DE1045984B - Einrichtung zur Durchfuehrung von Verfahren zur Behandlung staubfoermiger, im Gasstrom suspendierter Stoffe - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Durchführung von Verfahren zur Behandlung staubförmiger, im Gasstrom suspendierter Stoffe Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur Durchführung von Verfahren zur Behandlung staubförmiger, im Gasstrom suspendierter Güter, wie sie in verschiedenen Zweigen der chemischen Industrie und der Hüttenindustrie zur Anwendung kommen.
• Diese Verfahren erfordern im allgemeinen eine bestimmte Einwirkungszeit des Gases auf das zu behandelnde Gut. Wenn die Behandlung während der Strömung in Leitungen erfolgt, sind im allgemeinen recht große Leitungslängen notwendig. Um die Leitungslänge zu verkürzen und die Relativbewegung des zu behandelnden Gutes gegenüber dem Gas, die den Stoffumsatz fördert, zu erhöhen, wendet man Mittel an, wie z. B. den freien Fall des Staubes entgegen der Gasbewegung (Wirbelschichtverfahren). Eine andere Möglichkeit der Verkürzung der Leitungslänge und der Vergrößerung der Relativbewegung ist die Schaffung eines Strömungszustandes, wie er in einer Wirbelsenkströmung auftritt, nämlich die Zusammendrängung eines langen Strömungsweges auf eine kurze axiale Länge durch die Rotationsbewegung des Gases und eine kräftige Relativbewegung des Staubes gegenüber dem Gas durch die Vorgänge bei der Ausschleuderung und bei der Bespülung des ausgeschleuderten Gutes in Verfolg seiner weiteren Axialbewegung.
• Die erfindungsgemäße Einrichtung vereinigt die folgenden, zur Erzeugung einer Wirbelsenkströmung an sich bekannten Merkmale: Eine geneigte, zylindrische Wirbelkammer mit einer tangentialen Gaseintrittsöffnung, ein inneres koaxial zur Wirbelkammer angeordnetes Gasabzugsrohr am vorderen Ende sowie eine Austragsöffnung für das behandelte Gut und ist gekennzeichnet durch eine zweite Gaseintrittsöffnung am hinteren Ende der Kammer, zusätzliche Einrichtungen zur Regelung der jeweiligen Anteile der im Gegenstrom in die Kammer eingeführten Behandlungsgase und Verstellvorrichtungen zur Änderung der Neigung der Achse der Behandlungskammer.
• Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird durch eine entsprechende Bemessung der Neigung der Rohrlängen und des Eintrittsquerschnittes erreicht, daß die zu behandelnde Staubmenge und die für die Behandlung notwendige Verweilzeit innegehalten werden.
• Durch Veränderung der Höhenlage des äußeren Rohres kann seine Neigung verändert werden, um diese so einzustellen, daß das abgeschiedene Gut, das weiter vom rotierenden Gas durchspült wird, mit Unterstützung durch die Gasbewegung in der Zeit, die zum Abschluß der Behandlung erforderlich ist, zum Auslaß rieselt.
• Dabei kann die Neigung sowohl vom Eintritt des Gutes zum Austritt des Gutes fallend vorgesehen werden, um durch diese Neigung die Bewegung des Stau- bes zu fördern, als auch steigend vorgesehen werden, um die Bewegung des Staubes durch die Neigung zu verzögern und damit die Behandlungsdauer entsprechend zu verlängern. Auch kann die Steigung über die Länge des Rohres verschieden vorgesehen werden, so z. B. zunächst steigend, um die Verweilzeit des Staubes im ersten Teil des Rohres zu verlängern, und dann fallend, um den Abtransport im hinteren Teil des Rohres zu unterstützen, falls das Rohr so lang wird, daß die Axialkomponente der rotierenden Gase an den Wandungen des Rohres nicht mehr ausreicht, um den Staub in Richtung der Austragsöffnung mit der gewünschten Geschwindigkeit abzutransportieren.
• Der Staubtransport des innerhalb der Einrichtung ausgeschiedenen Gutes kann dadurch unterstützt werden, daß das äußere Rohr nur im vorderen Teil feststehend, jedoch im hinteren Teil rotierend ausgebildet ist.
• Zur Verwendung der Einrichtung für hohe Gas-und Behandlungstemperaturen kann dieses äußere Rohr ganz oder teilweise in Mauerwerk oder anderen hitzebeständigen Materialien ausgeführt werden.
• Die Länge des äußeren Rohres richtet sich jeweils nach der erforderlichen Behandlungsdauer des Gutes, wird aber mit mindestens dem vierfachen Durchmesser ausgeführt, um neben der Behandlung eine ausreichende Abscheidewirkung zu erzielen.
• Die Einrichtung gemäß der Erfindung hat Ähnlichkeit mit bekannten Fliehkraftstaubabscheidern.
• Fliehkraftstaubabscheider, die gegen die Lotrechte angeordnet sind, konnte bereits die Ursprungserfindung des Zyklons aufweisen.
• Auch die Schälwirkung zum Abscheiden des Staubes ist bereits mannigfach in Zyklonen ausgenutzt worden. Die Einrichtung nach der Erfindung erfüllt unter Benutzung aller Möglichkeiten, die die Technik zur Ausgestaltung von Zyklonen kennt, die neue Funktion, die Verweilzeit der staubförmigen Stoffe in der Einrichtung zu erhöhen und durch Gase in der Kammer zu behandeln. Diese Behandlungsmöglichkeit erfordert besondere Vorkehrungen und Maßnahmen, welche die neue Einrichtung von der bekannten wesentlich unterscheidet.
• Die neue Einrichtung gestattet die Verweilzeit des abgeschiedenen Gutes in der Wirbelkammer beliebig zu erhöhen und zu verändern. Besonders groß ist der Einfluß auf die Verweilzeit des gröberen Gutes, während die feineren Staubteilchen mit den Behandlungsgasen fortgeführt und in besonderen Einrichtungen behandelt werden.
• Fig. 1 stellt einen schematischen Längsschnitt durch eine beispielsweise Ausführung nach der Erfindung dar; Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem ein Teil des Zylinders rotierend ausgebildet ist.
• Die Einrichtung nach Fig. 1 besteht aus einem äußeren zylindrischen Behälter 1, dessen Länge etwa das Vierfache seines Durchmessers beträgt. Dieser Behälter ist in einer zur Horizontalen geneigten Anordnung gelagert. An seinem vorderen Ende befindet sich ein tangentialer Eintrittsstutzen 2, durch welchen das zu behandelnde Gut gemischt mit einem Teil der Gase eingeführt wird. Am hinteren Ende dieses Behälters ist ein Austragstutzen 3 vorgesehen, durch welchen nach der Behandlung das aus den Gasen abgeschiedene Gut ausgetragen wird. Die entstaubten Gase entweichen hierbei durch die Öffnung 5, eines koaxial zum Behälter an dessen vorderen Ende eintauchenden Rohres 4. -Am oberen Auflager sind Beilagen 6 dargestellt, durch deren Vermehrung oder Verminderung dieses Auflager gehoben oder gesenkt werden kann zur Veränderung der Rohrneigung.
• Im Ringraum zwischen den Rohrenl und 4 entsteht eine rotierende wendelförmige Strömung der Gase durch die die gröberen Partikel des Staubes gegen die Innenwandung des Außenrohres 1 ausgeschleudert werden, an der sie wendelförmig umlaufend durch die Bespülung durch die Gasströmung in Richtung nach dem Auslauf 3 zu weitertransportiert werden. Die kräftige Durchspülung des Staubes durch das Gas intensiviert die Behandlungsvorgänge. In dem anschließenden zylindrischen Innenraum des Rohres 1 wird infolge dieser Führung der Gase eine Wirbelsenkströmung erzeugt und hiermit eine weitere kräftige Relativbewegung des Gutes zu den in schraubenlinienförmigen Bahnen wirbelnden Gasen hervorgerufen, und es werden die feineren Partikel des Staubes, so, weit abscheidungsmäßig möglich, ausgeschleudert. Die erfolgende Umkehrung der Gasströmung in der unteren Zone des zylindrischen Behälters 1 in die Wirbelsenke bewirkt weiterhin, daß das zu behandelnde C-ut während des Ausscheidevorganges aus der Gasströmung längere Zeit auf annähernd kreisförmigen Bahnen mit nur kleiner Axialkomponente geführt wird, die die Stromfäden der nach der Wirbelsenke abströmenden Gase schneiden.
• Während dieser Zeit wird das Gut dauernd von den wirbelnden Gasen durchspült, bis es in die Nähe der Austragsöffnung 3 gelangt und dort endgültig ausgetragen wird.
• Die Zeitdauer des Durchsatzes des Gutes durch die Einrichtung hängt außer von der Gasmenge, der Körnungsgröße und der Rieselfähigkeit des Gutes auch noch von der Neigung des Rohres ab. Eine Vergrößerung der Neigung in abwärtiger Richtung fördert die Bewegung des Gutes zum Austrag und vermindert die Behandlungsdauer, während eine Verminderung der Abwärtsneigung die entgegengesetzten Folgen nach sich zieht.
• Die Veränderung der Höhenlage einer Auflage des äußeren Rohres kann sowohl am vorderen als auch am hinteren Ende vorgenommen werden.
• In der Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem zur Unterstützung der Förderung des Gutes innerhalb des geneigten Behälters abwärts in die Austragöffnung 3 und damit zur Vergrößerung des Durchsatzes ein Teil 8 des zylindrischen Behälters 1 rotierend ausgebildet ist. Der rotierende Teil ist durch Tragrollen9, Schubrollen 10 und Antriebsrollen 11 gestützt und angetrieben und durch Dichtungen 12 gegen die feststehenden Teile der Einrichtung abgedichtet.
• Bei der Anwendung höherer Behandlungstemperaturen, wie sie beispielsweise bei der Abröstung von Erzen erforderlich sind, karin die beschriebene Einrichtung auch ganz oder teilweise in Mauerwerk 7 ausgeführt oder mit hitzebeständigen Baustoffen 7 ausgekleidet sein.
• Zur Beeinflussung der Verweilzeit des Staubes in der Einrichtung kann außer dem Trägergas des Gutes, das mit dem Gut am vorderen Ende in die Einrichtung eintritt, zusätzlich eine gewisse Gasmenge gleicher Art oder anderer Art, die kleiner ist als die am vorderen Ende eintretende, am hinteren Ende in die Einrichtung eingeführt werden. Der Eintritt einer Gasmenge am hinteren Ende verminde* die Axialkomponente der Bewegung des Gutes in der Einrichtung und erhöht damit dessen Verweilzeit. Die Größenordnung der Beeinflussung hängt von der Gasmenge ab. Man kann dementsprechend durch Veränderung dieser Gas menge die Verweilzeit in bestimmten Grenzen verändern und damit deren Regelung vornehmen. Zur Regelung der Gasmenge dienen bekannte Gasmengenregler wie Drosselldappen, Ventile oder Absperrschieber.
• Diese zusätzliche Gasmenge, die als Sekundärgas bezeichnet werden kann, kann durch eine sekundäre Eintrittsöffnung 13 am hinteren Ende oder aber durch die Gutaustragungsöffnung 3 eingeführt werden.
• Auch die Behandlung des Gutes durch das Gas kann durch dieses Sekundärgas beeinflußt werden insofern, als zusätzlich zu der Behandlung des Gutes im Gleichstrom durch das Primärgas eine teilweise Gegenstrombehandlung durch das Sekundärgas erfolgt und damit schon teilweise behandeltes Gut mit frischem Gas in Kontakt gebracht wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPROCHE: Einrichtung zur Durchführung von Verfahren zur Behandlung staubförmiger, im Gasstrom suspendierter Stoffe, mit geneigter, zylindrischer Wirbelkammer mit einer tangentialen Gaseintrittsöffnung, einem inneren koaxial zur Wirbelkammer angeordneten Gasabzugsrohr am vorderen Ende sowie einer Austragsöffnung - für das behandelte Gut, gekennzeichnet durch eine zweite Gaseintrittsöffnung bzw. Gaszuleitung am hinteren Ende der Kammer, zusätzliche Einrichtungen zur Regelung der jeweiligen Anteile der im Gegenstrom in die Kammer eingeführten Behandlungsgase und Verstellvorrichtungen zur Änderung der Neigung der Achse der Behandlungskammer.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 594 471, 599671, 837.799, 845 148; schweizerische Patentschrift Nr. 273 380.