CH642272A5

CH642272A5 - DEVICE FOR MECHANICAL, THERMAL OR CHEMICAL TREATMENT OF A FLUIDABLE SUBSTANCE WITH A 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: IT1198339B; JPS5651232A; IT8023308A0; BR8004225A; GB2054117A; FR2460704A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur mechanischen, thermischen oder chemischen Behandlung eines fliessfahigen Stoffes, insbesondere einer Suspension mit mindestens einem Fluid. The invention relates to a device for the mechanical, thermal or chemical treatment of a flowable substance, in particular a suspension with at least one 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. For example, a raw salt washing process using a pure brine can be involved. Contamination of the raw salt should be washed out of it and washed away or sedimented.

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. As an example of a device for the chemical treatment of flowable substances, stirred kettles of various apparatus concepts are to be mentioned. Your primary task is to combine and mix the components to be reacted.

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. Heat exchangers are known as an example of a device for the thermal treatment of flowable substances. In the case of direct heat exchangers, their primary task is to combine, mix and, if necessary, subsequently separate the components, for example in a packing apparatus.

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. For the mechanical treatment of flowable materials in the sense of the invention, sedimentation apparatus and vessels, hydrocyclones, sighting and screening devices are to be mentioned, where gravity is used.

Bei solchen Einrichtungen kommen oft alle der genannten Behandlungsarten, d.h. sowohl mechanische, chemische wie auch thermische, allein oder in Kombination zur Anwendung. Such facilities often include all of the types of treatment mentioned, i.e. both mechanical, chemical and thermal, used alone or in combination.

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 the case of the treatment apparatuses mentioned, special demands are made on the residence time of the components. For example, are required that solid particles of a suspension to be treated remain in contact with the treating fluid for the same period of time, calculated from the time the particles meet with the fluid until the end of the treatment or until the particles exit the device. In particular, no dead zones should be able to form along the treatment stream, in which the contact time available for the treatment is substantially greater than the contact time averaged over the entire treatment stream.

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. In contrast, in devices known hitherto which permit mechanical, thermal and chemical treatment individually or in combination, the specific adaptation of the residence time spectrum to the grain spectrum is only incomplete. The treatment times of the oversize or undersize are undesirably short or long in previous apparatus.

Mit der vorliegenden Erfindung soll erreicht werden, The present invention is intended to achieve

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. that the mechanical, thermal and chemical treatment of a flowable substance, individually or in combination, takes place in such a way that a well-defined, narrow residence time spectrum is observed in the case of particle-free fluids and that in the case of a suspension with particles to be treated, their residence time spectrum is specifically adapted to the particle size spectrum .

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. This object is achieved according to the invention in a device for the mechanical, thermal or chemical treatment of a flowable substance by the measures specified in the characterizing part of patent claim 1.

Nach einer Ausführungsform wird diese gewünschte Strömung dadurch erzielt, dass der Behandlungsraum zwischen zick-zack geformten Wänden begrenzt ist. According to one embodiment, this desired flow is achieved in that the treatment space is delimited between zigzag shaped walls.

Eine grössere Kapazität der Einrichtung kann dadurch erzielt werden, dass mehrere Behandlungsräume parallel zueinander angeordnet und geschaltet werden. A greater capacity of the device can be achieved by arranging and switching a plurality of treatment rooms in parallel with one another.

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. According to a preferred embodiment, the cross-section of the treatment room through which the flow flows increases gradually in the direction of flow; such treatment rooms are then arranged in a fan-like manner and connected in parallel, so that one treatment room with its neighboring wall has a common wall that delimits the two rooms.

Nach einer weiteren Ausführungsform sind die Behandlungsräume ringförmig und das durchströmte Profil vergrössert sich allmählich in Stromrichtung; solche Behandlungsräume sind koaxial ineinander eingeschachtelt. According to a further embodiment, the treatment rooms are ring-shaped and the flow through the profile gradually increases in the direction of the current; such treatment rooms are nested coaxially.

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. In the treatment room according to the invention, in which the flow intensity changes with the changing flow-through profile, a broader grain size spectrum is treated with approximately the same residence time.

Im weiteren wird der Erfindungsgegenstand anhand einiger in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erklärt. The subject matter of the invention is described and explained in more detail below on the basis of a few exemplary embodiments illustrated in the drawings.

In der Zeichnung zeigt: The drawing shows:

Fig. 1 im schematischen Längsschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel, 1 is a schematic longitudinal section of a first embodiment,

Fig. 2 und 3 axonometrisch ein erstes und zweites Ausführungsbeispiel von Einbauten in einem Behandlungsraum, 2 and 3 axonometrically a first and second embodiment of internals in a treatment room,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel, axonometrisch dargestellt in Ansicht, 4 shows a further embodiment, shown axonometrically in view,

Fig. 5 Beispiel gemäss Fig. 4 schematisch im Längsschnitt, 5 example according to FIG. 4 schematically in longitudinal section,

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

Fig. 6 einen Schnitt gemäss Linie VI-VI in Fig. 5. 6 shows a section along line 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. The device for the mechanical, thermal or chemical treatment of a flowable substance, in particular a suspension, with at least one fluid has at least one treatment room, which is denoted by 1 in all figures.

Der Behandlungsraum 1 steht senkrecht im Raum, oder bis um 25° zur Senkrechten geneigt, wie es in einigen Ausführungen später gezeigt wird. The treatment room 1 is vertical in the room, or inclined by 25 ° to the vertical, as will be shown later in some versions.

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. The treatment room is flowed through from bottom to top with a treating fluid, which is supplied via a line 2. The flowable substance to be treated is fed into the treatment room via a line 3.

Die Fläche des durchströmten Querschnitts des Behandlungsraumes ändert sich von unten nach oben. The area of the flowed cross-section of the treatment room changes from bottom to top.

In den Fig. 1, 2, 3 und 5 wird gezeigt, dass sich der Querschnitt von unten nach oben vergrössert. 1, 2, 3 and 5 show that the cross section increases from bottom to top.

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. The treatment room is either provided with zigzag-shaped walls 4, as is shown particularly clearly in FIGS. 1, 5 and 6, or internally shaped fittings 5 are provided in it. Such are shown axonometrically in FIGS. 2 and 3.

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. These walls or internals conduct the current through the treatment room, so that there are eddies on their sharp edges. This flow of current has no dead zones. The changing flow cross section of the treatment room entails a correspondingly changing current speed. The zones of the slower or slowing current are provided and dimensioned for the treatment of the smaller particles of the grain size spectrum.

Zur Erhöhung der Kapazität der Einrichtung sind einige Behandlungsräume parallel angeordnet und geschaltet, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. To increase the capacity of the facility, some treatment rooms are arranged and connected in parallel, as shown in FIG. 1.

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. A space-saving and material-saving construction of the device according to the invention is shown in FIGS. 4 to 6 in the case of treatment rooms widening from bottom to top.

Die Behandlungsräume sind dicht nebeneinander angeordnet, so dass jeweils ein Behandlungsraum mit seinem benachbarten eine gemeinsame, die beiden Räume jeweils von The treatment rooms are arranged close to each other, so that one treatment room with its neighboring one is common, the two rooms each from

3 642 272 3,642,272

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. has a wall delimiting one side. This results in a fan-like structure, as can be seen particularly in FIG. 5. The individual rooms each have a square cross section.

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. 5 Another embodiment (not shown) has annular treatment rooms. They are arranged coaxially with one another and nested inside one another. An axial longitudinal section of this device looks the same as in FIG. 5. However, the spaces are rotationally symmetrical conical structures.

Die universell in andere mechanische, thermische und chemische oder kombinierte Prozesse übertragbare Funktionsweise der Einrichtung wird nun beispielsweise anhand eines Wasch- und Trennprozesses beschrieben: The functionality of the device, which can be universally transferred to other mechanical, thermal and chemical or combined processes, is now described using a washing and separation process, for example:

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. 15 A contaminated suspension will be treated with a washing liquid. The solid particles should be separated from the contaminants. For example, raw salt should be treated with pure brine.

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. Raw salt, which is contaminated by dissolved or undissolved constituents 20, is washed in the device with pure brine in countercurrent. In the apparatus used for this purpose, for example in one shown in FIGS. 5 and 6, the raw salt is fed through the funnel 3 attached to the side into the uppermost zone of the treatment room 1. The pure brine passes through line 2 from below into the treatment room. In each treatment room section delimited by two adjacent kinking points of the wall, as a result of the progressively increasing expansion of the treatment room, there is a moderate drag force so that a particle size can be assigned to each apparatus height. This makes it possible to retain the small particles in the apparatus head, which are at risk of discharge, and the large sedimenting large particles in the apparatus floor in the treatment room, and to subject them to 35 washing processes, as well as medium-sized particles, during a similar dwell time.

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. For balance reasons, in stationary operation, a particle stream with predominantly small salt particles and suspended matter is discharged at the apparatus head and a particle stream with predominantly large particles and sediments is discharged at apparatus bottom 40, which together correspond to the particle stream at the feed hopper.

s s

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

642 272 PATENT CLAIMS

1. Device for the mechanical, thermal or chemical treatment of a flowable substance, in particular a suspension, with at least one fluid, characterized in that at least one treatment room (1) is provided, which is vertical, or inclined by 25 "" to the vertical in the room stands and with the treating fluid (2) from bottom to top, and into which the flowable material to be treated (3) is introduced, the area of the cross section of the treatment chamber (1) flowing from bottom to top changes, and in the treatment room (1) the shape of its wall (4) and / or internals (5) guides the current essentially in a zigzag manner in order to achieve a swirl on the sharp edges of the wall and / or internals.

2. Device according to claim 1, characterized in that the treatment room (1) by zigzag shaped walls (4) is limited.

3. Device according to claim 1, characterized in that a plurality of treatment rooms (1) are arranged and connected in parallel to one another.

4. Device according to claim 1, characterized in that the area of the flowed cross section of the treatment room (1) increases in the current direction.

5. Device according to claim 4, characterized in that a plurality of treatment rooms (1) are arranged next to one another and connected in parallel, each treatment room with its neighboring wall having a common wall delimiting the two rooms, so that all treatment rooms, viewed together in longitudinal section, design a fan-like structure (Fig. 4, 5, 6).

6. Device according to claim 5, characterized in that the treatment rooms are ring-shaped and that they are arranged coaxially to one another and nested inside one another.