DE1034153B

DE1034153B - Verfahren zur Durchfuehrung kontinuierlicher chemischer Umsetzungen

Info

Publication number: DE1034153B
Application number: DEB42782A
Authority: DE
Inventors: Dr Friedrich Bergmann; Carl Eberhard Wild
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1956-12-12
Filing date: 1956-12-12
Publication date: 1958-07-17

Description

Verfahren zur Durchführung kontinuierlicher chemischer Umsetzungen Fiir chemische Reaktionen von pulverförmigem, körnigem oder stückigem Material, die bei höheren Temperaturen durchgeführt werden sollen, sind schon waagerecht bis leicht geneigt angeordnete schwingende Öfen vorgeschlagen worden, deren schwingende Bewegung in Verbindung mit einem gewissen Gefälle vom Einführungs- bis zum Austragsende die Förderung des Reaktionsgutes durch den Ofen bewirkt. Der Ofen besteht dabei im wesentlichen aus einem Rohr, das noch gewisse Einbauten enthalten kann. Sofern das Rohr nicht selbst schwingt, enthält es eine schwingende Förderrinne. An einem solchen Ofen werden die Verbindungen zwischen den feststehenden und; den schwingenden Teilen durch druckdicht schließende elastische Faltenbälge oder Schlauchverbindungen hergestellt. Eine Gefahr des Austretens brennbarer, gasförmiger Reaktionsteilnehmer an den Verbindungsstellen ist damit nicht gegeben. Die Schwingungsfrequenz des Rohres oder der Rinne wird so gewählt, daß eine Kuchenbildung des Reaktionsgutes vermieden wird. woraus sich wegen des besseren Kontaktes einzelner kleiner Teilchen mit den übrigen Reaktionsteilnehmern z. B. gegenüber nicht schwingenden Drehrohröfen kürzere Verweilzeiten in der Reaktionszone bzw. im schwingenden Organ des Ofens ergeben. Sofern die Schwingungsamplitude zur Verbesserung des Kontaktes der Teilchen miteinander nicht weitergesteigert werden kann, bestimmt einerseit die SIenge des umzusetzenden Stoffes und andererseits die Verweilzeit die Länge des schwingenden Ofens. Die für die Beheizung eines Ofens aufzuwendende Energie wird jedoch bei einem extrem langen Ofen nur schlecht ausgenutzt.
Es wurde nun gefunden, daß man die Reaktions-und Anstauschbedingungen der einzelnen Teilchen an schwingenden Reaktionsöfen weiter verbessern und die erforderliche Länge des Ofens unter Beibehalten oder Erhöhen der Verweilzeiten umzusetzender Stoffe herabsetzen kann, wenn man durch eine wiederholte kurzzeitige Anderung und Umkehr der Impulsrichtung der auf das Rohr wirkenden, die Schwingungen auslösende Kräfte eine pilgerschrittähnliche Förderung der Stoffe durch den Ofen bewirkt.
An Hand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert: Aus einem Vorratsbehälter 1 wird ein pulverförmiger oder körniger Reaktionsteilnehmer über eine Schleuse 2 der Eingangsseite 3a eines etwa waagerecht angeordneten Förderrohres 3 zugeführt, das gleichzeitig den Reaktionsofen darstellt. Der rohrstutzenförmige Eingang 3 des Förderrohres ist mit der Schleuse 2 durch einen elastischen Faltenbalg 4 verbunden. Das Förderrohr selbst ist gegenüber einem Fundament 5 in Längsrichtung verschiebbar gelagert.
Zur Förderung eines oder mehrerer fester Reaktionsteilnehmer durch das Rohr vom Eingangsstutzen 3 a bis zum Austragsende werden dem Förderrohr etwa in Richtung seiner Längsachse Schwingungen aufgezwungen, wobei durch Vergrößern oder Verkleinern der Schwingungsamplitude die Fördermenge und damit auch die Verweilzeit des Gutes in der Reaktionszone des Förderrohres variiert werden kann. Am Austragsende sind ein abwärts gerichteter Rohrstutzen 3 b und hinter einer Schleuse 6 ein Auffangbelhälter 7 für das Reaktionsgut vorgesehen. Der Rohrstutzen 3 b des Austragsendes ist mit der Schleuse 6 durch einen Faltenbalg 8 oder einen elastischen Schlauch druckdicht verbunden. Gasförmige Reaktionsteiluehmer werden vorzugsweise im Gegenstrom am Austragsende des Förderrohres 3 über einen Rohranschluß 9 mit einem druckdichten elastischen Zwischenstück 10 zugeführt und treten nach dem Passieren der Reaktionszone an der Eingangsseite des Förderrohres durch einen ähnlichen Rohranschluß 11 mit druckdichtem elastischem Zwischlenstück 12 aus dem Ofen aus. Der Vorrats- oder Zulaufbehälter 1 und der Auffangbehälter 7 sind ebenfalls gasdichte Gefäße, für die nicht näher dargestellte Mittel zur Spülung mit inerten Gasen vorgesehen sind. Die dosierte Förderung der festen Reaktionsteilnehmer durch das Förderrohr 3 kann neben der Änderung der Schwingungsamplituden des Rohres auch mittels am Rohreingang eingebauter fester oder veränderlicher Blenden 13 vorgenommen werden.
Die Beheizung des Ofens kann durch einen feststehenden Heizmantel 14 erfolgen, dessen innerer Durchmesser so zu wählen ist, daß die schwingende Bewegung des Förderrohres 3 nicht behindert wird.
Die Länge des Heizmantels 14 wird entsprechend der erforderlichen Länge der Reaktionszone bemessen. Es ist ferner möglich, eine Heizeinrichtung in das Innere des Förderrohres 3 einzubauen, die an der schwingenden Bewegung des Rohres teilnimmt. Der dem Heizmantel 14 entsprechenden Reaktionszone kann nach der Eingangsseite hin eine Vorwärmzone, bestehend aus einem Heizmantel 15 vorgeschaltet sein, während sich hinter der Reaktionszone eine Kühlzone mit Kühlmantel 16 anschließen kann, in der durch Berieselung des schwingenden Rohres das Reaktionsgut abgekühlt wird.
Die Schwingungen des Förderorgans werden entweder auf mechanischem Wege, beispielsweise mittels eines kleinen Kurbeltriebes, eines Exzenters bzw. einer Nockenanordnung und einer Federfesselung des Förderrohres, oder auch auf elektromagnetische Weise mittels wechselstromgespeister Spulen erzeugt.
Es werden harmonische Schwingungen auf das Förderrohr in einer gegenüber der Rohrlängsachse geneigten Richtung aufgegeben, wobei man die Impuls richtung der dem Rohr aufzuzwingenden Schwingungen regelmäßig kurzzeitig in eine entgegengesetzt geneigte Winkellage ändert und damit eine pilgerschrittartige Förderung des Reaktionsgutes durch den Ofen bewirkt (s. Pfeilrichtung in der Abbildung).
Der ständige gute Kontakt einzelner fester Teilchen mit anderen Reaktionsteilnehmern wird damit weiter verbessert und eine Kuchenhildung wirksamer verhindert.
Neben der Anwen,dung von harmonischen, d. h. sinusförmigen Schwingungen, die das Förderrohr in Richtung seiner Längsachse oder unter einem gewissen Winkel zu sein er Längsachse aufnimmt, können auch nicht sinusförmige asymmetrische Schwingungen wahlweise veränderlicher Amplitude dem Förderrohr 3 aufgezwungen werden, d. h solche, bei denen die Beschleunigung des Förderrohres in der Richtung vom Austragsende zur Eingangsseite hin größer ist als die Beschleunigung in der gegenläufigen Bewegungsrichtung. Dadurch wird beispielsweise bei waagerechtem oder in Förderrichtung nur wenig geneigtem Ofen die Förderung des Reaktionsgutes in der gewünschten. Richtung weiter verbessert. Schließlich kann man eine dem Förderrohr 3 aufgezwungene nicht sinusförmige Schwingung in ihrem Schwingungsbild auch regelmäßig kurzzeitig etwa spiegelbildlich umkehren, wobei auch durch diese Maßnahme das Reaktionsgut im Rohr vorübergehend zu entgegengesetzt gerichteter Bewegung gezwungen wird.

Claims

{'ATENTANSPRUCii Verfahren zur Durchführung kontinuierlicher chemischer Umsetzungen von insbesondere pulverförmigen, körnigen oder stückigen Stoffen in einem zwangsweise periodisch schwingenden beheizten Rohr, durch das die umzusetzenden Stoffe hindurchgeführt werden, gekennzeichnet durch eine pilgerschrittähnliche Förderung der Stoffe durch das Rohr durch wiederholte kurzzeitige Änderung und Umkehr der Impulsrichtung der auf das Rohr wirkenden, die Schwingungen auslösenden Kräfte. ~~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 646 627, 723 494, 949 226; britische Patentschrift Nr. 457 552; USA.-Patentschrift Nr. 2 498 405.