DE10146778B4 - Process and fluidized-bed plant for the production of compact solid particles - 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...Continuously operated process for the production of compact solid particles, in particular of built-up granules, in a fluidized bed, in which a circulating particle movement is superimposed by a positively guided material flow in the direction of the material discharge, wherein
- The fluidized bed in several areas (7) an air supply (I) from below in each case an adjustable Fluidisierungsmittelstrom (1) for maintaining the fluidized bed and for drying or cooling of the fluidized bed material is fed;
- Each area (7) is associated with a corresponding area in the process space (II), which in turn has areas (16) with an increased flow velocity of the acted upon with the material to be treated Fluidisierungsmittelstroms (1);
- The raw material (2) is supplied to the areas (16) with increased flow velocity of un th and in the flow direction of Fluidisierungsmittelstroms;
- The material from the areas (16) with increased flow rate of the fluidized bed (9) is supplied from above;
- A portion of the material of the fluidized bed (9) in the respective area (16) with increased flow velocity again ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie die dazugehörige Wirbelschichtanlage zur Herstellung von kompakten Feststoffpartikeln.The The invention relates to a method and the associated fluidized bed system for the production of compact solid particles.
Wirbelschichtanlagen
zur Behandlung von unterschiedlichen Materialien sind allgemein
bekannt. So ist zum Beispiel gemäß der
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.To are different versions both with regard to the design of the fluidized bed plant as well as the feed of the spraying material known. The fluidized bed system can be both round and be formed rectangular as a gutter or as a fluidized bed apparatus. The spraying of the in the fluidized bed existing material with appropriate materials can be applied from the top to the fluidized bed (top-spray) or from below the fluidized bed into it (bottom-spray) or from the side. The spray liquid can as a solution, Suspension, emulsion, melt, or as any other pumpable and atomizable liquid system available.
Aus
der
Aus
der
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.at The plants described mainly produce wanted agglomerates. The agglomerates have a rough surface texture and roundness the individual particle is not fully developed. In the production of solid Product forms, it is necessary in many cases, well-defined Produce particle structures. For many applications prove Granules advantageous by the build-up granulation in the Fluidized bed can be produced. For these granules is especially focused on a compact structure with very good roundness and smooth particle surface Added value.
Um
diese speziellen Materialmerkmale zu erzeugen, ist der Einsatz von
Steigrohren in Chargenapparaten zur Beschichtung von beispielsweise Tabletten
gemäß der
Durch
die Anmelderin wurde bereits eine ältere Anmeldung zum Beschichten
(Coaten) von Partikeln in kontinuierlicher Prozessführung gemäß der
Aus
der
Auch
kennt man aus der
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.The The object of the present invention is a method and the fluidized bed plant for the production of compact solid particles so to design that according to the application cases by a build-up granulation or coating (Coaten) manufactured end product with defined Particle structures under avoidance of agglomeration effects arises.
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.Corresponding the method according to the invention The object is achieved with the features of claim 1 and the associated device according to the characteristics of claim 6 solved. Advantageous embodiments of the method and the device are in the subclaims specified.
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.By the application of the material to be treated in one area with a higher one flow rate and in conjunction with a particle circulation between it Area and the fluidized bed becomes an agglomeration of the material avoided. By the particle circulation and by the structure of a arise expanding area due to the higher flow rates defined particle structures while avoiding agglomeration effects.
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.By the arrangement of built-in parts in the process space of the fluidized bed plant over the Nozzles of the spray system will equalize the Granulation achieved. supports This is on the one hand by the arrangement of the mounting parts in one Distance over the fluidized bed floor and on the other hand by the larger opening ratio of the gas passage openings the fluidized bed below the mounting parts with respect to the other gas passage openings the fluidized bed floor. In the upward air currents in The built-in parts are to be granulated or coated Particles dispersed as far as possible in the air stream, so they as Single particles with liquid sprayed can be. The liquid evaporated, the granules grow, or it forms a closed shell from coating material around the particles. It arises under avoidance of agglomeration effects a final product with a defined Particle structure. By arrangement of several, in the length of Fluid bed floor mounted components is the grain size of the material to be produced affected.
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.By Setting the distance of the lower edge of the mounting parts of the Fluidized bed floor, the opening ratio the gas passage openings of the arranged below the components fluidized bed and the height and the diameter or the width of the built-in parts in dependence on the Solid particles to be produced is the material formation in the Fluidized bed and in the built-in components so influenced that undesirable agglomeration effects be avoided as far as possible and the products to be produced have a well-defined particle structure according to the requirements.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:The Invention is based on embodiments explained in more detail. In the accompanying drawings demonstrate:
Die
Herstellung der Produkte in Granulatform erfolgt durch Wirbelschichtgranulation
(Aufbaugranulation, Lagering) in einer im wesentlichen horizontal
ausgerichteten Wirbelschicht
Der
unterhalb der Einbauteile
Beim
kontinuierlichen Coaten von pulverförmigen bis feinkörnigen Feststoffpartikeln
sind an der Decke der Wirbelschichtanlage Trennbleche
Die
Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Wirbelschichtanlage
ist folgende:
Zur Herstellung von kompakten Feststoffpartikeln
in Granulatform mittels Wirbelschichtgranulation wird ein flüssiger Rohstoff
For the production of compact solid particles in granular form by fluidized bed granulation is a liquid raw material
Die
verdampfte Flüssigkeit
wird mit dem nun abgekühlten
Fluidisierungsmittel aus dem Prozessraum
In
der
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.Farther is also the same time or alternatively the introduction of foreign material conceivable from other processes, if, for example, a starting grain with wrapped in another component shall be. This process is called coating, coating or encapsulation denotes and represents a special case of build-up granulation.
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
Innerhalb
der Wirbelschichtanlage werden durch die Anordnung und Gestaltung
von Einbauten in Form von Einbauteilen
Der
Wirbelschichtboden
Bei
technisch interessanten Wirbelschichtanlagen dieser Art werden zumeist
mehrere Düsen nebeneinander über die
Breite des Wirbelschichtbodens
Nach
dem Durchlaufen durch die Einbauteile
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
In
In
der
- 11
- Luftstromairflow
- 22
- Rohstoffraw material
- 33
- Granulationskeimegranulation nuclei
- 44
- Druckluftcompressed air
- 55
- Abluftexhaust
- 66
- Fertigproduktfinished product
- 77
- Zuluftkammersupply air
- 88th
- WirbelschichtbodenFluidised bed
- 99
- Wirbelschichtfluidized bed
- 1010
- Einbauteilfitting
- 1111
- Filterfilter
- 1212
- AbreinigungsmechanismusCleaning mechanism
- 1313
- Sprühsystemspray system
- 1414
- Zellenradschleuserotary
- 1515
- Zellenradschleuserotary
- 1616
- Bedüsungsbereichspraying region
- 1717
- Partikelzirkulationparticle circulation
- 1818
- Abluftexhaust
- 1919
- StaubrückführungDust recycling
- 2020
- GranulataustragGranulataustrag
- 2121
- Zyklonabscheidercyclone
- 2222
- Zick-Zack-SichterZigzag classifier
- 2323
- Sichtluftclassifying air
- 2424
- TrennblechDivider
- II
- Zuluftgehäuseair supply casing
- IIII
- Prozessraumprocess space
- IIIIII
- Entspannungsraum relaxation room
- IVIV
- Abscheideraumseparating chamber
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