DD287416A5 - Vorrichtung und verfahren zum klassierenden austrag aus sprudelschichten in granulier-, trocknungs- und granuliertrocknungsapparaten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beinhaltet eine Vorrichtung und ein Verfahren zum klassierenden Austrag aus Sprudelschichten in Granulier-, Trocknungs- und Granuliertrocknungsapparaten. Durch die konstruktive Gestaltung des Austrages der Sprudelschicht und die dadurch realisierte Fuehrung der Fluidstroeme ist eine in ihrer Kombination neuartige Vorrichtung geschaffen worden, mit der ein klassierender Austrag realisiert wird, der eine Verbesserung der Produktqualitaet hinsichtlich der Homogenitaet gewaehrleistet.{Sprudelschicht; klassierender Austrag; Granulierung; Granuliertrocknung; Qualitaetsverbesserung}

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum klassierenden Austrag von Produkt aus Sprudelschichten in Granulier-, Trocknungs- und Granuliertrocknungnapparaten. Anwendungsgebiet ist die Herstellung von Katalysatoren und ihren Vorprodukten, von synthetischen Waschmitteln und granulierten Nähr-, Nahrungs- und Genußmitteln.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Das Prinzip der Klassierung durch einen Sichtgasstrom ist bekannt und wurde insbesondere bei Wirbelschichten angewandt. Beispiele hierfür sind DD119304, DD140005 und DD-AS 236461. Es ist weiterhin bekannt, daß es in fluidisieren Schichten mit klassierendem Austrag in Form eines zentral angeordneten Rohres bei der Granulierung bzw. Granuliertrocknung zur Bildung von unerwünschtem Überkorn kommt, da die Austragswahrscheinlichkeit von Partikeln mit den für den Austrag erforderlichen Eigenschaften sich wesentlich von eins unterscheidet und daß durch die Ausbildung eines Strömungsprofils im Austragsrohr auch Partikeln mit nicht qualitätsgerechten Eigenschaften, insbesondere mit zu kleinem Partikeidurchmesser, in den auszutragenden Produktstrom gelangen können, da die Partikel perpendikulär zum strömenden Fluid mit einer niedrigen Geschwindigkeit eintreten. Es ist bekannt, daß ein Üborkornanteil, der vorzugsweise aus unregelmäßig geformten Teilen von sichiblösenden „Anbackungen" besteht, durch Einfügen eines mechanischen Prallabscheidors im oder am Ende des Austragsrohres eines klassierenden Austrages aus dem Produktstrom abgetrennt werden kann. Es ist weiterhin bekannt, daß durch eine düsenförmige Gestaltung des in das Arbeitsvolumen der fluidisieren Schicht gerichteten Enden des klassierenden Austragsrohres das Strömungsprofil weitgehend vergleichmäßigt werden kann, wodurch der Austrag von „Unterkorn" weitgehend vermieden und die Trennschärfe des Austrages hinsichtlich seiner unteren Grenze verbessert wird (DD-244277). Es ist auch bokannt, daß durch die Ausführung des Anströmbodens mit einem veränderlichen Öffnungsverhältnis (Anteil der Bohrungsfläche zur Gesamtfläche des Anströmbodens) insbesondere durch ein von der Peripherie des Apparates zur Austragsöffnung hin kleiner werdendes Öffnungsverhältnis dem Fluid eine Strömung aufgeprägt wird, die eine aufsteigende Partikelbewegung an der Peripherie zum Zentrum des Apparates hervorruft, so daß eine größere Austragungswahrscheinlichkeit für die Partikeln durch den separierenden Austrag erreicht wird. Insbesondere in Wirbelschichtapparaten können wegen einer starken Durchmischung der festen Phase auch Partikeln von der Hauptströmung abweichen und nicht zum Austrag gelangen. Aus diesen Gründon werden Anströmboden auch bis zu einem Winkel von 25° von der Peripherie in Richtung Austragsvorrichtung, vorzugsweise ein Austragrohr, geneigt eingebaut (DD-208705, DD-210340). Die genannten Maßnahmen führen zweifellos zu Verbesserungen, können aber in der Regel nur eine der beiden Grenzen eines Spektrums erfassen und sind in ihrer Wirksamkeit nur bedingt zur Beseitigung von Mangeln hinsichtlich der Produktqualität (Einhaltung eines optimalen Kornspektrums oder der Verteilung des Trockengrades) geeignet.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und das Verfahren zu schaffen, die die Trennschärfe der Austragsvorrichtung verbessern und damit die Über- bzw. die Unterschreitung der Trenngrenzen beim Austrag von Produkt aus Sprudelschichten weitgehend verhindern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und das Verfahren zu schaffen, die den Austrag von nicht qualitätsgerechtem Produkt, d.h. vorzugsweise mit zu großem oder zu kleinem Durchmesser vorzugsweise aus Sprudelschichten, vermindern soil. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein bekannter Sprudelschichtapparat, der charakterisiert ist durch einen sich erweiternden Querschnitt des Arbeitsvolumens, eine Neigung der Mantelfläche des Apparates an der Basis des Arbeitsvolumen von mehr als 20^s, vorzugsweise jedoch 30° bis 90° und eine zentral angeordnete Zufuhrvorrichtung für einen Fluidstrom, wie folgt verändert wird. Peripher zur Zuführung des den Sprudelschichtzustandes aufrechterhaltenden Hauptfluidstromes - diese erfolgt durch eine od6^r mehrere zentral angeordnete Zufuhrvorrichtungen, vorzugsweise ein oder mehrere Schlitze geeigneter Abmessung-wird die klassierende Austragsvorrichtung angeordnet, wobei diese Austragsvorrichtung als Spalt oder Spalte, vorzugsweise als rechteckige oderals Ringspalte, ausgeführt werden. Dadurch diese Spalte wird ein zweiter Fluidstrom, das Sichtfluid, vorzugsweise ein Gas, z. B. Luft oder Rauchgase, mit der erforderlichen Geschwindigkeit aufgegeben. Dabei erfolgt die Gestaltung der beiden Fluidzuführung so, daß an der Basis des Arbeitsvolumen des Apparates ein Separationsraum vorhanden ist, dessen Größe vbriierbar sein kann (siehe Figur 2 und 3). Die beiden Fluidströme, die in den Apparat eingeleitet werden, bilden im Separationsraum ein derartiges Strömungsprofil, das nur an der Peripherie, an der die Partikeln in den Separationsraum eintreten, eine Grenzschicht vorhanden ist, in der die Geschwindigkeit des separierenden Fluids wesentlich unter der mittleren Geschwindigkeit desselben liegt. Da Hauptfluidstrom und Sichtfluidstrom an der Basis ein solches Strömungsprofil ausbilden, werden alle Teilchen aufgrund ihrer Geschwindigkeit durch die Grenzschicht der Strömung hindurchtransportiert, so daß ein Austrag von zu kleinen Partikeln weitestgehend vermieden wird. Aufgrund der hohen Geschwindigkeit und der hohen Besetzung des Hauptfluidstromes mit Teilchen treten diese fast ausschließlich an der Basis ein und werden deshalb zwangsweise über die peripher an der Zuführung des Hauptfluidstromes angeordneten spaltartig ausgebildeten klassierenden Äustragsvorrichtungen geführt, so daß nahezu bei jeder Zirkulation der Feststoffpartikeln durch das Arbeitsvolumen des Apparates eine Austragsmöglichkeit aus der fluidisierten Schicht gegeben ist. Der Raum, in dem eine Separation erfolgt, wird inbesondere durch die geometrischen Abmessungen a und b (siehe Figur 2) charakterisiert, die entweder unveränderlich sind oder auch variierbar gestaltet sein können, um auf Veränderungen der Einsatzstoffe, Rezepturen oder Produkte ohne neuen Apparat reagieren zu können. Die Mantelfläche des Apparates kann ganz oder teilweise perforiert sein, wobei die Zirkulationsrichtung der Feststoffpartikel erhalten bleiben muß.

Ausführungsbeispiel

In Figur 1 isi "ein klassischer Sprudelbettapparat mit Zuführung und Abführung des Produktes durch Aus- bzw. Überlauf im Schnitt dargestellt, der sich sowohl für einen runden als auch einen rechteckigen Apparatequerschnitt ergibt. In Figur 2 ist ein Beispiel der Führung der Fluidströme 9 und 10 eines klassierenden Austrages aus Sprudelschichten mit festen Parametern a und

b für einen Apparat mit rundem Querschnitt und nur einem separierenden Pingspalt dargestellt. Über das zentrale Rohr 1 zur Zuführung des Hauptfluidstromes 9 gelangt dieser in das Arbeitsvolumen 2 und transportiert den an dessen Basis 7 eintretenden Partikelstrom nach oben. Von der Peripherie des Apparates bewegt sich der Feststoffstrom 11 entlang der geneigten Mantelfläche 3 zur Basis 7 und beschreibt dabei im Separationsraum eine Parabel, die je nach Größe und Gewicht der Feststoffpartikeln 11 nach oben unten gerichtet ist. Durch die eingestellten Fluidströme 9 und 10 und die Größen a und b wird die Trenngrenze fixiert, wobei nicht ausgetragene Teilchen wieder in den aufwärtsgerichteten Hauptf luidstrom gelangen und für sie ein neuer Zyklus des Prozesses beginnt. Die Variabilität der Größen a und b als Charaktei istika für den Separationsraum kann z. 8. entweder durch den in Figur 3 dargestellten Jalousiemechanismus verwirklicht werden oder durch herausnehmbare Teilstücke der Mantelfläche an der Basis oder durch die Aufhängung der Austragsspaltbegrenzungen über Seile, Ketten und/oder Stangen an einen Hubmechanismus, wobei der Spalt über flexible Zwischenstücke mit einem fest installierten Zufuhrstutzen verbunden ist..

In Figur 2 sind mit 6a und 6b die Volumina gekennzeichnet, in denen sich die ausgetragenen Teilchen und der Separationsgasstrom entmischen, da die Gasgeschwindigkeit im Absetzvolumen 5, begrenzt durch die Apparatewand 3 und die Wand der Separationsgaszuführung, nahe null liegen.

Claims (10)

1. Das Verfahren zum klassierenden Austrag aus Sprudelschichten in Granulier-, Trocknungs- und Granuliertrocknungsapparaten, gekennzeichnet dadurch, daß peripher zu dem den Sprudelschichtzustand aufrechterhaltenden Hauptfluidstrom ein zweiter Fluidstrom unterhalb der Basis des Sprudelschichtapparates zugeführt wird, der die Partikel sichtet.

2. Das Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Haupt-und Separationsfluidstrom unterhalb der Basis des Sprudelschichtapparates ein solches .Geschwindigkeitsprofil über den Querschnitt des Apparaces ausgebildet haben, das nur an den peripheren Begrenzungen des Separationsvolumen unterhalb der Apparatebasis durch die Wände räumlich seht begrenzte Bereiche besitzt, in denen die Fluidgeschwindigkeit deutlich kleiner als die mittlere Geschwindigkeit des Separationsfluid ist.

3. Das Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennze cn η et dadurch, daß das Separationsfluid unterhalb der Apparatebasis eine Geschwindigkeit hat, die gleich der Schwebegeschwindigkeit des gewünschten Produktes ist, während die Geschwindigkeit des Hiuptfluidstromes an diesem Ort größer ist.

4. Das Verfahren nach Anspruch 1-3, gekennzeichnet dadurch, daß die beiden Fluidströme vorzugsweise Gasströme sind, z. ß. Luft- oder Rauchgasströme.

5. Das Verfahren nach Anspruch 1-4, gekennzeichnet dadurch, daß durch den in das Arbeitsvolumen eintretenden Fluidstrom den Feststoffpartikeln eine zur Peripherie gerichtete Zirkulation aufgeprägt wird.

6. Das Verfahren nach Anspruch 1-5, gekennzeichnet dadurch, daß die Beladung des aufsteigenden Gas-Feststoff-Stromes so hoch ist, daß über die Höhe der Sprudelschicht fast keine Partikel in diesen eintreten, sondern die Partikeln fast ausschließlich an der Basis des Apparates in den Fluidstrom eintreten und dort eine deutlich von Null verschiedene horizontale Geschwindigkeitskomponente besitzen.

7. Die Vorrichtung zum klassierenden Austrag aus Sprudelschichten in Granulier-, Trocknungs- und Granuliertrocknungsapparaten, gekennzeichnet dadurch, daß an der Basis des Apparates und oberhalb der Zufuhrvorrichtung für die Fluidströme ein Separationsvolumen mit den geometrischen Abmessungen a und b vorhanden ist, wobei a und b die Höhe und die Breite bzw. bei runden Apparaten der Durchmesser sind.

8. Die Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, daß peripher zur zentral angeordneten Zufuhrvorrichtung für den Hauptfluidstrom eine zweite Zufuhrvorrichtung für den Schichtgasstrom angeordnet wird, wobei diese vorzugsweise als ein oder mehrere konzentrische Rohre bei Apparaten mit runden Querschnitten der Zufuhrvorrichtung des Hauptfluidstromes und als ein oder mehrere parallel zur rechteckigen Hauptfluidzufuhrvorrichtung angeordnete Kanäle mit rechteckigem Querschnitt ausgeführt wird.

9. Die Vorrichtung nach Anspruch 7-8, gekennzeichnet dadurch, daß die Mantelfläche des Sprudelschichtapparates an der Basis des Apparates, d. h. an der Eintrittstelle des Haupt- und des Separationsfluidstromes in das Arbeitsvolumen des Sprudelschichtapparates, mit der Horizontalen einen Winkel von mindestens 25°, vorzugsweise jedoch von mehr als 30° bis zu weniger als 90° einschließt.

10. Die Vorrichtung nach Anspruch 7-9, gekennzeichnet dadurch, daß ein Teil oder die ganze Mantelfläche perforiert sein kann, wenn dadurch die Feststoffzirkulation im Arbeitsvolumen nicht umkehrt wird.