht- und Siebgeräte zu erwähnen, wo die Schwerkraft zur Anwendung kommt.

Bei solchen Einrichtungen kommen oft alle der genannten Behandlungsarten, d.h. sowohl mechanische, chemische wie auch thermische, allein oder in Kombination zur Anwendung.

Bei den erwähnten Behandlungsapparaten werden durchwegs spezielle Ansprüche an die Verweilzeit der Komponenten gestellt. So kann z.B. gefordert werden, dass Feststoffpartikel einer zu behandelnden Suspension möglichst während der gleichen Zeitspanne im Kontakt mit dem behandelnden Fluid bleiben, gerechnet von dem Zeitpunkt des Zusammentreffens der Partikel mit dem Fluid bis zur Beendigung der Behandlung bzw. bis zum Austritt der Partikel aus der Einrichtung. Insbesondere sollen sich entlang des Behandlungsstromes keine Totzonen bilden können, in welchen die der Behandlung zur Verfügung stehende Kontaktzeit wesentlich grösser ist als die über den gesamten Behandlungsstrom gemittelte Kontaktzeit.

In bisher bekannten Apparaten, welche mechanische, thermische und chemische Behandlung einzeln oder in Kombination erlauben, gelingt dagegen die spezifische Anpassung des Verweilzeitspektrums an das Kornspektrum nur unvollkommen. Die Behandlungszeiten des Uber- bzw. Unterkorns werden in bisherigen Apparaten unerwünscht klein bzw. gross.

Mit der vorliegenden Erfindung soll erreicht werden,

dass die mechanische, thermische und chemische Behandlung eines fliessfahigen Stoffes, einzeln oder in Kombination derart abläuft, dass im Falle partikelfreier Fluide ein wohldefiniertes, enges Verweilzeitspektrum eingehalten wird und dass im Falle einer Suspension mit zu behandelnden Partikeln deren Verweilzeitspektrum spezifisch dem Korngrös-senspektrum angepasst wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung zur mechanischen, thermischen oder chemischen Behandlung eines fliessfahigen Stoffes erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Massnahmen gelöst.

Nach einer Ausführungsform wird diese gewünschte Strömung dadurch erzielt, dass der Behandlungsraum zwischen zick-zack geformten Wänden begrenzt ist.

Eine grössere Kapazität der Einrichtung kann dadurch erzielt werden, dass mehrere Behandlungsräume parallel zueinander angeordnet und geschaltet werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform vergrössert sich allmählich in Stromrichtung der durchströmte Querschnitt des Behandlungsraumes; solche Behandlungsräume sind dann fächerartig angeordnet und parallel geschaltet, so dass jeweils ein Behandlungsraum mit seinem benachbarten eine gemeinsame, die beiden Räume begrenzende Wand aufweist.

Nach einer weiteren Ausführungsform sind die Behandlungsräume ringförmig und das durchströmte Profil vergrössert sich allmählich in Stromrichtung; solche Behandlungsräume sind koaxial ineinander eingeschachtelt.

In dem erfindungsgemässen Behandlungsraum, in welchem sich mit dem sich ändernden durchströmten Profil die Strömungsintensität ändert, wird ein breiteres Korngrösse-spektrum mit angenähert gleicher Verweilzeit behandelt.

Im weiteren wird der Erfindungsgegenstand anhand einiger in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erklärt.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 im schematischen Längsschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 und 3 axonometrisch ein erstes und zweites Ausführungsbeispiel von Einbauten in einem Behandlungsraum,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel, axonometrisch dargestellt in Ansicht,

Fig. 5 Beispiel gemäss Fig. 4 schematisch im Längsschnitt,

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Fig. 6 einen Schnitt gemäss Linie VI-VI in Fig. 5.

Die Einrichtung zur mechanischen, thermischen oder chemischen Behandlung eines fliessfahigen Stoffes, insbesondere einer Suspension, mit mindestens einem Fluid hat mindestens einen Behandlungsraum, welcher in allen Figuren mit 1 bezeichnet ist.

Der Behandlungsraum 1 steht senkrecht im Raum, oder bis um 25° zur Senkrechten geneigt, wie es in einigen Ausführungen später gezeigt wird.

Der Behandlungsraum ist durchströmt von unten nach oben mit einem behandelnden Fluid, welches über eine Leitung 2 zugeführt wird. Der zu behandelnde fliessfahige Stoff wird in den Behandlungsraum über eine Leitung 3 zugeführt.

Die Fläche des durchströmten Querschnitts des Behandlungsraumes ändert sich von unten nach oben.

In den Fig. 1, 2, 3 und 5 wird gezeigt, dass sich der Querschnitt von unten nach oben vergrössert.

Der Behandlungsraum ist entweder mit zick-zack geformten Wandungen 4 versehen, wie es in den Fig. 1, 5 und 6 besonders anschaulich gezeigt ist, oder es sind in ihm zick-zack geformte Einbauten 5 vorgesehen. Solche sind in Fig. 2 und 3 axonometrisch gezeigt.

Diese Wandungen oder Einbauten führen den Strom durch den Behandlungsraum, so dass es an ihren scharfen Kanten jeweils zu Wirbelungen kommt. Diese Führung des Stromes weist keine Totzonen auf. Der sich ändernde durchströmte Querschnitt des Behandlungsraumes führt eine sich dementsprechend ändernde Stromgeschwindigkeit mit sich. Die Zonen des langsameren oder sich verlangsamenden Stromes sind für die Behandlung der kleineren Partikel des Korngrössespektrums vorgesehen und dimensioniert.

Zur Erhöhung der Kapazität der Einrichtung sind einige Behandlungsräume parallel angeordnet und geschaltet, wie es in Fig. 1 gezeigt ist.

Eine räum- und materialsparende Bauweise der erfin-dungsgemässen Einrichtung ist für den Fall sich von unten nach oben erweiternden Behandlungsräume in Fig. 4 bis 6 gezeigt.

Die Behandlungsräume sind dicht nebeneinander angeordnet, so dass jeweils ein Behandlungsraum mit seinem benachbarten eine gemeinsame, die beiden Räume jeweils von

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einer Seite begrenzende Wand aufweist. Dadurch ergibt sich ein fächerartiges Gebilde, wie es besonders in Fig. 5 zu sehen ist. Die einzelnen Räume haben jeweils einen viereckigen Querschnitt.

5 Eine weitere (nicht gezeigte) Ausführung weist ringförmige Behandlungsräume auf. Sie sind koaxial zueinander angeordnet und ineinander eingeschachtelt. Ein axialer Längsschnitt dieser Einrichtung schaut gleich aus wie nach Fig. 5. Die Räume sind jedoch rotationssymmetrische koni-lo sehe Gebilde.

Die universell in andere mechanische, thermische und chemische oder kombinierte Prozesse übertragbare Funktionsweise der Einrichtung wird nun beispielsweise anhand eines Wasch- und Trennprozesses beschrieben:

15 Es wird eine verschmutzte Suspension mit einer Waschflüssigkeit behandelt werden. Die Feststoffpartikel sollen von den Schmutzstoffen getrennt werden. Zum Beispiel Rohsalz soll mit Reinsole behandelt werden.

Rohsalz, das durch gelöste oder ungelöste Bestandteile 20 verschmutzt ist, wird in der Einrichtung mit reiner Sole im Gegenstrom gewaschen. In der zu diesem Zwecke eingesetzten Apparatur, beispielsweise in einer, die in Fig. 5 und 6 gezeigt ist, erfolgt die Rohsalzaufgabe durch den seitlich angebrachten Trichter 3 jeweils in die oberste Zone des Behand-25 lungsraumes 1. Die Reinsole gelangt durch die Leitung 2 von unten in den Behandlungsraum. In jedem, durch zwei benachbarte Knickstellen der Wandung begrenzten Behandlungsraumabschnitt herrscht als Folge der nach oben fortschreitenden Erweiterung des Behandlungsraumes eine mitt- : 30 lere Schleppkraft vor, so dass jeder Apparaturhöhe eine Partikelgrösse zugeordnet werden kann. Dadurch gelingt es, die austraggefährdeten kleinen Partikel im Apparatekopf und die stark sedimentierenden grossen Partikel im Apparateboden im Behandlungsraum zurückzubehalten und sie ebenso 35 wie mittelgrosse Partikel während einer ähnlichen Verweilzeit dem Waschprozess zu unterziehen.

Aus Bilanzgründen wird bei stationärer Betriebsweise am Apparatekopf ein Partikelstrom mit vorwiegend kleinen Salzpartikeln sowie Schwebestoffe und am Apparateboden 40 ein Partikelstrom mit vorwiegend grossen Partikeln sowie Sinkstoffe ausgetragen, die zusammen dem Partikelstrom am Aufgabetrichter entsprechen.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

642 272 PATENTANSPRÜCHE

1. Einrichtung zur mechanischen, thermischen oder chemischen Behandlung eines fliessfahigen Stoffes, insbesondere einer Suspension, mit mindestens einem Fluid, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Behandlungsraum (1) vorgesehen ist, welcher senkrecht, oder bis um 25"" zur Senkrechten geneigt im Raum steht und mit dem behandelnden Fluid (2) von unten nach oben durchströmt ist, und in welchen der zu behandelnde, fliessfahige Stoff (3) eingeführt ist, wobei die Fläche des durchströmten Querschnitts des Behandlungsraumes (1) von unten nach oben sich ändert, und in dem Behandlungsraum (1) durch Formgebung seiner Wandung (4) oder/und Einbauten (5) der Strom im wesentlichen zick-zack geführt ist, um an den scharfen Kanten der Wandung oder/und der Einbauten eine Wirbelung zu erzielen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungsraum (1) durch zick-zack geformte Wände (4) begrenzt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Behandlungsräume (1) parallel zueinander angeordnet und geschaltet sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche des durchströmten Querschnitts des Behandlungsraumes (1) sich in Stromrichtung vergrössert.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Behandlungsräume (1) nebeneinander angeordnet und parallel geschaltet sind, wobei jeweils ein Behandlungsraum mit seinem benachbarten eine gemeinsame, die beiden Räume begrenzende Wand aufweist, so dass alle Behandlungsräume, zusammen im Längsschnitt gesehen, ein fächerartiges Gebilde gestalten (Fig. 4, 5, 6).

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsräume ringförmig sind und dass sie koaxial zueinander angeordnet und ineinander eingeschachtelt sind.