CN103608098A - 用于在涡流层设备中连续地处理固体的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在具有圆形处理腔的涡流层设备中连续处理固体的装置，所述涡流层设备具有固体输入口、固体输出口以及与处理腔的内轮廓相匹配的入流底部，在该入流底部下方设置用于产生和保持涡流层的介质入口。本发明在入流底部（1）上设置有分隔壁（2），该分隔壁由处理腔（3、9）内壁（10）径向向内伸入处理腔。固体输入口（5）紧密地靠近分隔壁（2），固体输出口（6）紧密地靠近分隔壁。优选地，在入流底部（1）上沿处理腔（9）的轴线设置排压体（8），所述排压体与分隔壁连接。优点在于，在横截面为圆形的处理腔中在具有扁平的涡流层的同时通过较长的路径实现沿水平方向均匀定向的固体流。利用该装置实现较窄停留时间谱。

Description

用于在涡流层设备中连续地处理固体的装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于在流化床设备中连续处理固体的装置，例如，用于通过喷射成粒、结块、包封、涂层或烘干等制造能自由流动的颗粒。

背景技术

为了得到具有确定的颗粒结构的最终产品，固体在连续的流化床涡流层中处理。为此，已知具有矩形几何结构设备的装置，在这种装置中，待处理的物料从其进入处理腔的入口经由装置的长度被运送到其离开处理腔的出口或者由于流化槽的斜度自动流动，从而在涡流层的区域内充分的流化。在通过这个路径时，待处理的物料在涡流层中与相应的流化介质发生接触。

每种连续工作的装置具有特征性的停留时间分布谱，所述停留时间分布谱可以通过处理腔的几何结构和方法技术上的参数来影响。一种附加地作用于停留时间分布谱的可能性在于，在处理腔中设置内置件。因此已知，设置嵌入件形式的内置件，所述嵌入件相应的下部棱边与涡流层底部的表面隔开间距，并且其相应的上部棱边隔开间距地终止于涡流层的表面的上方。此外，在嵌入件下方的区域内将涡流层底部的气体通口的开口比例选择得大于涡流层底部的其余区域。嵌入件具有圆形的、矩形的或多边形的横截面（DE10146778A1）。通过沿处理腔的纵向方向定向的固体流，利用这种装置对于待处理的物料实现了窄的停留时间分布谱。此外在相同的处理腔中可以实现多个处理步骤，例如成粒和干燥。

然而，具有矩形的装置结构的装置的缺点在于，这种装置需要较大的位置，并由于其尺寸和技术上必需的壁厚使之具有较高的质量，因此其制造昂贵。因为其矩形几何结构的这种装置根本不能或者仅能以特别高的耗费，设计成抗压力或抗压力冲击的。

相反，还存在圆形几何结构设备的装置，其中，处理腔是圆柱形或锥形的，而且可以以较小的空间实现需求，同时也可以较为容易地设计得抗压和/或抗压力冲击，但实现不同处理条件的可能性受到了限制。因此，在处理腔中尽管实现了理想的混合，但相对于矩形的设备较小的入流面积，涡流层的高度通常明显较大，这又使得对于待处理的物料有较宽的提留时间分布并由此产生了彼此不同的产品特性。通常，在圆形几何结构的连续工作的设备中还仅能实现一个处理步骤。

此外，还已知在具有圆形设备几何结构的装置中，通过短时间地提高在涡流层中产生的或保持的气体的流速、即直接在经过入流底部

之后，来实现对处理条件的影响。为此，在用于实施催化反应的装置中，在涡流层中在入流底部上同轴地设置一个不透气的锥形体，所述锥形体的底面覆盖入流底部的中央部分，从而留下环形的处理面。由此，处理腔由一个向上锥形扩展的环形腔构成（DE1052367）。通过处理腔这种构型实现了在涡流层的区域内固体催化剂颗粒的均匀分布并抑制结块。但在这种装置中，涡流层相对较高，因此停留时间分布谱很大，并且由此不考虑将这种装置应用于固体的连续处理。

发明内容

根据本发明的、具有独立权利要求的特征部分所述特征的用于在涡流层设备中连续处理固体的装置具有这样的优点，即在横截面为圆形的处理腔中，在具有扁平的涡流层的同时通过较长的路径实现沿水平方向均匀定向的固体流。固体颗粒从其进入处理腔的入口到出口所经过的所述较长的路径通过分隔壁中断，也就是说，形成没有完全闭合的圆环面。由于入口和出口的这种布置，迫使待处理的物料从分隔壁两侧经过圆环面，也就是说，在空间需求尽可能小的情况下，使固体入口和固体出口之间的距离最大化。由此，将具有矩形几何结构设备的装置在具有均匀定向的固体流的平坦涡流层方面和较窄的停留时间分布谱方面的优点与具有圆形设备几何结构的装置在节省空间、壁厚较小和较轻的抗压力或抗压力冲击的构造方面的结构优点结合起来。通过使用优选旋转对称的构件，可以实现简单的制造并可以较为容易地确保较窄的制造公差。此外，对于具有圆形机构结构设备的装置，延迟/扭曲（Verzug）较小。圆形几何结构的设备还使得可以较为精确地调整固体流几何形状。固体输入口和输出口在空间上靠近使得所述装置可以容易地连接在输入和导出装置上。在处理过滤系统上的连接也可以设计得较为有利。最后，具有圆形横截面的处理腔与具有多边形横截面的处理腔相比可以较为容易地清洁。

所述“圆形几何结构的设备”不仅是指具有圆形横截面形状的设备几何结构，还指具有其他无尖角的横截面形状的设备几何结构，例如卵形或椭圆形。

根据本发明的装置可以容易地集成到传统的涡流层设备中。利用根据本发明的装置可以实现所有常见的涡流层应用，例如吸收、解吸、催化和催化剂的再生、烘干、脱氢和煅烧。

根据本发明的一个有利的实施形式，分隔壁一直伸入连接在处理腔上方的膨胀腔中。由此避免了，进入处理腔的固体与经过处理的、流出的固体发生混合。

在本发明的另一个有利的实施形式中，处理腔从固体入口延伸到固体出口的区域分成多个腔室，这些腔室相互连接。由此，也可以在一个具有圆形横截面的处理腔中实现多级的处理。

根据本发明的与此相关的有利的实施形式，所述腔室通过中间壁形成，所述中间壁沿径向伸入处理腔中。如果这些中间壁构造成堰闸（Wehr），则所述中间壁分别以其外部的纵向棱边与处理腔的内壁连接，并且分别以其内部的纵向棱边与分隔壁的自由纵向棱边连接。这样，固体流根据其高度的设计在其上棱边上或在其下棱边和入流底部之间通过所述堰闸。因此，在第一种情况下，其高度等于或小于涡流层的高度，而在第二种情况下，其高度明显大于涡流层的高度。通过堰闸也可以控制固体流的流动并使其均匀化。

在本发明的另一个实施形式中，堰闸明显高于涡流层并且一直延伸到直接在入流底部上。固体在这种情况下通过径向的开口（朝向外棱边或朝向内棱边或朝向两个棱边）。此外，也可以采用孔、缺口或其他任意的通流装置作为通过口。

根据本发明的另一个有利的实施形式，分隔壁、中间壁和/或堰闸的高度和/或方位角是可调的。由此可以在一个装置中快速且简单地调整出不同的处理条件。

根据本发明的另一个有利的实施形式，在入流底部上沿处理腔的轴线设置排压体

，所述排压体与分隔壁连接。所述排压体以其底面封闭入流底部的气体通过口，从而在其外壳和处理腔的内壁之间形成具有减小的宽度的环形面。以这种方式，同样可以对处理条件施加影响。此外，排压体的外壳用于固定气体内置件，例如堰闸和中间壁。

从下面的说明、附图和权利要求中可以得到本发明的其他优点和有利的实施方式。

附图说明

在附图中示出并在下面详细说明本发明的实施例。在附图中：

图1示出本发明的原理图；

图2示出根据本发明的具有排压体的装置的内部视图的立体示意图；

图3示出根据图2的带有中间壁的装置；

图4示出处理腔分成三个腔室；

图5示出具有上溢堰闸的处理腔的原理图；

图6示出具有下溢堰闸的处理腔的原理图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的装置的原理，其中这里仅示出圆形的入流底部1的周边，所述入流底部1具有垂直地从其上竖起的分隔壁2，所述分隔壁2从其周边一直延伸到入流底部1的中心上方，从而处理腔3被分成两个相同大小的区域，这两个区域在分隔壁2的自由端上通过一个狭窄的区域4相互连接。待处理的固体通过一个输入口进入装置，所述输入口在图1中用指向入流底部1的箭头5表示。通过输出口从装置中提取经处理的固体，所述输出口用指向远离入流底部1的箭头6表示。附图标记7表示固体在输入口5和输出口6之间经过的流动路径。通过设置输入口5和输出口6，固体越过入流底部1在分隔壁2的两侧运动，而固体保持在涡流层中。如图2所示，这个路径通过以排压体8为中轴线的环形处理腔9的处理腔的构成，所述处理腔在排压体8的外壁和装置的壁部10之间延伸。由此，所述路径在根据图1的实施形式基础上更靠近装置的中轴线，并且使沿着分隔壁2运动的固体颗粒也被迫沿圆形轨道运动，从而，这样构成的装置的停留时间分布谱进一步变窄。由图2还可以看到，输出口6设置得比输入口5低。由此在固体输入和输出之间形成自然的落差，以便于从装置中取出经处理的固体。

相比于图2中所示的装置，图3所示为具有堰闸11的装置，所述堰闸11大致设置在处理腔9中的从输入口5到输出口6的路径的三分之二之后，并且一侧的竖直的棱边与排压体2连接，而另一侧与壁部10连接。所述装置其余的、与在图2视图中相同的组成部件用相同的附图标记表示。堰闸11将处理腔9分成两个不同长度的腔室。以这种方式对在涡流层中的固体流的流速进行影响。

如上面所述，环形的处理腔9通过构造成堰闸的中间壁分成多个腔室，在这些腔室中，固体流在经过这些腔室时可以在同一个涡流层中受到不同的处理或经历多个处理步骤。在图4中，原理性地示出三个分开的腔室12，该三个所述腔室12通过在处理腔中的固体的输入口5的后面或输出口6的前面的区域中设置四个堰闸13形成。从而，例如可以在第一腔室12中混合固体，在接下来的腔室中实现结块，并在最后一个腔室12中以烘干终结。为了结块，可以在第二处理腔室12中设置图中没有示出的喷嘴，以便连续地喷入粘合剂。

在图5和6中示出了两种不同形式的堰闸。在图5中示出的堰闸是上溢堰闸14，其高度小于涡流层的高度，从而固体流越过上溢堰闸5的用箭头表示的上棱边运动。与此不同，对于在图6中示出的下溢堰闸15，固体流通过入流底部1和下溢堰闸15的下棱边之间的、用箭头表示的中间空间运动，在这种情况下，所述下流堰闸的高度大于涡流层的高度。

最后举例说明三种可以在根据本发明的装置中执行的方法：

1.粉末的连续结块：

在具有5dm²的圆环面的涡流层设备中，以5kg/h的计量将粉末状的乳糖连续地输入。在涡流层设备中，在空气流量为150m³/h并且空气进入温度为70℃的情况下发生流化。在圆环形的处理腔9的区域中，设置三个图中没有详细示出的双料喷嘴，这些双料喷嘴从上面向涡流层上喷洒由PVP（2%的溶液）组成的结合剂液体。由此粉末结块成为可飘洒并易于流动的产品，这种产品连续地通过输出口6从处理腔9中提取出来。

2.挤出体的烘干

制药用的粉末混合物在采用结合剂的情况下在挤出机中成粒，以便制造片剂。此时形成的潮湿的颗粒以10kg/h的质量流连续地输入具有5dm²的入流底部面积的涡流层设备。在该设备中，通过在空气进入温度为50℃的情况下通过120m³/h的烘干体积流建立涡流层并且由此烘干颗粒。经烘干的颗粒在输出口6处连续地提取。

3.麦芽糊精的喷粒

在入流面为5dm²的涡流层设备中，将麦芽糊精溶液（30%的干燥物料成分）通过三个双料喷嘴连续地以10kg/h的总喷射速率从下面喷入涡流层中。在涡流层本身中，通过喷粒工艺形成紧凑的颗粒，其中来自喷洒溶液的固体成分沉积到包含在涡流层中的颗粒上并且水分被蒸发。这个过程在涡流层中的平均温度为60℃的情况下进行。处理空气流量为200m³/h。所形成的颗粒连续地通过在侧面安装在产品出口上的之字形的分离器（Sichter）从涡流层中输出。在分离器中进行分类，其中小的颗粒通过分类气流分离出来，并回输到处理腔中。具有足够尺寸的颗粒作为产品流被提取出来。

所有在说明书、后面的权利要求和附图中描述的特征都可以单独地或也可以按任意的相互组合构成本发明的重要内容。

附图标记说明

1   入流底部

2   分隔壁

3   处理腔

4   区域

5   输入口

6   输出口

7   固体流

8   排压体

9   环形的处理腔

10  壁部

11  堰闸

12  腔室

13  堰闸

14  上溢堰闸

15  下溢堰闸

Claims (10)

1.一种用于在具有圆形处理腔的涡流层设备中连续地处理固体的装置，所述涡流层设备具有固体输入口（5）、固体输出口（6）以及与所述处理腔（3、9）的内轮廓相匹配的入流底部（1），在所述入流底部（1）下方设置用于产生和保持涡流层的介质入口，其特征在于，在所述入流底部（1）上设置有分隔壁（2），该分隔壁（2）由所述处理腔（3、9）的内壁（10）径向向内伸入所述处理腔（3、9），一方面所述固体输入口（5）紧密地靠近所述分隔壁（2），另一方面所述固体输出口（6）紧密地靠近所述分隔壁（2）。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分隔壁（2）一直伸入连接在所述处理腔（3、9）上方的膨胀腔中。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述处理腔（9）从所述固体输入口（5）一直延伸到所述固体输出口（6）的区域分成多个腔室（12），该多个腔室（12）相互连通。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，各个所述腔室（12）通过中间壁形成，所述中间壁沿径向伸入处理腔（9）中。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，各个所述中间壁构造成堰闸（11、13、14、15）。

6.根据权利要求2至5中任意一项所述的装置，其特征在于，所述腔室（12）、中间壁和/或堰闸（11、13、14）的高度等于或小于所述涡流层的高度。

7.根据权利要求2至5中任意一项所述的装置，其特征在于，所述腔室（12）、中间壁和/或堰闸（11、13、15）的高度明显大于所述涡流层的高度。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的装置，其特征在于，所述分隔壁（2）、中间壁和/或堰闸（11、13、14、15）的高度和/或方位角是可调的。

9.根据权利要求1至7中任意一项所述的装置，其特征在于，在所述入流底部（1）上沿所述处理腔（9）的轴线设置排压体（8），所述排压体（8）与所述分隔壁（2）连接。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，部分或所有的所述分隔壁和/或堰闸（11、13、14、15）与所述排压体（2）连接。

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