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Verfahren zur fortlaufenden Massenherstellung von Kügelchen von größenordnungsmäßig
6 mm und weniger Durchmesser aus keramischen od. dgl. preßfähigen Massen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kügelchen von Durchmessern von größenordnungsmäßig
6 mm und weniger aus keramischen oder anderen durch Plastifizierung preßfähig gemachten
Massen. Solche Kügelchen werden insbesondere als Katalysatorkörper für chemische
Umsetzungsprozesse, insbesondere für das katalytische Cracken von Erdöl sowie für
Alkylierungs-, Isomerisierungs-, Polymerisierungs-, Dehydratisierungs- und Reaktionsprozesse
verwendet. Sie eignen sich für diesen Zweck wegen der vorteilhaften Eigenschaften
gerade der Kugelgestalt vom Gesichtspunkt der größtmöglichen Oberfläche, ferner
auch allgemein als Füllkörper für Kolonnen od. dgl., in denen Umsetzungsprozesse
anderer Art durchgeführt werden, in vorteilhafterer Weise als z. B. aus Abschnitten
eines Stranges hergestellte zylindrische Körper.
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Die Herstellung solcher Kügelchen auf maschinellem Wege mit den erforderlichen
Mengenleistungen war lange Zeit nicht möglich. Diese Aufgabe ist erstmalig erst
in jüngerer Zeit durch Anwendung eines grundsätzlich dem Walzenbrikettierverfahren,
wie es zur Herstellung von Kugelbriketts bzw. Eierbriketts verwendet wird, ähnlichen
Verfahrens möglich geworden, wobei die Schwierigkeiten, die sich in diesem Falle
durch die kleinen Abmessungen der Aiveolen auf den Walzen sowie die stark klebende
Beschaffenheit der zu verpressenden Massen, die als Ausgangsstoffe in Betracht kommen,
ergeben, durch eine besondere Vorbehandlung überwunden worden sind.
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Gemäß diesem den Gegenstand des Patents 1055425 bildenden Verfahrens
wird die zu verpressende Masse mit einem gleichmäßigen Wassergehalt in noch siebfähiger,
krümeliger Beschaffenheit in gleichbleibenden Mengen über dem Gleitwinkel der Krümelkörper
entsprechend geneigte Flächen dem gegenüber diesen Flächen dicht abgeschlossenen
Walzenspalt einer Walzenpresse aufgegeben. Deren formende Alveolen sind vorher mit
einem den direkten Kontakt zwischen Preßgut und Oberfläche der Alveolen verhindernden
Film überzogen worden, damit die Preßlinge nach Passieren des Walzenspaltes durch
tangential zu den Walzenumfängen auf die aus den Alveolen hervorragenden Teile der
Formlinge gerichtete Preßluftstrahlen aus den Alveolen gelöst werden.
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Das bekannte Verfahren ermöglicht es, mit großen Mengenleistungen
die sogenannten Montmorillonitkatalysatoren herzustellen, ist aber weitgehend von
den Eigenschaften der zu verpressenden Massen abhängig bzw. gegen Änderung dieser
Eigenschaften verhältnismäßig empfindlich.
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Durch die Erfindung wird ein auf dem grundsätzlich gleichen Prinzip
beruhendes Verfahren geschaffen, welches es ermöglicht, praktisch beliebige, auch
als solche nicht plastischen preßfähigen Stoffe, wie z. B. auch Tonerdehydrat, mit
dem gleichen Erfolg zu Kügelchen zu verformen.
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Das neue Verfahren, bei welchem als formgebendes Werkzeug ebenfalls
eine Walzenpresse verwendet wird, unterscheidet sich von den bekannten Verfahren
durch die Art der Vorbehandlung des Gutes und die Art der Beschickung der Walzenpresse.
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Es besteht grundsätzlich darin, daß das zu verpressende Gut, eine
keramische oder andere, durch Plastifizierungsmittel preßfähig gemachte Masse, nach
Entlüftung in ein verdichtetes Band, dessen Dicke dem Durchmesser der herzustellenden
Kügelchen entspricht, überführt und dieses Band in vertikaler Richtung nach abwärts
in den Walzenspalt eingeführt wird und die durch die Grate zwischen den Alveolen
der Walzen ausgestanzten Massekörper beim Passieren des Walzenspaltes zu Kügelchen
umgeformt werden.
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Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht ferner in der selbsttätigen
Steuerung der Leistung einer Vakuumpresse in Abhängigkeit von dem Verbrauch der
Walzenpresse. Da diese sich das Preßgut, das Masseband als solches, selbst heranholt,
ergibt sich, wenn die Walzenpresse zu wenig verbraucht, ein seitliches Ausbauchen
des Massebandes. Dieses seitliche Ausbauchen des Massebandes wird gemäß der Erfin-
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dazu ausgenutzt, eine zwischen einer Entlüftungsvorrichtung und der Walzenpresse
angeordnete Steuervorrichtung zu betätigen, welche derart in Abhängigkeit von dem
Verbrauch der Walzenpresse einerseits und der Entlüftungsvorrichtung andererseits
synchronisierende Impulse gibt.
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Das neue Verfahren besitzt insbesondere hinsichtlich der erzielbaren
Mengenleistungen, ferner der möglichen Verringerurfg der Düie`I2rnesser der Kügelchen
erhebliche Vorteile gegenüber bekannten, dem gleichen Zweck dienenden Verfahren,-
bei denen z. B. ein mittels einer Strangpresse gepreßter, sich horizontal bewegender
Massestrang in den Spalt zwischen zwei Rillenwalzen eingeführt wird, um in diesem
zu Kugeln von großem Durchmesser, von etwa 2 cm, geformt zu werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt unter Verwendung einer Anlage
von kleinen baulichen Abmessungen die Möglichkeit, Stundenleistungen von vielen
Millionen Stückzahlen von Kügelchen zu erzielen, während die Stundenproduktion der
bekannten Anlagen an wesentlich größeren Kugeln weniger als 1 % dieser Menge beträgt.
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Die Oberfläche der Walzen ist völlig mit sich tangierenden, in aufeinanderfolgenden
Reihen gegeneinander versetzt ineinander eingezahnten, halbkugelförmigen Alveolen,
deren Tiefe im wesentlichen dem halben Durchmesser der herzustellenden Kugeln entspricht,
besetzt, so daß sich zwischen den einzelnen Alveolen praktisch nur Grate und ganz
kleine Dreiecksflächen ergeben. Demzufolge wird das zugeführte Masseband beim Durchgang
durch den Walzenspalt ohne nennenswerten überschuß verbraucht.
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Diese Alveolen werden, wie bei dem bekannten Verfahren, fortlaufend
mit einem den unmittelbaren Kontakt mit dem Preßgut verhindernden C)lfilm überzogen,
am einfachsten durch Besprühen des Massebandes mit öl mittels entsprechend
angeordneten Düsen. Ebenso erfolgt auch das Herauslösen der Preßlinge aus den Alveolen
nach Passieren des Walzenspaltes durch auf die Preßlinge aufgeblasene Preßluft,
gemäß der Erfindung unter Anordnung einer Mehrzahl von Preßluftdüsen in Umfangsrichtung
der Walzen hintereinander, die in ihrer Aufeinanderfolge vom Bereich des Walzenspaltes
an in zunächst steilerer, dann zunehmend flacher werdender Richtung auf die Walzen
bzw. die Alveolen wirken.
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Die Abbildungen veranschaulichen schematisch eine Ausführungsform
einer Anlage zur Durchführung des vorstehend gekennzeichneten Verfahrens.
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In Abb. 1 ist mit a eine Vakuumpresse von üblicher Ausbildung bezeichnet,
aus deren Preßmundstück b ein Masseband c, dessen Breite der der Walzen bzw. des
mit Alveolen besetzten Teiles der Walzenoberfläche und dessen Dicke ungefähr dem
Durchmesser der herzustellenden Kügelchen entspricht, sich in vertikaler Richtung
abwärts in den Spalt zwischen den Walzen d , d" bewegt. Gemäß
dem Ausführungsbeispiel ist in den Weg des Bandes eine dieses örtlich einseitig
ablenkende Rolle e eingeschaltet, welche an eine Steuervorrichtung f angeschlossen
ist, über die Steuerimpulse für die Synchronisierung der Walzen und der Vakuumpresse
gegeben werden. Auf einem Gehäuse g befinden sich zwei Düsen l und L' zum Sprühen
eines Ölfilms auf das Masseband.
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Die Walzenpresse ist in dem geschlossenen Gehäuse g untergebracht.
Der Walzenspalt ist in bekannter Weise mittels einer Spindelvorrichtung h verstellbar.
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Unterhalb der Walzen d', d" sind gemäß dem Ausführungsbeispiel
jeder derselben in bekannter Weise drei Preßluftdüsen i', i", i"' zugeordnet,
deren dem Walzenspalt nächste i' steil, deren zweite i" etwas weniger
steil und deren dritte i"' nahezu tangential auf die Walzenoberfläche bläst.
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Unterhalb des Walzenspaltes ist ein üblicher Trichter k angeordnet.
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Die Ausbildung der Walzenoberfläche bzw. die Alveolanordnung auf dieser
ist in natürlicher Größe aus der Abwicklung gemäß Abb. 2 ersichtlich.
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Die Alveolen sind in den aufeinanderfolgenden Reihen gegeneinander
versetzt, dicht nebeneinanderliegend und sich tangierend angeordnet.
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Bei einer Größe der Walzen, wie sie für eine Stundenleistung von etwa
900 kg an Kügelchen von 5 bis 6 mm Durchmesser in Betracht kommt, was einer Stückzahl
von 12 000 000 je Stunde entspricht, von 180 mm Breite und mit 350 mm Durchmesser,
sind auf jeder Walze z. B. 33 Reihen von je 175 Alveolen, d. h. insgesamt 5775 Alveolen,
untergebracht.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend im einzelnen
beschriebene und in den Abbildungen dargestellte Ausführungsform einer Anlage zur
Durchführung des neuen Verfahrens beschränkt, sondern es sind demgegenüber Abänderungen
möglich, ohne von ihrem Grundgedanken abzuweichen.