DE1080074B - Verfahren und Einrichtung zur Behandlung von feinkoernigem Gut oder von Tropfen - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Behandlung von feinkoernigem Gut oder von Tropfen

Info

Publication number
DE1080074B
DE1080074B DEE9923A DEE0009923A DE1080074B DE 1080074 B DE1080074 B DE 1080074B DE E9923 A DEE9923 A DE E9923A DE E0009923 A DEE0009923 A DE E0009923A DE 1080074 B DE1080074 B DE 1080074B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vessel
treated
drum
treatment
inner drum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DEE9923A
Other languages
English (en)
Other versions
DE1080074C2 (de
Inventor
Dipl-Ing Helmuth Ehlermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HELMUTH EHLERMANN DIPL ING
Original Assignee
HELMUTH EHLERMANN DIPL ING
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HELMUTH EHLERMANN DIPL ING filed Critical HELMUTH EHLERMANN DIPL ING
Priority to DEE9923A priority Critical patent/DE1080074B/de
Publication of DE1080074B publication Critical patent/DE1080074B/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1080074C2 publication Critical patent/DE1080074C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/10Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by fluid currents, e.g. issuing from a nozzle, e.g. pneumatic, flash, vortex or entrainment dryers
    • F26B17/101Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by fluid currents, e.g. issuing from a nozzle, e.g. pneumatic, flash, vortex or entrainment dryers the drying enclosure having the shape of one or a plurality of shafts or ducts, e.g. with substantially straight and vertical axis
    • F26B17/104Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by fluid currents, e.g. issuing from a nozzle, e.g. pneumatic, flash, vortex or entrainment dryers the drying enclosure having the shape of one or a plurality of shafts or ducts, e.g. with substantially straight and vertical axis with fixed or moving internal bodies for defining or changing the course of the entrained material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J15/00Chemical processes in general for reacting gaseous media with non-particulate solids, e.g. sheet material; Apparatus specially adapted therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053Details of the reactor
    • B01J19/006Baffles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/08Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/02Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
    • C10B49/04Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated
    • C10B49/08Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated in dispersed form
    • C10B49/12Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated in dispersed form by mixing tangentially, e.g. in vortex chambers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B55/00Coking mineral oils, bitumen, tar, and the like or mixtures thereof with solid carbonaceous material
    • C10B55/02Coking mineral oils, bitumen, tar, and the like or mixtures thereof with solid carbonaceous material with solid materials
    • C10B55/04Coking mineral oils, bitumen, tar, and the like or mixtures thereof with solid carbonaceous material with solid materials with moving solid materials
    • C10B55/08Coking mineral oils, bitumen, tar, and the like or mixtures thereof with solid carbonaceous material with solid materials with moving solid materials in dispersed form
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/02Roasting processes
    • C22B1/10Roasting processes in fluidised form
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00761Details of the reactor
    • B01J2219/00763Baffles
    • B01J2219/00765Baffles attached to the reactor wall
    • B01J2219/00777Baffles attached to the reactor wall horizontal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

  • Verfahren und Einrichtung zur Behandlung von feinkörnigem Gut oder von Tropfen In der Technik ist häufig die Aufgabe zu lösen, Flüssigkeiten oder feinkörniges Gut von etwa 3 mm abwärts zu behandeln, z. B. dieses Gut zu trocknen oder es metallurgisch oder chemisch zu verarbeiten.
  • Bei dieser Behandlung sind zahlreiche Bedingungen zu beachten, wie z. B. Menge Temperatur, Geschwindigkeit, chemische Aktivität und Zusammensetzung, Konzentration, Gleichgewichtsbedingungen chemischer Art, Dauer der Einwirkung des Behandlungsmittels, physikalische Eigenschaften der Körper, wie Porosität, Neigung zur Agglomeration und Zerreiblichkeit.
  • Genannt seien die Trocknung von Braunkohle und Salzen, die Schwelung von Kohle und Ölschiefer sowie ihre vollständige oder teilweise Vergasung, die Gewinnung zahlreicher Metalle, wie Fe, Zn, Al, Mg, durch Reduktion oder über die Chloride und Carbide, die Erzeugung von Metallpulvern, das Rösten von Pyriten und edelmetallhaltigen Arsenopyriten, die Gewinnung von Farbpigmenten, wie Ti 02, sowie die Behandlung von Nahrungsmitteln, wie Milch, Zucker, Fruchtsäften, Getreide, Sojabohnen, Ölsaaten und Erdnüssen.
  • Hierfür wird bisher häufig das Wirbelbett angewandt, in dem aber keine wärmetechnische Gegenstromführung möglich ist und das außerdem zu Entmischungen führen kann oder in dem die Behandlung von Körpern überhaupt unmöglich wird, weil es sich verkittet, wie z. B. beim Verdampfen von Silo, das sich erneut niederschlägt. Ebenso können unerwünschte Versinterungen auftreten, weshalb man schon den Zusatz von Sand zur Wirbelschicht empfohlen hat.
  • Die Erfindung schlägt einen anderen Weg zur Lösung der Aufgabe vor. Sie geht aus von Verfahren und Einrichtungen zur Behandlung von feinkörnigem Gut oder von Tropfen in Gefäßen, in denen der durch ein Gas oder Dampf aufwärts getragene Feingutstrom in übereinanderfolgenden Kammern in Wirbeln aufgelöst wird.
  • Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird das Gut in das Behandlungsgefäß mittels einer Drallströmung eingeführt, die innerhalb des Gefäßes in Ringwirbel umgeformt wird, welche in Richtung auf die äußere Gefäßwandung hin kreisen zwecks kammerweiser Reaktion mit Gas oder Dampf, der längs der äußeren Gefäßwand abwärts strömt.
  • Vorteilhaft ist, in einem Gefäß ohne innere Einbauten, z. B. Zwischenwände, zwei ineinanderliegende Tromben aufrechtzuerhalten, dabei in der inneren Trombe das zu behandelnde Gut aufzugeben, um es am Ende behandelt wieder abzuführen, und in der äußeren Trombe in Wechselwirkung mit der inneren Trombe das Gut physikalisch oder chemisch zu behandeln.
  • Das neue Verfahren kann auch derart ausgeübt werden, daß die innere Trombe als Träger des Gutes ver- tikal umgelenkt wird, derart, daß sie in sich zurückläuft. Ferner ist nach der Erfindung möglich, mehrere innere und äußere Tromben innerhalb eines Gefäßes übereinander auszubilden und das zu behandelnde Gut nacheinander in diese hintereinandergeschalteten Tromben überzuführen.
  • Die Erfindung besteht in der gemeinsamen Anwendung der folgenden Merkmale: a) Das Feinkorn oder die Flüssigkeitstropfen werden in den Unterteil der Behandlungsgefäße mittels einer an sich bekannten Drallströmung tangential eingeführt, unter gleichzeitiger Drehwirbelung; diese Strömungen werden durch Düsen und Torsionskörper erzwungen. b) In Verbindung damit wird die Drallströmung innerhalb des Gefäßes in Ringwirbel umgeformt. die auf die äußere Gefäßwand hin kreisen.
  • Es ist bekannt (deutsches Patent 725 121), Flüssigkeit oder Gas in einem Gefäß dadurch wiederholt zur Reaktion zu bringen, daß die Gefäßwandungen mit Wellenbergen und Wellentälern parallel zur senkrechten Hauptachse des Gefäßes übereinander angeordnet sind. Diese Gefäß ausbildung erzwingt die Bewegung der einander beeinflussenden Ströme derart, daß jeweils hauptsächlich in den verengten Querschnitten, welche von den gesamten Querströmen durchflossen sind, die Reaktion sich verstärkt.
  • Abweichend davon beruht die Erfindung darauf, eine kontinuierliche Drallströmung des Trägers für das behandelte Gut bei dessen Eintritt in das Gefäß zu erzwingen und die Gefäßwandungen - derart auszubiI-den, daß sie diese Strömung einfassen und aufrechterhalten, derart, daß die Reaktion des aufwärts getragenen Feingutstromes mit dem abwärts strömenden Gas oder Dampf sich lediglich in der- Randzpne dieser Aufwärtsströmung vollzieht, nämlich in dem der äußeren Gefäß wand unmittelbar benachbarten Querschnitt.
  • Für die Druckhydrierung (deutsches Patent 879 081) ist empfohlen worden, das Hydriergut von unten tangential in ein glattwandiges Reaktionsgefäß einzuführen, so daß sich darin eine glatte schraubenförmige Strömung entwickelt, in deren innerem absteigendem Ast die Hauptmenge der flüssigen Stoffe, ohne von einer Rohrwandung umfaßt zu sein, abwärts sinkt, um gegebenenfalls wieder in die aufsteigende Schraubenströmung zu gelangen. Die Reaktion vollzieht sich dabei innerhalb der äußeren aufsteigenden Schraubenströmung dadurch, daß in diese die reagierenden Komponenten eingespeist werden. Nach der Erfindung wird dagegen nur eine der Komponenten, nämlich das Trägergas, in einer aufsteigenden Drallströmung in das Behandlungsgefäß eingeführt, und diese Drallströmung wird in Richtung auf die äußere Gefäß wandung hin in kreisende Ringwirbel umgeformt. Die zweite Behandlungskomponente wird im Gegenstrom nur längs der äußeren Gefäßwand entgegengeführt.
  • Schließlich ist empfohlen worden (USA.-Patent 2 192 124), chemische Reaktionen zwischen Flüssigkeit und Gasen dadurch zu fördern, daß man Gas, Flüssigkeit oder beide von oben längs der glatten Innenwandung eines Gefäßes abwärts strömen ließ und diese Strömung immer wieder auf die Oberfläche einer Rohrschraube umlenkt, welche sich dicht auf der Innenwandung des Gefäßes hochzog. Bei dieser Arbeitsweise werden die an der Innenwandung eines Gefäßes abwärts rieselnden Gas- oder Flüssigkeitsströme, jedoch keine frei vorgeformte aufwärts strömende Drallbewegung eines Trägergases benutzt.
  • Gegenüber den bekannten Arbeitsweisen besteht der Vorteil des neuen Verfahrens darin, daß die freie Strömung des Trägergasstromes erlaubt, ihn mit feinkörnigem Gut oder mit Tropfen anzureichern, sowie daß das Verfahren in weiten Grenzen unabhängig von Temperatur, Druck, Geschwindigkeit und anderen physikalischen Einflüssen ist. Das Verfahren nach der Erfindung erlaubt auch eine Anwendung bei chemisch aggressiven Stoffen, weil die Anforderungen an die Art der Ausbildung des Behandlungsgefäßes gering sind und daher solche Gefäße leicht aus beliebigen Stoffen, z. B. aus keramischen Massen u. dgl., hergestellt werden können.
  • Die Erfindung ist in der Zeichnung in einigen beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt.
  • Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch einen Ringschachtofen; Fig. 2 ist ein stark vergrößerter Schnitt nach II-II der Fig. 1; Fig. 3 ist ein schematisches Strömungsdiagramm; Fig. 4 ist ein mittlerer senkrechter Querschnitt durch eine andere Ausführung eines Ringschachtofens; Fig. 5 ist der mittlere Längsschnitt durch eine andere beispielsweise Ausführung eines Ringschachtofens, hauptsächlich zur Verarbeitung von Eisenkonzentrat.
  • In Fig. 1 ist 1 ein Vertikalschnitt durch den Ring schacht mit schraubenförmiger Verrippung 2, die einen unter Umständen ganz engen Ringspalt 3 frei läßt. Die Gutaufgabe erfolgt über (nicht gezeichnete, übliche) Verteilungseinrichtungen bei 4, der Gaszutritt bei 5, der Austritt bei 6, der Abzug z. B. einer Schmelze bei 7. Das Gut wandert also von oben nach unten und das Behandlungsmittel im Gegenstrom von unten nach oben durch den Ofen. Das Kräftespiel hierbei zeigen Fig. 2 und 3. In Fig. 2 zeigt 2 eine einzelne Verrippung aus Fig. 1, in deren Hohlraum der Gasstrom 5 tangential und unter gleichzeitiger Drehwirbelang 8 geführt wird. Diese Strömung wird in bekannter Weise durch (nicht gezeichnete) Düsen und Torsionskörper erzwungen, die sich am unteren Ende des Schraubenganges 2 und, hilfsweise, auch über den inneren Schacht des Ofens verteilt befinden. 3 ist der vom Behandlungsgut erfüllte Ringspalt und 9 die äußere Ofenwandung. Betrachtet man nun (Fig. 3) ein Teilchen 10 des Behandlungsgutes senkrecht zu Fig. 2, also in tangentialer Richtung, so unterliegt es einmal der Förderwirkung 11 des im Schraubengang zweckmäßig mit hoher Geschwindigkeit in Radialebenen des Ofens kreisenden und gleichzeitig schraubenförmig aufwärts steigenden Gasstromes, zweitens der Förderwirkung 12 der Drehwirbelung 8. Beide Kräfte bilden die Resultierende 13, die das Gutteilchen im gleichsinnigen, Schraubengang wie den Gasstrom, aber nach abwärts führen, so daß es zwangläufig von oben nach unten durch den Ofen geleitet wird.
  • Eine Vermischung des Gutes mit dem Behandlungsstrom 5 erfolgt nicht, da dieser wie der Gas strom der bekannten Wirbler das Gut ständig nach außen schleudert, ihm dabei seine Wärme, Kälte mitteilt oder chemisch oder in anderer Weise durch die unmittelbare Berührung, ständige Durchwirbelung und infolge seiner Feinkörnigkeit großen Moloberflächen auf ihn einwirkt. Der Ofen läßt sich daher auch in mehrere Behandlungszonen unterteilen, indem an der Schachtinnenwand Gas zu- oder abgeführt wird, so daß man unter den verschiedensten Bedingungen im Ringspalt 3 arbeiten kann. So kann z. B. bei der Gewinnung eines Stahlvorproduktes der Ofen in drei Zonen unterteilt sein, z. B. in eine erste oxydierende Zone, um alles FeO in Fe203 überzuführen, eine bei niedriger Temperatur mit viel C Or reduzierende Zone, um nicht erneut FeO entstehen zu lassen, und schließlich eine Zone mit fast reinem C O, um eine Vollreduktion und Schmelzung zu erreichen. Ebenso können eine oder mehrere Zonen im Wärmegegenstrom, andere im Wärmegleichstrom arbeiten. Ist man z. B. bei der Stahlgewinnung aus Si 02-reichen Erzen zu einer sauren Schlackenführung genötigt, so kann man die Schmelzung im Gleichstrom mit dem Gut durchführen, damit verdampfendes Si 02 über der Schmelze unmittelbar aus dem Ofen unten abgeführt wird, ohne sich bei niedriger Temperatur wieder niederzuschlagen und das Gut zu verkitten, was eintreten würde, wenn das Gas im Gegenstrom oben aus dem Ofen abgezogen würde. Die Drehwirbelung 8 bzw. 12 kann in diesem Falle verringert werden oder im umgekehrten Sinne erfolgen, damit das Gut nicht zu schnell im Ofen abwärts geführt wird, da es bereits der dann absteigenden Förderwirkung des Tangentialstromes 11 ausgesetzt ist.
  • Während im Ringschachtofen die Strömung durch Reibung verursachende Einbauten erzwungen werden muß, kann man durch Anwendung der bekannten physikalischen Erscheinung der Trombe die Strömung auch durch Impulsgabe auslösen. Eine solche Einrichtung zeigt Fig. 4. Hier dient die Kerntrombe mit den Strömungsschichten 14, 15 der Förderung des bei 16 eintr,etenden, beispielsweise mittels (nicht gezeichneter) Staubpumpe zugeführten Gutes, z. B. eines Pyrits.
  • Der äußere Wirbler mit der Sftömungsschicht 17 dagegen führt das Behandlungsmittel zu. Die innere Trombe entsteht in bekannter Weise durch Einblasen einer geringen Menge von Behandlungsmittel durch tangential gerichtete Düsen 18, das durch die lüfterförmige Ringleitung 19 zugeführt wird. Durch die tangentiale Richtung der Düsen entsteht die äußere Strömungsschicht 15 der inneren Trombe, die auf wärts zum oberen Boden 20 des Ofens gerichtet ist.
  • Dort kehrt sie um und saugt das Behandlungsgut an, das sie an der inneren Strömungsschicht 14 zur wirbelförmig ausgebildeten Gasreinigung 21 trägt. Aus dieser wird das fertig behandelte Gut, z. B. abgerösteter Pyrit, unten bei 22 abgezogen, während das Gas um 1800 in vertikaler Richtung umgelenkt wird und bei 23 austritt. Im thermischen Gleichstrom mit der inneren Trombe arbeitet der äußere Wirbler, dessen aufsteigende Strömungsschicht 17 durch Einblasen von Behandlungsmittel, z.B. heißer SO2, durch die lüfterförmige Ringleitung 24 in bekannter Weise mittels schraubenförmiger Einbauten 25 entsteht. Sie wird über den Ringkanal 26 abgezogen.
  • Die innere Trombe 14, 15 dient lediglich der Förderung des Gutes, weshalb die Menge des bei 19 zutretenden Behandlungsmittels so knapp wie möglich gehalten wird, um die angeschlossene Gasreinigung 21 nicht unnötig zu belasten. Der äußere Wirbler 17 führt das Behandlungsmittel zu oder wie im Falle der Pyrite die entstehende SO2 ab. Da die Schicht 17 in Drehsinn und Axialbewegung der Schicht 15 gleichgerichtet ist, teilt sie letzterer ihre Wärme mit, oder es geht wie im Falle der Pyrite umgekehrt die durch die Zündung der Pyrite entstehende Wärme und die durch sie entwickelte S 02 aus dem mit der Schicht 14 abwärts geführten Gut über Schicht 15 auf Schicht 17 über, die ihrerseits bei 26 den Ofen verläßt. Es besteht also bei der gezeichneten Anordnung wiederum Gegenstrom zwischen Gut und Behandlungsmittel. Die sich unmittelbar unter dem Boden 20 entzündenden Pyrite geben ihre Wärme im Gegenstrom 14 an die Schichten 15 und 17 ab, so daß die Pyrite bereits gekühlt bei 22 abgezogen werden. Ebensogut kann man jedoch, falls nötig, mit Gleichstrom arbeiten, indem man den Wirbler umgekehrt arbeiten läßt, also den Abzug 26 über den Düsen 18 und den Zutritt 24 unter dem Boden 20 anordnet. Man ist auch nicht an die Vertikalanordnung der Trombe gebunden, so daß man das ganze System auch horizontal oder wie sonst erforderlich arbeiten lassen und das ganze System sowohl um 90 wie um 1800 drehen kann. Ferner kann man über der Kerntrombe, die eine etwa 50fache Länge ihres Durchmessers besitzen kann, mehrere Hohltromben oder Wirbler anordnen, um mehrere Zonen zu bilden und teils im Wärmegegen-, teils im Wärmegleichstrom zu arbeiten.
  • Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise in Fig. 5 für die Verarbeitung von Eisenerzkonzentrat von etwa 50 Mikron Korngröße dargestellt. Möglichst reines CO von etwa 17500 C wird bei 27a durch die Tangentialdüsen 27 eingeblasen und erzeugt die Kerntrombe mit der aufsteigenden Wirbelschicht 28, die am Boden 29 das bei 30 mit Raumtemperatur zutretende Konzentrat ansaugt und nun mit der abwärts gerichteten Wirbelschicht 31 zunächst in die Zone der H2 O-und C O2-Austreibung gelangt, wozu es auf etwa 9000 C erhitzt werden muß. Diese Erwärmung erfolgt im Gegenstrom durch ein Gemisch aus CO und CO2, das bei 32 mit etwa 10000 C eintritt, als Wirbelschicht 33 aufsteigt und bei 34 austritt. Die Menge dieses Gemisches wird so gewählt, daß es die Anwärmung des Erzkonzentrates åuf 900° C bewirkt, -sich aber selbst im Gegenstrom auf etwa 1000 C abkühlt. Hierzu muß die Oberfläche der Wirbelschicht 33 und die Zeitdauer des Durchtritts des Konzentrates in der Schicht 31 richtig gewählt sein, wozu man durch GestaItung der Ofenabmessungen, Wahl der Gasgeschwindigkeiten sowie Aufenthaltszeit des Behandlungsgemisches iin Ofen, ferner der Drehzahl und dem Steigungswinkel der Wirbelschicht 33 gegenüber der Vertikalachse des Ofens in der Lage ist.
  • Im Anschluß hieran gelangt das Erz in eine Oxydationszone, in der es wieder abgekühlt werden muß, und zwar von etwa 900 auf 6000 C. Dies wird durch die Wirbelschichten 35, 36 einer Hohltrombe bewirkt, deren Impulswirbel 35 iiber Zutritt 37 mittels Tangentialdüsen 38 gebildet wird. Dieser Wirbel 35 kehrt am Zwischenboden 39 um und erzeugt den aufwärts gerichteten Wirbel 36, der über den Iüfterförmigen Austritt 40 abgezogen wird. Das mit Schicht 31 absteigende 9000 C heiße Erz beheizt im Gegenstrom über Schicht 28 den Wirbel 36, so daß dieser sich von etwa 450 auf 8000 C anwärmt, das Erz aber sich von 900 auf 6000 C abkühlt. Andererseits heizt der Wirbel 36 das mit etwa 1000 C bei 37 zutretende CO-CO2-Gemisch in Schicht 35 auf, so daß es über dem Zwischenboden 39 im Gegenstrom eine Temperatur von etwa 4500 C erlangt. Hinsichtlich Gemischmenge, Gasgeschwindigkeiten usw. gilt für diese Oxydationszone dasselbe wie für die H2 O-C O2-Austreibungszone.
  • Schließlich gelangt das Konzentrat mit Schicht 31 in eine dritte Zone, diejenige der Reduktion und Schmelzung, die durch den überlagerten Wirbler mit Schicht 41 gebildet wird. Diese Schicht 41 wird über den Eintritt 42 mit reinem, etwa 17500 C heißem CO, einem C O-H2-Gemisch oder einem anderen geeigneten, z. B. aus Naturgas gewonnenen Reduktionsmittel beschickt.
  • Diese Wirbelschicht 41, die mit der Schicht 28 gleichsinnig aufsteigt, beheizt durch diese hindurch die abwärts rotierende Schicht 31 und erhitzt dabei Erz und Schlacke auf Schmelztemperatur, während sie sich ihrerseits auf etwa 7000 C abkühlt, wozu die bereits in den oberen Zonen geschilderten Maßnahmen zu ergreifen sind. Ihr Austritt erfolgt bei 43.
  • Die einzelnen Tröpfchen der Schmelze werden im anschließenden Wirbler 44 ausgeschleudert und sammeln sich im Herd 45, aus dem sie in üblicher Weise abgezogen werden, während das Traggas nach Umlenkung um 1800 bei 46 austritt.
  • Wärmetechnisch ist es zweckmäßig, das Abgas der obersten Zone teils für die mittlere Zone zu verwenden, teils aus ihm in dem Reaktor 47 das C O2 zu entfernen. Das verbliebene CO wird in einem bekannten Abstichgenerator 48 mit flüssiger Schlacke als Wärmespeicher auf etwa 17500 C erhitzt und dann für Schmelzung und Reduktion in der untersten Ofenzone benutzt. Generator 48 dient gleichzeitig für die Wiedererhitzung des umlaufenden Traggases der Kerntrombe 28, 31. Das die Abzüge 43 und 40 verlassende C O-C O2-Gemisch wird in einem weiteren Abstichgenerator 49 auf etwa 10000 C erhitzt, womit der Gaskreislauf geschlossen ist. Die gesamte Verhüttung liefert demnach in dem Reaktor 34 nur kaltes C O2 als Abgas.
  • Das in der Wirbelschicht 31 abwärts geführte Erz vermischt sich mit den überlagerten Wirbel- bzw.
  • Trombenschichten 33, 35, 36 und 41 nicht, da die innere Trombe 28, 31 begrenzte Schichten bildet, was allen Tromben eigentümlich ist.
  • Mit den beschriebenen Einrichtungen lassen sich eine ganze Reihe weiterer Aufgaben durchführen, z. B. Staubuiederschlag durch Einblasen von Ionisierungskernen oder das Festfrieren einer Gleichgewichtsphase, z. B. bei der Al- und Mg-Metallgewinnung, wobei die Wirkung durch Einblasen fester Körper verstärkt werden kann. Man arbeitet beim Festfrieren der Gleichgewichtsphase zweckmäßig im Gleichstrom, um hohe Temperaturdifferenzen zwischen Gut und Behandlungsmittel zu erzielen.
  • Wichtig ist ferner die Regelbarkeit der Aufenthaltsgeschwindigkeit des Gutes durch Benutzung verschiedener Zonen oder verschiedener Drehwirbelgeschwindigkeit 12, weil man das Gut hierdurch mit verschiedener Geschwindigkeit absinken lassen oder in der Schwebe halten kann. Nach Erreichen der Höchsttemperatur läßt sich eine Wiederabkühlungszone im Gleich- oder Gegenstrom ausschließen. Tiefkühlung, z. B. von Milch, mittels C O2 ist möglich. Die Reaktion kann durch geeignete Bemessung der Behandlungsmenge, ihre Temperatur, Druck usw. in das günstigste Temperatur- und Druckgebiet gelegt werden. Zuschlagsstoffe oder chemische Behandlungsmittel aller Art lassen sich einführen. Bei Gefahr des »Totbrennens« kann das Gut in verschiedener Korngröße in verschiedener Höhe des Ofens eingegeben werden.
  • Elektrische Einrichtungen lassen sich zuschalten, z. B. solche zur Aufladung der Ofenwand, um ein Gutansetzen zu verhindern, ferner auch Magnet- und Hochfrequenzsysteme zum Durccliwirbdn oder Schütteln des Gutes während des Ofendurchganges, Infrarot und sonstige Strahlungseinrichtungen sowie elektrische Beheizungseinrichtungen.
  • Staubniederschlagseinrichtungen aller Art können angewandt werden, wobei zu beachten ist, daß das Gut sich bereits in Drehung befindet, weshalb Stromumlenkungseinrichtungen aus einer Tangentialrichtung in die Gegenrichtung zu bevorzugen sind. Die Vorrichtungen können in den einzelnen Zonen sowie am Fuß und Kopf der Öfen eingebaut oder ihnen nachgeschaltet werden. Korngrößenscheider können, hilfsweise mit Gas- oder Lufteinblasung, in bekannter Weise angewandt werden. Durch Einbau einer oder mehrerer Einblasedüsen in die Vertikalachse der Vorrichtung kann in bekannter Weise die Aufenthaltsdauer der einzelnen Korngrößen in den Behandlungszonen unterschiedlich gehalten werden.
  • PATENT.NXSPRUCHE 1. Verfahren zur Behandlung von feinkörnigem Gut oder von Tropfen in Gefäßen, in denen der durch ein Gas oder Dampf aufwärts getragene Feingutstrom in übereinanderfolgenden Kammern in Wirbel aufgelöst wird, gekennzeichnet durch Einführung des Gutes mittels einer Drallströmung, die innerhalb des Gefäßes in auf die äußere Gefäß wandung hin kreisende Ringwirbel umgeformt wird, zwecks kammerweiser Reaktion mit längs dieser äußeren Gefäßwand abwärts strömendem Gas oder Dampf.

Claims (1)

  1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gefäß ohne weitere innere Einbauten, z. B. Zwischenwände, zwei ineinanderliegende Tromben aufrechterhalten werden, in die innere Trombe das zu behandelnde Gut aufgegeben und am Ende behandelt wieder abgenommen wird.
    3. Verfahren nach Anspruch t und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Trombe (Gutträger) vertikal umgelenkt wird und in sich zurückgeführt wird.
    4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der inneren Trombe (Gutträger) nacheinander mehrere äußere Tromben überlagert werden, die längs des Weges der inneren Trombe von außen zugeführt und anschließend wieder abgenommen werden, so daß jeweils nur eine äußere Trombe die innere Trombe umgibt.
    5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der äußeren Tromben vertikal umgelenkt und in sich zurückgeführt werden.
    6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zu behandelnde Gut in die innere Trombe an einer oder an mehreren Stellen eingespeist wird.
    7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das behandelte Gut aus dem Kern der inneren Trombe abgezogen wird.
    8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tromben durch tangential gerichtete Düsen (18) aufrechterhalten werden.
    9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tromben außer an ihrem Anfang auch auf ihrem Weg von Einblasdüsen aufrechterhalten oder beschleunigt werden.
    10. Verfahren zur Mehrstufenverdampfung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je zwei Verdampfern, in denen Doppeltromben ohne Druckunterschied laufen, ein Teilkondensator geschaltet ist, dessen Einbauwandungen, z. B. Röhren, die Anwendung eines Druckunterschiedes gestatten.
    11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 10, gekennzeichnet durch ein z. B. zylindrisches Gefäß (1) mit einem Schraubengang (2), durch den die Behandlungsgase tangential und unter gleichzeitigem Drall (8) von einem Einlaß, (z. B. 5) zu einem Auslaß (6) aufwärts strömen, während das Behandlungsgut ohne Tragstrom unter Reibungs-, Schwer- und Zentrifugalkraftwirkung abwärts geführt und bei (7) abgezogen wird.
    12. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen Ringkanal (19) in der Nähe des Bodens des zylindrischen Gefäßes, der durch tangential gerichtete Düsen (18) mit dem Inneren des Gefäßes in Verbindung steht, und einem über diesem Ringkanal angeordneten zweiten Ringkanal (24), der über Leitschaufeln mit dem Innern des Gefäßes in Verbindung steht, wobei am Oberende des zylindrischen Gefäßes eine Umlenkeinrichtung (20) für die innere Trombe und eine Absaugeeinrichtung (26) für die äußere Trombe vorgesehen sind, sowie eine Zuführungseinrichtung (16) für das zu behandelnde Gut am oberen Ende und eine Ablaufeinrichtung (21) für das behandelte Gut am unteren Ende des Gefäßes.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Fliehkraftabscheider (21), der an die Ablauföffnung des zylindrischen Gefäßes angeschlossen ist und das behandelte Gut von dem Behandlungsmittel außerhalb des Trombenraumes trennt.
    14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 10, gekennzeichnet durch ein z. B. zylindrisches Gefäß mit mehreren Gaseinlässen (27a, 32, 37 und 42), mit Auslässen (34, 40, 43 und 46), um die Kerntrombe (28, 31) mit den Wirbeln (33) und (41) sowie einer äußeren Trombe (35, 36) zu überlagern.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 192 888, 470 844, 533 037, 578 710, 616 466, 711 423, 725 121, 859 444, 879091, 882 696; französische Patentschriften Nr. 941691, 1 061 300; kritische Patentschrift Nr. 665 976; USA.-Platentsohriften Nr. 2 192 124, 2507 490, 2642346; schweizerische Patentschrift Nr. 283 414; Winnacker-Weingärtner, »Chemische Technologie«, Rd. II (1950), S.28/29; W a es er, Handbuch der; Schwefelsäurefabrikation, Bd. 1 (1930), S.672, 683, 705.
DEE9923A 1954-12-02 1954-12-02 Verfahren und Einrichtung zur Behandlung von feinkoernigem Gut oder von Tropfen Granted DE1080074B (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEE9923A DE1080074B (de) 1954-12-02 1954-12-02 Verfahren und Einrichtung zur Behandlung von feinkoernigem Gut oder von Tropfen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEE9923A DE1080074B (de) 1954-12-02 1954-12-02 Verfahren und Einrichtung zur Behandlung von feinkoernigem Gut oder von Tropfen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE1080074B true DE1080074B (de) 1960-04-21
DE1080074C2 DE1080074C2 (de) 1960-10-06

Family

ID=7067735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEE9923A Granted DE1080074B (de) 1954-12-02 1954-12-02 Verfahren und Einrichtung zur Behandlung von feinkoernigem Gut oder von Tropfen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1080074B (de)

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE192888C (de) *
DE470844C (de) * 1927-06-03 1929-02-01 Walter Raffloer Entschwefelung von Gasen
DE533037C (de) * 1928-01-12 1931-09-08 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur Kreislaufkuppelung zweier Reaktionen zwischen einem festen pulverigen bis kleinstueckigen und je einem gasfoermigen Stoff oder Stoffgemisch
DE578710C (de) * 1931-05-07 1933-06-16 Otto & Co Gmbh Dr C Gasreiniger
DE616466C (de) * 1931-02-08 1935-07-29 Allg Staubvergasungs Ges M B H Verfahren und Einrichtung zur Herstellung eines Gasgemisches aus Wassergas und Stickstoff bzw. Wasserstoff und Kohlenoxyd
US2192124A (en) * 1937-02-24 1940-02-27 Du Pont Chemical process and apparatus
DE711423C (de) * 1938-07-10 1941-10-16 I G Farbenindustrie Akt Ges Verfahren zur Durchfuehrung von chemischen Reaktionen zwischen Fluessigkeiten, die bei diesem Vorgang grosse Mengen von Gasen entbinden
DE725121C (de) * 1940-06-26 1942-09-14 Heyden Chem Fab Apparatur zur Absorption von Gasen in Fluessigkeiten
FR941691A (fr) * 1945-06-13 1949-01-18 Ici Ltd Mise en contact de solides entre eux
US2507490A (en) * 1948-01-20 1950-05-16 Samuel J Cohen Centrifugal apparatus and method for effecting chemical reactions
GB665976A (en) * 1949-12-19 1952-02-06 Standard Oil Dev Co Controlled catalytic vapor phase process
CH283414A (de) * 1949-07-09 1952-06-15 Metallgesellschaft Ag Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung von Prozessen, bei welchen fein verteilte feste Stoffe mit Gasen in Berührung gebracht werden.
DE859444C (de) * 1943-05-27 1952-12-15 Basf Ag Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Druckhydrierung von Kohlen, Teeren und Mineraloelen in fluessiger Phase
DE879091C (de) * 1944-10-08 1953-06-11 Basf Ag Verfahren zur kontinuierlichen Druckhydrierung von Kohlen, Teeren und Mineraloelen in fluessiger Phase
US2642346A (en) * 1946-09-28 1953-06-16 Hydrocarbon Research Inc Process and apparatus for exothermic reactions
DE882696C (de) * 1937-08-02 1953-07-09 Jean-Pierre Loumiet Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Beruehrung zwischen zwei nicht mischbaren Stroemungsmitteln verschiedener Dichte
FR1061300A (fr) * 1952-08-07 1954-04-12 évaporateur en couches minces

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE192888C (de) *
DE470844C (de) * 1927-06-03 1929-02-01 Walter Raffloer Entschwefelung von Gasen
DE533037C (de) * 1928-01-12 1931-09-08 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur Kreislaufkuppelung zweier Reaktionen zwischen einem festen pulverigen bis kleinstueckigen und je einem gasfoermigen Stoff oder Stoffgemisch
DE616466C (de) * 1931-02-08 1935-07-29 Allg Staubvergasungs Ges M B H Verfahren und Einrichtung zur Herstellung eines Gasgemisches aus Wassergas und Stickstoff bzw. Wasserstoff und Kohlenoxyd
DE578710C (de) * 1931-05-07 1933-06-16 Otto & Co Gmbh Dr C Gasreiniger
US2192124A (en) * 1937-02-24 1940-02-27 Du Pont Chemical process and apparatus
DE882696C (de) * 1937-08-02 1953-07-09 Jean-Pierre Loumiet Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Beruehrung zwischen zwei nicht mischbaren Stroemungsmitteln verschiedener Dichte
DE711423C (de) * 1938-07-10 1941-10-16 I G Farbenindustrie Akt Ges Verfahren zur Durchfuehrung von chemischen Reaktionen zwischen Fluessigkeiten, die bei diesem Vorgang grosse Mengen von Gasen entbinden
DE725121C (de) * 1940-06-26 1942-09-14 Heyden Chem Fab Apparatur zur Absorption von Gasen in Fluessigkeiten
DE859444C (de) * 1943-05-27 1952-12-15 Basf Ag Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Druckhydrierung von Kohlen, Teeren und Mineraloelen in fluessiger Phase
DE879091C (de) * 1944-10-08 1953-06-11 Basf Ag Verfahren zur kontinuierlichen Druckhydrierung von Kohlen, Teeren und Mineraloelen in fluessiger Phase
FR941691A (fr) * 1945-06-13 1949-01-18 Ici Ltd Mise en contact de solides entre eux
US2642346A (en) * 1946-09-28 1953-06-16 Hydrocarbon Research Inc Process and apparatus for exothermic reactions
US2507490A (en) * 1948-01-20 1950-05-16 Samuel J Cohen Centrifugal apparatus and method for effecting chemical reactions
CH283414A (de) * 1949-07-09 1952-06-15 Metallgesellschaft Ag Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung von Prozessen, bei welchen fein verteilte feste Stoffe mit Gasen in Berührung gebracht werden.
GB665976A (en) * 1949-12-19 1952-02-06 Standard Oil Dev Co Controlled catalytic vapor phase process
FR1061300A (fr) * 1952-08-07 1954-04-12 évaporateur en couches minces

Also Published As

Publication number Publication date
DE1080074C2 (de) 1960-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1542352C3 (de) Misch- und Reaktionskammer, die nach dem Prinzip der hochturbulenten Drallvermischung gasförmiger, flüssiger oder feinkörniger fester Stoffe mit einem Trägergas arbeitet
DE4131962C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von heissen Gasen mit Feststoffen in einem Wirbelbett
DE1045986B (de) Wirbelschichtvorrichtung
DE2710522A1 (de) Waermereaktor
CH668196A5 (de) Verfahren und einrichtung zum abkuehlen und entstauben von gasen.
DE1758357A1 (de) Vorrichtung zum Abschrecken und/oder Waschen von Heissgasen
DE2455496C2 (de) Einrichtung zur Trockenkühlung von Koks
DE3100767A1 (de) "verfahren und anlage zum reduzieren eines eisenoxidmaterials in einer wirbelschicht"
DE4091460C2 (de) Absorption von Zinkdampf in geschmolzenem Blei
DE1542527B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Granulieren von pulverfoermigen Feststoffen in einem Fliessbett
DE1299597B (de) Vorrichtung zur Behandlung von feinkoernigem Gut durch Gase
DE2132150B2 (de) Verfahren zum direkten Herstellen von Stahl
DE602004012844T2 (de) Gasblasenpumpe mit erhöhtem ausfluss und dafür geeigneter ofen
DE1080074B (de) Verfahren und Einrichtung zur Behandlung von feinkoernigem Gut oder von Tropfen
DE3834215A1 (de) Gegenstrom-waermetauscher
DE1217927B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Durchfuehrung einer exothermen Hochtemperatur-Dampfphasen-Reaktion
DE1433543A1 (de) Verfahren zum Frischen von Stahl im umlaufenden Reaktionsmischer
AT147011B (de) Verfahren zum Rösten sulfidischer Erze und Hüttenprodukte.
DE2104336C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Eindampfen einer Lösung
DE3132289C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Granulaten aus einer Suspension
CH367156A (de) Verfahren zum Inberührungbringen eines Behandlungsgutes mit einem Behandlungsmittel sowie Vorrichtung dafür
DE1244340B (de) Vorrichtung zum Erhitzen von feinkoernigem Gut, insbesondere von Zementrohmehl
DE2262503B2 (de) Verfahren zum Verkoken von Stückkohle und Vorrichtung zur Durchfuhrung desselben
DE2458150A1 (de) Verfahren und einrichtung zur kontinuierlichen thermischen behandlung koerniger und staubfoermiger produkte
DE1259301B (de) Wirbelschichtofen zum Trocknen, Kuehlen und Behandeln von Stoffen