DD136927B1

DD136927B1 - Anstroemboden fuer wirbelschichtapparate

Info

Publication number: DD136927B1
Application number: DD20548878A
Authority: DD
Inventors: Rolf Elspass; Manfred Mittelstrass; Lothar Moerl; Joachim Sachse
Original assignee: Schwermaschinenbaukomb Ernst T
Priority date: 1978-05-22
Filing date: 1978-05-22
Publication date: 1986-03-26
Also published as: DE2904121C2; DE2904121A1; SE7904426L; PL214826A1; BE876445A; DD136927A1; SE450689B; PL115352B1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Wirbelschichttechnik und kann zur Behandlung körniger Substanzen mit fluiden.

Medien in einer Wirbelschicht angewendet werden.

Die dabei ablaufenden Prozesse können Trocknung, Granulierung oder chemische Reaktionen sein.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Wirbelschichtapparate mit homogener Durchmischung des zu wirbelnden Gutes bekannt:

UdSSR-Pat. 303488

GB-Pat. 1.106.194

US-Pat. 3.890.935

US-Pat. 3.814.176

US-Pat. 3.817.872

Ferner sind Wirbelschichtapparate, in denen sich das Gut durch bestimmte Strömungsbedingungen auf kreis- oder ellipsenförmigen Bahnen bewegt, bekannt.

BROOS 2326792

GB Pat. 1.144.320

DOR Pat. 63 611

BRDAS 1442813

Des weiteren werden Wirbelschichtrinnen, über die das Gut in fluidisiertem Zustand wandert, in der Technik angewendet.

BRD-Patent 1729279

BRD-AS 2426714

BRD-AS 2320614 ^

DDRWP 101747

DDRWP 104720

DDRWP 56478

Bei den ersten beiden genannten Apparatetypen kommt es durch die völlige Durchmischung der Schicht dazu, daß auch Teilchen, die gerade erst in den Apparat gelangt sind, sofort aus diesem wieder ausgetragen werden oder andere Teilchen überdurchschnittlich lange im Apparat verweilen.

Bei den Wirbelschichtrinnen wandert das Gut zwar definiert über die Länge der Rinne, aber die Luftverteilung unter der Rinne sowie die Randeinflüsse werden ungünstiger mit zunehmender Länge der Rinne.

Es sind Wirbelschichtapparate mit homogener Durchmischung des zu wirbelnden Gutes bekannt, US-Pat. 3565022, in denen man Suspensionen sowohl trocknen als auch granulieren kann, wobei die hitzeempfindliche Suspension in die Wirbelschicht zugeführt wird. Die sich dabei bildenden Agglomerate werden in dem zur Erzeugung von Wirbelschichten erforderlichen Luftstrom getrocknet, wobei es infolge der angerichteten, turbulenten Strömungen der Wirbelschichten zu örtlichen Überhitzungen kommen kann, da Teilchen, die gerade erst in den Apparat gelangt sind, sofort aus diesem wieder ausgetragen werden bzw. langer als erforderlich im Apparat verweilen.

Ferner sind Wirbelschichtapparate, in denen sich das Gut durch bestimmte Strömungsbedingungen auf kreis- oder ellipsenförmigen Bahnen bewegt, DD-WP 119304, bekannt. Diese Strömungsbedingungen entstehen durch einen im Wirbelschichtapparat angeordneten Anströmboden, der schalenförmig mit einem Neigungswinkel a < 20° und gelocht ausgebildet ist, wobei die Löcher so angeordnet sind, daß sich ein Öffnungsverhältnis φ von freier Lochfläche zur Gesamtlochfläche ergibt, welches vom Zentrum zur Peripherie kontinuierlich und/oder in Abstufungen zunimmt Da die Fallgeschwindigkeit der Teilchen bei konstanter Strömungsgeschwindigkeit der Luft eine Funktion des Teilchendurchmessers ist, sinken alle Teilchen eines bestimmten Durchmessers in eine Ausgangsschleuse, ohne daß eine ausreichende Trocknung stattgefunden hat.

Des weiteren sind Wirbelschichtrinneh bekannt, die der erfindungsgemäßen Lösung insofern naheliegen, DE-AS 2218034, daß eine Fließbettvorrichtung zum Trocknen und/oder Kühlen von feinen Schüttgütern mit einem langgestreckten Fließbett, enter dessen gelochten Boden ein Luftzufuhrkasten angeordnet ist, der mit dem Bett einedurch mindestens einen Rüttler in gerichtete Schwingungen versetzte Schwingeinheit bildet, angewendet wird. Der Nachteil der Einrichtung besteht darin, daß die Luftverteilung unter der Rinne sowie die Randeinflüsse mit zunehmender Länge der Rinne und Schüttdichte ungünstig werden. Bekannt ist auch, gasundurchlässige Trennwände als Leitelemente in Wirbelschichtanlagen anzuordnen, DE-AS 2217578, zur Verbesserung des Transport-und Trocknungseffektes des Produktes.

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Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Feststoffteilchengemisch, das aus Feststoffteilchen unterschiedlicher Durchmesser besteht, so mit einem fluiden Medium zu behandeln, daß die Verweilzeit für die großen Teilchen gleich ist und eine Qualitätsverbesserung des Produktes erreicht wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wirbelschichtapparat mit einem Anströmboden zu schaffen, der so ausgebildet ist, daß er die kleinen Teilchen von den großen Teilchen eines Teilchengemisches trennt, wobei die kleinen Teilchen kürzere Zeit und die großen Teilchen längere Zeit mit einem fluiden Medium in Kontakt gebracht werden. Dieser Vorgang soll möglichst in einem kompakten Apparat durchgeführt werden.

Bei den bereits bekannten Lösungen (homogene Durchmischung der Schicht bzw. kreis- oder ellipsenförmigen Bahn der Feststoffteilchen) kommt es durch das Spektrum der Verweilzeit dazu, daß sowohl einzelne Feststoffteilchen den Apparat sofort nach Eintritt in denselben wieder verlassen und somit noch nicht genügend lange mit dem fluiden Medium in Kontakt standen als auch andere Teilchen zu lange im Apparat verbleiben. Dies geschieht unabhängig von der Größe der Teilchen.

Bei den Wirbelschichtrinnen wird zwar eine annähernd gleichmäßige Verweilzeit aller Teilchen erzielt, wobei aber die Apparate durch ihre rinnenförmige Bauart eine ungünstige Form für die Luftverteilung sowie erhöhte Randeinflüsse aufweisen.

Beschreibung im statischen Zustand

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem an sich bekannten Wirbelschichtapparat mit rechteckigem Querschnitt ein Anströmboden aus Streckmetall angeordnet ist. Das Streckmetall ist dabei in einzelne Segmente unterteilt.

In den einzelnen Segmenten ist dabei die Richtung der Schlitze des Streckmetalls unterschiedlich.

Ebenso kann das Streckmetall in den einzelnen Segmenten unterschiedliche Öffnungsverhältnisse besitzen. Zwischen einzelnen Segmenten sind senkrecht stehende gasundurchlässige Trennwände angebracht. Senkrecht zur Strömungsrichtung des Feststoffes sind in einer Höhe von 50 bis 200 mm vom Boden Prallbleche aus Streckmetall angebracht. Diese Prallbleche besitzen ein großes Öffnungsverhältnis und sind so angeordnet, daß die Öffnung des Streckmetalls nach unten zeigt. Die Prallbleche sind gegenüber der Vertikalen bis zu 45° geneigt.

In den Ecken des Apparates, in denen der Feststoff umgelenkt wird, sind dreieckige Umlenkbleche angebracht, wobei die Öffnungen unter einem Blickwinkel von vorzugsweise 45° aus der Ecke zur Längsrichtung angeordnet sind.

Beschreibung der Funktion

Durch die genannte Anordnung verschiedener Streckmetallsegmente auf dem Anströmboden wird auf das mit einem fluiden Medium zu behandelnde Gut ein Transporteffekt in waagerechter Richtung übertragen. Überraschend dabei ist, daß der Transporteffekt stärker auf die großen Teilchen eines Teilchengemisches wirkt und somit einerseits eine gerichtete Feststoffströmung in einer oder mehrere gewünschte Richtung erzielt wird und andererseits das Feststoffteilchengemisch teilweise entmischt wird, wobei die kleinen Feststoffteilchen nach oben ausgetragen werden, während die großen Teilchen auf einer definierten Bahn, die durch die Anordnung der Streckmetallsegmente und der zwischen ihnen angeordneten Trennwände festgelegt werden kann, den Apparat durchlaufen. Somit haben die großen Feststoffteilchen eine längere und definierte Verweilzeit im Apparat, während die kleinen Teilchen nur kurz mit dem fluiden Medium in Kontakt kommen und dann sofort den Apparat über Kopf verlassen.

Überraschend dabei ist ebenfalls, daß die gewünschte Art der Strömungsführung durch senkrecht zur Strömungsrichtung stehende Prallbleche aus Streckmetall verbessert wird, wenn die Höhe der Prallbleche 200 mm beträgt und in einem Abstand von 100mm vom Boden angebracht sind.

Ausführungsbeispiel ^f

Die Erfindung ist nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an 2 Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Das 1. Ausführungsbeispiel wird durch die Fig. 1-4 dargestellt.

Fig. 1: zeigt eine mögliche Anordnung von Streckmetallsegmenten als Anströmboden in einem Wirbelschichtapparat Fig. 2: zeigt als Längsschnitt durch einen Wirbelschichtapparat den eingebauten Anströmboden und die Anordnung der

Trennbleche bzw. der Prallbleche sowie die Anordnung des Austrages Fig.3: zeigt einen Schnitt durch Fig. 2

Fig. 4: zeigt einen Schnitt durch Fig. 3, an dem die Anordnung des Guteintrages in die Wirbelschicht zu erkennen ist. Als Beispiel wird ein Wirbelschichtapparat für die Kühlung einer körnigen Substanz gewählt.

· In einem rechteckigen Wirbelschichtapparat 1 befindet sich ein Anströmboden 2, der aus mehreren Streckmetallsegmenten 5,6, 7 besteht. Oiese Segmente 5,6,7 haben unterschiedliche Öffnungsverhältnisse und unterschiedliche Schlitzrichtungen und sind wie folgt angeordnet.

In der Draufsicht (Fig. 1) ist im Anströmboden 2 ein Aufgabesegment 6 mit einem Öffnungsverhältnis vpn 15% angeordnet, dessen Sohlitzrichtung parallel -·. m unteren Bodenrand zum Zentrum zeigt.

Die Breite dieses Segments 6 beträgt ¹A der Bodenbreite und die Lange des Segments 6 0,2 der Bödenlange. Dem Aufgabesegment 6 schließen sich Fördersegmente 7 der gleichen Breite an, die die gleiche Schlitzrichtung wie das Aufgabesegment 6 haben, aber mit einem Öffnungsverhältnis von 5%. Diese Fördersegmente 7 enden am Bodenende unter einem Winkel von 45° und gehen in ein Umlenksegment 5 über, dasein Öffnungsyerhältnisvon 10% besitzt und dessen Schlitzrichtung in Richtung der Winkelhalbierenden zur Mitte des Apparates 1 zeigt.

Spiegelbildlich dazu ist ein weiteres gleichartiges Umlenksegment 5 angeordnet, an das sich weitere Fördersegmente 7 anschließer., deren Schlitzrichtung entgegengesetzt der der ersten Fördersegmente 7 ist und ein Öffnungsverhältnis von 5% besitzen. Diese Fördersegmente 7 enden analog in einem Umlenksegment 5 mit 10% Öffnungsverhältnis, dessen Schlitzrichtung wiederum auf den Apparatemittelpunkt 1 zeigt.

Spiegelbildlich zu dieser Anordnung ist ein zweites Fördersegmentpaar 7 mit dazugehörigen Umlenksegmenten 5 und gleichem Öffnungsverhältnis angeordnet, wobei die Förderrichtung der Fördersegmente 7 um 180° gedreht ist. Anstelle des Aufgabesegmentes 6 befindet sich hierbei ein Ablaufschacht 8, der die Breite eines Fördersegmentes 7 hat. Folgende Flächenverhältnisse werden bei diesem Apparat realisiert:

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Fläche aller TJmlenksegmente ._ _n Gesamtfläche ~ ^]?*^u/°

Fläche des Aufgäbesegmentes _ ς « ψ Gesamtfläche " ^ ^/ΰ

Fläche aller Fördersegmenbe _{ftn n} „ "" Gesamtfläche ~ ^{= ÖU>u /ö}

zwischen den einzelnen Fördersegmenten 7 sind senkrecht stehende Trennwände 3 in der aus Figur 1 ersichtlichen Art angeordnet, die eine Höhe von Ve der Bodenlänge haben. Senkrecht zu diesen Trennwänden 3 sind des weiteren Prallbleche 4 aus Streckmetall mit einem Öffnungsverhältnis von 25% so angeordnet, daß zwischen Unterkante Prallblech 4 und Boden ein Abstand von 100 mm bleibt. Die Schlitzrichtung des Streckmetalls zeigt dabei nach unten.

Die Erfindung soll anhand eines zweiten Ausführungsbeispieles weiter erläutert werden. Zum 2. Ausführungsbeispiel gehören die Fig. 5 und Fig. 6.

Fig. 5 zeigt eine weitere Möglichkeit der Anordnung von Streckmetallsegmenten als Anströmboden 2.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch Fig. 5.

Im 2. Ausführungsbeispiel sind die Streckmetallsegmente so angeordnet, daß am rechten und linken äußeren Rand des Bodens die Streckmetalle in eine Richtung parallel zur Peripherie des Bodens zeigen. Dabei ist am Anfang jeder Seite ein Aufgabesegment 6 mit einem Öffnungsverhältnis von 15 % angeordnet. Die Breite beider Aufgabesegmente 6 beträgt jeweils ¹/3 der Bodenbreite, ihre Länge 0,5 der Bodenbreite.

An diese Aufgabesegmente 6 schließen sich Fördersegmente 7 an, die ein Öffnungsverhältnis von 0,5% besitzen. Die Fördersegmente 7 laufen am Ende unter einem Winkel von 45" aus der Apparateecke heraus zeigt. Die Umlenksegmente 5 haben ein Öffnungsverhältnis von 10%. Spiegelbildlich zu den äußeren Umlenksegmenten 5 sind zwei innere Umlenksegmente 5 angebracht, deren Schlitzrichtung senkrecht auf der Schlitzrichtung der äußeren Umlenksegmente 5 steht und deren Öffnungsverhältnis wieder 10% beträgt.

An die inneren Umlenksegmente 5 schließen sich weitere Fördersegmente 7 an, deren Schlitzrichtung entgegengesetzt zur Schlitzrichtung der äußeren Fördersegmente 7 angeordnet sind. Die Breite dieser Fördersegmente 7 beträgt Vs der Bodenbreite, ihr Öffnungsverhältnis beträgt 5%.

Die mittleren Fördersegmente 7 enden in einem Ablaufschacht 8. Folgende Flächenverhältnisse werden dabei realisiert:

Fläche aller TJmlenksegmente _Λη ^ Gesamtfläche " ^IU ^/0

Fläche der Aufgabesegmente - pn ^ Gesamtfläche ~ ^/0

Ferner sind zwischen den einzelnen Fördersegmenten 7 senkrechte gasundurchlässige Trennwände 3 nach der in Fig. 5 gezeigten Art angebracht.

Senkrecht zu diesen Trennwänden 3 sind Prallbleche 4 aus Streckmetall mit einem Öffnungsverhältnis von 25% angebracht. Dabei zeigt die Schlitzvorrichtung des Streckmetalls nach unten. Zwischen Unterkante Prallblech 4 und Boden verbleibt einefreie Höhe von 100 mm. Die Höhe der Prallbleche beträgt 200 mm, ihre Breite V3 der Bodenbreite.

Claims

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Erfindungsanspruch:

1. Anströmboden für Wirbelschichtapparate, insbesondere Wirbelschichttrockner mit gasundurchlässigen Trennwänden als Leitelemente, auf dem vorzugsweise körnige Substanzen mit fluiden Medien in einer Wirbelschicht behandelt werden, gekennzeichnet dadurch, daß der Anström boden (2) aus einzelnen Segmenten (5,6,7) in Streckmetallausführung besteht, bei denen sowohl die Richtung der Schlitzöffnungen als auch die Öffnungsverhältnisse unterschiedlich sind, wobei zwischen den Fördersegmenten (7) quer zur Strömungsrichtung des Feststoffes Prallbleche (4) angeordnet sind.
2. Anströmboden nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Streckmetallprallbleche (4) unter einem Winkel von 0 bis zur Vertikalen mit einem Öffnungsverhältnis φ > 20%, wobei die Öffnung des Prallbleches (4) zum Anströmboden (2) zeigt, angeordnet sind:—--
3. Anströmboden nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß jeweils über den letzten Fördersegmenten (7) in Strömungsrichtung dreieckige Streckmetallumlenksegmente (5) mit der Öffnungsrichtung unter einem Winkel von vorzugsweise 45° zur Strömungsrichtung zeigen, angeordnet sind.
4. Anströmboden nach den Punkten 1-3, gekennzeichnet dadurch, daß die Fördersegmente (7) durch ein Streckmetallaufgabesegment (6) mit einem Öffnungsverhältnis 10-20% und einem Ablaufschacht (8), der über einem Förderorgan, vorzugsweise Zellenradschleuse (9) angeordnet und wiederum mit einem Aufgabesegment (6) einer oder mehrerer sich anschließender Stufen verbunden ist, begrenzt sind.

Hierzu 6 Seiten Zeichnungen