DD223933A1 - DEVICE FOR REGULATING THE AGGLOMERATION PROCESS IN SWIVEL LAYERED APPARATUS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung von Agglomerationsprozessen in Wirbelschichtapparaten mit klassierendem Abzug, die kontinuierlich zur Erzielung einer stabilen Fahrweise betrieben werden. Es ist eine Einrichtung zu schaffen, die es ermoeglicht, die Schichtmasse in einem definierten Bereich bei vollkontinuierlicher Fahrweise zu halten, wobei das Verhaeltnis zwischen eingeblasenem Staub und eingeduester Fluessigkeit staendig konstant sein soll. Die Messung der Schichtmasse soll direkt erfolgen und das Messsignal darf keinen Schwankungen unterworfen sein. Erfindungsgemaess ist in einem Wirbelschichtapparat ein Ruehrwerk angeordnet, wobei ueber den oberen Ruehrfluegeln parallel uebereinander in der Horizontalen auslenkbare Hohlkoerper mit einem im Inneren angeordneten Stab, der mit einer Steuereinheit verbunden ist und mit am Boden vertikal ausgebildeten Prallblechen an der Apparateinnenwand befestigt sind. Die Erfindung ist fuer Agglomerationsapparate in der chemischen und Lebensmittelindustrie anwendbar.The invention relates to a device for controlling agglomeration processes in fluidized bed apparatus with classifying deduction, which are operated continuously to achieve a stable driving style. It is a device to create, which makes it possible to keep the layer mass in a defined range in fully continuous driving, the ratio between injected dust and eingeduester fluid should be constantly constant. The measurement of the layer mass should be direct and the measurement signal must not be subject to fluctuations. According to the invention, a stirring unit is arranged in a fluidized bed apparatus, with hollow bodies which can be deflected in parallel over the upper stirring arms with a rod arranged inside, which is connected to a control unit and with baffles formed vertically on the bottom of the apparatus inner wall. The invention is applicable to agglomerators in the chemical and food industries.
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung von Wirbelschichtagglomerationsapparaten, die vorzugsweise in der chemischen und Lebensmittelindustrie angewendet werden kann und insbesondere dort, wo Wirbelschichtaggiomerationsapparate mit klassierendem Abzug kontinuierlich zur Erzielung einer stabilen Fahrweise betrieben werden. "The invention relates to a device for controlling Wirbelschichtagglomerationsapparaten, which can be preferably used in the chemical and food industries and especially where Wirbelschichtaggiomerationsapparate with class deduction are operated continuously to achieve a stable driving style. "
Zur Agglomeration von Pulvern sowie zur gleichzeitigen Granulation von Lösungen, Schmelzen und Suspensionen werden vorteilhaft Wirbelschichtagglomerationsapparate mit klassierendem Abzug eingesetzt. Dabei wird in einer Wirbelschicht gleichzeitig Staub eingeblasen und Flüssigkeit eingedüst. Die Flüssigkeit wirkt als Bindemittel und agglomeriert die einzelnen Staubpartikel zu ständig wachsenden Agglomeraten. Wenn diese Agglomerate eine bestimmte, durch die Luftströmung im klassierenden Abzug einstellbare Größe erreicht haben, verlassen sie über den klassierenden Abzug den Apparat. Zur Regelung derartiger Apparate sind Lösungen bekannt — DD-PS 137005— bei denen der Druckverlust, den das Gas beim Durchströmen der Wirbelschicht erleidet, gemessen wird und dieser Druckverlust als Meßsignal, umgesetzt auf die Luftzuführung des klassierenden Abzugs und auf die Zuführung von Granulatkeimen, so wirkt, daß die Stabilität der Wirbelschicht beim Granulationsvorgang erhalten bleibt.For the agglomeration of powders and for the simultaneous granulation of solutions, melts and suspensions Wirbelschichtagglomerationsapparate be used with classified deduction. At the same time, dust is injected into a fluidized bed and liquid is injected. The liquid acts as a binder and agglomerates the individual dust particles to constantly growing agglomerates. If these agglomerates have reached a certain size that can be set by the air flow in the classifying fume hood, they leave the apparatus via the classifying fume hood. To control such apparatus solutions are known - DD-PS 137005- in which the pressure loss that the gas suffers when flowing through the fluidized bed, is measured and this pressure loss as a measurement signal, implemented on the air supply of the classifying deduction and on the supply of granules, so acts to maintain the stability of the fluidized bed during the granulation process.
Diese Lösungen haben jedoch den entscheidenden Nachteil, daß sie nur für Granulationstrocknungsappärate eingesetzt werden können, bei denen der in der Flüssigkeit enthaltene Feststoff identisch mit dem als Granulatkeime zugeführten Feststoff ist. Für solche Fälle, wo eine oder mehrere pulverförmige Komponenten mit der eingedüsten Flüssigkeit in einem gewünschten definierten Verhältnis in Kontakt gebracht werden müssen, versagt die genannte Lösung, da sich die zugeführte Feststoffmenge bei der Regelung ändert, die zugeführte Flüssigkeitsmenge aber in diese Regelung nicht mit einbezogen ist. Außerdem treten durch die Pulsation in der Wirbelschicht starke momentane Schwankungen des Druckverlustes auf, was zu einem ständigen Ansprechen der Regelorgane führen kann. Des weiteren sind an der Wirbelschicht angeschlossene Meßleitungen für die pneumatischen Signale stark anfällig für Verstopfungen, die zu Havariezuständen führen. :However, these solutions have the significant disadvantage that they can only be used for Granulationstrocknungsappärate in which the solid contained in the liquid is identical to the granule seed supplied solid. For such cases, where one or more powdered components must be brought into contact with the injected liquid in a desired defined ratio, said solution fails, since the amount of solids supplied during the control changes, but the amount of liquid supplied is not included in this regulation is. In addition, occur by the pulsation in the fluidized bed strong momentary fluctuations in the pressure loss, which can lead to a constant response of the regulatory organs. Furthermore, connected to the fluidized bed measuring lines for the pneumatic signals are highly susceptible to blockages that lead to breakdown conditions. :
Bekannt ist weiterhin ein Verfahren — CH-PS 558674 — bei welchem ein optimaler stationärer Betriebszustand durch die mengen- und zeitmäßige Rückführung von Feinanteilen bzw. durch die Flüssigkeitszuführung und/oder die Temperatur des Gasstromes in Abhängigkeit vom Temperaturabfall in der Wirbelschicht geregelt wird. Die gefundene Regelung zur Korngrößenverteilung beruht auf der Erkenntnis, daß zwischen dem Temperaturabfall des Gases und derAlso known is a method - CH-PS 558674 - in which an optimal steady-state operation is controlled by the quantitative and temporal recycling of fines or by the liquid supply and / or the temperature of the gas stream in dependence on the temperature drop in the fluidized bed. The found control of the particle size distribution based on the knowledge that between the temperature drop of the gas and the
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(' - '. ('-'.
Korngrößenverteilung^ ein funktioneller Zusammenhang besteht. Die Lösung ist zur Erzeugung eines gleichmäßigen Granulats gefunden worden und für die qualitätsgerechte Trocknung von Schmelzen, Suspensionen und Lösungen nicht anwendbar. Unabhängig davon rechtfertigt auch der große maschinenbautechnische Aufwand (Windsichterkammer) nicht den Einsatz zur Trocknung genannter Medien. .Grain size distribution ^ a functional relationship exists. The solution has been found to produce a uniform granules and not applicable for the quality drying of melts, suspensions and solutions. Irrespective of this, the great mechanical engineering effort (air separator chamber) does not justify the use for drying said media. ,
Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen Wirbelschichtagglomerationsapparat kontinuierlich zu betreiben und dabei gleichzeitig das Verhältnis von zugeführter Flüssigkeit und eingeblasenem Staub ständig konstant zu halten. Damit sollen Granulate gleichbleibender Qualität erzeugt werden, und der Apparat soll störungsfrei kontinuierlich im optimalen Betriebsregime laufen.The object of the invention is to operate continuously a fluidized-bed agglomerating apparatus while at the same time constantly keeping the ratio of supplied liquid and blown-in dust constant. This should produce granules of consistent quality, and the apparatus should run smoothly continuously in the optimal operating regime.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde/eine Einrichtung zur Regelung von Wirbelschichtagglomerationsapparaten zu schaffen, die es ermöglicht, die Schichtmasse in einem Wirbelschichtagglomerationsapparat in einem definierten Bereich bei vollkontinuierlicher Fahrweise des Apparates zu halten. Dabei soll das Verhältnis zwischen eingeblasenem Staub und eingedüster Flüssigkeit ständig konstant gehalten werden. Die für die Messung der Schichtmasse erforderliche Messung der Schichthöhe soll direkt und nicht über den Umweg der Messung des Druckverlustes erfolgen. Das Meßsignal soll keinen ständigen momentanen^Schwankungen unterworfen.sein und in der Wirbelschicht entstehender Staub sowie Abrieb soll nicht zur Funktionsunfähigkeif und zum Havariezustand der Anlage führen.The invention has for its object to provide / a device for controlling Wirbelschichtagglomerationsapparaten, which makes it possible to keep the layer mass in a Wirbelschichtagglomerationsapparat in a defined range with fully continuous operation of the apparatus. In this case, the ratio between blown-in dust and de-injected liquid should be constantly kept constant. The measurement of the layer height required for the measurement of the layer mass should take place directly and not via the detour of measuring the pressure loss. The measuring signal should not be subjected to constant instantaneous fluctuations. A dust formed in the fluidized bed and abrasion should not result in the failure of the device to function and the condition of the device being damaged.
Erfindurigsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem zylindrischen Wirbelschichtapparat mit klassierendem Abzug und zentral^angeordnetem Rührerwerk in einem definierten Abstand über den oberen Rührerflügeln, an der inneren Apparatewand im parallelen Abstand übereinander in der Horizontalen auslenkbare, in die Wirbelschicht ragende, zur Apparatewand hin offene Hohlkörper angebracht sind, die mit einem im Hohlkörper waagerecht angeordneten Stab, der starr an der Apparatewand befestigt und mit einer Steuereinheit verbunden ist und einem unterhalb der Hohlkörper vertikal befestigten Prallblech ausgerüstet sind.According to the invention, this object is achieved in that in a cylindrical fluidized bed apparatus with classifying deduction and centrally arranged stirrer at a defined distance above the upper Rührerflügeln, on the inner apparatus wall at a parallel distance above the other in the horizontal deflectable, projecting into the fluidized bed, the apparatus wall out open hollow body are mounted, which are equipped with a horizontally arranged in the hollow body rod which is rigidly attached to the apparatus wall and connected to a control unit and a below the hollow body vertically mounted baffle plate are equipped.
Es gehört mit zur Erfindung, daß das bei horizontaler Auslenkung eines oder mehrerer Hohlkörper in tangentialer Richtung, in Berührung mit dem Stab, erzeugte elektrische Signal an die Steuereinheit abgegeben wird, die mit einem regelbar gestalteten Antrieb einer Pumpe, einem Regelörgan einer Gaszuführungsleitung und einem regelbaren FeststoffdosierungsorganIt belongs to the invention that the horizontal deflection of one or more hollow bodies in the tangential direction, in contact with the rod, generated electrical signal to the control unit is provided with a controllable designed drive a pump, a Regelörgan a gas supply line and a controllable solid dosage organ
verbunden ist. - 'connected is. - '
Das Feststoffdosierungsorgan ist dabei erfindungsgemäß so gestaltet, daß es unter einem Bunker für den Feststoff angebracht ist und(direkt in eine pneumatisch betriebene Feststofförderleitung mündet, die ihrerseits den Anströmboden von unten nach oben durchströmt und frei in die Wirbelschicht hineinragt. Eine kegelförmige Kappe, deren Außendurchmesser größer als anderthalb Durchmesser der in die Wirbelschicht hineinragenden pneumatischen Förderleitung ist, überdeckt diese Förderleitung und ist so angeordnet, daß zwischen Anströmboden und Unterkante der kegelförmigen Kappe ein Mindestabstand von einem halben Innendurchmesser der pneumatischen Förderleitung besteht.The solids metering device according to the invention is designed so that it is mounted under a bunker for the solid and ( opens directly into a pneumatically operated solids conveying line, which in turn flows through the distributor plate from bottom to top and freely protrudes into the fluidized bed a conical cap whose outer diameter greater than one and a half diameters of the projecting into the fluidized bed pneumatic conveying line, covers this conveyor line and is arranged so that there is a minimum distance of half the inner diameter of the pneumatic conveying line between the distributor plate and the lower edge of the conical cap.
Außerdem ist Bestandteil der Erfindung, daß zwischen der Oberkante der unteren Rührerflügel und Unterkante des unteren Prallbleches ein Abstand besteht, der größer als 2 Durchmesser der in der Wirbelschicht erzeugten Granulate ist.It is also part of the invention that there is a distance between the upper edge of the lower Rührerflügel and lower edge of the lower baffle, which is greater than 2 diameters of the granules produced in the fluidized bed.
Auch gehört es zur Erfindung, daß der Abstand zwischen der Oberkante des unteren Prallbleches und Unterkante des oberen Prallbleches in Abhängigkeit von Masse, Dichte und Durchmesser der in der Wirbeischicht befindlichen Teilchen sowie der Gasgeschwindigkeit Und der Fläche des Anströmbodens in einem definierbaren Zusammenhang einstellbar ist.It is also part of the invention that the distance between the upper edge of the lower baffle plate and lower edge of the upper baffle plate in dependence on mass, density and diameter of the particles in the fluidized bed and the gas velocity and the surface of the inflow base in a definable context is adjustable.
Der Wirbelschichtagglomerationsapparat ist dabei bekanntermaßen so gestaltet, daß sich im Zentrum des Anströmbodens ein nach oben hin offenes und nach unten durch eine Zellenradschleuse abgeschlossenes Abzugsrohr befindet, in das seitlich ein Gaszuführungsrohr mit einem Regelorgan für den Gasdurchsatz einmündet und außerdem eine oder mehrere Flüssigkeitsverteilervorrichtungen in der Wirbelschicht angebracht sind, die über eine Rohrleitung von einer Pumpe versorgt werden.The Wirbelschichtagglomerationsapparat is known to be designed so that in the center of the inflow is an upwardly open and closed down by a rotary valve exhaust pipe, opens laterally into a gas supply pipe with a control element for the gas flow and also one or more liquid distribution devices in the fluidized bed attached, which are supplied via a pipe by a pump.
Erfindungsgemäß funktioniert die Vorrichtung so, daß durch das Drehen der zentral angeordneten Welle die Wirbelschicht in eine gleichmäßig rotierende Bewegung gebracht wird. Je nach Höhe der Wirbelschicht wird von dieser rotierenden Bewegung entweder kein, nur das untere oder beide auslenkbaren Prallbleche am Hohlkörper erfaßt.According to the invention, the device functions in such a way that the fluidized bed is brought into a uniformly rotating movement by the rotation of the centrally arranged shaft. Depending on the height of the fluidized bed of this rotating movement either no, only the lower or both deflectable baffles are detected on the hollow body.
Die Drehzahl des Rührers ist dabei so hoch, daß der Impuls der rotierenden Teilchen aus die auslenkbaren Prallbleche die Hohlkörper zur Auslenkung bringt. Dabei wird ein elektrischer Kontakt zwischen der Hohlkörperwandung und dem Stab geschlossen, und die Steuereinheit erhält ein Signal. Die Steuereinheit steuert bei unterschiedlichen Kontakten die Pumpe, das Feststoffdosierungsorgan unterhalb des Bunkers sowie das Regelorgan für den Gasdurchsatz.The speed of the stirrer is so high that the momentum of the rotating particles from the deflectable baffles brings the hollow body for deflection. In this case, an electrical contact between the hollow body wall and the rod is closed, and the control unit receives a signal. The control unit controls at different contacts the pump, the Feststoffdosierungsorgan below the bunker and the control device for the gas flow rate.
Die Erfindung soll anhand des Ausführungsbeispieles und dazugehöriger Zeichnung erläutert werden. Dabei zeigt Fig.1 die Ansicht eines Wirbelschichtagglomerationsapparates und Fig.2 einen auslenkbaren Hohlkörper mit Prallblech in der Schnittdarstellung.The invention will be explained with reference to the embodiment and the accompanying drawings. 1 shows the view of a Wirbelschichtagglomerationsapparates and Fig.2 a deflectable hollow body with baffle in the sectional view.
Die Erfindung besteht beispielhaft aus einer Einrichtung zur Regelung des Agglomerationsprozesses mit einem zylindrischen Wirbelschichtapparat 1, klassierendem Abzug 2 und zentral angeordneten Rührer 3, wobei der Abzug 2 in den Anströmboden 4 einmündet und nach unten durch eine Zellenradschleuse 5 abgeschlossen wird. Oberhalb der Zellenradschleuse 5 mündet ein Gaszuführungsrohr 6 in den Abzug 2, in dem ein Regelorgan 7 für den Gasdurchsatz eingebaut ist. In der Wirbelschicht ist eine oder mehrere Flüssigkeitsverteilervorrichtungen 8, die durch eine Pumpe 9,mit Flüssigkeit über eine Rohrleitung 10 versorgt werden, angeordnet. Das in der Wirbelschicht angeordnete Rührwerk 3 ist mit Rührflügeln 11 ausgestattet. Im Abst andb über den oberen Rührflügeln 11 sind an der Apparatewand in parallelen Abständen a übereinander horizontal in die Wirbelschicht ragende, auslenkbare Hohlkörper 12,13 befestigt, die mit einem an der Apparatewand starr befestigten'Stab 14 im Inneren der Hohlkörper 12,13 ausgestattet sind, die mit einer Steuereinheit 17 verbunden sind. An der Bodenseite der Hohlkörper 12,13 sind Prallbleche 15,16 befestigt, die vertikal in die Wirbelschicht ragen und durch den Impuls der rotierenden Teilchen auf die Prallbleche 15,16 die Hohlkörper 12,13 soweit auslenken, daß es zwischen einem oder mehreren Hohlkörpern 12,13 und dem Stab 14 bei Berührung zu einem elektrischen Signal kommt, welches an die Steuereinheit 17 weitergegeben wirdi Die Steuereinheit 17 ist wiederum mit dem regelbar gestalteten Antrieb der Pumpe 9, mit dem Regelorgan 7 desBy way of example, the invention consists of a device for controlling the agglomeration process with a cylindrical fluidized bed apparatus 1, classifying extractor 2 and centrally arranged stirrer 3, wherein the deduction 2 opens into the inflow base 4 and is closed at the bottom by a rotary feeder 5. Above the rotary valve 5, a gas supply pipe 6 opens into the trigger 2, in which a control element 7 is installed for the gas flow rate. In the fluidized bed is one or more liquid distribution devices 8, which are supplied by a pump 9, with liquid via a pipe 10, arranged. The agitator 3 arranged in the fluidized bed is equipped with agitator blades 11. In Abst andb on the upper paddles 11 are on the apparatus wall at parallel intervals a horizontally in the fluidized layer projecting, deflectable hollow body 12,13 mounted, which are equipped with a rigidly fixed to the apparatus wall 'rod 14 inside the hollow body 12,13 which are connected to a control unit 17. At the bottom side of the hollow body 12,13 baffles 15,16 are fixed, which protrude vertically into the fluidized bed and deflect by the pulse of the rotating particles on the baffles 15,16 the hollow body 12,13 so far that it between one or more hollow bodies 12th , 13 and the rod 14 comes in contact with an electrical signal, which is passed to the control unit 17i The control unit 17 is in turn with the controllable designed drive of the pump 9, with the control element 7 of
mündet, die ihrerseits den Anströmboden 4 durchstößt und frei in die Wirbelschicht hineinragt und von einer kegelförmigen Kappe 21, deren Außendurchmesser größer als anderthalb Durchmesser der pneumatischen Feststofförderleitung 20 ist, überdeckt wird. Zwischen dem Anströmboden 4 und Unterkante der kegelförmigen Kappe 21 ist ein Mindestabstand von einem halben Durchmesser der Feststofförderleitung 20 einzuhalten. Es ist weiterhin zu beachten, daß zwischen Oberkante der oberen Rührflügel 11 und Unterkante des unteren Prallbleches 16 ein Abstand b besteht, der größer als zwei Durchmesser d der in der Wirbelschicht erzeugten Granulate ist. Der Abstand der Oberkante des unteren Hohlkörpers 12 von der Unterkante des oberen Prallbleches 15 ist in Abhängigkeit von der Fläche des Anströmbodens A, der Masse aller in der Schicht befindlichen Feststoffteilchen ms, der Dichte der Feststoffteilchen ςΡ, des Durchmessers der Feststoffteilchen d und der Gasgeschwindigkeit w nach dem Zusammenhangopens, which in turn pierces the distributor plate 4 and projects freely into the fluidized bed and by a conical cap 21 whose outer diameter is greater than one and a half diameter of the pneumatic solids conveying line 20, is covered. Between the distributor plate 4 and the lower edge of the conical cap 21, a minimum distance of half the diameter of the solids conveying line 20 must be maintained. It should also be noted that there is a distance b between the upper edge of the upper impeller 11 and lower edge of the lower baffle 16, which is greater than two diameters d of the granules produced in the fluidized bed. The distance of the upper edge of the lower hollow body 12 from the lower edge of the upper baffle plate 15 is dependent on the surface of the inflow plate A, the mass of all in the layer of solid particles m s , the density of the solid particles ς Ρ , the diameter of the solid particles d and Gas velocity w after the connection
Λ „ _ 0,05 bis 0,15 ma Λ "_ 0.05 to 0.15 m a
AjPi ' - 0,113 (I-)AjPi '- 0.113 (I-)
_ 'd'd
einstellbar.adjustable.
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Hierzu 2 Seiten Zeichnungen ; is adjustable.
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