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Vorrichtung zur Aufgabe von korn-oder pulverförmigen Feststoffen
in eine senkrechte pneumatische Förderleitung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Aufgabe von korn- oder pulverförmigen Feststoffen in eine senkrechte pneumatische
Förderleitung.
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Vielfach ergibt sich die Notwendigkeit, korn- oder pulverförmiges
Material pneumatisch zu heben, wie z. B. bei Einrichtungen, in denen chemische Umwandlungen
in Gegenwart eines in einem flüssigkeitsähnlichen Zustand befindlichen Katalysatormaterials
stattfinden oder in denen ein zirkulierendes kornförmiges Material, das sich in
einem flüssigkeitsähnlichen Zustand befindet, als Wärmeübertragungsmittel benutzt
wird. Im letzteren Falle wird das kornförmige Material z. B. zuerst in einem heißen
Gasstrom erhitzt, und danach gibt das kornförmige Material seine Wärme dadurch wieder
ab, daß es in einem flüssigkeitsähnlichen Zustand über Rohrbündel strömt, in denen
ein zu behandelndes Medium zirkuliert.
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Derartige Einrichtungen mit senkrechter pneumatischer Förderleitung
sind bekannt. Dabei bereitet jedoch die Aufgabe des körnigen oder pulverförmigen
Feststoffmaterials in das Transportgas in der senkrechten Förderleitung erhebliche
Schwierigkeiten, da bei ungleichmäßiger Einmischung der Feststoffe in den Gasstrom
erhebliche Erosionserscheinungen in der Förderleitung die Folge sind.
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Bei einer bekannten pneumatischen Fördereinrichtung ragt das senkrechte
Förderrohr mit seinem unteren, sich erweiternden Ende bis dicht über den als Filter
ausgebildeten Boden des zu entleerenden Gefäßes. Das Fördergas wird zentral unterhalb
des Filterbodens zugeführt.
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In einer anderen Einrichtung wird das Druckgas teilweise durch eine
die Förderöffnung des Steigrohres umgebende Düse in den zu entleerenden Behälter
geblasen, um die darin befindlichen Feststoffe aufzuwirbeln.
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Weiterhin ist eine Vorrichtung zum Fördern von staubförmigem Gut
mit Hilfe von Luft bekannt, bei der das senkrechte Steigrohr ebenfalls mit seinem
sich erweiternden Ende bis dicht über den Behälterboden ragt. Die Förderung erfolgt
durch Sog im Steigrohr.
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Dabei wird durch am unteren Behälterende ringförmig angeordnete Auflockerungen
diesen Druckluft in zum Behälterboden gerichteten Strahlen eingeblasen, die zur
Auflockerung des staubförmigen Gutes im Behälter dient.
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Es ist auch schon eine Vorrichtung zum Einbringen von Feststoffen
in pneumatische Förderleitungen bekannt, bei der das Fördergas durch eine sich erweiternde
Lavaldüse direkt in die senkrechte Förderleitung eingeführt wird. Durch den porösen
Behälterboden wird Druckgas dem das Gut aufnehmenden Behälter zugeführt, um das
Gut aufzulockern. Die Förderleitung steht über mehrere in Umfangs richtung verteilt
angeordnete radiale Kanäle am Ende der Lavaldüse mit dem Inneren des Behälters in
Verbindung. Durch diese Kanäle kann das aufgelockerte Gut in die senkrechte Förderleitung
eintreten.
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Schließlich ist es auch bekannt, die Feststoffe durch einen von der
Förderleitung und einer in diese von unten einmündende Fördermittelzuleitung gebildeten
Ringspalt aus einem die Leitungen umgebenden Ringraum der Förderleitung zuzuführen,
wobei Mittel in Form einer nach oben gerichteten und unterhalb des Ringspalts angeordneten
brausenförmigen Düse zum Einbringen eines Hilfsgases in den Ringraum zum Fluidisieren
der Feststoffe vorgesehen sind.
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Es hat sich gezeigt, daß diese bekannten Vorrichtungen nicht in allen
Fällen eine gleichmäßige Zuführung des Materials in die Steigleitung gewährleisten
und ein Teil des Hilfsgases direkt in die Steigleitung entweichen kann, ohne merklich
zur Gutfluidisierung beigetragen zu haben.
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Um diese Nachteile zu beseitigen, sieht die Erfindung bei einer Vorrichtung
zur Aufgabe von korn-oder pulverförmigen Feststoffen in eine senkrechte pneumatische
Förderleitung mit einer Einströmung der Feststoffe durch einen von der Förderleitung
und
einer in diese von unten einmündende Fördermittel-Zuführungsleitung
gebildeten Ringspalt aus einem die Leitungen umgebenden Ringraum sowie Mittel zum
Einbringen eines Hilfsgases in den Ringraum zum Fluidisieren der Feststoffe vor,
daß als Einrichtung zum Einbringen des fluidisierungsmittels im Ringraum zwei unter-
und oberhalb des Ringspaltes waagerecht angeordnete und mit kleinen Öffnungen versehene
Verteilleitungen vorgesehen sind und daß der Querschnitt des Ringspaltes im Verhältnis
zu den Querschnitten der Leitungen klein ist.
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Das oberhalb des Ringspaltes zugeführte Druckgas gewährleistet, daß
auch das in diesem Bereich befindliche Gut sich bereits in einem fluidisierten Zustand
befindet und damit eine gleichmäßige Zersetzung des Gutes stets gewährleistet ist.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand schematischer Zeichnungen
an mehreren Ausführungsbeispielen erläutert.
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Fig. 1, 2, 4 und 7 zeigen Längsschnitte durch verschiedene Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 3 und 5 zeigen Einzelheiten der in Fig.
2 bzw. 4 veranschaulichten Ausführungsbeispiele; Fig. 6 ist ein Querschnitt durch
die Anordnung nach Fig. 5.
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In der Ausbildung nach Fig. 1 umgibt die Eintrittsöffnung der Steigeleitung
1 das Ende des Zuführungsrohrs 2 für das in Richtung des Pfeils 3 strömende Transportgas
in einem erheblichen Abstand. Der so gebildete ringförmige Spalt 4 stellt eine Verbindung
zwischen dem Inneren der Steigeleitung 1 und dem Ringraum 5 her. Dieser Ringraum
ist mit kleinen Offnungen 6 und 18 ausgerüstet, denen über die Leitung 7 bzw. 17
ein Hilfsgas zugeführt wird, um das in dem Ringraum 5 befindliche korn- oder pulverförmige
Material 8 in einem flüssigkeitsähnlichen Zustand zu halten. Die Menge des zu transportierenden
Materials, das sich in dem RingraumS befindet, wird derart reguliert, daß der statische
Druck, der in dem Ringspalt 4 entsteht, größer ist als der Druck des durch die Leitung
2 nach oben strömenden Transportgases.
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Infolgedessen wird das zu transportierende Material 8 in Form eines
dünnen Schleiers 9 längs des ganzen Umfangs des Transportgasstroms durch den ringförmigen
Spalt 4 hindurch in das Innere der Steigeleitung 1 einströmen. An dieser Stelle
findet eine intensive Durchmischung des korn- oder pulverförmigen Materials mit
dem Transportgas statt, so daß das Material zusammen mit dem Transportgas innerhalb
der Steigeleitung 1 auf ein höheres Niveau gefördert wird.
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Form und Lage des Spaltes 4 sind bei der Anordnung nach Fig. 1 so
gewählt, daß sich der Materialschleifer 9 zuerst an der Innenwand derSteigeleitungl
entlang erstreckt. Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist dagegen an dem Spalt 10 eine
Einschnürung vorgesehen, und die Form des Spaltes ist so gewählt, daß der Materialschleier
längs der Fläche eines spitzwinkligen Kegels in die Steigeleitung 1 hineingesprüht
wird. Fig. 3 zeigt eine Einzelheit der Form des Spaltes 10 der Anordnung nach Fig.
2. Die Vorrichtung nach Fig. 2 arbeitet im übrigen in der gleichen Weise wie die
Vorrichtung nach Fig. 1, so daß sich eine weitere Beschreibung erübrigt.
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Bei der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung ist der Ringspalt in
Form von mehreren übereinanderliegenden Schlitzen 11 vorgesehen, die in dem Kanal
zwi-
schen dem Ende der Zuführungsleitung 2 für das Transportgas und dem Einlaß der
Steigeleitung 1 angeordnet sind. Diese Schlitze sind zwischen den Ringen 12 vorgesehen,
und jeder dieser Ringe hat einen größeren Durchmesser als derjeweilsdarunterliegende.
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Die Ringe liegen aufeinander und sind gegeneinander durch Stützen
13 zentriert, von denen an jedem Ring drei Stück angebracht sind. Fig. 5 zeigt die
in Fig. 4 bei V angedeutete Einzelheit.
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Gute Ergebnisse lassen sich bei dieser Vorrichtung auch dann erzielen,
wenn die Schlitze 11 in regelmäßigen Abständen durch an den Ringen vorgesehene Fortsätze
oder Vorsprünge 14 unterbrochen sind, wie es aus Fig. 6 hervorgeht, die einen Querschnitt
längs der Linie VI-VI in Fig. 5 darstellt. Bei dieser Ausführungsform kann man die
gesonderten Stützen 13 fortlassen.
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Die Ringe 12 können bei der Anordnung nach Fig. 4 auch durch Streifen
15 (Fig. 7) gebildet werden, die zu kegelstumpfförmigen Flächen gebogen und in geeigneter
Weise in gegenseitigen Abständen angeordnet sind.
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Da es zweckmäßig ist, die Ringe nicht zu belasten, ruht die Steigeleitung
1 nicht auf den Ringen 15 (Fig. 7) bzw. auf den Ringen 12 (Fig. 4), sondern die
Steigeleitung ist z. B. mittels Stützen 16 an den Wänden des Ringraumes 5 befestigt,
wie es in Fig. 7 angedeutet ist.
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Gemäß Fig. 4 ist der Boden 20 des Ringraumes 5 abnehmbar ausgeführt.
In diesem Falle kann man die Ringe 12 durch die Bodenöffnung der Zuführungskammer
5 hindurch entfernen.
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Bei Zuführung des Hilfsgases nur unterhalb des Ringspaltes wird das
in einem flüssigkeitsähnlichen Zustand befindliche Material den Schlitzen etwas
unregelmäßig zugeführt. Dies beruht auf der Tatsache, daß das zugeführte Hilfsgas
zum größten Teil durch die Schlitze hindurch in die Steigeleitung entweicht, und
zwar zusammen mit dem zu transportierenden kornförmigen Material. Infolgedessen
bleibt nur eine geringe Menge des Hilfsgases verfügbar, um das Material oberhalb
der Schlitze in einem flüssigkeitsähnlichen Zustand zu halten, so daß das Material
den Schlitzen unregelmäßig zugeführt wird.
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So hält das aus den kleinen Öffiungen 18 in Fig. 7 ausströmende,
durch die Leitung 17 zugeführte Hilfsgas das korn- oder pulverförmige Material oberhalb
der Schlitze 15 in einem flüssigkeitsähnlichen Zustand, während das durch die Leitung
7 zu den kleinen Öffnungen 6 geleitete Hilfsgas dazu dient, das unterhalb der Schlitze
15 vorhandene Material in einem flüssigkeitsähnlichen Zustand zu halten; das den
kleinen Öffnungen 6 zugeführte Hilfsgas strömt zusammen mit dem Material durch die
Schlitze zwischen den Ringen 15 in die Steigeleitung 1. Die Wirkungsweise ist bei
den Anordnungen gemäß Fig. 1, 2, 4 und 6 die gleiche.
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Wie bereits erwähnt, soll das kornförmige Material der am weitesten
außen liegenden Zone des Transportgasstroms im wesentlichen in axialer Richtung
zugeführt werden, denn in dieser Zone herrscht die niedrigste Gasgeschwindigkeit,
und dies hat zur Folge, daß die Stoßenergieverluste zwischen dem zugeführten Material
und dem Gasstrom auf dem kleinstmöglichen Wert gehalten werden. Wenn größere Mengen
kornförmigen Materials gefördert werden müssen, ist es aus dem gleichen Grunde vorteilhaft,
dieses Material der am weitesten außen liegenden
Zone des Transportgasstroms
durch mehr als einen Schlitz zuzuführen. Der Ausdruck »Ringspalt« in den Ansprüchen
umfaßt sowohl die Anordnung nur eines ringförmigen Schlitzes als auch die von mehreren
übereinander angeordneten Schlitzen.