DE10146778B4 - Verfahren und Wirbelschichtanlage zur Herstellung von kompakten Feststoffpartikeln - Google Patents
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Abstract
Kontinuierlich
betriebenes Verfahren zur Herstellung von kompakten Feststoffpartikeln,
insbesondere von Aufbaugranulaten, in einer Wirbelschicht, bei dem
eine zirkulierende Partikelbewegung von einer zwangsgeführten Materialströmung in
Richtung des Materialaustrags überlagert
wird, wobei
– der Wirbelschicht in mehreren Bereichen (7) einer Luftzuführung (I) von unten jeweils ein einstellbarer Fluidisierungsmittelstrom (1) zur Aufrechterhaltung der Wirbelschicht und zur Trocknung oder Kühlung des Wirbelschichtmaterials zugeführt wird;
– jedem Bereich (7) ein entsprechender Bereich im Prozessraum (II) zugeordnet ist, welcher seinerseits Bereiche (16) mit einer erhöhten Strömungsgeschwindigkeit des mit dem zu behandelnden Material beaufschlagten Fluidisierungsmittelstroms (1) aufweist;
– der Rohstoff (2) in die Bereiche (16) mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit von un ten und in Strömungsrichtung des Fluidisierungsmittelstroms zugeführt wird;
– das Material aus den Bereichen (16) mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit der Wirbelschicht (9) von oben zugeführt wird;
– ein Teil des Materials der Wirbelschicht (9) in den jeweiligen Bereich (16) mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit wieder...
– der Wirbelschicht in mehreren Bereichen (7) einer Luftzuführung (I) von unten jeweils ein einstellbarer Fluidisierungsmittelstrom (1) zur Aufrechterhaltung der Wirbelschicht und zur Trocknung oder Kühlung des Wirbelschichtmaterials zugeführt wird;
– jedem Bereich (7) ein entsprechender Bereich im Prozessraum (II) zugeordnet ist, welcher seinerseits Bereiche (16) mit einer erhöhten Strömungsgeschwindigkeit des mit dem zu behandelnden Material beaufschlagten Fluidisierungsmittelstroms (1) aufweist;
– der Rohstoff (2) in die Bereiche (16) mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit von un ten und in Strömungsrichtung des Fluidisierungsmittelstroms zugeführt wird;
– das Material aus den Bereichen (16) mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit der Wirbelschicht (9) von oben zugeführt wird;
– ein Teil des Materials der Wirbelschicht (9) in den jeweiligen Bereich (16) mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit wieder...
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie die dazugehörige Wirbelschichtanlage zur Herstellung von kompakten Feststoffpartikeln.
- Wirbelschichtanlagen zur Behandlung von unterschiedlichen Materialien sind allgemein bekannt. So ist zum Beispiel gemäß der
DD 119 304 - Dazu sind unterschiedliche Ausführungen sowohl hinsichtlich der Gestaltung der Wirbelschichtanlage als auch der Zuführung des Bedüsungsmaterials bekannt. Die Wirbelschichtanlage kann dabei sowohl rund als auch rechteckig als Wirbelrinne oder als Fließbettapparat ausgebildet sein. Die Bedüsung des in der Wirbelschicht vorhandenen Materials mit entsprechenden Materialien kann von oben auf die Wirbelschicht (top-spray) oder von unten in die Wirbelschicht hinein (bottom-spray) oder von der Seite erfolgen. Die Sprühflüssigkeit kann als Lösung, Suspension, Emulsion, Schmelze oder als jedes an dere pump- und verdüsungsfähige Flüssigsystem vorliegen.
- Aus der
DE 197 00 029 A1 ist ein Wirbelschichtapparat bekannt, bei dem die Regelung der Materialeigenschaften des Endprodukts durch über dem Anströmboden angeordnete Einbauten erfolgt. Durch die Einbauten von speziell gestalteten Wehren erfolgt eine Beeinflussung des Materialkreislaufes in der Wirbelschicht und damit eine Beeinflussung der Materialeigenschaften der herzustellenden Materialien. Dabei wird ausdrücklich eine Agglomeration der einzelnen Materialteilchen gewünscht. - Aus der
EP 0 163 836 B1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Granulaten bekannt, bei dem die Keime der Wirbelschicht durch interne Produkte erzeugt werden. Durch Integration von Staubabscheidern im Wirbelschichtapparat werden Stäube und Feinpartikel in den flüssigkeitsbedüsten Bereich der Wirbelschicht zurückgeführt. Diese Materialien bilden in der Wirbelschicht entsprechende Agglomerate. - Bei den beschriebenen Anlagen entstehen hauptsächlich gewollte Agglomerate. Die Agglomerate weisen eine raue Oberflächenstruktur auf und die Rundheit der einzelnen Partikel ist nicht voll ausgeprägt. Bei der Herstellung fester Produktformen ist es in vielen Anwendungsfällen notwendig, genau definierte Partikelstrukturen herzustellen. Für viele Applikationen erweisen sich Granulate als vorteilhaft, die durch Aufbaugranulation in der Wirbelschicht hergestellt werden können. Bei diesen Granulaten wird besonders auf eine kompakte Struktur bei sehr guter Rundheit und glatter Teilchenoberfläche Wert gelegt.
- Um diese speziellen Materialmerkmale zu erzeugen, ist der Einsatz von Steigrohren in Chargenapparaten zur Beschichtung von beispielsweise Tabletten gemäß der
US 3 089 824 ,US 3 241 520 undUS 3 253 944 bekannt. Aus derUS 3 241 520 ist dabei eine Hintereinanderschaltung von vielen Einzelapparaten bekannt, bei der das Austrittsmaterial der vorhergehenden Stufe das Eintrittsmaterial in die nächste Stufe ist. Der beschriebene Coatingprozess wird hier in Einzelapparate zergliedert. Die Anlage ist sehr aufwendig und weist eine komplizierte Geometrie auf. - Durch die Anmelderin wurde bereits eine ältere Anmeldung zum Beschichten (Coaten) von Partikeln in kontinuierlicher Prozessführung gemäß der
DE-Anmeldung 101 30 334 vorgeschlagen. Dabei wird das Coatingmaterial kontinuierlich in wenigstens zwei unterschiedliche Bereiche auf die Wirbelschicht aufgetragen. - Aus der
DE 38 08 277 A1 ist eine Vorrichtung zur Wirbelschichtsprühgranulation mit nur einer Sprühdüse bekannt, die von einem ringförmigen Zick-Zack-Sichter und einem an der Anschlussstelle des Anströmbodens aufgesetzten Rückführungsschacht konzentrisch umschlossen wird. Der Sog der Sprühdüse wird unterstützt durch eine kragenförmige Querschnittsverengung am Auslass des Rückführungsschachts. Mit der vorbekannten Vorrichtung wird eine Wirbelschichtgranulation mit klassierendem Austrag angestrebt, bei dem die relativ groben, unabhängig von der Größe des Apparats bereits nahezu auf Wunschgröße angewachsenen Granulate nicht mit abnehmender, sondern mit zunehmender Häufigkeit am Sichtungsprozess teilnehmen, um Betriebsstörungen auszuschließen. - Auch kennt man aus der
DE 36 09 133 A1 bereits einen Apparat zur Herstellung und Behandlung von Pellets, der sich durch eine rotierende Rotorscheibe im Bereich des Wirbelschichtbehälters auszeichnet. In der vorbekannten Vorrichtung wird, ausgehend von einer pulvrigen Masse, ein Pellet durch einen Agglomerationsprozess erzeugt. Dazu werden die Pulver-Partikel mit einer Flüssigkeit besprüht (befilmt), die das Aneinanderkleben der Pulverteilchen bewirkt. Dieses feuchte Agglomerat beziehungsweise die feuchten Pulverteilchen werden durch ein Steigrohr gegen eine rotierende Scheibe gefördert, die eine Umwälzung der Feststoffströmung erzeugt. Diese mechanische Beanspruchung bewirkt einen „Kneteffekt" der agglomerierten Teilchen und ein „Zusammenpressen". Dadurch entstehen kompakte und dichte Teilchen. Mit der ausDE 36 09 133 A1 vorbekannten Vorrichtung ist es nicht möglich, kompakte Granulate vorrangig oder ausschließlich durch Sprühgranulation eines flüssigen Rohstoffes aufzubauen. Weiterhin bewirkt das Umwälzen der feuchten Wirbelschichtmasse durch den Rotor Anbackungen an der Rotorscheibe, was die Prozessstabilität und somit die Anlagenverfügbarkeit einschränkt. Ein kontinuierlicher Prozess ist mit der ausDE 36 09 133 A1 vorbekannten Vorrichtung daher nicht möglich. - Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und die Wirbelschichtanlage zur Herstellung von kompakten Feststoffpartikeln so zu gestalten, dass entsprechend den Anwendungsfällen ein durch Aufbaugranulation oder Beschichten (Coaten) hergestelltes Endprodukt mit definierten Partikelstrukturen unter Vermeidung von Agglomerationseffekten entsteht.
- Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1 und der dazugehörigen Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Durch die Beaufschlagung von dem zu behandelnden Material in einem Bereich mit einer höheren Strömungsgeschwindigkeit und in Verbindung mit einer Partikelzirkulation zwischen diesem Bereich und der Wirbelschicht wird eine Agglomeration des Materials vermieden. Durch die Partikelzirkulation und durch den Aufbau eines expandierenden Bereichs infolge der höheren Strömungsgeschwindigkeiten entstehen definierte Partikelstrukturen unter Vermeidung von Agglomerationseffekten.
- Durch die Anordnung von Einbauteilen im Prozessraum der Wirbelschichtanlage über den Düsen des Sprühsystems wird eine Vergleichmäßigung der Granulation erreicht. Unterstützt wird dieses einerseits durch die Anordnung der Einbauteile in einem Abstand über dem Wirbelschichtboden und andererseits durch das größere Öffnungsverhältnis der Gasdurchtrittsöffnungen des Wirbelschichtbodens unterhalb der Einbauteile gegenüber den übrigen Gasdurchtrittsöffnungen des Wirbelschichtbodens. In den aufwärts gerichteten Luftströmungen in den Einbauteilen werden die zu granulierenden oder zu coatenden Partikel weitestgehend im Luftstrom dispergiert, so dass sie als Einzelpartikel mit Flüssigkeit besprüht werden können. Die Flüssigkeit verdampft, die Granulate wachsen, beziehungsweise es bildet sich eine geschlossene Hülle aus Coatingmaterial um die Teilchen. Es entsteht unter Vermeidung von Agglomerationseffekten ein Endprodukt mit einer definierten Partikelstruktur. Durch Anordnung von mehreren, in der Länge des Wirbelschichtbodens angeordneten Einbauteilen wird die Korngröße des herzustellenden Materials beeinflusst.
- Durch Einstellung des Abstandes der Unterkante der Einbauteile von dem Wirbelschichtboden, des Öffnungsverhältnisses der Gasdurchtrittsöffnungen des unter den Einbauteilen angeordneten Wirbelschichtbodens und der Höhe und des Durchmessers bzw. der Breite der Einbauteile in Abhängigkeit von den herzustellenden Feststoffpartikeln wird die Materialbildung in der Wirbelschicht und in den Einbauteilen so beeinflusst, dass unerwünschte Agglomerationseffekte weitestgehend vermieden werden und die herzustellenden Produkte entsprechend den Anforderungen eine genau definierte Partikelstruktur aufweisen.
- Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:
-
1 eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Wirbelschichtanlage in rechteckiger Ausführung, -
2 eine Variante gemäß1 , -
3 einen Querschnitt gemäß1 mit rund ausgeführten Einbauteilen, -
4 einen Querschnitt gemäß1 mit rechteckig ausgeführten Einbauteilen, -
5 eine weitere Variante gemäß1 . - Die Herstellung der Produkte in Granulatform erfolgt durch Wirbelschichtgranulation (Aufbaugranulation, Lagering) in einer im wesentlichen horizontal ausgerichteten Wirbelschicht
9 . Die Wirbelschichtanlage zur Herstellung von kompakten Feststoffpartikeln besteht aus einem mit Gasdurchtrittsöffnungen versehenen Wirbelschichtboden8 , dem über eine Zuluftkammer7 ein Sprühsystem13 mit entsprechenden Düsen zugeordnet ist. Im ProzessraumII der Wirbelschichtanlage sind über dem Bereich der Düsen des Sprühsystems13 Einbauteile10 zur Abgrenzung des Bedüsungsbereiches angeordnet, deren jeweilige untere Kante von der Oberfläche des Wirbelschichtbodens8 beabstandet ist und deren jeweilige obere Kante in einem Abstand über der Oberfläche der Wirbelschicht9 endet, beziehungsweise bis in den EntspannungsraumIII der Wirbelschichtanlage ragt. Der Abstand der Unterkante der Einbauteile10 von dem Wirbelschichtboden8 , das Öffnungsverhältnis der Gasdurchtrittsöffnungen des unter den Einbauteilen10 angeordneten Wirbelschichtbodens8 und die Höhe und der Durchmesser bzw. die Breite der Einbauteile10 sind in Abhängigkeit von den herzustellenden Feststoffpartikeln variabel einstellbar. Entsprechend den technischen Gegebenheiten ist es möglich, die Einbauteile10 in einem gegenüber der Senkrechten vorbestimmten Winkel anzuordnen. - Der unterhalb der Einbauteile
10 befindliche Wirbelschichtboden8 ist mit Gasdurchtrittsöffnungen versehen, dessen Öffnungsverhältnis größer ist als im übrigen Bereich der des Wirbelschichtbodens8 . Die Einbauteile10 weisen entsprechend den in der Wirbelschicht9 herrschenden Bedingungen einen runden, rechteckigen, quadratischen oder mehreckigen Querschnitt auf. - Beim kontinuierlichen Coaten von pulverförmigen bis feinkörnigen Feststoffpartikeln sind an der Decke der Wirbelschichtanlage Trennbleche
24 angeordnet, die in den EntspannungsraumIII der Wirbelschichtanlage im Bereich zwischen jeweils zwei Einbauteile10 ragen und oberhalb der Einbauteile10 enden. - Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Wirbelschichtanlage ist folgende:
Zur Herstellung von kompakten Feststoffpartikeln in Granulatform mittels Wirbelschichtgranulation wird ein flüssiger Rohstoff2 über die Düsen des Sprühsystems13 in die Wirbel schicht9 eingebracht. Die im ProzessraumII enthaltenen Teilchen werden durch einen aufwärts gerichteten Luftstrom1 aufgewirbelt. Diese Strömung dient nicht nur zur Ausbildung der Wirbelschicht9 selbst, sondern sie bildet gleichzeitig das Trocknungs- oder Kühlmittel, je nachdem ob die Trocknung einer Flüssigkeit, die als Lösung, Suspension oder Emulsion vorliegt, oder eine Kristallisation o. ä. herbeizuführen ist, bei dem der flüssige Rohstoff als Schmelze oder dergleichen vorliegt. Der zugeführte Luftstrom gelangt durch ein ZuluftgehäuseI in die Wirbelschichtanlage. Das ZuluftgehäuseI ist in mehrere Zuluftkammern7 unterteilt, um eine gerichtete Strömung oder verschiedene Luftmengen einstellen zu können. Die Abgrenzung des ZuluftgehäusesI vom ProzessraumII wird durch den Wirbelschichtboden8 gebildet, der zur Vergleichmäßigung der Luftströmung über den Apparatequerschnitt und zur Verhinderung eines Hindurchfallens der Wirbelschichtmasse in das ZuluftgehäuseI dient. Im Falle einer Aufbaugranulation durch thermische Trocknung in der Wirbelschicht9 erfolgt eine Aufdüsung des flüssigen Rohstoffes2 auf die in der Wirbelschicht9 enthaltenen Teilchen. Auf deren Oberfläche verdampft die Flüssigkeit, und der Feststoff des eingedüsten Rohstoffes2 bleibt auf den Partikeln haften, was zu einem nahezu schalenartigen Kornwachstum führt. - Die verdampfte Flüssigkeit wird mit dem nun abgekühlten Fluidisierungsmittel aus dem Prozessraum
II über den EntspannungsraumIII und dem AbscheideraumIV aus der Wirbelschichtanlage als Abluft5 abgeführt. Da es infolge der intensiven Vermischung und Teilchenbewegung im Bereich der Wirbelschicht9 zur Entstehung von Abrieb und somit von Feinstaubbildung kommt, ist eine Entstaubung des Abluftstromes notwendig, die sowohl extern außerhalb der eigentlichen Wirbelschichtanlage als auch in einem innerhalb der Wirbelschichtanlage integrierten AbscheideraumIV erfolgen kann. Es sind auch Kombinationen beider Varianten denkbar, bei denen eine Vorabscheidung in der Wirbelschichtanlage erfolgt und dazu nachgeschaltet außerhalb der Wirbelschichtanlage eine Feingutabtrennung stattfindet. - In der
1 ist ein innenliegendes Filter11 angedeutet, welches über einen Abreinigungsmechanismus12 , beispielsweise durch Druckluft4 im Bedarfsfall oder zeitgesteuert abgereinigt wird. Der dabei abgeschiedene Staub fällt in die Wirbelschicht9 zurück, wo er als Granulationskeime verwendet wird, dem der flüssige Rohstoff2 aufgedüst wird. Alternativ oder parallel dazu können Granulationskeime3 von außen zugeführt werden. Diese können durch Mahlung eines Teilstroms des Fertigprodukts6 oder durch Überkornabtrennung gewonnen werden. - Weiterhin ist auch zeitgleich oder alternativ die Einbringung von Fremdmaterial aus anderen Prozessen denkbar, wenn beispielsweise ein Startkorn mit einer anderen Komponente umhüllt werden soll. Dieser Prozess wird als Coating, Beschichten oder Verkapselung bezeichnet und stellt einen Sonderfall der Aufbaugranulation dar.
- Wenn Keime von außen in die Wirbelschichtanlage eingebracht werden, ist in den meisten Anwendungsfällen ein Druckabschluss zwischen dem Innenraum der Wirbelschichtanlage und der Umgebung notwendig. Dieses erfolgt beispielsweise durch eine Zellenradschleuse
14 oder durch ein Doppelklappensystem. In anderen Fällen kann der Eintrag auch offen erfolgen. Der Austrag des Fertigprodukts6 kann auf verschiedene Weise erfolgen. In dem Ausführungsbeispiel erfolgt der Materialaustrag über eine drehzahlverstellbare Zellenradschleuse15 , die je nach Drehzahl und Kammervolumen einen definierten Volumenstrom aus der Wirbelschicht9 abzieht und dabei den Druckab schluss gewährleistet. Weitere Varianten können die verschiedensten Wehreinbauten am Ende der Wirbelschicht9 darstellen. So lässt sich beispielsweise durch ein Überlaufwehr sehr einfach die Wirbelschichthöhe konstant halten. - Innerhalb der Wirbelschichtanlage werden durch die Anordnung und Gestaltung von Einbauten in Form von Einbauteilen
10 optimale Prozessbedingungen für die Granulation eingestellt. Die Einbauteile10 beeinflussen die Vergleichmäßigung der Granulation. Unter jedem Einbauteil10 ist eine Düse angeordnet, durch die Granulations- oder Coatingflüssigkeit eingedüst wird. Die Einbauteile10 haben einen Abstand vom Wirbelschichtboden9 , so dass die Feststoffpartikel der Wirbelschicht9 infolge der höheren Strömungsgeschwindigkeit in den Einbauteilen10 angesaugt, nach oben geführt und dabei durch die Sprühflüssigkeit im Bedüsungsbereich16 bedüst werden. In den aufwärts gerichteten Luftströmungen in den Einbauteilen10 werden die zu granulierenden oder zu coatenden Partikel weitestgehend im Luftstrom dispergiert, so dass sie als Einzelpartikel mit Flüssigkeit besprüht werden können. Die Flüssigkeit verdampft, die Granulate wachsen, beziehungsweise es bildet sich eine geschlossene Hülle aus Coatingmaterial um die Teilchen. - Der Wirbelschichtboden
8 hat im Bereich unter den Einbauteilen10 ein höheres Öffnungsverhältnis als im übrigen Bereich. Dadurch kommt es zu höheren Strömungsgeschwindigkeiten in den Einbauteilen10 . Diese Strömungsgeschwindigkeit richtet sich nach der Partikelgröße und -dichte. - Bei technisch interessanten Wirbelschichtanlagen dieser Art werden zumeist mehrere Düsen nebeneinander über die Breite des Wirbelschichtbodens
8 installiert. Die Einbauteile10 können dann als Einbauten mit rechteckigem Querschnitt ausgeführt werden und erfassen alle Düsen, die nebeneinander ange ordnet sind. In5 ist eine derartige Anordnung dargestellt. - Nach dem Durchlaufen durch die Einbauteile
10 fallen die Feststoffpartikel außerhalb der Einbauteile10 im Bereich der Partikelzirkulation17 auf den Wirbelschichtboden9 und werden wieder vom aufwärts gerichteten Gasstrom der Einbauteile10 erfasst. So wiederholt sich der Prozess über die Länge der Wirbelschicht9 mehrfach, bis die Teilchen hinreichend groß sind beziehungsweise die Coatingschicht hinreichend dick ausgebildet ist. - Die zwangsgeführte Materialströmung dient dazu, gleichmäßig aufgebaute Granulate zu erzielen. Eine Agglomeration zwischen den Partikeln wird, insbesondere solange sie feinkörnig sind, vermieden. Im Fall des Coatings werden hohe Ansprüche an die Qualität erzielt. Geschlossene Coatingoberflächen oder das Aufbringen einer Feststoffmatrix auf die Partikel sind möglich. Für den Fall des Coating wird in der Regel auf externe Staubfilter orientiert. Der wenig anfallende Staub kann so einfach aus dem System ausgetragen und anderweitig eingesetzt werden, ohne die Produktqualität des Endproduktes im Fall der Rückführung in die Wirbelschicht
9 zu vermindern. - In
2 ist eine rechteckige Wirbelschichtanlage zum kontinuierlichen Granulieren von feststoffhaltiger Flüssigkeit, die über ein Sprühsystem13 eingetragen wird, dargestellt. Über jeder Düse des in bottom-spray arbeitenden Sprühsystems13 ist ein Einbauteil10 in einem gewissen Abstand über dem Wirbelschichtboden8 angeordnet. Der aus den Zyklonabscheidern21 zurückgeführte Staub19 wird in den Bedüsungsbereich16 unter dem Einbauteil10 eingebracht und dient als Keimmaterial für die durchzuführende Granulation. Das aus den Zyklonabscheidern21 zugeführte Material wird gemeinsam mit ei nem Teil des Materials aus der Wirbelschicht9 durch die Gasströmung im Einbauteil10 angesaugt und im Gasstrom dispergiert und mit flüssigem Rohstoff2 durch das Sprühsystem13 besprüht. Die staubhaltige Abluft18 gelangt wieder zu den Zyklonabscheidern21 und wird dort entstaubt. Die gewachsenen Partikel werden mit dem Luftstrom1 aus dem Einbauteil10 ausgetragen und gelangen über die Partikelzirkulation17 wieder in die Wirbelschicht9 außerhalb der Einbauteile10 . Bei Erreichung einer entsprechenden Partikelgröße wird das Material über den Granulataustrag20 ausgetragen. Wenn die Materialpartikel noch nicht die erforderliche Größe erreicht haben werden sie wieder durch die im Einbauteil10 herrschende Gasströmung angesaugt und im Einbauteil10 weiter aufgranuliert. Das über den Granulataustrag20 ausgetragene Material wird in einem an sich bekannten, mit Sichtluft23 betriebenen Zick-Zack-Sichter22 klassiert. Das Fertigprodukt wird über die Zellenradschleuse15 ausgetragen, während die staubhaltige Abluft18 einem Zyklonabscheider21 zugeführt wird. - In der
5 ist eine Wirbelschichtanlage mit rechteckiger Geometrie zum kontinuierlichen Coaten von pulverförmigen bis feinkörnigen Feststoffpartikeln dargestellt. Auf ein integriertes Abscheidesystem für anfallenden Staub wird verzichtet, weil dadurch die Coatingqualität verschlechtert wird. Staub wird mit der Abluft5 aus der Wirbelschichtanlage ausgetragen und außerhalb abgeschieden. Das Besondere dieser Variante sind die Trennbleche24 zwischen den Coatingbereichen. Dadurch wird die Abluft18 zielgerichtet geführt und gelangt als Abluft5 aus der Anlage hinaus. Die Trennbleche24 vermeiden eine Gasbewegung und damit eine Teilchenbewegung in Längsrichtung der Wirbelschicht9 . Die Trennbleche24 reichen nach unten bis in den Bereich der Oberkante der Einbauteile10 und sind über die gesamte Breite der Wirbelschicht9 ausgebildet. -
- 1
- Luftstrom
- 2
- Rohstoff
- 3
- Granulationskeime
- 4
- Druckluft
- 5
- Abluft
- 6
- Fertigprodukt
- 7
- Zuluftkammer
- 8
- Wirbelschichtboden
- 9
- Wirbelschicht
- 10
- Einbauteil
- 11
- Filter
- 12
- Abreinigungsmechanismus
- 13
- Sprühsystem
- 14
- Zellenradschleuse
- 15
- Zellenradschleuse
- 16
- Bedüsungsbereich
- 17
- Partikelzirkulation
- 18
- Abluft
- 19
- Staubrückführung
- 20
- Granulataustrag
- 21
- Zyklonabscheider
- 22
- Zick-Zack-Sichter
- 23
- Sichtluft
- 24
- Trennblech
- I
- Zuluftgehäuse
- II
- Prozessraum
- III
- Entspannungsraum
- IV
- Abscheideraum
Claims (11)
- Kontinuierlich betriebenes Verfahren zur Herstellung von kompakten Feststoffpartikeln, insbesondere von Aufbaugranulaten, in einer Wirbelschicht, bei dem eine zirkulierende Partikelbewegung von einer zwangsgeführten Materialströmung in Richtung des Materialaustrags überlagert wird, wobei – der Wirbelschicht in mehreren Bereichen (
7 ) einer Luftzuführung (I ) von unten jeweils ein einstellbarer Fluidisierungsmittelstrom (1 ) zur Aufrechterhaltung der Wirbelschicht und zur Trocknung oder Kühlung des Wirbelschichtmaterials zugeführt wird; – jedem Bereich (7 ) ein entsprechender Bereich im Prozessraum (II ) zugeordnet ist, welcher seinerseits Bereiche (16 ) mit einer erhöhten Strömungsgeschwindigkeit des mit dem zu behandelnden Material beaufschlagten Fluidisierungsmittelstroms (1 ) aufweist; – der Rohstoff (2 ) in die Bereiche (16 ) mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit von un ten und in Strömungsrichtung des Fluidisierungsmittelstroms zugeführt wird; – das Material aus den Bereichen (16 ) mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit der Wirbelschicht (9 ) von oben zugeführt wird; – ein Teil des Materials der Wirbelschicht (9 ) in den jeweiligen Bereich (16 ) mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit wieder zurückgeführt wird, so dass zwischen der Wirbelschicht (9 ) und dem jeweiligen Bereich (16 ) eine Partikelzirkulation entsteht; und – der andere Teil des Materials in einer zwangsgeführten Strömung in Richtung Materialaustrag weitergeführt wird. - Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Ausgangsstoffe reine Flüssigkeiten, Lösungen, Schmelzen, Feststoffe oder Gase sind.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Austrag des Endproduktes mit oder ohne einen klassierenden Austrag erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, bei dem das in einem Abscheideraum (
IV ) abgeschiedene Material (19 ) den Bereichen (16 ) zugeführt wird. - Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, bei dem der Wirbelschicht (
9 ) Granulationskeime (3 ) zugeführt werden. - Wirbelschichtanlage zur Herstellung von kompakten Feststoffpartikeln, insbesondere von Aufbaugranulaten mit – einem aus mehreren Kammern (
7 ) bestehenden Zuluft gehäuse (I ), an dessen Boden Zuführungen zum Eintrag eines Fluidisierungsmediums zur Aufrechterhaltung der Wirbelschicht und zur Trocknung oder Kühlung des Wirbelschichtmaterials derart angeordnet sind, dass für jede Kammer ein jeweiliger Fluidisierungsmittelstrom (1 ) eingstellt werden kann, wodurch eine gerichtete Strömung erzeugbar ist; – einem oberhalb des Zuluftgehäuses angeordneten Wirbelboden (8 ), der mit Gasdurchtrittsöffnungen zur Vergleichmäßigung des Fluidisierungsmediums versehen ist; – einem von unten durch den Wirbelboden in die Wirbelschicht mündenden Sprühsystem (13 ), das aus mehreren Sprühdüsen zur Zuführung eines Rohstoffes (2 ) besteht; – einer Anordnung von Einbauten (19 ) über dem Bereich der Düsen des Sprühsystems (13 ) im Prozessraum (II ) der Wirbelschichtanlage zur Beeinflussung der Materialeigenschaften der herzustellenden Produkte, deren jeweilige unteren. Kanten von der Oberfläche des Wirbelbodens (8 ) beabstandet sind und deren jeweilige obere Kanten in einem Abstand über der Oberfläche der Wirbelschicht enden, wobei der Abstand der Einbauteile (10 ) vom Wirbelboden (8 ) sowie die Höhe und der Durchmesser beziehungsweise die Breite der Einbauteile (10 ) variabel einstellbar sind und das Öffnungsverhältnis der Gasdurchtrittsöffnungen des Wirbelbodens (8 ) unterhalb der Einbauteile (10 ) größer ist als im übrigen Bereich des Wirbelbodens (8 ); – einer oberhalb des Wirbelbodens in die Wirbelschicht einmündenden Feststoffmaterialzuführung; und – einem nach dem Prozessraum angeordneten Materialaustrag für das Endprodukt (6 ), - Wirbelschichtanlage nach Anspruch 6, bei der die Oberkanten der Einbauteile (
10 ) in den Entspannungsraum (III ) der Wirbelschichtanlage ragen. - Wirbelschichtanlage nach Anspruch 6 oder 7, bei der die Einbauteile (
10 ) einen runden, rechteckigen, quadratischen oder mehreckigen Querschnitt aufweisen. - Wirbelschichtanlage nach Anspruch 8, bei der im Falle eines rechteckigen Querschnitts der Einbauteile (
10 ) mehrere, über die Breite der Wirbelschicht (9 ) angeordnete Düsen des Sprühsystems (13 ) unterhalb des jeweiligen Einbauteiles (10 ) angeordnet sind. - Wirbelschichtanlage nach Anspruch 6 bis 9, bei der an der Decke der Wirbelschichtanlage Trennbleche (
24 ) angeordnet sind, die sich über die gesamte Breite der Wirbelschichtanlage erstrecken und in den Entspannungsraum (III ) der Wirbelschichtanlage im Bereich zwischen jeweils zwei Einbauteilen (10 ) ragen und oberhalb der Einbauteile (10 ) enden. - Wirbelschichtanlage nach Anspruch 6 bis 10, bei der die Staubrückführungsleitungen (
19 ) der der Wirbelschichtanlage nachgeschalteten Zyklonabscheider (21 ) in einen unterhalb der Einbauteile (10 ) liegenden Bereich mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit (16 ) münden.
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