CN110678253B - 用于处理旋转流化床中的颗粒的设备 - Google Patents
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Abstract
用于处理颗粒的设备，该设备包括：通过两端的端壁(8，9)和圆形壁(13)限定的涡流室(1)；包括沿着大体切线方向布置的流体进给装置(17)的旋转施力设备(15)；颗粒出口(19)；以及中心流体出口(21)；该设备还包括：与所述涡流室(1)同轴地布置的限定处理区(27)的辅助室(25)，该辅助室(25)具有圆形外壁(28)和端壁(29)，并且通过与所述中心流体出口(21)相对的所述涡流室(1)的所述端壁(9)中的开口(30)通向所述涡流室(1)；用于将颗粒(57)同轴地注射至所述处理区(27)中的设备(33)；以及用于将处理流体沿着大体轴向方向进给至所述处理区(27)中的设备(35)；其中，所述开口(30)的所述面积与所述涡流室(1)的所述横截面面积的所述比值小于0.50。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于处理涡流室中的颗粒的设备，优选地，涡流室具有旋转流化床。在说明书和权利要求书中，词语“颗粒”将用于指代颗粒和颗粒的前体，例如液滴。
这种设备特别适合用于涂覆颗粒和用于颗粒前体的喷雾干燥。后一种应用的示例是用以生产奶粉的牛奶的喷雾干燥。
背景技术
公开号为WO 2014/065 668(WO‘668)的国际专利申请公开了一种用于在具有旋转流化床的涡流室中处理颗粒的设备，该设备包括：两端均设有用于封闭处理区与精加工和分离区的端壁的圆柱形壳体、用于将颗粒注射至处理区中的设备、初级旋转施力设备、次级旋转施力设备、颗粒出口、以及中央流体出口。
用于注射颗粒的设备包括喷嘴，在正常操作期间，该喷嘴将颗粒注射至处理区中。
在正常操作期间，初级旋转施力设备将围绕圆柱形壳体的中心纵向轴线的旋转运动施加至处理区中的颗粒。初级旋转施力设备包括围绕壳体的圆柱形外壁分布的多个流体注射器。流体注射器通过重叠的叶片组成，叶片之间具有长的狭窄的开口或者狭缝，这些狭缝以与外壁相切的锐角布置，用于将处理流体切向地进给至处理区。
在正常操作期间，次级旋转施力设备将旋转运动施加至精加工和分离区中的颗粒，产生离心力，该离心力使得颗粒沿着径向方向朝向圆柱形外壁移动。该次级旋转施力设备包括围绕壳体的圆柱形外壁分布的多个流体注射器。流体注射器通过重叠的叶片组成，叶片之间具有狭缝，这些狭缝以与外壁相切的锐角布置，用于将次级流体切向地进给至精加工和分离区。
在正常操作期间，通过用于注射颗粒的设备将待处理的颗粒注射至处理区中。通过初级旋转施力设备的狭缝、以流过狭缝的处理流体将旋转运动施加至处理区中的颗粒这样的速度(rate)来供给处理流体。
允许颗粒沿着轴向方向从处理区移动至精加工和分离区中。在该区中，颗粒与次级流体接触。通过次级旋转施力设备的狭缝供给次级流体，以将旋转运动施加至精加工和分离区中的颗粒。所施加的旋转的方向与处理区中的旋转的方向相同。将旋转施加至精加工和分离区中的颗粒，使得颗粒沿着径向方向朝向壳体的外壁移动，在那里其聚集在一起形成致密旋转流化床。允许颗粒通过颗粒出口离开精加工和分离区。
基本没有颗粒的处理流体和次级流体通过中央流体出口离开设备。
已知的设备设置有布置在这些区域之间的圆形板或者环形板形式的挡板。圆形板设计成使得在板的边缘和壳体壁之间有一个环形狭缝，以允许处理过的颗粒通过。挡板可以进一步设置有中央开口，用于流体的通过。另外，可以提供从处理区延伸至中央流体出口的中央出口管。
WO‘668中公开的设备是对WO‘668中所描述的现有技术设备的改进。然而不幸的是，对颗粒前体进行干燥的测试表明，对颗粒进行干燥的质量不如预期的好：相当一部分的颗粒仍然太湿，并且在处理区中湿颗粒粘附在旋转施力设备的叶片上。
对设备操作的仔细检查(包括测量温度曲线)显示，在正常操作期间，次级流体从精加工和分离区通过进入到处理区中。次级流体通常冷于处理流体，原因是人们不希望颗粒处于相对较高的温度下过长时间。因此，较冷的次级流体可以进入到处理区中，但这就不利地影响了颗粒的质量。该次级流体夹带颗粒，这些颗粒因此返回到处理区，在这里其可以粘附到热叶片上。在不局限于特定理论的情况下，假设为处理区中的压力与精加工和分离区中的压力之间的差异会产生导致次级流体和处理过的颗粒移动至处理区中的轴向和径向回流。
在WO‘668中公开的挡板没有充分地阻止次级流体流入处理区中，因为次级流体仍然可以流过环形狭缝或者中心开口。
因此，本发明的目的是提供一种用于处理颗粒的设备，其中，有效地防止了次级流体流入处理区中，而不会不利地影响颗粒的处理。
发明内容
为此，根据本发明的用于处理颗粒的设备包括：通过两端的端壁和圆形壁限定的涡流室；包括沿着大体切线方向布置的流体进给装置的旋转施力设备；颗粒出口；以及中心流体出口；该设备还包括：与涡流室同轴地布置的限定处理区的辅助室，该辅助室具有圆形外壁和端壁，并且通过与中心流体出口相对的涡流室的端壁中的开口通向涡流室；用于将颗粒同轴地注射至处理区中的设备；以及用于将处理流体沿着大体轴向方向进给至处理区中的设备；其中，开口的面积与涡流室的横截面面积的比值小于0.50。
本发明还涉及一种用于处理颗粒的方法，其中，在根据本发明的设备中处理颗粒。这种处理可以特别是涂覆处理。
本发明还涉及一种用于使用根据本发明的设备制备颗粒的方法。特别地，可以通过在根据本发明的设备中喷雾干燥颗粒前体来制备颗粒。
在说明书和权利要求书中，“涡流室的横截面面积”的表述用于指代设置有开口的涡流室的端壁附近的横截面面积。
附图说明
现在将参考附图通过示例更详细地描述本发明，其中
图1示出了本发明的第一实施例的纵向截面，其中将待处理的颗粒以相对于处理流体逆流的方式注射至设备中；
图2示出了沿着图1中的线II-II截取的壳体的局部横截面，其以不同比例绘制；
图3示出了本发明第二实施例的纵向截面，其中将待处理的颗粒以相对于处理流体并流的方式注射至设备中；
图4示出了与图1和图3所示实施例不同的实施例的纵向截面；以及
图5示出了与图1、图3和4图所示实施例不同的实施例的纵向截面。
具体实施方式
现在参考图1。图1示出了本发明的第一实施例的纵向截面。根据本发明的用于处理颗粒的设备包括涡流室1，该涡流室1具有中心纵向轴线5。涡流室1通过在涡流室1的两端处的端壁8和端壁9以及圆形壁13来限定。
该设备还包括：旋转施力设备15，其包括沿着大致切线方向布置的流体进给装置17；以及颗粒出口19和中心流体出口21。旋转施力设备15的内表面形成涡流室1的圆形壁13。将参考图2更详细地讨论旋转施力设备15。
该设备还包括与涡流室1同轴布置的辅助室25。辅助室25限定处理区27。辅助室25具有圆形外壁28，在该实施例中为圆柱形外壁，还具有端壁29，并且其通过与中心流体出口21相对的涡流室1的端壁9中的开口30通向涡流室1。
根据本发明的设备还包括用于将颗粒同轴地注射至处理区27中的设备33，以及用于将处理流体沿着大体轴向方向进给至处理区27中的设备35。用于将处理流体进给至处理区27中的设备35包括流体入口36，流体入口36通向腔室37，该腔室37通过辅助室25的外壁28、端壁29、以及分配器板40来限定。
根据本发明，开口30的面积与在端壁9附近的涡流室1的横截面面积的比值小于0.50。
现在参考图2，其更详细地示出了旋转施力设备15，该旋转施力设备15是朝内的旋转施力设备。朝内的旋转施力设备15包括长的狭窄的开口或者狭缝43形式的流体进给装置17，该长的狭窄的开口或者狭缝43位于重叠的叶片45之间。为了避免混乱，并非所有的流体进给装置、狭缝和叶片都通过其附图标记来指代。重叠的叶片45形成朝内的旋转施力设备15的内表面，因此其形成了涡流室1的圆形壁13。朝内的旋转施力设备15还包括通向流体分配室49的流体入口47，流体分配室49通过壳体53的外壁51和重叠的叶片45的外侧来限定。流体进给装置17沿着大体切线方向布置，也就是说，流体进给装置17和与流体进给装置17相关处的切线55之间的角度小于45°，从而在正常操作期间，流体速度的切向分量远大于流体速度的其他分量。流体离开朝内的旋转施力设备15的速度的径向分量指向中心纵向轴线5。
在正常操作期间，通过用于将颗粒同轴地注射至处理区27中的设备33，将颗粒57注射至处理区27中(虚线58)。通过腔室37的流体入口36供给处理流体59。处理流体59通过分配器板40分配至辅助室25的横截面上，并且相对于进入处理区27中的颗粒57的流动，处理流体59以逆流方式流入处理区27中。
在处理区27中，颗粒57与处理流体59充分混合，从而，例如以干燥诸如牛奶的水包油型乳剂来获得奶粉，其中处理流体为气体。
为了精加工处理颗粒57并且从流体中分离出颗粒57，允许颗粒57移动到涡流室1中(箭头62)。通过流体入口47，将次级流体65(气体或者液体)供给到流体分配室49。通过作为狭缝43的形式的流体进给装置17，将次级流体分别沿着箭头67和箭头68指示的方向注射至涡流室1中。请注意，由于流体进给装置沿着大体切线方向布置，所以次级流体的流动沿着大体切线方向。箭头67和68指向绘图平面之外，其中箭头67指向上方，箭头68指向下方。进入涡流室1的次级流体65的流动在涡流室1中产生涡流。涡流使颗粒57以旋转运动移动，这产生离心力，该离心力使得颗粒57沿着径向方向朝向涡流室1的圆形壁13移动，这是在这种情况下通过朝内的旋转施力设备15的重叠叶片45形成的。颗粒57聚集在圆形壁13上，在朝内的旋转施力设备15附近形成致密旋转流化床71。因此，颗粒从处理区27朝向中心区72或者每单位体积具有少量颗粒的自由涡流区移动，朝向致密旋转流化床71移动。在中心区72中，处理流体59和次级流体65两者混合，使得所得流体的温度在处理流体的温度和次级流体的温度之间。在到达致密旋转流化床71之前，颗粒在涡流室1的处理区27和中心区72中的停留时间非常短，约为毫秒量级。
处理过的颗粒57通过颗粒出口19离开设备，而基本不含颗粒的流体73(处理流体和次级流体)通过中心流体出口21离开设备。颗粒出口19到圆形壁13的距离决定了颗粒57在致密旋转流化床71中的停留时间。
根据本发明的设备一方面在处理区27中进行处理，另一方面在涡流室1中进行精加工和分离，因此提供了极好的分离。另外，由于处理区27由辅助室25限定，该辅助室25通过具有较小的面积的开口30通向涡流室1，因此由次级流体产生的涡流几乎不会影响处理区27中的处理。另外，处理流体59将沿着轴向方向朝向中心流体出口21流动，因此其不会显著穿透至致密旋转流化床71中。
当操作条件所要求的处理流体的流速和次级流体的流速使得次级流体有可能流动进入处理区27中时，该设备可以在开口30周围设置有边缘75。边缘75将迫使次级流体朝向涡流室1的中心移动(箭头76)。
现在参考图3，其示出了本发明的第二实施方式，其中，待处理的颗粒相对于处理流体以并流的方式注射至设备中，也就是说，与处理流体沿着相同的方向流动。已经参考图1讨论过的设备的部分具有与图1中的附图标记相同的附图标记。
另外，在图3所示的设备中，朝内的旋转施力设备分成两个部分15a和15b。为此，流体分配室包括由环形板79隔开的两个部分49a和49b。另外，辅助室25是圆锥状的截头锥，其外壁28在从开口30朝向端壁29的方向上逐渐变细，并且具有两个同心的中心流体出口21a和21b。
为了加宽注射至处理区27中的颗粒57的流动，并且驱使颗粒57围绕中心纵向轴线5离开中心区72，根据本发明的设备还设置有用于加宽颗粒的流动的装置81，其朝向处理区27或者进入处理区27在中心延伸。用于使颗粒的流动变宽的装置81优选地包括两个同心的注射管82和83，其沿着中心纵向轴线5延伸并且与用于将颗粒57注射至处理区27中的设备33相对地开口。装置81设置有旋转施力设备85。旋转施力设备85可以包括：凹槽，该凹槽位于固定在注射管82和83之间的环形圈中；叶片，该叶片布置在位于注射管82和注射管83之间的环形空间中的装置81的尖端附近；或者圆圈，该圆圈布置在设置有流体通道的环形空间中。凹槽、叶片或者流体通道布置成在正常操作期间将旋转运动施加至流过环形空间的流体。
另外，图3的设备设置有用于再循环来自中心流体出口21b的热流体的系统，该系统包括压缩机86和热交换器87，压缩机86和热交换器87分别通过将流体出口21b连接到压缩机86的导管88a、将压缩机86连接到热交换器87的导管88b、和将热交换器87连接到流体入口36的导管88c来连接。
在正常操作期间，通过用于将颗粒同轴地注射至处理区27中的设备33，将颗粒57注射至处理区27中。通过分配器板40，将处理流体59引入到辅助室25中。在该实施例中，处理流体59沿着与所注射颗粒57方向相同的方向流动。
为了驱动离开处理区27的颗粒57围绕中心纵向轴线5离开中心区72，可以沿着与颗粒的方向相反的方向通过注射管83注射另外的流体90，并且另外，可以通过注射管82和83之间的环形空间将流体91注射至处理区27中。旋转施力设备85将旋转运动施加至离开环形空间的流体91。这样，加强了在涡流室1的中心区72中的旋转运动，并且减少了通过中心流体出口21离开涡流室1的颗粒的数量。
处理区27中的颗粒57与处理流体59充分混合。为了精加工处理颗粒57并且从流体中分离出处理过的颗粒，允许颗粒移动至涡流室1中。将次级流体65a和65b供给至流体入口47a和47b，并且通过狭缝43a和43b离开朝内的旋转施力设备，从而将旋转施加至颗粒。所产生的离心力使颗粒沿着径向方向朝向涡流室1的圆形壁13移动。颗粒57聚集在圆形壁13上，在朝内的旋转施力设备15附近形成致密旋转流化床71。通过次级流体施加的旋转的方向(箭头67a、67b和68a、68b)与通过流体91施加的旋转的方向相同。
处理过的颗粒57通过颗粒出口19离开设备，而基本不含颗粒的流体73a和73b(处理流体和次级流体)通过中心流体出口21a和21b离开设备。
为了从离开设备的流体回收热量，来自流体出口的中央部分21b的流体流过从流体出口到压缩机86的导管88a、从压缩机86到热交换器87的导管88b、以及随后到流体入口36的导管88c。
将旋转施力设备分成两部分的优点在于，可以通过适当地选择与颗粒出口19相邻的部分15b中的次级流体的流速和条件，来控制施加在颗粒上的旋转以及通过颗粒出口19去除的颗粒57所夹带的流体的条件。
为了调节所注射颗粒57的流动的宽度(虚线58)，根据本发明的设备还可以设置有同心注射管92，该注射管92围绕用于将颗粒同轴地注射至处理区27中的设备33来开口，注射管92具有流体入口93。通过同心注射管92供给流体95，并且流体95围绕颗粒57的流动注射至处理区27中。通过在用于注射颗粒的设备33与同心注射管92之间的环形空间供给的流体可以是处理流体。
通过适当地选择流体90、91和95的流速，可以对离开用于同轴地将颗粒注射至处理区27中的设备33的颗粒57的散开进行控制。
现在参考图4。与图3的实施例的不同之处在于，相对于处理流体以逆流流动将颗粒注射至设备中。旋转施力设备包括位于端壁9附近的朝内的旋转施力设备15a和位于相对的端壁8处的轴向定向旋转施力设备15c。涡流室1的圆形壁13包括在旋转施力设备15a和15c之间延伸的实心壁部分13a。以这种方式使涡流室1延伸。朝内的旋转施力设备15a的内表面形成圆形壁13的环形部分。在正常工作期间，相对于实心壁部分13a，轴向定向旋转施力设备15c沿着大体切线方向注射具有指向实心壁部分13a的径向分量的流体。实心壁部分13a将会引导流体在平行于实心壁部分13a的轴向方向上流动。因此，离开轴向定向旋转施力设备15c的流体流动的速度具有轴向分量。
已经参考先前附图讨论的设备的部分，具有与这些先前附图中的附图标记相同的附图标记。
另一个不同之处在于，用于将颗粒同轴地注射至处理区27中的设备33由两个同心的注射管92a和92b围绕，用于通过它们与设备33之间的环形空间来进给流体95a和95b。另外，同心的注射管92a和92b之间的环形空间在尖端97附近包含旋转施力设备99，从而在正常操作期间，流体流95b获得旋转运动，提供围绕中心纵向轴线的附加旋转运动。旋转施力设备99可以包括：凹槽，位于固定在注射管92a和92b之间的环形圈中；叶片，布置在位于注射管92a和92b之间的环形空间中的尖端97附近；或者圆圈，布置在设置有流体通道的环形空间中。凹槽、叶片或者流体通道布置成在正常操作期间将旋转运动施加至流过环形空间的流体。
另一个不同之处在于，辅助室27划分为第一处理区27a和第二处理区27b，第一处理区27a和第二处理区27b由第一圆形外壁28a和第一圆形外壁28b来限定。用于进给处理流体的第二设备35a位于第一处理区27a和第二处理区27b之间。第二设备35a设置有旋转施力设备100，用于沿着具有切线分量的轴向方向将处理流体59a进给至第二处理区27b中。
在正常操作期间，通过用于将颗粒同轴地注射至处理区27中的设备33，将颗粒57注射至处理区27中，该设备33从与开口30相对的涡流室1的端壁8延伸。通过分配器板40，将处理流体59引入到第一处理区27a中。通过第二设备35a，将处理流体59a引入到第二处理区27b中。旋转施力设备100和壁101将具有轴向分量的旋转运动施加至处理流体59a。在该实施例中，处理流体59a和59b以与参考图1所描述的相同的方式沿着与注射的颗粒57的方向相反的方向流动。流体59a的旋转运动的离心力产生压力梯度，促进颗粒沿着纵向轴线5穿透至辅助室27中，并且防止次级流体65围绕边缘75穿透到辅助室中，却不会显著地驱动颗粒57朝向第二圆形外壁28b进入第二处理区27b中，这是因为其与开口30接近。
在该实施例中，用于进给颗粒57的设备33的尖端97与辅助室27相距一定距离。适当地，尖端97与端壁9之间的距离小于辅助室27的最大直径。
进入处理区27中的颗粒57的流动适当地具有如虚线58的圆锥形的形状，其角度小于30°。
为了调节颗粒57的流动的宽度，可以通过用于注射颗粒的设备33和同心注射管92a之间的环形空间来供给流体95a。适当地，流体95a是处理流体，以增加颗粒与处理区27中的处理流体之间的接触时间。
为了使颗粒57的流动在处理区27中更宽，可以沿着与颗粒的方向相反的方向通过用于加宽颗粒的流动的装置81的注射管83来注射另一种流体90。另外，将流体95b注射到同心的注射管92a和92b之间的环形空间中，流体95b以旋转运动的方式离开尖端97，从而将围绕中心纵向轴线的旋转运动施加至离开处理区的颗粒57的流动，并且使颗粒保持远离注射管92a和92b的尖端。
处理区27中的颗粒57与处理流体59、59a和95a充分混合。为了精加工处理颗粒57，并且从流体中分离出处理过的颗粒，允许颗粒移动至涡流室1中。将次级流体供给至旋转施力设备15a和15c的流体入口47a和47c，并且通过狭缝43a和43c形式的流体进给装置离开旋转施力设备15a和15c，从而将旋转运动施加至流体，在涡流室1中产生涡流。所产生的离心力使得颗粒沿着径向方向朝向由朝内的旋转施力设备15a的内表面和实心壁部分13a形成的涡流室1的圆形壁部分13和13a移动。颗粒57聚集在圆形壁13上，在旋转施力设备15a附近形成致密旋转流化床71。
在端壁8处的轴向定向旋转施力设备15c在靠近实心壁部分13a处开口，沿着具有径向分量的大体切线方向朝向实心壁部分13a进给旋转的次级流体65c(箭头67c和68c)，其中流体流动通过实心壁部分13a向轴线方向偏转。除了离开轴向定向旋转施力设备15c的流体流动的轴向分量之外，离心压力迫使沿着实心壁部分13a的轴向运动夹带颗粒，从而防止颗粒积聚和沿着实心壁部分13a形成旋转流化床。请注意，颗粒在旋转流化床中的积聚显著减慢涡流室1中的旋转运动。实心壁部分13a能够增加涡流室1的长度，而不会显著降低旋转运动。允许颗粒沿着实心壁部分13a的内表面朝向端壁9滑动(箭头113)，在端壁9附近沿着朝内的旋转施力设备15a进入致密旋转流化床71。
通过流体施加的旋转沿着相同的方向。
处理过的颗粒57通过颗粒出口19离开设备，并且基本不含颗粒的流体73(处理流体和次级流体)通过中心流体出口21离开设备。
延长的涡流室的优点在于，其允许颗粒57与处理流体59、59a和95a之间的接触时间更长，并且颗粒与流体之间的分离更好。
在图4的实施例中，将涡流室分成两个单独的区域，一个区域位于端壁9附近具有朝内的旋转施力设备15a，而另一个区域在端壁8处具有圆形壁13的实心壁部分13a和轴向定向旋转施力设备15c。轴向定向旋转施力设备15c可以由与旋转施力设备15a类似的朝内的旋转施力设备代替，从而将圆形壁13的实心壁部分13a定位在两个朝内的旋转施力设备之间(该实施例未示出)。
现在参考图5，该图示出了与图1、图3和图4中所示的实施例的不同实施例的纵向截面。已经参考先前附图讨论的设备的部分，具有与这些先前附图中的附图标记相同的附图标记。
在图5的实施例中，没有形成致密流化床，并且流体和颗粒的分离受到从轴向定向旋转施力设备15c和15d流出的流体的涡旋运动的影响。轴向定向旋转施力设备15d位于端壁9处并且围绕开口30，从而其围绕边缘75开口。轴向定向旋转施力设备15c位于端壁8处并且靠近圆形壁的实心壁部分13a开口。实心壁部分13a在旋转施力设备的轴向定向旋转施力设备15c和15d之间延伸。轴向定向旋转施力设备15c和15d设置有重叠的叶片，在叶片之间具有狭缝43c和43d。
在正常操作期间，通过用于将颗粒57注射至处理区27中的设备33，将颗粒57注射至处理区27中。处理流体59相对于颗粒57逆流地流动。为了从流体中分离出颗粒57，次级流体65c和65d分别供给至轴向定向旋转施力设备15c和15d。所施加的旋转的方向(箭头67c、68c、67d、和68d)相同，并且离开两个设备15c和15d的流体的速度具有轴向分量。进行旋转运动的颗粒57沿着涡流室1的圆形壁的实心壁部分13a的方向移动(箭头62)，其在那里聚集。允许颗粒沿着圆形壁的实心壁部分13a的内表面朝向端壁9滑动(箭头113)，这由离开轴向定向旋转施力设备15c的流动的轴向分量和由通过轴向定向旋转施力设备15c的离心力产生的轴向压力来驱动。通过颗粒出口57将颗粒从涡流室1中去除，在本实施例中，颗粒出口固定在圆形壁13的下部，靠近端壁9。
在图5的实施例中可以包括用于加宽和/或调节所注射颗粒的流动宽度的装置。
致密旋转流化床会显著减慢旋转运动的速度。避免形成致密旋转流化床，就可以以降低的能量成本来改善颗粒和流体的分离。但是，这也减少了精加工步骤；因此，当精加工步骤不太重要时，或者当颗粒的总停留时间应该很短时，这种旋转施力设备的构造是理想的。
尽管重力可以起到积极的作用，但其影响通常比离心力和阻力至少小一个数量级。根据本发明的设备既可以在水平位置也可以在垂直位置使用，并且顶部和底部可以颠倒。
如果颗粒与热壁之间的接触不利地影响处理过程，则可以通过合适的方式(未示出)冷却热壁。例如，次级流体可以包含液化气，例如液化丁烷或者异丁烷。在致密旋转流化床中，液化气要蒸发，因此将会冷却热壁和床。另外，气体的存在降低了不希望的例如水蒸气的蒸气的蒸气压。
旋转施力设备的流体进给装置可以由指向狭缝方向的喷射器(未示出)代替。
轴向定向旋转施力设备的狭缝可以由设置有凹槽(未示出)的环形圈形式的流体进给装置代替。
分配器板40的至少一部分区域可以设置有旋转施力设备(未示出)，以将旋转运动施加至处理流体59。
涡流室1的圆形壁13和实心壁部分13a以及辅助室25的圆形外壁28可包括具有不同直径和长度以及不同形状的多个部分。圆形壁的横截面的形状可以是闭环，例如圆形，或者是由可以是直线或曲线的连续段形成的形状。在纵向方向上，圆形壁的形状可以是例如圆柱、圆筒、或者圆锥状的截头锥。
在实心壁部分13a的部分之间，可以布置旋转施力设备和附加颗粒出口。可以添加挡板以使颗粒集中靠近附加固体出口。
适当地，开口的面积与涡流室的横截面面积的比值小于0.40，更合适地，该比值在从0.04至0.25的范围内，并且更合适地在从0.02至0.25的范围内。
辅助室25的长度适当地大于其平均直径。
辅助室25的圆锥状的截头锥的角度适当地小于30°
图3所示的朝内的旋转施力设备具有两个部分。涡流室1中可以包括更多部分，其中提供致密旋转流化床71的朝内的旋转施力设备的总长度与其直径的比值优选地小于1，并且合适地在从0.1至0.7的范围内。朝内的旋转施力设备的部分可以并排布置，如图3所示，或者设置在涡流室1的端部附近。
涡流室1的长度与其平均直径的比值合适地在从0.3至3.0的范围内。
根据本发明的设备可以用于处理颗粒，例如从诸如牛奶的水包油乳剂中去除水。另外，根据本发明的设备可以用于利用以涂覆液形式的涂覆流体来涂覆颗粒。在这里，涂覆流体可以与颗粒一起集中地供给，或者涂覆流体可以通过单独的喷嘴(未示出)、或者通过旋转施力设备15的一者，喷入处理区27中、喷至中心纵向轴线附近的涡流室的中心区72、或者喷入旋转流化床71中。
流体可以从气体、蒸汽和液体组成的组中选择。适当地，次级流体是气体或者蒸气。
由于处理流体59将沿着轴向方向朝向中心流体出口21流动，因此其不会显著穿透到致密旋转流化床71中。这使得能够具有例如非常热的处理区和不太热的中心区或者自由涡流区，其具有高的传质和传热，以及具有小的颗粒浓度、短的停留时间、和忽略不计的颗粒间碰撞。在与中央区72中的处理流体混合之前穿过致密旋转流化床71的次级流体65的成分和温度可以进行优化，以精加工颗粒处理。这使得根据本发明的设备特别适合用于干燥牛奶以获得奶粉，在这种情况下，流体是气体。
Claims (23)
1.一种用于处理颗粒的设备，该设备包括：通过两端的端壁(8，9)和圆形壁(13)限定的涡流室(1)；包括沿着大体切线方向布置的流体进给装置(17)的旋转施力设备(15)；颗粒出口(19)；以及中心流体出口(21)；该设备还包括：与所述涡流室(1)同轴地布置的限定处理区(27)的辅助室(25)，该辅助室(25)具有圆形外壁(28)和端壁(29)，并且通过与所述中心流体出口(21)相对的所述涡流室(1)的所述端壁(9)中的开口(30)通向所述涡流室(1)；用于将颗粒(57)同轴地注射至所述处理区(27)中的设备(33)；以及用于将处理流体沿着所述辅助室(25)的大体轴向方向朝向所述中心流体出口(21)进给至所述处理区(27)中的设备(35)；其中，所述开口(30)的面积与所述涡流室(1)的横截面面积的比值小于0.50。
2.根据权利要求1所述的用于处理颗粒的设备，其中，所述开口(30)的所述面积与所述涡流室(1)的所述横截面面积的所述比值小于0.40。
3.根据权利要求2所述的用于处理颗粒的设备，其中，所述开口(30)的所述面积与所述涡流室(1)的所述横截面面积的所述比值在从0.02至0.25的范围内。
4.根据权利要求3所述的用于处理颗粒的设备，其中，所述开口(30)的所述面积与所述涡流室(1)的所述横截面面积的所述比值在从0.04至0.25的范围内。
5.根据权利要求1或2所述的用于处理颗粒的设备，其中，用于将处理流体进给至所述处理区(27)中的所述设备(35)布置在所述辅助室(25)的所述端壁(29)附近。
6.根据权利要求1所述的用于处理颗粒的设备，其中，所述辅助室(25)划分为第一处理区(27a)和第二处理区(27b)，所述第一处理区(27a)和所述第二处理区(27b)通过第一圆形外壁(28a)和第二圆形外壁(28b)限定，其中第二圆形外壁(28b)布置在第一圆形外壁(28a)与所述涡流室(1)的端壁(9)中的开口(30)之间，并且包括用于进给处理流体的第一设备(35)和第二设备(35a)，其中所述第一设备(35)布置在所述辅助室(25)的端壁(29)附近，所述第二设备(35a)布置在第一圆形外壁(28a)和第二圆形外壁(28b)之间，并且其中，所述第二设备(35a)设置有用于将处理流体(59a)进给至第二处理区(27b)中的旋转施力设备(100)。
7.根据权利要求1所述的用于处理颗粒的设备，其中，所述用于将颗粒(57)同轴地注射至所述处理区(27)中的设备(33)从所述辅助室(25)的所述端壁(29)延伸。
8.根据权利要求1所述的用于处理颗粒的设备，其中，所述用于将颗粒(57)同轴地注射至所述处理区(27)中的设备(33)从与所述开口(30)相对的所述涡流室(1)的所述端壁(8)延伸。
9.根据权利要求1所述的用于处理颗粒的设备，还包括用于加宽引入至所述处理区(27)中的颗粒(57)的颗粒流的装置(81)。
10.根据权利要求9所述的用于处理颗粒的设备，其中，用于加宽所述颗粒(57)的颗粒流的所述装置(81)包括一对同心注射管(82，83)，所述一对同心注射管(82，83)沿着中心纵向轴线(5)延伸，并且与用于将颗粒(57)同轴地注射至所述处理区(27)中的所述设备(33)相对地开口，所述用于加宽引入至所述处理区(27)中的颗粒(57)的颗粒流的装置(81)在所述注射管(82，83)之间的环形空间中设置有旋转施力设备(85)。
11.根据权利要求1所述的用于处理颗粒的设备，还包括用于调节所述颗粒(57)的颗粒流(58)的宽度的装置(92)，该用于调节所述颗粒(57)的颗粒流(58)的宽度的装置(92)以同心注射管(92)的形式围绕用于将颗粒(57)同轴地注射至所述处理区(27)中的所述设备(33)地开口。
12.根据权利要求11所述的用于处理颗粒的设备，其中，用于调节所述颗粒(57)的颗粒流(58)的宽度的所述装置包括两个同心注射管(92a，92b)，所述两个同心注射管(92a，92b)围绕用于将颗粒(57)同轴地注射至所述处理区(27)中的所述设备(33)地开口，并且在所述同心注射管(92a，92b)之间的环形空间中还设置有旋转施力设备(99)。
13.根据权利要求11所述的用于处理颗粒的设备，其中，在用于注射颗粒的所述设备(33)和所述同心注射管(92或92a)之间的环形空间中形成用于将处理流体进给至所述处理区(27)中的设备。
14.根据权利要求1所述的用于处理颗粒的设备，其中，所述旋转施力设备(15)包括朝内的旋转施力设备(15，15a)，所述设备形成所述圆形壁(13)的至少一个环形部分。
15.根据权利要求1所述的用于处理颗粒的设备，其中，所述旋转施力设备(15)包括位于端壁(8)处的轴向定向旋转施力设备(15c)。
16.根据权利要求1所述的用于处理颗粒的设备，其中，所述旋转施力设备(15)包括位于所述开口(30)周围的轴向定向旋转施力设备(15d)。
17.根据权利要求1所述的用于处理颗粒的设备，其中，所述圆形壁(13)包括至少一个实心壁部分(13a)。
18.根据权利要求17所述的用于处理颗粒的设备，其中，所述实心壁部分(13a)在轴向定向旋转施力设备(15c)和与所述中心流体出口(21)相对的所述涡流室(1)的端壁(9)之间延伸。
19.根据权利要求17所述的用于处理颗粒的设备，该设备包括位于一个端壁(9)附近的朝内的旋转施力设备(15a)，和位于所述相对的端壁(8)处的轴向定向旋转施力设备(15c)，并且其中，所述实心壁部分(13a)在所述两个旋转施力设备(15a，15c)之间延伸。
20.根据权利要求17所述的用于处理颗粒的设备，其中，所述轴向定向旋转施力设备包括两个部分(15c，15d)，一个部分布置在一个端壁(8)处，第二个部分布置在所述相对的端壁(9)处，并且其中，所述实心壁部分(13a)在所述轴向定向旋转施力设备的所述两个部分(15c，15d)之间延伸。
21.根据权利要求14所述的用于处理颗粒的设备，其中，所述朝内的旋转施力设备(15)包括限定狭缝(43)的重叠的叶片(45)。
22.根据权利要求15所述的用于处理颗粒的设备，其中，所述轴向定向旋转施力设备(15c)包括限定狭缝(43c，43d)的重叠的叶片。
23.根据权利要求16所述的用于处理颗粒的设备，其中，所述轴向定向旋转施力设备(15d)包括限定狭缝(43c，43d)的重叠的叶片。
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