DD242971A1 - Einrichtung zur kontinuierlichen behandlung von feststoffhaufwerken - Google Patents

Abstract

Einrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von Feststoffhaufwerken, die in stoffverarbeitenden sowie stoff- und energieumwandelnden Zweigen der Volkswirtschaft angewendet werden kann. Ziel der Erfindung ist es, bei definierter und regelbarer Verweilzeit sowie gleichmaessiger Verteilung des Feststoffhaufwerkes den Energieaufwand zur maximalen Nutzung vorhandener Potentialunterschiede fuer den Waerme- und Stofftransport in einer fluidisierten Schicht zu minimieren. Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, in einer Vorrichtung die fluidisierte Schicht eines kontinuierlich zu behandelnden Feststoffhaufwerkes in sich bewegende Kontaktierungszonen zu unterteilen, deren Querschnittsflaechen stetig veraenderlich sind und in denen ein ununterbrochener Transport des Feststoffhaufwerkes vom Eingang der Vorrichtung bis zum Ausgang erfolgt. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe durch eine etagenfoermige Foerdereinrichtung geloest, die ueber Rollen umgelenkt und seitlich durch Apparatewaende sowohl begrenzt als auch gefuehrt wird. Die Foerdereinrichtung besitzt Trennwandpaare, die sogenannte Kammern fuer das Feststoffhaufwerk bilden und nach unten durch perforierte Boeden verschlossen sind.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von Feststoffhaufwerken. Sie ist in stoffverarbeitenden sowie stoff- und energieumwandelnden Zweigen der Volkswirtschaft wie der chemischen und pharmazeutischen Industrie, der Nahrungsgüter- und Futtermittelwirtschaft, der Aufbereitungs- und Verarbeitungstechnik anwendbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt sind Vorrichtungen und Einrichtungen zur Kontaktierung von Feststoffhaufwerken und fluiden Medien, bei denen jeweils ein perforierter Anströmboden zur Verteilung dieser fluiden Medien dient.

Oberhalb dieses perforierten Bodens sind Behandlungsräume in Form von Rinnen (DE-PS 1269597), Ringspalten (DE-AS 23 43819) oder Zylindern (US-PS 3246961) angeordnet, diedurch bewegliche Zwischenwände in Einzelräume unterteilt sind.

Mit diesen Einzelräumen,, begrenzt nach unten durch den unbeweglichen perforierten Boden und seitlich durch die vertikalen Apparatewände bzw. die beweglichen Zwischenwände, wird das Feststoffhaufwerk von seiner Eintritts- zu seiner Austrittsstelle transportiert. Dabei wird es fluidisiert (DE-PS 1269597, DE-AS 2343810), oder es bildet eine Feststoffschicht (US-PS 3246961).

Bei allen bekannten Vorrichtungen und Einrichtungen ist nachteilig, daß die Einzelräume während ihrer Bewegung von der Eintritts-zur Austrittsstelle des Feststoffhaufwerkes unverändert bleiben.

Bei der Behandlung von Feststoffhaufwerken, insbesondere im fluidisierten Zustand, ist es zur intensiven Triebkraftausnutzung, z.B. bei der Trocknung, Abkühlung oder Aufheizung, anzustreben, bei gleichbleibendem relativen Lückenvolumen die Höhe der fluidisierten Feststoffschicht zwischen der Eintritts- und der Austrittsstelle des Feststoffhaufwerkes veränderlich zu gestalten. So können die anfänglich großen Potentialunterschiede bis in die Nähe des Sättigungszustandes (Trocknung) bzw. des Ausgleichszustandes (Aufheizung, Abkühlung) bei geringeren Schichthöhen und damit auch geringeren Energien zur Überwindung des Strömungswiderstandes abgebaut werden, während die nachfolgend kleineren Potentialunterschiede bei größeren Schichthöhen ebenfalls maximal nutzbar sind — allerdings unter Einsatz größerer Energien zur Überwindung des Druckabfalles.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die maximale Nutzung des vorhandenen Potentialunterschiedes für den Wärme- und Stofftransport von Feststoffhaufwerken bei minimalem Energieaufwand.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, in der eine fluidisierte Schicht eines kontinuierlich zu behandelnden Feststoffhaufwerkes in sich bewegende begrenzte Kontaktierungsräume unterteilt wird, deren Querschnittsflächen stetig veränderlich sind, in denen ein ununterbrochener Transport des Feststoffhaufwerkes vom Eingang der Einrichtung bis zum Ausgang erfolgt und eine definierte, regelbare Verweilzeit sowie eine gleichmäßige Verteilung des kontinuierlich zu behandelnden Feststoffhaufwerkes ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Einrichtung gelöst, die innerhalb eines Behandlungsapparates zwischen der Anströmkammer und der Beruhigungszone angeordnet und als eine endliche Fördereinrichtung ausgebildet ist. Als wesentliches Merkmal der Erfindung ist die besondere Ausgestaltung der Fördereinrichtung zu nennen, die sich so darstellt, daß die seitlichen Einrichtungswänden unmittelbar benachbart und geeignete Gleitpaarungen bildend, über Rollen geführt und eine etagenförmige Einrichtung zur Behandlung von Feststoffhaufwerken darstellt. An den Außenwänden der Fördereinrichtung sind quer zur Längsrichtung der Fördereinrichtung Trennwandpaare in einem Abstand größer als 5% der Apparatelänge senkrecht angeordnet. Jedes der Trennwandpaare ist aus zwei Teilen zusammengesetzt, die sich in der Mitte der Fördereinrichtung überlappen. Auf diese Weise sind sie quer zur Längsrichtung der Fördereinrichtung verschiebbar. Die jeweiligen zwei Teile eines jeden Trennwandpaares sind in geeigneter Weise so miteinander gekoppelt und an den Fördereinrichtungen befestigt, daß sie

immer die volle Breite zwischen den seitlichen Apparatewänden einnehmen. In Längsrichtung können die seitlichen Apparatewände bis zu einem Winkel von 10° von der parallelen Anordnung abweichen. Die zylinderförmigen Längsbegrenzungen des Apparates sind innen so gestaltet, daß die freien Kanten der an der jeweiligen Rolle mit den Fördereinrichtungen umlaufenden Trennwandpaare an ihnen entlanggleiten. Oberhalb der längsgerichteten Mittellinie zwischen den oberen und unteren Hälften der umlaufenden Fördereinrichtungen sind an den beiden zylinderförmigen Längsbegrenzungen des Apparates mindestens je ein Eintrittsstutzen und unterhalb dieser Mittellinie an jeder der beiden zylinderförmigen Längsbegrenzungen des Apparates mindestens je ein Austrittsstutzen angeordnet. Ein perforierter Boden befindet sich direkt unterhalb der senkrecht nach unten zeigenden freien Kanten der Trennwandpaare an den jeweils unteren Hälften der Fördereinrichtungen. Möglich ist auch die Anordnung eines zweiten perforierten Bodens unterhalb der jeweils oberen Hälften der Fördereinrichtungen. In beiden Fällen gleiten die unteren Kanten der Trennwandpaare in geeigneter Weise über die perforierten Böden. Beide perforierte Böden sind mit den seitlichen Apparatewänden starr verbunden und besitzen den gleichen Winkel wie diese. Die Längsbegrenzungen des oberen perforierten Bodens sind bis auf einen Spalt mit einer Breite kleiner als 3 mm den Mantellinien der beiden Rollen benachbart. Die Längsbegrenzungen des unteren perforierten Bodens gehen in die zylinderförmigen Längsbegrenzungen des Apparates über. Unterhalb des unteren perforierten Bodens befindet sich eine Anströmkammer, die in beliebig viele Kanäle unterteilt sein kann. Die Anströmkammer bzw. jeder Kanal besitzt eine Vorrichtung zur Veränderung der Anströmfläche. In dem Falle, daß ein oberer perforierter Boden benutzt wird, befinden sich unterhalb dieses oberen perforierten Bodens bis zu den unteren Hälften der Fördereinrichtungen Trennwände, jeweils in einer Flucht mit den Kanalwänden. Einer Übergangszone oberhalb der Fördereinrichtungen schließt sich eine Beruhigungszone mit Ausströmstutzen an.

Das kontinuierlich zu behandelnde Feststoffhaufwerk gelangt durch einen oder mehrere Eintrittsstutzen an der breiteren zylinderförmigen Längsbegrenzung des Apparates oberhalb der längsgerichteten Mittellinie zwischen den oberen und unteren Hälften der umlaufenden Fördereinrichtungen in den Apparat. Einzustellen ist die Umlaufrichtung der Fördereinrichtungen, bei der sich die Kammern, welche oberhalb des unteren perforierten Bodens zwischen je zwei Trennwandpaaren und den seitlichen Apparatewänden gebildet werden, von der breiteren zur schmaleren zylinderförmigen Längsbegrenzung des Apparates bewegen. Das in diesen Kammern transportierte Feststoffhaufwerk wird an der schmaleren zylinderförmigen Längsbegrenzung des Apparates durch einen oder mehrere Stutzen unterhalb der längsgerichteten Mittellinie zwischen den oberen und unteren Hälften der umlaufenden Fördereinrichtung ausgeschleust. Das fluide Medium gelangt durch die Anströmkammer bzw. durch Kanäle, in die diese unterteilt ist und den darüber angeordneten perforierten Boden in die Kammern, wo es das Feststoffhaufwerk fluidisiert. Volumenstrommäßig eingestellt wird es mit Hilfe der Vorrichtungen zur Veränderung der Anströmfläche. Nach der Kontaktierung mit dem Feststoffhaufwerk durchströmt das fluide Medium nacheinander die Übergangszone sowie die Beruhigungszone und verläßt den Apparat durch Ausströmstutzen. Die in den Kammern gebildeten Schichten fluidisierten Feststoffhaufwerkes erhöhen sich wegen des in Umlaufrichtung der Fördereinrichtungen kleiner werdenden Abstandes zwischen den seitlichen Apparatewänden von den Eintritts- zu den Austrittsstutzen stetig. Auf diese Weise ist es möglich, die Kontaktierungsbedingungen einzustellen und die Umlaufrichtung der Fördereinrichtungen abnehmenden Triebkräfte maximal zu nutzen.

Ist in dem Apparat auch ein oberer perforierter Boden angeordnet, so wird das Feststoffhaufwerk durch einen oder mehrere Stutzen an der schmaleren zylinderförmigen Längsbegrenzung des Apparates oberhalb der längsgerichteten Mittellinie zwischen den oberen und unteren Hälften der umlaufenden Fördereinrichtungen zugegeben. Durch einen oder mehrere direkt unter diesen vorhandenen Stutzen verläßt das Feststoffhaufwerk nach vollem Umlauf den Apparat wieder. Indem in diesem Falle das fluide Medium erst die über dem unteren und dann die über dem oberen perforierten Boden befindlichen Kammern durchströmt, ergibt sich eine weitere Erhöhung der Triebkraftnutzung.

Ausführungsbeispiel

Am folgenden Beispiel wird die Erfindung näher erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt in

Fig. 1: die Einrichtung und ihre Anordnung im Behandlungsapparat Fig. 2: einen Schnitt A-A — Ansicht nach Fig. 1.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist als eine etagenförmige Fördereinrichtung ausgebildet, deren einzelne Etagen zum besseren Verständnis mit obere und untere Fördereinrichtung 1,2 bezeichnet werden. In der Gesamtheit stellen die Fördereinrichtungen 1,2 eine endliche Fördereinrichtung dar, die über Rollen, 3,4 umgelenkt und seitlich durch die Apparatewände 5,6, sowohl begrenzt als auch geführt wird. (Fig. 2) An den Seitenwänden der Fördereinrichtungen 1,2 sind Trennwandpaare 7 gelenkig befestigt, die den Kammern 8 im vorliegenden Beispiel 36 an der Zahl, bilden. Die ebensovielen Trennwandpaare 7 sind in der Mitte 40 mm überlappt und ihre jeweiligen beiden Teile sind in geeigneterweise miteinander so verbunden, daß sie quer zur Längsrichtung der Fördereinrichtungen 1,2 verschiebbar sind. Die Höhe der Trennwandpaare beträgt 250 mm. Die seitlichen Längsbegrenzungen 9,10 verschließen die Fördereinrichtung und besitzen die Eintrittsstutzen 11, 12 und Austrittsstutzen 13,14. Aus der Fig. 1 ist auch die Anordnung der perforierten Böden 15,16, dje jeweils unterhalb der Fördereinrichtungen 1,2 vorgesehen sind, zu ersehen. Der sich unterhalb der Fördereinrichtung 2 befindliche Raum wird in der Gesamtheit als Anströmkammer 17 bezeichnet, die durch angeordnete Kanalwände 24 in einzelne Kanäle 18 mit darin befindlichen Verstellklappen 19 aufgeteilt ist. Der Raum über der oberen Fördereinrichtung 1 wird in eine Übergangszone 20 und in eine Beruhigungszone 21 untergliedert, in der die einzelnen Ausströmstutzen 22 vorgesehen sind. Zur Strömungsführung des fluiden Mediums sind zwischen den Kammern 8 der oberen und unteren Fördereinrichtung 1,2 die Trennwände 23 angeordnet. Den unteren Abschluß der Kammern 8 bilden die perforierten Böden 15,16, auf denen die entsprechenden Kantender Trennwandpaare 7 entlanggleiten. Der perforierte Boden 16 besitzt ein Öffnungsverhältnis von 10% und der perforierte Boden 15 ein solches von 6%. Bei der beschriebenen Ausführungsvariante ist der zylindrische Teil der Fördereinrichtung 8000 mm lang. Die seitlichen Apparatewände 5,6 weichen von der parallelen Anordnung um 2,5° ab, wobei ihr geringster Abstand 1000 mm beträgt.

Folgendes Arbeitsregime ist möglich:

Bei angedeuteter Umlauf richtung der Fördereinrichtungen 1 und 2 gelangt das Feststoffhaufwerk durch den Eintrittsstutzen in den Apparat, wenn die oberen Kammern 8 gefüllt sein sollen, ansonsten durch einen Eintrittsstutzen 11. Bei letzterer Betriebsweise kann der perforierte Boden 16 ausgebaut werden. Möglich ist es auch, beide Eintrittsstutzen 11 und 12 gleichzeitig zu benutzen, z. B. im Falle getrennt zuzuführender unterschiedlicher Feststoffhaufwerken, wobei das durch den Eintrittsstutzen 12 zuzuführende zunächst separat behandelt werden muß. Ein Austrittsstutzen 13 befindet sich an der zylinderförmigen Längsbegrenzung des Apparates 9. Für die entgegengesetzte Umlaufrichtung ist ein Austrittsstutzen 14 vorgesehen. Die Anströmkammer 17, die der Zuführung des fluiden Mediums dient, ist durch Einbau von sieben Kanalwänden 24 in acht Kanäle 18 unterteilt, die jeweils mit einer Verstellklappe 19 versehen sind. Über den oberen Kammern 8 befinden sich, wie bereits beschrieben, die Übergangszone 20 und die Beruhigungszone 21 mit acht Ausströmstutzen 22. Die Beruhigungszone ist 6000mm lang und 2000mm breit.

Claims (3)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Einrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von Feststoffhaufwerken, bei der das Haufwerk über geeignete Fördereinrichtungen vom Feststoffhaufwerkeintrag zum Feststoffhaufwerkaustrag geführt und von einem fluiden Medium durchströmt wird, gekennzeichnet dadurch, daß eine etagenförmige Fördereinrichtung, bestehend aus einer oberen und unteren Fördereinrichtung (1; 2), innerhalb des Behandlungsapparates zwischen einer Anströmkammer (17), einer Übergangszone (20) sowie einer Beruhigungszone (21) vorgesehen ist, die Fördereinrichtungen (1; 2) über Rollen (3; 4) umgelenkt, durch seitliche Außenwände (5; 6) begrenzt und geführt wird und unterhalb der oberen und unteren Fördereinrichtung (1; 2) jeweils ein an den Außenwänden (5; 6) befestigter perforierter Boden (15; 16) zugeordnet ist.
2. 2. Einrichtung nach Hauptpunkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die obere und untere Fördereinrichtung (1; 2) sogenannte Kammern (8) bildende Trennwandpaare (7) aufweisen und die Außenwände (5; 6) in Längsrichtung der Fördereinrichtungen (1; 2) bis zu einem Winkel von 10°, bezogen auf die Mittenachse, angeordnet sind.
3. 3. Einrichtung nach Hauptpunkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der oberen und unteren Fördereinrichtung (1; 2) an den Umkehrstellen seitliche Längsbegrenzungen (9; 10), welche die Eintrittsstutzen (11; 12) und Austrittsstutzen (13; 14) aufweisen, angeordnet sind.