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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur thermischen Materialbehandlung und/oder thermischen Materialumwandlung bzw. Materialsynthese insbesondere grobstückiger, körniger Ausgangsstoffe in einem periodisch-instationär schwingend arbeitenden Reaktor, bei dem ein Reaktionsraum durch eine Schwingfeuerung mit einstellbaren Verbrennungsparametern (thermische Feuerungsleistung, Luftzahl, Massenströme von Brennstoff und Verbrennungsluft, Brennstoff/Luft-Verhältnis, etc.) mit einer pulsierenden Heißgasströmung versorgt wird, die eine einstellbare Heißgastemperatur sowie unabhängig voneinander einstellbare Frequenz und Amplitude der Schwingung der Strömungsgeschwindigkeit und des statischen Druckes in der Heißgasströmung aufweist.
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Die erwähnte Schwingfeuerung besteht aus mindestens einem Brenner, einer pulsierenden Flamme sowie einem Brennraum, in den die Flamme gerichtet ist. Dieser Brennraum und ihm ggf. nachgeschaltete Anlagenteile können auch als Resonator bezeichnet werden
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Seit über 50 Jahren werden in der einschlägigen (Patent-)Literatur, z.B. der
US 4 992 043 A , der
US 4 805 318 A oder der
DE 10 2008 006 607 A1 Apparate (Reaktoren) und Verfahren vorgeschlagen, um thermische Materialbehandlungen mit physikalischen und/oder chemischen Materialumwandlungen, Materialsynthesen, etc. in pulsierenden, schwingenden Heißgasströmungen durchzuführen, die von dem bekannten Phänomen der selbsterregten periodisch-instationären Verbrennungsinstabilität erzeugt werden. Diese Verbrennungsinstabilitäten werden auch als selbsterregte Brennkammerschwingungen, selbsterregte Druck- oder Flammenschwingungen, thermo-akustische Schwingungen, etc. bezeichnet
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Erfolgreich eingesetzt werden solche Reaktoren, die auch als „pulse dryer“, „pulse combustor“ oder „Pulsationsreaktoren“ bezeichnet werden, aber in allen Fällen auf dem gleichen Phänomen der schwingenden Verbrennung beruhen, zur Trocknung insbesondere von Lebensmitteln, zur Herstellung von pharmazeutischen Produkten, von Farbpigmenten, von oberflächenaktiven Pulvern, zur Kalzinierung von Materialien, etc.
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Die Vorteile der periodisch-instationären Verfahrensführung gegenüber einer konventionellen thermischen Materialbehandlung z.B. in einer im Mittel stationären, turbulenten nicht schwingenden Heißgasströmung sind in der Literatur ausführlich dargestellt und sollen hier nur zusammenfassend wiedergegeben werden:
- Durch die Behandlung in einer pulsierenden Heißgasströmung werden zwei- bis fünffach höhere Wärme- und Stoffübertragungsraten vom Heißgas an das zu behandelnden Material oder für den Fall der Stoffübertragung auch vom Material in die Heißgasströmung erreicht als bei einer Behandlung in einer stationären, turbulenten Strömung, wobei eine gleiche Behandlungsdauer bzw. Verweilzeit und eine gleiche Behandlungstemperatur also Temperatur der Heißgasströmung vorausgesetzt werden.
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Die Strömungsgrenzschichten an festen Wänden oder an umströmten Körpern, z.B. Partikeln des thermisch zu behandelnden Materials, die bekanntermaßen als Diffusionswiderstände für den Transport von Wärme und Stoff wirken, weisen bei pulsierender Strömung erheblich geringere Dicken auf als bei einer stationären Strömung und begünstigen somit hohe zeitliche Transportraten und somit einen deutlich verbesserten Wärme- und Stofftransport.
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Aufgrund der erläuterten und auch in der Literatur dargestellten Zusammenhänge erfährt das zu behandelnde Material in pulsierenden Heißgasströmungen insbesondere hohe Aufheizgradienten, weswegen man auch von einer „Thermoschockbehandlung“ spricht. Dabei sind die Verweilzeiten des Materials in der pulsierenden Heißgasströmung sehr kurz nämlich in einer Größenordnung von ca. 100 ms bis maximal 1 s.
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Es hat sich herausgestellt, dass das auf diese Weise behandelte oder synthetisierte Material sehr homogene Eigenschaften besitzt, also eine geringe Varianz der wichtigen Materialeigenschaften hat, was auf die sehr einheitlichen Temperatur-Verweilzeit-Bedingungen zurückgeführt wird, unter denen es behandelt oder hergestellt wurde.
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Bei allen in der Literatur dargestellten schwingenden Reaktoren (Pulsationsreaktoren, pulse dryer, pulse combustor) zur thermischen Materialbehandlung bzw. zur thermischen Materialsynthese in pulsierenden Heißgasströmungen wird das zu behandelnde Material entweder in die Brennkammer eingegeben oder in ein sich daran anschließendes, üblicherweise horizontal angeordnetes Reaktions- oder Resonanzrohr. Bei den o.g. Druckschriften gibt es auch vertikal angeordnete Reaktions- oder Resonanzrohre.
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Grundsätzlich ist dabei davon auszugehen, dass eine Brennkammer der Ort der Wärmefreisetzung durch den Reaktionsumsatz des Brennstoffes ist, während in einem Reaktionsrohr dann keine Verbrennung mehr stattfindet, da der Brennstoffausbrand bereits in der vorgeschalteten Brennkammer vollständig abgeschlossen wurde. Im Rahmen dieser Anmeldung wird der Bereich, in dem Material behandelt wird, grundsätzlich als Reaktionsraum bezeichnet. Dieser Reaktionsraum kann somit die Brennkammer und das Reaktionsrohr oder auch nur das Reaktionsrohr umfassen.
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Unabhängig davon, ob das Material in die Brennkammer oder aber in das Reaktionsrohr eingegeben wird, wird das zu behandelnde oder im Reaktor zu synthetisierende Material bei den meisten bekannten Vorrichtungen mittels der Heißgasströmung durch den Reaktor transportiert, bis es am Ende des Reaktors in einem Heißgasfilter oder Zyklon abgeschieden wird. Es liegt also eine pneumatische Materialförderung vor.
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Hier ergibt sich allerdings eine Problematik, die zu einer erheblichen Einschränkung der möglichen Einsatzgebiete von Pulsationsreaktoren führt:
- Es wurde festgestellt, dass sich Material in der Heißgasströmung absetzt, also sich im unteren Teil des üblicherweise horizontal ausgerichteten Reaktionsraumes anreichert und somit keine homogene Verteilung des Materials in der zur Verfügung stehenden Heißgasströmung mehr vorliegt. Dies hat die Konsequenz verschlechterter Materialeigenschaften.
- Auch der besondere Vorteil der Materialbehandlung in einer schwingenden Heißgasströmung - nämlich die für alle eingesetzten Partikel einheitlichen Temperatur-Verweilzeit-Bedingungen, die sich in homogenen Materialeigenschaften mit nur geringen Verteilungsbreiten (Varianz) niederschlagen - wird stark reduziert, wenn sich Material wie beschrieben absetzt. Ein solches Absetzen tritt verstärkt auf in Strömungsgebieten mit geringer Strömungsgeschwindigkeit, wie z.B. im Bereich von Umlenkungen, im Bereich von sogenannten Totwassergebieten oder auch bei Durchmessersprüngen der Anlage. Derart abgesetztes Material wird dann letztlich einer zeitlich unkontrollierten und auch deswegen einer undefinierten thermischen Behandlung ausgesetzt.
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In den beiden oben genannten US-Druckschriften werden dementgegen Verfahren und Vorrichtungen zu dessen Umsetzung angegeben, mit dem die thermische Materialbehandlung/thermische Materialsynthese in pulsierenden Heißgasströmungen unter Aufrechterhaltung aller genannten Vorteile ermöglicht wird, ohne dass es zu einem derart unerwünschten Absetzen von Material im Reaktionsraum kommt.
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Hierzu wird der Reaktionsraum, d.h. der Ort der thermischen Materialbehandlung, vertikal angeordnet und die in ihm pulsierende Heißgasströmung ist nach oben gerichtet.
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Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei der bisher üblichen horizontalen Anordnung des Reaktionsraumes bzw. Materialbehandlungsstrecke (Brennkammer oder Resonanzrohr) letztlich die einseitige, unsymmetrische Wirkung der Schwerkraft, die in einem Winkel von 90 Grad zur Strömungsrichtung an den Partikeln angreift, für das unkontrollierte Absetzen von Material und dessen zeitlich undefinierte thermische Behandlung verantwortlich ist.
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Durch die vertikale Ausrichtung des Reaktionsraumes ist zu erreichen, dass das zu behandelnde Material in der nach oben gerichteten pulsierenden Heißgasströmung mit eingestellten Verfahrensparametern (Heißgastemperatur, Schwingungsfrequenz und -amplitude der Heißgasschwingung, mittlere Geschwindigkeit der Heißgasströmung) zu führen ist.
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Zu den Verbrennungsparametern einer Schwingfeuerung zählen z.B. die thermische Feuerungsleistung des Brenners oder der Brenner, bei einer verwendeten Vormisch-Verbrennung die Luftzahl der Vormischung oder bei einer verwendeten Diffusionsverbrennung das Brennstoff/LuftVerhältnis, sowie ggf. eine Luftvorwärmung, die Art des Brennstoffes wie Erdgas, Propan, Wasserstoff, Alkohole, etc.
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Es ist wesentlich, dass eine von diesen Verbrennungsparametern der Schwingfeuerung vollständig unabhängige Einstellung der Schwingungsfrequenz es ermöglicht, die Wärme- und Stoffübertragungsraten an die individuellen Eigenschaften des zu behandelnden Rohstoffes zielsicher anzupassen, also z.B. an dessen Rohstoffdichte, dessen mittlere Partikelgröße, dessen Partikelgrößenverteilung, dessen Feuchtegehalt oder die Aufgaberate des Rohstoffs in den Prozess.
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Wesentlich ist weiterhin, dass auch die Stärke, d.h. die Amplitude der Schwingung der Heißgasströmung ebenfalls unabhängig von allen oben genannten verbrennungstechnischen Einstellungen und auch unabhängig von der eingestellten Schwingungsfrequenz vorgenommen werden kann. Diese Stärke der Schwingung ist dabei z.B. über die Amplitude der Schwingung des statischen Druckes in der Brennkammer oder im Reaktionsrohr charakterisierbar oder auch über die Amplitude der Schwingung der Strömungsgeschwindigkeit der Heißgasströmung.
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Es sei hier noch erwähnt, dass die Dicke der Grenzschichten, die zwischen dem Heißgas und den behandelten Materialien zu finden ist, sich kontinuierlich mit Zunahme der Schwingungsfrequenz reduziert, weshalb vorgeschlagen wird, diese Frequenzen bei der den Reaktor antreibenden Schwingfeuerung auf Werte von über 150 Hz, insbesondere auf über 200 Hz anzuheben, bei denen sich besonders gute Wirkungsgrade ergeben haben.
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Bisher hatte man, um ein Absinken der zu behandelnden Partikel zu vermeiden, angedacht, die mittlere Strömungsgeschwindigkeit der Heißgasströmung in der Brennkammer und/oder im Resonanzrohr zu erhöhen.
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Dies hat aber den Nachteil, dass die ohnehin schon sehr kurzen Verweilzeiten in Pulsationsreaktoren, die gemäß den Angaben in der Literatur deutlich unterhalb einer Sekunde betragen, noch weiter abnehmen.
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Da damit auch die zur Verfügung stehende Behandlungs- bzw. Verweilzeit im Heißgas des Reaktors sinkt, wäre gleichzeitig das Risiko gestiegen, dass keine vollständige Materialbehandlung mehr stattfinden kann, was die Einsetzbarkeit des Verfahrens (z.B. Trocknung bis zur gewünschten Restfeuchte, Kalzinierung, Zersetzungs- oder Entgasungsreaktionen, Materialsynthesereaktionen, etc.) in unerwünschter Weise weiter limitiert hätte.
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Diese Problematik ist mit der vertikalen Ausrichtung des Reaktionsraumes ebenfalls umgangen: Da ein durch den Heißgasstrom gefördertes Partikel gleichzeitig entgegen der Strömungsrichtung der Schwerkraft ausgesetzt ist, wird seine Verweilzeit in der Heißgasströmung verlängert, z.B. bis es von der Strömung in einen dem Reaktionsraum nachgeschalteten Abscheider in Form eines Heißgasfilters gefördert wird.
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Grundsätzlich setzt die bisher beschriebene pneumatische Materialförderung im Reaktionsraum natürlich zwingend voraus, dass die Partikeleigenschaften des zu behandelnden oder im Reaktor entstehenden Materials, d. h. also Materialdichte, mittlere Partikelgröße, Partikelgrößenverteilung, Partikelform oder auch Partikelmassenverteilung, einen solchen pneumatischen Transport überhaupt zulassen.
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Dabei ist es nachzuvollziehen, dass Partikel oder Partikelfraktionen ab einer bestimmten Größe und damit ab einer gewissen Partikelmasse bei vorgegebenen Heißgas-Strömungsgeschwindigkeiten in dem Reaktionsraum gar nicht mehr pneumatisch transportiert werden können. Somit kann solches Material in der dem heutigen Stand der Technik entsprechenden Schwingfeuer-Reaktor-Technologie überhaupt nicht verarbeitet werden.
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Typischerweise werden in der einschlägigen Patentliteratur für die gemäß Stand der Technik noch einsetzbare Partikelgrößen des Rohstoffes Durchmesserwerte von ca. 1 mm angegeben. Dieser Wert wird in der
DE 103 28 342 A1 beispielsweise angegeben für Graphit.
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Um eine derartige Beschränkung zu überwinden, wird in der eingangs erwähnten
US 4 992 043 A vorgeschlagen, die Materialaufgabe des zu behandelnden Rohstoffes am oberen Ende des Reaktionsraumes vorzusehen und das zu behandelnde Material dann innerhalb des Reaktionsraumes nach unten sinken zu lassen.
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Ein derartiges Verfahren ist dabei insbesondere für grobstückige, körnige Ausgangsstoffe geeignet. Als spezielles Beispiel kann man als entsprechende Ausgangsstoffe Zeolithe nennen, die in der Gestalt von Formkörpern, beispielsweise als Kugeln, Strang- oder Hohlprofile, mit dem beschriebenen Verfahren in einer pulsierenden Heißgasströmung mit hohen Aufheizraten und kurzen Verweilzeiten regeneriert bzw. aktiviert werden.
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Bei der angesprochenen vorbekannten Vorrichtung kann aufgrund entsprechend passender Einstellungen im Reaktionsraum sichergestellt werden, dass die Sinkgeschwindigkeiten der Partikel höher sind als die örtlichen mittleren Strömungsgeschwindigkeiten der pulsierenden Heißgasströmung. Dies hat die Konsequenz, dass das zu behandelnde Material in dem vertikalen Reaktionsraum nach unten fällt, während es thermisch behandelt wird.
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Bei einer Länge der im Reaktionsraum vorgesehen Materialbehandlungsstrecke von ca. 5 Metern beträgt die Dauer der thermischen Materialbehandlung während des Falls entgegen der pulsierenden Heißgasströmung - je nach mittlerer Geschwindigkeit der eingestellten, den Fall quasi bremsenden Heißgasströmung - zwischen 1 Sekunde und 10 Sekunden. Die Materialbehandlungsdauer bei dieser Art der Verfahrensführung ist damit sogar größer als bei den vorbekannten Verfahrensführungen mit in Horizontalrichtung gerichteten rein pneumatischen Förderungen des Materials in pulsierenden Heißgasströmungen.
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Die Aufgabe des zu behandelnden Materials kann z.B. mit Hilfe einer Zellradschleuse sowie einer gravimetrische Dosiereinrichtung und entgegen der Strömungsrichtung der pulsierenden Heißgasströmung erfolgen.
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Für das untere Ende des Reaktionsraumes wird vorgeschlagen, eine Materialschleuse, insbesondere eine Zwei-Kammer-Schleuse vorzusehen, über die das nach unten gefallene Material diskontinuierlich abgezogen werden kann.
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Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die in Fallrichtung gesehen erste Kammer isoliert und näherungsweise auf gleicher Temperatur ist wie die pulsierende Heißgasströmung, während die anschließende zweite Kammer zur leichteren Materialentnahme gekühlt werden kann. Es wird diesbezüglich insbesondere vorgeschlagen, dass für die Kühlung beispielsweise auch ein Spülgas eingesetzt wird, bei dem es sich insbesondere auch um ein Inertgas handeln kann. Im oben erwähnten bevorzugten Anwendungsfall mit Zeolithen wird hier insbesondere ein Inertgas eingesetzt wie z.B. Argon oder aber trockene, wasserdampffreie Luft.
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Eine Ausgestaltung mit Zwei-Kammer-Schleuse hat außerdem den Vorteil, dass die zweite Kammer gleichzeitig als Quencher zum „Einfrieren“ der erreichten Materialeigenschaften auf einem niedrigen Temperaturniveau genutzt werden kann.
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Zwischen den beiden Kammern befinden sich dann luft- bzw. gasdichte Absperrvorrichtungen.
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Es ist für die Erfindung wesentlich, dass bei zu behandelndem Material, das grobe und feine Partikelfraktionen enthält, man die gröberen Partikelfraktionen des aufgegebenen Rohstoffes im ersten Reaktionsraum absinken lässt, während man die feineren Partikelfraktionen, also den Feinanteil des aufgegebenen Rohstoffes, deren Partikelgröße bis in den Bereich des Feinstaubes reichen, mit der pulsierenden Heißgasströmung pneumatisch fördert und aus dem ersten Reaktionsraum austrägt und durch einen zweiten Reaktionsraum führt, wobei in dem zweiten Reaktionsraum eine Nachfeuerung vorgesehen ist und der aus dem ersten Reaktionsraum mit dem pulsierenden Heißgasströmung ausgetragene Teil des Ausgangsstoffes unter definierten Bedingungen hinsichtlich Behandlungstemperatur und Verweilzeit in der pulsierenden Heißgasströmung thermisch behandelt wird, um ihn abschließend in einem geeigneten Heißgasfilter abzuscheiden.
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Eine Nachfeuerung ist zwar aus der
US 4 805 318 A bekannt. Sie ist hier aber für den ersten Reaktionsraum vorgesehen.
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Ist das Vorhandensein der feineren Partikelfraktionen bzw. des Feinstaubanteils im fertigen Produkt (thermisch fertig behandeltes Material) nicht zwingend erforderlich, z.B. weil es sich lediglich um Abrieb der gröberen Rohstoffpartikel handelt, so kann der im Heißgasfilter abgeschiedene Feinstaubanteil verworfen werden.
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Ist das Vorhandensein der feineren Partikelfraktionen im fertigen Endprodukt für dessen Funktionalität jedoch zwingend erforderlich, z.B. wegen einer höheren erforderlichen aktiven Oberfläche etc., so wird erfindungsgemäß der abgeschiedene Feinstaubanteil den am Boden des Reaktionsraumes abgezogenen größeren Partikelfraktionen, die den Hauptanteil des Produktes bilden, verhältnisgerecht wieder zugemischt, um wieder eine komplette, ursprüngliche Partikelgrößenverteilung im Produkt zu erhalten.
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Wie ausgeführt, ist für diesen erfindungsgemäßen Fall des wertvollen Feinstaubanteils vorgesehen, die aus dem vertikalen ersten Reaktionsraum mit der pulsierenden Heißgasströmung ausgetragene feinere Partikelfraktionen in einem anschließenden zweiten Reaktionsraum unter definierten Bedingungen hinsichtlich Behandlungstemperatur und Verweilzeit in der pulsierenden Heißgasströmung thermisch zu behandeln und erst danach im Heißgasfilter abzuscheiden und dem Hauptprodukt aus dem ersten Reaktionsraum wieder zuzumischen.
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Für die genannten definierten Bedingungen wird erfindungsgemäß vorgesehen, für den zweiten Reaktionsraum eine Nachfeuerung vorzusehen, mit der diese Bedingungen erzeugt werden können.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles.
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Dabei zeigt
- 1 die Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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In 1 ist die Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.
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Man erkennt eine Brennkammer 1, in die eine Flamme 2 gerichtet ist.
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Die Flamme 2 wird erzeugt durch einen Brenner 3, dem hierzu Brenngas 4 sowie Verbrennungsluft 5 zugeführt wird. Die Flamme 2 pulsiert aufgrund einer selbsterregten periodisch-instationären Verbrennung und erzeugt damit eine pulsierende, schwingende Heißgasströmung 6, die aus dem Brennraum 1 in einen ersten Reaktionsraum 7 strömt. Die Frequenz der Pulsation liegt bei über 200 Hz., sie ist unabhängig einstellbar. Auch die Amplitude der Schwingung ist unabhängig von den anderen Parametern der Verbrennung einstellbar.
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Der erste Reaktionsraum 7, in den die schwingende Heißgasströmung 6 aus dem Brennraum strömt, ist im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und mit seiner Mittelachse vertikal ausgerichtet. Die schwingende Heißgasströmung 6 strömt in dem ersten Reaktionsraum 7 mit einer mittleren Strömungsgeschwindigkeit nach oben, wobei sie über einen Strömungsgleichrichter 8 über den gesamten Querschnitt des ersten Reaktionsraumes 7 vergleichmäßigt wird.
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Am oberen Ende wird über eine Materialaufgabe 9 mit einer hier nicht dargestellten Zellradschleuse und einer gravimetrischen Dosiereinrichtung zu behandelndes Material 10, z.B. Zeolithe aufgegeben. Dieses Material ist insbesondere grobstückig oder körnig und liegt bei den Zeolithen insbesondere in der Form von Formkörpern wie Kugeln, Strang- oder Hohlprofilen vor. Bei dem zu behandelnden Material kann es sich beispielsweise aber auch um eine Emulsion handeln, die in relativ großen Tropfen eingebracht wird.
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Das Material 10 fällt entgegen der nach oben gerichteten pulsierenden Heißgasströmung 6 aufgrund der Schwerkraft nach unten. Dabei ist die Heißgasströmung 6 so eingestellt, dass sie mit ihrer mittleren Strömungsgeschwindigkeit den Fall bremst, ihn aber nicht unterbindet. Das Material 10 sammelt sich somit am unteren Ende des ersten Reaktionsraumes 7 auf einem Schieberboden 11. Durch Öffnen dieses Schieberbodens 11 kann das nach unten gefallene Material 10 diskontinuierlich abgezogen werden. Es fällt beim Öffnen des Schieberbodens 11 zunächst in eine erste Kammer 12. Dann wird der Schieberboden 11 wieder geschlossen. Die Kammer 12 ist nach unten über einen zweiten Schieberboden 13 mit einer Kühlkammer 14 zu verbinden, in die das Material über Öffnen des Schieberbodens 13 fällt, wonach der Schieberboden 13 wieder geschlossen wird.
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In der Kühlkammer 14 wird das Material über eine Kühlströmung 15 gequencht. Für die Kühlströmung 15 kann auch ein Spülgas verwendet werden, wobei z.B. für das oben angesprochene Zeolith hierfür ein Inertgas vorgesehen wird wie Argon oder aber auch trockene, das heißt wasserdampffreie Luft.
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Aus dieser Kühlkammer 14 kann dann das grobe, im ersten Reaktionsraum 7 behandelte Material entsprechend dem Pfeil 16 entnommen werden.
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Die Schieberböden 11 und 13 zwischen dem ersten Reaktionsraum 7 und der ersten Kammer 12 bzw. zwischen der ersten Kammer 12 und der Kühlkammer 14 sind luft- bzw. gasdicht.
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Das am oberen Ende des ersten Reaktionsraumes 7 an der Materialaufgabe 9 aufgegebene zu behandelnde Material 10 enthält feinere Partikel, die über die abströmende Heißgasströmung 6 nach oben aus dem ersten Reaktionsraum 7 ausgetragen und über ein horizontal eingezeichnetes Verbindungsrohr 17 zu einem Heißgasfilter 18 transportiert werden, in dem das abströmende Gas 19 von den Feststoffpartikeln 20 getrennt wird.
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Am Beginn des Verbindungsrohres 17 ist eine Nachfeuerung 21 vorgesehen, so dass das Verbindungsrohr 17 zu einem im Wesentlichen horizontal verlaufenden zweiten Reaktionsraum wird, in dem die durch die Heißgasströmung 6 nach oben aus dem Reaktionstraum 7 ausgetragenen Feststoffpartikel aus dem zu behandelnden Material 10 separat thermisch behandelt werden.
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Die diesbezüglichen Feststoffpartikel 20 werden dann dem entnommenen Gut 16 wieder zugemischt.
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Es sei noch erwähnt, dass der Reaktionsraum 7 und ggf. auch das Verbindungsrohr 17 mit einer Isolierung 22 versehen sein können.
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Wesentlich bei der hier dargestellten Vorrichtung ist, dass aufgrund der nach oben gerichteten Heißgasströmung im Reaktionsraum 7 dort eine relativ lange Behandlungsdauer für das zu behandelnde Material 10 zu erreichen ist, da die Schwerkraft und die Strömung 6 hier entgegengesetzte Wirkrichtungen haben.
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Nur am Rande sei noch erwähnt, dass bei pneumatisch über die Heißgasströmung 6 transportierbaren zu behandelnden Materialien diese auch beispielsweise im Bereich kurz hinter dem Strömungsgleichrichter 8 in die pulsierende Heißgasströmung 6 eingegeben werden können. In einem solchen Fall würden die Materialien vollständig durch die Heißgasströmung 6 durch den Reaktionsraum 7 gefördert und in einem Heißgasfilter 18 landen und dort von dem abströmenden Gas 19 getrennt werden.
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In einem solchen Fall könnte auf die Zwei-Kammer-Schleuse am unteren Ende des Reaktionsraumes wie in der 1 dargestellt verzichtet werden
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Brennkammer
- 2
- Flamme
- 3
- Brenner
- 4
- Brenngas
- 5
- Verbrennungsluft
- 6
- Heißgasströmung
- 7
- erster Reaktionsraum
- 8
- Strömungsgleichrichter
- 9
- Materialaufgabe
- 10
- zu behandelndes Material
- 11
- Schieberboden
- 12
- Erste Kammer
- 13
- zweiter Schieberboden
- 14
- Kühlkammer
- 15
- Kühlströmung
- 16
- behandeltes Material
- 17
- Verbindungsrohr / zweiter Reaktionsraum
- 18
- Heißgasfilter
- 19
- abströmendes Gas
- 20
- Feststoffpartikel
- 21
- Nachfeuerung
- 22
- Isolierung
