DD238608A1 - METHOD AND DEVICE FOR OBTAINING BONE BAG - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Knochenasche, beispielsweise als Schleifmittel oder als Rohstoff zur Porzellanherstellung und dergl. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, Knochenasche in Form von Tricalciumphosphat Ca3 (PO4)2 oder Hydroxilapatit Ca5 (PO4)3OH mit hoher Qualitaet bei gleichzeitiger Reduzierung der Reaktionszeit herzustellen. Erfindungsgemaess wird dies dadurch erreicht, dass pulverig oder feinkoernig aufbereitetes Knochenmehl einer vorwiegend pulsierenden Gleichstromflugstaubwolke aufgegeben und bei einer mittleren Temperatur von 950C bis 1 150C, vorzugsweise 1 000C bis 1 100C, mit Verweilzeiten von 0,2 bis 10 sec in oxidierender Atmosphaere behandelt wird. Die notwendige Verweilzeit kann dabei sowohl durch eine entsprechend lange Resonanzstrecke als auch durch eine mehrmalige Behandlung in einer pulsierenden Gleichstromflugstaubwolke erreicht werden. Eine weitere Variante sieht vor, dass die Behandlung unmittelbar nacheinander in einer pulsierenden Gleichstromflugstaubwolke und einer zirkulierenden Wirbelschicht erfolgt. Fig. 1The invention relates to a method and apparatus for producing bone ash, for example as an abrasive or as a raw material for porcelain production and the like. The object and object of the invention is bone ash in the form of tricalcium phosphate Ca3 (PO4) 2 or hydroxyapatite Ca5 (PO4) 3OH with high Quality while reducing the reaction time. According to the invention, this is achieved by treating pulverulent or fine-grained bone meal of a predominantly pulsating direct current dust cloud and treating it at an average temperature of 950C to 1150C, preferably 1000C to 1100C, with residence times of 0.2 to 10 sec in an oxidizing atmosphere. The necessary residence time can be achieved both by a correspondingly long resonance distance as well as by a repeated treatment in a pulsating direct current dust cloud. Another variant provides that the treatment takes place immediately one after the other in a pulsating direct current dust cloud and a circulating fluidized bed. Fig. 1
Description
Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings
Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Knochenasche, beispielsweise zur Verwendung als Schlichtmittel und als Rohstoff zur Porzellanherstellung (Knochenporzellan) und dgl.The invention relates to methods and apparatus for producing bone ash, for example for use as a sizing agent and as a raw material for porcelain production (bone porcelain) and the like.
Das bei der Verarbeitung tierischer Knochen, beispielsweise bei der Knochenleimherstellung, anfallende stückige Material wii vorwiegend im Schachtofen bei autothermischer Verbrennung zu Knochenmehl in Form von Hydroxilapatit, Ca5 (PO4)3 · OH, un Tricalciumphosphat, Ca3 (PO4)2, gebrannt. Die Qualität des Brennprodukts, beurteilt nach dem Glühverlust, unterliegt großen Schwankungen infolge des veränderlichen Eigenheizwertes der Knochen im Bereich von etwa 200 bis 700 kcal/kgKn0Chen. Als Brennaggregat für derartiges Material kommen auch Drehrohr- oder Wirbelschichtofen zum Einsatz. Ob und in welchem Umfan bei den genannten Reaktoren von einer Stützfeuerung Gebrauch gemacht wird, hängt vom Gehalt und der Zusammensetzung der organischen Substanz des Rohmaterials und von der geforderten Qualität des Brennpunkts ab.The lumpy material wii obtained in the processing of animal bones, for example in bone glue production, predominantly in the shaft furnace during autothermal combustion into bone meal in the form of hydroxyapatite, Ca 5 (PO 4 ) 3 .OH, un tricalcium phosphate, Ca 3 (PO 4 ) 2 , burned. The quality of the burned product , judged by the loss on ignition, is subject to large variations due to the variable intrinsic calorific value of the bones in the range of about 200 to 700 kcal / kgK n0Chen . As a combustion unit for such material and rotary kiln or fluidized bed furnace are used. Whether and in what environment use is made of auxiliary firing in the said reactors depends on the content and composition of the organic substance of the raw material and on the required quality of the focal point.
Das ebenfalls bei der Verarbeitung der Knochen anfallende mehl- bzw. feinkörnige Material läßt sich in den genannten Reaktore nicht oder nur infolge hoher Staubbelastung bedingt brennen. Eine praktische Realisierung des Glühens von staubförmigem Knochenmaterial ist bisher nicht bekannt.The flour or fine-grained material which also accumulates during the processing of the bones can not be burned in the reactors mentioned or only due to the high dust load. A practical realization of the annealing of dusty bone material is not yet known.
Bei den genannten Einrichtungen liegen die Verweilzeiten für den Feststoff im Stunden- bzw. im oberen Minutenbereich, was zwangsläufig zu erhöhten Wärmeverlusten führt.In the mentioned facilities, the residence times for the solid are in the hour or in the upper minute range, which inevitably leads to increased heat losses.
Über eine Orientierung des erforderlichen Brennregimes für die Herstellung von Knochenasche bestimmter Qualität, d. h. eine genauere Fixierung der notwendigen Verweilzeiten und Reaktionstemperaturen in Abhängigkeit des Glühverlustes existieren keine konkreten Aussagen. Ebenso fehlen ausreichende Hinweise zur ein bestimmtes Brennregime charakterisierenden Korngröße des zu glühenden Materials.On an orientation of the required firing regime for the production of bone ash of certain quality, d. H. a more precise fixation of the necessary residence times and reaction temperatures as a function of the loss on ignition, there are no concrete statements. There is also a lack of sufficient information on the particle size of the material to be annealed which characterizes a particular firing regime.
Ziel der Erfindung ist die Herstellung von Knochenasche (Tricalciumphosphat Ca3 (PO4)z, Hydroxilapatit Ca5 (PO4)3 OH) mit hoher Qualität bei gleichzeitiger erheblicher Reduzierung der Behandlungsdauer. ...The aim of the invention is the production of bone ash (tricalcium phosphate Ca 3 (PO 4 ) z, hydroxyapatite Ca 5 (PO 4 ) 3 OH) with high quality while significantly reducing the duration of treatment. ...
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, tierische Knochen so aufzubereiten und Brennbedingungen zu schaffen, mit denen d Reaktionszeit erheblich reduziert wird.The object of the invention is to treat animal bones in such a way and to provide firing conditions with which the reaction time is considerably reduced.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem die Reaktion zwecks Erreichung hoher spezifischer Produktumsät; in einer Flugstaubgleichstromwolke mit pulsierendem Stützfeuer durchgeführt wird. Dabei wird das wegen seiner niedrigen Entzündungstemperatur nicht vorgewärmte Knochenmehl in das pulsierende Stützfeuer eines Schwingfeuergerätes eingetragen und infolge der außerordentlich hohen Austauschraten von Stoff und Wärme am Feststoffteilchen schlagartig ai hohe Reaktionstemperatur gebracht.According to the invention the object is achieved by the reaction in order to achieve high specific Produktumsät; is carried out in a flying dust direct current cloud with pulsating supporting fire. The bone meal, which has not been preheated because of its low ignition temperature, is introduced into the pulsating supporting fire of a vibrating fire device and as a result of the extraordinarily high exchange rates of substance and heat on the solid particle it is abruptly brought to a high reaction temperature.
-2- Z38 608-2- Z38 608
Die zwecks Erreichung einer geforderten Qualität des Brennproduktes notwendige Verweilzeit wird durch die Gestaltung des pulsierenden Strömungsfeldes erzielt. Dabei sind Kopplungen eines oder mehrerer Schwingfeuergeräte mit oder ohne stationär betriebenen Reaktoren möglich.The residence time necessary to achieve a required quality of the combustion product is achieved by designing the pulsating flow field. In this case, couplings of one or more vibrating fire equipment with or without stationary operated reactors are possible.
Das Brennprodukt wird vom heißen Gasstrom getrennt und anschließend auf Transporttemperatur abgekühlt, wobei die GasVFeststoff-Trennung und die Kühlung des Brenngutes nach bekannten Verfahren, beispielsweise auf dem Zyklonprinzip beruhend, erfolgen. Die heißen Abgase werden innerbetrieblich verwendet, beispielsweise zur Trocknung der Rohstoffe. Die heiße Kühlluft wird ganz oder teilweise an für die Reaktion geeigneten Stellen der Anlage zugeführt. Überraschenderweise wurde dabei gefunden, daß im Temperaturbereich von 950 bis 115O0C, vorzugsweise im Bereich von 10000C, bei Verweilzeiten im Bereich von 0,2 bis 10s, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 5s und oxidierenden Brennbedingungen ein Brennpunkt hoher Qualität erhalten wird. Die erforderliche mittlere Korngröße des Rohprodukts liegt bei S 250 /xm.The firing product is separated from the hot gas stream and then cooled to transport temperature, the GasVFeststoff separation and the cooling of the fuel by known methods, for example, based on the cyclone, done. The hot exhaust gases are used in-house, for example for drying the raw materials. The hot cooling air is supplied wholly or partly to suitable for the reaction sites of the system. Surprisingly, it has been found that in the temperature range from 950 to 115O 0 C, preferably in the range of 1000 0 C, at residence times in the range of 0.2 to 10s, preferably in the range of 0.5 to 5 s and oxidizing firing conditions, a focal point of high quality is obtained. The required mean grain size of the crude product is S 250 / xm.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained below with reference to embodiments. The accompanying drawings show:
Fig. 1: Schwingfeuerreaktor mit langer ReaktionsstreckeFig. 1: swinging fire reactor with a long reaction path
Fig. 2: Reihenschaltung zweier SchwingfeuerreaktorenFig. 2: series connection of two vibrating fire reactors
Fig.3: Kopplung Schwingfeuerreaktor mit zirkulierendem WirbelschichtreaktorFIG. 3: Coupling vibrating fire reactor with circulating fluidized-bed reactor
Gemäß Fig. 1 wird ein Stützfeuer in der Brennkammer 1 erzeugt durch Einleitung von flüssigem oder gasförmigem Brennstoff 2 durch Düsen 3 sowie durch Einleitung von heißer bzw. vorgewärmter Verbrennungsluft 4 durch einen mit aerodynamischen Ventilen bestückten Brennkammerboden 5. Die heißen Flammengase 6 gelangen nach Verlassen der Brennkammer in das Resonanzrohr 7. Das Resonanzrohr mit dem direkt angekoppelten Zyklon 8 stellt den Reaktor dar, wobei die Länge des Resonanzrohres und sein Durchmesser, der veränderlich gestaltet werden kann, der verfahrenstechnisch notwendigen Verweilzeit angepaßt werden. Das Resonanzrohr kann dabei abschnittweise von der gradlinigen Form abweichen. Brennkammer und Resonanzrohr in ihrer Einheit stellen den eigentlichen Schwingfeuerreaktor dar.According to Fig. 1, a support fire is generated in the combustion chamber 1 by introducing liquid or gaseous fuel 2 through nozzles 3 and by the introduction of hot or preheated combustion air 4 through a equipped with aerodynamic valves combustion chamber bottom 5. The hot flame gases 6 arrive after leaving the Combustion chamber in the resonance tube 7. The resonance tube with the directly coupled cyclone 8 represents the reactor, wherein the length of the resonance tube and its diameter, which can be made variable, the procedurally necessary residence time are adjusted. The resonance tube may differ in sections from the straight-line shape. Combustion chamber and resonance tube in their unit represent the actual swing fire reactor.
Am Resonanzrohrbeginn 9 wird der in der üblichen Weise gravimetrisch dosierte Rohstoff 10 pneumatisch mittels Strahlapparat eingetragen. Durch den Kontakt mit den heißen, pulsierenden Flammengasen wird der Rohstoff mit außerordentlich hohem Aufheizgradientenauf Reaktionstemperatur gebracht. Der für die Feststoffreaktion notwendige Sauerstoff wird im wesentlichen durch die kalte Förderluft des pneumatischen Eintrages und zusätzliche Einspeisung von heißer Kühlerabluft 11 an einer oder mehreren verfahrenstechnisch notwendigen Stellen der Reaktionsstrecke zugeführt, um der Forderung nach oxidierenden Brennbedingungen gerecht zu werden. Nach Verlassen des Resonanzrohres wird der GasVFeststoffstrom im Zyklon 8 separiert.At the beginning of the resonance tube 9, the raw material 10, which is gravimetrically metered in the usual way, is pneumatically introduced by means of a jet apparatus. By contact with the hot, pulsating flame gases, the raw material is brought to reaction temperature with an extraordinarily high heating gradient. The necessary oxygen for the solid reaction is supplied by the cold conveying air of the pneumatic entry and additional feed of hot exhaust air cooler 11 at one or more procedurally necessary points of the reaction path substantially to meet the demand for oxidizing firing conditions. After leaving the resonance tube, the GasVFeststoffstrom is separated in the cyclone 8.
Das diesen Zyklon verlassende Brennprodukt 12 wird einem Zyklonkühler bekannter Bauart, vorzugsweise einem mehrstufigen, zugeführt. Das auf Transporttemperatur abgekühlte Material 13 verläßt den Kühler.The combustion product 12 leaving this cyclone is fed to a cyclone cooler of known design, preferably a multistage. The cooled to transport temperature material 13 leaves the cooler.
Die Kühlluft 14 wird zwecks Einspeisung in den Schwingfeuerreaktor mit dem erforderlichen Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck, vorzugsweise mittels Rootsgebläse zugeführt. Die den Schwingfeuerreaktor über Zyklon 8 verlassenden heißen Abgase 15 werden beispielsweise der Trocknung des Rohstoffs zugeführt.The cooling air 14 is supplied for the purpose of feeding into the vibrating fire reactor with the required overpressure relative to the atmospheric pressure, preferably by means of Roots blower. The hot exhaust gases 15 leaving the vibrating fire reactor via cyclone 8 are supplied, for example, to the drying of the raw material.
Die Druckunterschiede an den Feststoffeinmündungen zwischen Reaktor und Kühler sowie im Kühler selbst werden mittels Pendelklappen 16 oder dergleichen kompensiert. Die Aufteilung der heißen Kühlerabluft in den Reaktor wird mittels Drosselklappen 17 vorgenommen.The pressure differences at the Feststoffeinmündungen between the reactor and the radiator and in the cooler itself are compensated by means of pendulum valves 16 or the like. The division of the hot cooler exhaust air into the reactor is carried out by means of throttle valves 17.
Der Schwingfeuerreaktor und Zyklon 8 sowie die Einzelapparate des Zyklonkühlers werden zwecks Senkung der thermischen Wandverluste mit einer geeigneten Ausmauerung versehen.The vibrating furnace reactor and cyclone 8 and the individual apparatuses of the cyclone cooler are provided with a suitable lining in order to reduce the thermal wall losses.
Entsprechend Fig.2 werden zwei Schwingfeuergeräte zwecks Erreichung der notwendigen Verweilzeit in Reihe geschaltet. Die Stützfeuer werden analog Fig. 1 in der Brennkammer 1 erzeugt durch Einleitung des Brennstoffs 2 über die Düsen 3 und von heißer bzw. vorgewärmter Verbrennungsluft 4 durch den aerodynamische Ventile enthaltenden Brennkammerboden 5.According to Fig.2 two oscillating fire equipment in order to achieve the necessary residence time connected in series. The support fires are generated analogously to FIG. 1 in the combustion chamber 1 by introducing the fuel 2 via the nozzles 3 and hot or preheated combustion air 4 through the combustion chamber bottom 5 containing the aerodynamic valves.
Die Flammengase 6 gelangen nach Verlassen der Brennkammern in die Resonanzrohre 7. Am Resonanzrohrbeginn 9 wird der gravimetrisch dosierte, nicht vorgewärmte Rohstoff 10 in bekannter Weise pneumatisch in die Flammengase eingetragen1. Der zwecks Schaffung oxidierender Brennbedingungen erforderliche Sauerstoff wird durch die kalte Förderluft des pneumatischen Eintrages und durch zusätzliche Einspeisungen von heißer Kühlerabluft 11 an einer oder mehreren Stellen der jeweiligen Reaktionsstreckeri zugeführt. Die GasVFeststoff-Trennung nach dem in Strömungsrichtung zuerst angeordneten Schwingfeuergerät erfolgt im Zyklon 8. Das diesen Zyklon verlassende Brennprodukt 12 wird in das Resonanzrohr eines zweiten Schwingfeuergerätes geleitet. Das im Zyklon 18 vom heißen Gasstrom abgetrennte, qualitätsgerechte Brennprodukt 19 wird einem mehrstufigen Zyklonkühle bekannter Bauart gemäß Fig. 1 zugeführt und auf Transporttemperatur abgekühlt. Die zur Abkühlung des Fertigproduktes notwendige Kühlluft verläßt als vorgewärmte bzw. heiße Verbrennungsluft das Kühlaggregat und wird als Verbrennungsluft eingesetzt oder einer anderen Verwendung zugeführt.The flame gases 6 arrive after leaving the combustion chambers in the resonance tubes 7. At the resonance tube beginning 9 of the gravimetrically metered, not preheated raw material 10 is pneumatically registered in the flame gases in a known manner. 1 The oxygen required to create oxidizing firing conditions is supplied by the cold feed air of the pneumatic feed and by additional feeds of hot waste cooler air 11 at one or more locations of the respective reaction strip. The GasVFeststoff separation according to the flow direction first arranged oscillating fire device is carried out in the cyclone 8. The cyclone leaving this product 12 is passed into the resonance tube of a second oscillating fire device. The separated in the cyclone 18 from the hot gas stream, quality of combustion product 19 is fed to a multi-stage cyclone cooling known type of FIG. 1 and cooled to transport temperature. The cooling air necessary for cooling the finished product leaves as preheated or hot combustion air, the cooling unit and is used as combustion air or fed to another use.
Die die Zyklone 8 und 18 verlassenden Heißgase 20 und 21 werden in einem Zyklon 22 mit zwei um 180° versetzten tangentialen Zuströmungen nachentstaubt, wobei der Feststoffstrom in den Strom 12 eingeleitet wird und das heiße Abgas 15 einer innerbetrieblichen Nutzung, beispielsweise der Trocknung des Rohstoffs, zugeführt wird.The cyclones 8 and 18 leaving hot gases 20 and 21 are dedusted in a cyclone 22 with two offset by 180 ° tangential inflows, the solids flow is introduced into the stream 12 and the hot exhaust gas 15 for internal use, such as the drying of the raw material, is supplied.
Brennaggregate und Kühlstrecken werden entsprechend wärmeisoliert.Combustion units and cooling sections are thermally insulated accordingly.
Die Druckunterschiede an den Feststoffeinmündungen werden beispielsweise mittels Pendelklappen 16 ausgeglichen. Die verfahrensgerechten Aufteilungen-der heißen Kühlerabluft und des B renn stoff Stroms erfolgen in bekannter Weise, beispielsweise mittels Drosselklappen 17 bzw. Absperrventilen 23.The pressure differences at the Feststoffeinmündungen be compensated for example by means of shuttle valves 16. The process-appropriate partitions of the hot exhaust air cooler and the fuel flow B are carried out in a known manner, for example by means of throttle valves 17 and shut-off valves 23.
Gemäß Fig.3 wird ein Schwingfeuerreaktor mit einem Reaktor bekannter Bauart, dessen Verweilzeit entsprechend den verfahrenstechnisch notwendigen Bedingungen regelbar ist, beispielsweise mit einem Reaktor mit zirkulierender Wirbelschicht gekoppelt.According to Figure 3, a vibrating fire reactor with a reactor of known type, whose residence time is controlled according to the conditions necessary for process engineering, for example, coupled to a reactor with circulating fluidized bed.
Funktion und Aufbau des Schwingfeuergerätes sind bis auf den Austritt Resonanzrohr 7 analog Fig. 1. Gleiches gilt für die Zuführungen und Brennstoff gemäß Position 2 und 3 der Verbrennungsluft 4, des Rohstoffs 10 und der zusätzlichen KühlerabluftFunction and structure of the oscillating fire device are up to the outlet resonance tube 7 analogous to FIG. 1. The same applies to the feeds and fuel according to position 2 and 3 of the combustion air 4, the raw material 10 and the additional radiator exhaust air
Das Resonanzrohr 7 mündet in die Erweiterung des verlängerten Tauchrohres 24 derart, daß die düsenförmige Resonanzrohrmündung 25 als Treibdüse mit dem Übergangsbereich 26 als Fangdüse einen pulsierenden Strahlapparat bilden. Durch diese Anordnung kann ein Teil des Druckverlustes im Kühlbereich kompensiert werden, was Einsparung von Förderenergie der Arbeitsmaschine für die Kühlluft 14 bedeutet. Gleichzeitig wird erreicht, daß sich die in den Reaktor einströmende Kühlerabluft mit der pulsierenden Rauchgas-/Feststoff-Strömung des Schwingfeuergerätes intensiv vermischt, wodurch die Feststoffreaktion eine bedeutende Aktivierung erfährt. Im Reaktor 27 baut sich vom unteren konischen Bereich ausgehend eine Gas-/Feststoff-Suspension hoher Beladung auf mit wirbelschichtähnlichem Charakter. Die Gas-/Feststoff-Strömung tritt nach Verlassen des Reaktors in den Zyklon 8 ein, in dem die Phasentrennung erfolgt. Das Abgas 15 wird einer betrieblichen Weiterverwendung zugeführt. Der abgeschiedene Feststoff 12 gelangt in eine Stromaufteilungsvorrichtung 28 bekannter Bauart, durch die, je nach Reaktionsfortschritt, die Größen des in den Reaktor zurückgeführten Feststoffstroms 29 und des der Kühlvorrichtung zugeleiteten Feststoffstroms 30 eingeregelt werden können. Die Kühlvorrichtung ist analog Fig. 1 und Fig. 2 aufgebaut.The resonance tube 7 opens into the extension of the extended dip tube 24 such that the nozzle-shaped resonance tube mouth 25 form a pulsating jet apparatus as a driving nozzle with the transition region 26 as a catching nozzle. By this arrangement, a part of the pressure loss in the cooling area can be compensated, which means saving of delivery energy of the working machine for the cooling air 14. At the same time, it is ensured that the cooler exhaust air flowing into the reactor mixes intensively with the pulsating flue gas / solids flow of the oscillating fire device, as a result of which the solid-state reaction undergoes significant activation. In the reactor 27, starting from the lower conical region, a gas / solid suspension of high loading builds up with a fluidized bed-like character. The gas / solids flow enters after leaving the reactor in the cyclone 8, in which the phase separation takes place. The exhaust gas 15 is supplied for further operational use. The separated solid 12 passes into a current splitting device 28 of known type, through which, depending on the progress of the reaction, the sizes of the recycled solids stream 29 and returned to the reactor 30 can be adjusted. The cooling device is constructed analogously to FIGS. 1 and 2.
Claims (10)
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| DD27759485A DD238608A1 (en) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | METHOD AND DEVICE FOR OBTAINING BONE BAG |
Publications (1)
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| DD238608A1 true DD238608A1 (en) | 1986-08-27 |
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ID=5568793
Family Applications (1)
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| DD27759485A DD238608A1 (en) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | METHOD AND DEVICE FOR OBTAINING BONE BAG |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD238608A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE10223657A1 (en) * | 2002-05-28 | 2003-12-18 | Fehb Gmbh | Organic substance treatment, especially animal bones, comprises compacting the bones after the fat and protein has been removed, under temperature and pressure |
| DE10312603B4 (en) * | 2002-12-24 | 2005-08-11 | Fehb Gmbh | Process and apparatus for gasification and combustion of lumpy renewable raw materials in the form of animal bones |
| EP2335821B1 (en) | 2006-07-13 | 2016-03-16 | IBU-tec advanced materials AG | Method for the production of nanocrystalline metal oxide |
-
1985
- 1985-06-21 DD DD27759485A patent/DD238608A1/en not_active IP Right Cessation
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