DE1063125B

DE1063125B - Process for the physical or chemical treatment and simultaneous air classification of fine material

Info

Publication number: DE1063125B
Application number: DEE11146A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Helmuth Ehlermann
Original assignee: HELMUTH EHLERMANN DIPL ING
Current assignee: HELMUTH EHLERMANN DIPL ING
Priority date: 1955-08-16
Filing date: 1955-08-16
Publication date: 1959-08-13

Description

Verfahren zum physikalischen oder chemischen Behandeln und gleichzeitigem Windsichten von Feingut Das Kennzeichen der Zyklone ist die gleichsinnig gerichtete Strömung von Trägergas und getragenen Körpern. Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der umgekehrten Verfahren, bei dem also die Körper der Gasstromrichtung entgegengeführt werden.Process for physical or chemical treatment and simultaneous Air sifting of fine material The hallmark of cyclones is that they are directed in the same direction Flow of carrier gas and supported bodies. The invention is in the field the reverse process, in which the body is therefore directed in the opposite direction to the gas flow will.

Die Besonderheit des neuen Verfahrens aus physikalischen oder chemischen Behandeln und gleichzeitigem Windsichten von Feingut besteht darin, daß in einem z. B. zylindrischen Gefäß eine von seinem Boden an seinen Wänden aufsteigende und im Kern wieder absteigende Trombe des Behandlungsmittels aufrechterhalten wird, die, vorzugsweise am oberen Umkehrpunkt, mit einer solchen Menge von Feingut beladen wird, daß die Schwebegeschwindigkeit mindestens eines Teiles des Gutes die Fördergeschwindigkeit des Behandlungsmittels übersteigt, wobei die Relativbewegung zwischen dem Behandlungsmittel und dem behandelten Gut entsprechend der durchgeführten Behandlung auf eine bestimmte Verweilzeit des Gutes in dem Gefäß eingestellt wird.The peculiarity of the new process from physical or chemical Treating and simultaneous air sifting of fine material is that in one z. B. a cylindrical vessel rising from its bottom on its walls and in the core again descending turbulence of the treatment agent is maintained, which, preferably at the top dead center, are loaded with such an amount of fine material is that the floating speed of at least part of the good the conveying speed of the treatment agent, the relative movement between the treatment agent and the treated good according to the treatment carried out to a specific one Residence time of the goods in the vessel is set.

Das neue Verfahren macht von der Eigenschaft der Schwebefähigkeit von Feingut in strömenden Gasen dadurch Gebrauch, daß jeder solche Strom zufolge seiner Eigen- und Winkelgeschwindigkeit sowie Dichte ein ganz bestimmtes Gewicht von Feinkorn fortzuführen vermag. Diese Tragfähigkeit hängt ihrerseits von Abmessung, Oberflächengestalt des Feinkorns, ferner von Viskosität und spezifischem Gewicht der beteiligten Stoffe ab.The new process makes use of the property of levitation of fine material in flowing gases, by virtue of the fact that each one results in such a current its own and angular velocity as well as density a very specific weight of fine grain. This load-bearing capacity in turn depends on the dimensions, Surface shape of the fine grain, also viscosity and specific weight of the substances involved.

Belädt man nun einen solchen Gasstrom beständig durch geregelte Zu- und Abfuhr mit einer größeren Körpermenge, als dieser Strom fortzuführen vermag, so tritt eine Relativbewegung der Körper zu dem Gasstrom ein, die z. B. in einem spiralig vertikal aufwärts blasenden Zyklon bei geeigneter Anordnung spiralig vertikal abwärts gerichtet sein kann.If you now load such a gas flow constantly through regulated supply and discharge with a larger body quantity than this current can carry, so occurs a relative movement of the body to the gas flow, the z. B. in one Spiral vertically upward blowing cyclone with suitable arrangement spirally vertically can be directed downwards.

Infolge dieser Relativbewegung der Körper zu dem Gasstrom kann man das Verfahren für die physikalische oder chemische Behandlung derselben ausnutzen, z. B. auch zur Wärmeübertragung im Gegenstrom. Diese Relativbewegung der Körper kann man durch eine Rauhigkeit der Wandung, z. B. auch Einsetzen eines Gitters, noch verstärken.As a result of this movement of the body relative to the gas flow, one can use the process for the physical or chemical treatment of the same, z. B. also for heat transfer in countercurrent. This relative movement of the body you can by a roughness of the wall, z. B. also inserting a grid, still amplify.

Eine beispielsweise geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bei der Behandlung von Eisenerz zeigt die Zeichnung.A suitable device, for example, for carrying out the method in the treatment of iron ore shows the drawing.

Ein zylindrisch oder konisch ausgebildeter Schacht 1 ist nach oben durch den Wendekopf 2 abgeschlossen. Dieser Wendekopf 2 muß derart ausgebildet sein, daß eine möglichst stoßfreie Umlenkung der Strömung um etwa 180° erfolgt. Auf dem Boden 3 des Schachtes sind auf windschlüpfigen Ständern 4 Düsen 5 angeordnet, deren Achse tangential zu einem Kreis um die Vertikalachse des Schachtes gerichtet ist. Diese Düsen werden durch ein Gebläse derart beaufschlagt, daß eine kreisende Strömung entsteht. Ihre Anordnung ist so getroffen, daß der ganze Raum zwischen Mantel 1 und Saugstutzen 6 von Strömung erfüllt wird. Da diese infolge der auftretenden Zentrifugalkräfte zur Anlagerung an den Mantel 1 neigt, dürfen die Düsen nicht in der Mitte zwischen Mantel und Saugstutzen befestigt sein, sondern sollen dem Saugstutzen 6 näher liegen, um strömungsleere Räume zu vermeiden.A cylindrical or conical shaft 1 is at the top completed by the turning head 2. This turning head 2 must be designed in such a way that that the flow is deflected as smoothly as possible by about 180 °. On the Bottom 3 of the shaft are arranged on streamlined stands 4 nozzles 5, whose Axis is directed tangential to a circle around the vertical axis of the shaft. These nozzles are acted upon by a fan in such a way that a circular flow arises. Their arrangement is made so that the entire space between jacket 1 and suction nozzle 6 is filled with flow. Since this is due to the centrifugal forces tends to accumulate on the jacket 1, the nozzles must not be in the middle between The jacket and the suction nozzle should be attached, but should be closer to the suction nozzle 6, in order to avoid empty spaces.

Weiter ist im Boden 3 die Absaugöffnung 6 angeordnet, die in bekannter Weise zur Staubabscheidung dient, indem man das Abgas durch Drallschaufeln führt, bei 7 scharf -umlenkt und durch die Öffnung 8 abzieht. Der Abstand des oberen Randes des Saugstutzen 6 vom Boden 3 ist ein wesentliches Maß. Ist er zu gering, so fließt die Strömung mit einem erheblichen Anteil unmittelbar durch 6 ab, ist er hinreichend groß, so erzwingt man ein Aufsteigen der Strömung im Schacht. Beide Einstellungen setzen die Wahl der Höhe der Düsenachsen 5 über dem Boden 3 voraus. Um die gewünschte Strömung zu erhalten, kann es auch von Vorteil sein, mit voneinander unabhängig arbeitenden Druck- und Sauggebläsen zu arbeiten, z. B. mehr Gas abzusaugen als im Druckgebläse zugeführt wird, wobei dann die Unterschiedsmenge an geeigneter Stelle, z. B. an einem Durchbruch im Mantel 1 in Höhe der Düsen 5, zuzuleiten ist.Next, the suction opening 6 is arranged in the bottom 3, which in known Way is used for dust separation by leading the exhaust gas through swirl blades, at 7 sharply deflects and withdraws through the opening 8. The distance from the top edge of the suction nozzle 6 from the bottom 3 is an essential dimension. If it is too low, it flows if the flow drops directly through 6 to a significant extent, it is sufficient large, so you force the current to rise in the shaft. Both settings presuppose the choice of the height of the nozzle axes 5 above the floor 3. To get the desired To maintain flow, it can also be beneficial to work independently working pressure and suction fans to work, e.g. B. suction more gas than in Pressure blower is supplied, with the difference in quantity at a suitable point, z. B. at an opening in the jacket 1 at the level of the nozzles 5, is to be fed.

Die Absaugöffnung 6 wird zweckmäßig mit einem windschlüpfigen Füllkörper 9 ausgestattet, um im engsten Querschnitt eine hohe Absauggeschwindigkeit zu erhalten. 10 ist das Auffanggefäß. Der Wendekopf 2 enthält als Beispiel für eine Aufgabevorrichtung den Aufgabetrichter 11, unter dem beispielsweise ein Verteiltrichter 12 stillstehend oder kreisend angeordnet ist.The suction opening 6 is expediently provided with a streamlined filler body 9 in order to obtain a high suction speed in the narrowest cross-section. 10 is the collecting vessel. The turning head 2 contains an example of a feeding device the Feed hopper 11, under which, for example, a distribution hopper 12 is stationary or is arranged in a circle.

Letztere Ausführung ist dann zu wählen, wenn das Erz insgesamt dem Stutzen 6 zuströmt, ohne an der Außenwand 1 abzuziehen. Um dies zu sichern, kann die Aufgabe z. B. des Erzes auch durch die Außenwand 1 nahe über den Düsen 5 erfolgen, von wo es sofort zum Wendekopf 2 emporgetragen wird.The latter version is to be selected if the ore as a whole is the Nozzle 6 flows in without pulling off the outer wall 1. To ensure this, can the task z. B. of the ore also take place through the outer wall 1 close to the nozzles 5, from where it is immediately carried up to the turning head 2.

In vereinfachter Darstellung sind in die Zeichnungen die entstehenden Strömungen eingezeichnet. Von den Düsen 5 erhebt sich ein Strömungsband vom Boden 3 spiralig aufwärts gerichtet, das sich sowohl als Wandströmung 13 wie als Innenströmung 14 beobachten läßt. Während nun Strömung 13 der Schachtwand 1 und dem Wendekopf 2 folgt, wird auch Strömung 14 allmählich der Wandung 1 angenähert, so daß sie ebenfalls dem Wendekopf 2 von außen nach innen folgt. Die gesamte Gasmenge zieht dann als freie oder geführte Axialströmung 15 durch die Absaugöffnung 6 über die Öffnungen 8 ab.The drawings are in a simplified representation Currents drawn. A flow band rises from the nozzles 5 from the floor 3 spirally directed upwards, which is both a wall flow 13 and an inner flow 14 can be observed. Now while flow 13 of the shaft wall 1 and the turning head 2 follows, the flow 14 is gradually approached to the wall 1, so that it also the turning head 2 follows from the outside to the inside. The entire amount of gas then draws as free or guided axial flow 15 through the suction opening 6 via the openings 8 from.

Den Saugstutzen 6 kann man bis dicht unterhalb des Verteiltrichters 12 hinaufziehen, um eine Absaugung von Gut von der Außenwand 1 zu verhindern, die bei scharf arbeitenden Sauggebläsen etwas oberhalb der Düsen 5 eintritt.The suction nozzle 6 can be pulled up to just below the distribution funnel 12 in order to prevent the suction of material from the outer wall 1, which occurs somewhat above the nozzles 5 when the suction fan is working sharply.

Diese Vorrichtung wird in der folgenden Weise betrieben: Gibt man Behandlungsgut, z. B. Feinerz von 50 Mikron Korngröße, im Trichter 11 auf, so gerät es in einen angenähert kreisförmigen vertikalen Wirbel 16, der seinerseits um die Schachtachse von 1 kreist. Es wurde gefunden, daß derartiges Gut ununterbrochen in feinen oder gröberen Schwaden unter dem Wendekopf 2 umhergetragen wird, solange die Antriebskräfte der Strömungen 13 und 14 es in der Schwebe halten. Steigert man nun die Behandlungsgutaufgabe immer mehr, so beginnen die Schwaden spiralig kreisend langsam an der Schachtwandung 1 abzusinken. Versieht man den Boden 3 mit einem Kragen 17, so kann man zwischen diesem und der Wandung von 1 das Behandlungsgut abziehen, z. B. zu einem in einer Rinne 18 angeordneten Transportband, das in bekannter Weise mittels Abstreifern das Gut nach außen fördert. In gleicher Weise kann flüssiges Gut abgeleitet werden. Dieser Anteil des Behandlungsgutes wird also als spiralig kreisende, axial abwärts gerichtete Strömung 19 nach unten geführt, während die Gasströme 13, 14 ebenfalls, und zwar gleichsinnig spiralig kreisen, aber in der Achsenrichtung des Gehäuses vertikal aufsteigen, so daß in einer axialen Projektionsebene Gas und Behandlungsgut genau entgegengesetzt zu strömen scheinen. Es handelt sich also nicht um ein einfaches Absinken des Behandlungsgutes, unter dem Einfluß der Schwerkraft, sondern diese Geschwindigkeit ist vollkommen von den eingeblasenen Gasmengen und ihren besonderen Eigenschaften, insbesondere Eigen- und Winkelgeschwindigkeit sowie Dichte, abhängig.This device operates in the following manner: Gives one Item to be treated, e.g. B. fine ore of 50 micron grain size, in the funnel 11, so device it in an approximately circular vertical vortex 16, which in turn around the Shaft axis of 1 circles. It has been found that such good is continuous is carried around in fine or coarser swaths under the turning head 2 as long as the driving forces of currents 13 and 14 keep it in suspension. One increases now the task of the material to be treated more and more, so the swaths begin in a spiral circling slowly descend on the shaft wall 1. If you provide the bottom 3 with a collar 17, the item to be treated can be pulled off between this and the wall of 1, z. B. to a conveyor belt arranged in a channel 18, which in a known manner conveys the material to the outside by means of scrapers. In the same way, liquid Good to be derived. This portion of the material to be treated is therefore considered to be spiral circular, axially downward flow 19 guided downwards, while the Gas streams 13, 14 likewise, and indeed spiral in the same direction, but in the Axial direction of the housing rise vertically so that in an axial plane of projection Gas and item to be treated seem to flow in exactly the opposite direction. It is about So not a simple sinking of the material to be treated, under the influence of the Gravity, but this speed is entirely different from that of the blown Gas quantities and their special properties, in particular their own and angular velocity as well as density, depending.

Die Anwendung tangential einblasender Düsen ist an sich bekannt. Sie werden z. B. zur innigen Vermischung verschiedener Gase benutzt. Im bekannten Fall handelt es sich aber nur um eine Mischeinrichtung für Gase, während sich die Erfindung mit dem Erblosen einer freien, am Wendekopf 2 ungelenkten und im Kern zurückkehrenden Strömung befaßt, der Feingut aufgegeben und dieses entgegengesetzt der Strömungsrichtung der Gase oder Dämpfe zum Absinken gebracht wird. Schon die bei der bekannten Vorrichtung vorgesehenen axialen Einbauten, z. B. in der Vorkammer, ebenso enge Ringspalte, verhindern die Ausbildung einer freien, im Kern in sich zurückkehrenden Strömung, wie sie die Erfindung anwendet.The use of tangential injection nozzles is known per se. she z. B. used for intimate mixing of different gases. In the known case but it is only a mixing device for gases, while the invention with the inherited one free, unguided at the turning head 2 and returning in the core Current concerned, the fine material abandoned and this opposite to the direction of flow the gases or vapors are caused to drop. Even with the known device provided axial fixtures, z. B. in the antechamber, also narrow annular gaps, prevent the formation of a free flow that returns to the core, how she applies the invention.

Es wurde weiter gefunden, daß der beschriebenen Einrichtung gleichzeitig die Eigentümlichkeiten eines Sichters zukommen. Der gröbere Anteil des Behandlungsgutes nimmt nämlich an der Wirbelströmung 16 nicht teil, sondern kann unmittelbar vom Verteiltrichter 12 axial an Strömung 20 abgesogen werden und findet sich im Auffanggefäß 10 wieder. Der feinste Anteil des Behandlungsgutes aber macht wohl die Strömung 16 mit, folgt aber dann dem Axialgasstrom 15 und wird mit ihm durch die Öffnung 8 abgesaugt.It was further found that the device described simultaneously the peculiarities of a sifter. The larger part of the material to be treated namely does not participate in the vortex flow 16, but can directly from Distribution funnel 12 are sucked axially at flow 20 and can be found in the collecting vessel 10 again. The finest part of the material to be treated, however, is probably what makes the current 16 with, but then follows the axial gas flow 15 and is with it through the opening 8 sucked off.

Schließlich wurde gefunden, daß die anzuwendende Pressung der Gebläse gering sein kann, z. B. etwa 300 mm WS bei der Schachthöhe von 5 m.Finally it was found that the applicable pressure of the blower can be low, e.g. B. about 300 mm WS at a shaft height of 5 m.

In sinngemäßer übertragung des Verfahrens z. B. kann als Behandlungsgut auch eine Flüssigkeit aufgegeben werden, wenn sie bei 12 zerstäubt wird. Mehrere der beschriebenen Vorrichtungen lassen sich hintereinanderschalten.In analogous transfer of the process z. B. can be treated as an item also a liquid will be dispensed when atomized at 12. Several the devices described can be connected in series.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for physical or chemical treatment and simultaneous air sifting of fine material, characterized in that in one z. B. a cylindrical vessel rising from its bottom on its walls and in the core again descending turbulence of the treatment agent is maintained, which, preferably at the top dead center, are loaded with such an amount of fine material is that the floating speed of at least part of the good the conveying speed of the treatment agent, the relative movement between the treatment agent and the treated good according to the treatment carried out to a specific one Residence time of the goods in the vessel is set.

2. The method according to claim 1, characterized in that injection nozzles (5) the outer blown-in drum (14) at the latest below a turning head (2) to rest against the outer wall of the Bring the vessel (1), working with independent suction and pressure fans and the suction fan sucks in more treatment gas (15) than the pressure fan through the nozzles (5), with the difference in the third place in the shaft (1) is supplied, e.g. B. through special openings in the bottom (3) of the vessel.

3. Apparatus for performing the method according to claim 1, consisting of one cylindrical or similarly shaped vessel with tangentially directed injection nozzles, characterized in that the radius of the blowing circle is close to that of the lower floor the central axis of the vessel in order to develop a defined flow for the Treatment agent arranged injection nozzles equal to about half the radius of the Housing jacket (R) is.

4. Device according to claims 1 and 3, characterized in that that the bottom (3) of the vessel is a suitably designed with a streamlined Has a filling body (9) provided suction opening (6), the radius of this opening (6) about 0.4 times the outer jacket radius (R) is given, the upper edge of this Suction nozzle (6) about 0.5 R from the bottom (3), the nozzles (5) from the Bottom (3) are about 0.4 R away and these nozzles (5) are closer to the suction nozzle (6) lie as the outer jacket (1), with a cyclone separator in addition to the suction nozzle (6) (7) is connected downstream.

5. Device according to claims 3 and 4, characterized in that that the vessel (1) has a turning head at the end opposite the nozzles (5) (2) for the purpose of bumpless deflection of the ascending flows (13, 14) into the axial flows having, these axial flows (15) freely or in a nozzle (6) to near to the manifold (12) drawn up pipe flow, and the inside of the jacket (1) is roughened or provided with a grid.

6. Device according to claims 3 to 5, characterized in that the turning head (2) with a stationary or rotating distributor (11, 12) for the task and the bottom (3) or jacket (1) with a pulled-up collar (17 ) is provided for discharging the material to be treated through a discharge (18) and / or feed openings for part or all of the material in the outer wall (1) close to the nozzles (5) and z. B. further openings in the bottom (3), namely between the suction nozzle (6) and nozzles (5). Considered publications: German Patent Nos. 507 917, 839 031, 840793.