DE1542352A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Mischen gasfoermiger,fluessiger oder feinkoerniger fester Stoffe mit einem Traegergas sowie zur Herstellung von Reaktionsprodukten - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Mischen gasfoermiger,fluessiger oder feinkoerniger fester Stoffe mit einem Traegergas sowie zur Herstellung von Reaktionsprodukten

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DE1542352A1 DE1965O0011087 DEO0011087A DE1542352A1 DE 1542352 A1 DE1542352 A1 DE 1542352A1 DE 1965O0011087 DE1965O0011087 DE 1965O0011087 DE O0011087 A DEO0011087 A DE O0011087A DE 1542352 A1 DE1542352 A1 DE 1542352A1
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Description

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463 Bochum
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Verfahren und Vorrichtung zum Mischen gasförmiger, flüssiger oder feinkörniger fester Stoffe mit einem Trägergas sowie zur Herstellung von Reaktionsprodukten
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Mischen gasförmiger, flüssiger oder feinkörniger fester Stoffe mit einem Trägergas sowie zur Herstellung von Reaktionsprodukten eines oder mehrerer solcher Stoffe und zur Änderung des Aggregatszustandes eines oder mehrerer Stoffe unter Teilnahme des Trägergases, wobei das Trägergas mit Drall axial und der bzw. die zu mischenden Stoffe vorzugsweise koaxial in eine rotationssymmetrische Misch- bzw. Reaktionskammer eingeleitet werden und in dieser miteinander in einer durch geeignete Führung des Gases entstehende Zone hoher Turbulenz vermischt bzw. zur Reaktion gebracht werden, wobei der Austritt der Gase bzw. Stoffe an dem, dem Eintritt entgegengesetzten Ende der Kammer axial oder tangential erfolgt.
Reaktionsapparate zur Durchführung von Prozessen und Verfahren, die eine innige Durchmischung der Prozessteilnehmer voraussetzen, sind bekannt. Sehr oft bedient man sich dabei eines Trägergases, das z. B. bei thermischen Prozessen für die Energiezu- oder-abfuhr sorgt oder auch ganz oder teilweise als Reaktionsteilnehmer auftritt. Reaktionen, an denen das Trägergas bzw. Teile von ihm teil-r nehmen, stellen beispielsweise Verbrennungsvorgänge dar.
Als Beispiel für Reaktionsapparate, bei denen das Trägergas die Aufgabe des Energietransportes übernimmt, seien
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Unterlagen <*t7|iA*2Nr.i stsd«Ammm»«4.9.Τ9β7«
■ Trocknungsvorgänge in Fließbettreaktoren oder in sogenannten Sprühtrocknerngenannt. Dabei übernimmt das Trägergas auch den Abtransport der dem Gut entzogenen Feuchtigkeit.
Die Reaktoren der genannten Art weisen jedoch Nachteile auf, die ihre Einsatzmöglichkeiten stark einschränken. So ist u. a. die Wärmebehandlung von feinkörnigen Feststoffen in Fließbettreaktoren nicht möglich bei Stoffen, die eine Schmelzzone durchlaufen, also möglicherweise verklumpen, wie dies bei der Aufarbeitung von Eisensulfat-Heptahydrat der Fall ist. Sprühtrockner für die Abscheidung von in Flüssigkeiten gelösten oder emulgierten Stoffen wie Waschpulver oder Trockenmilch benötigen als Folge langer notwendiger Verweilzeiten der Teilchen bis zur vollständigenßehandlung große Bauvolumina. Lange notwendige Verweilzeiten -ergeben sich als Folge relativ geringer Turbulenzen zwischen Wärmeträger und Gut. Die Gefahr, daß bei Sprühtrocknern teilweise behandelte Teilchen an die Wände gelangen und dort verkleben, führt dazu, daß diese erfahrungsgemäß mit beträchtlich größerem Volumen gebaut werden als der Auslegung nach der notwendigen Verweilzeit der Teilchen entspräche. Das große Bauvolumen solcher Apparate wirkt seinerseits prohibitiv auf die Anwendung hoher - die Reaktionen beschleunigende - Temperaturen. Der Gedanke, den Mischungsvorgang zu intensivieren und damit den Soffaustausch bzw. bei einem Gas als Energieträger den Wärmeaustausch der Prozessteilnehmer zu beschleunigen, liegt dem vorliegenden Verfahren zugrunde, das darauf beruht, hohe Turbulenzen in einer Mischkammer zu erzeugen.
Durch neuere Untersuchungen ist bekannt, daß einebesonders intensive Turbulenzzone dadurch hervorgerufen werden kann, wenn man zwei parallele Gasströme so führt, daß sie mit annähernd gleich großer, jedoch entgegengesetzt gerichteter Geschwindigkeit aneinander entlanglaufen. Diese Erkenntnis wurde bereits bei einer Mischkammer benutzt, bei der
009816/UOO Neue Unterlagen {Art 711 Ab·. 2 Nr 1 s.» * w- 1 „
«u·. 4. Nr. 1 satz 3 des Anderurtflaoes. v. 4. 9.196/»
ζ. B. ein Gasstrom mit Drall so in eine sich in Hauptströmung srichtung erweiternde Kammer eingeführt wird, daß die-. ser Gasstrom entlang der Wandung strömt, in der Nähe des Austrittes sich ein Teil des Gasstromes umkehrt und im Bereich der Kammerachse"zurückströmt. Zwischen Haupt- und Rückströmung soll sich eine Zone hoher Turbulenz bilden, in der in diese eingebrachte Stoffe durchmischt werder sollen. Tatsächlich konnte die beschriebene Turbulenzζone nachgewiesen werden, jedoch zeigte sich, daß diese Zone sehr schmal ausgebildet ist; es stellte sich nämlich heraus, daß ein Teil der zu mischenden Stoffe, die axial in diese Kammer eingeführt-wurden, diese '-i-'urbuienzzone durchbrachen, an die Kammerwandung, bevor der beabsichtigte Prozess abgelaufen war, schlugen und sich dort festsetzten, dadurch entstand durch laufende weitere Gutszufuhr innerhalb kurzer Zeit eine immer stärker werdende Kruste, so daß der Betrieb zur Reinigung der Kammer unterbrochen werden mußte. Als Beispiele für diese Erscheinung sei die Trocknung unter Kristailwasserabspaitung von Eisensulfat oder Eisenchioriden genannt. Ähnlich unbefriedigende Ergebnisse brachten Versuche, bei denen eine Salzlösung in die Kammer eingesprüht wurde mit dem Ziel, durch Verdampfen des -elüssigkeitsanteiis den .Feststoff auszuscheiden.
Es wurde überraschenderweise festgestellt, daß die beim Betrieb der vorgenannten Mischkammer auftretenden Schwierigkeiten vollständig ausgeschaltet werden können, wenn dieselbe in solcher Weise ausgestaltet und derart betrieben wird, daß das Trägergas mit hoher kinetischer Energie im Bereich der -Rotationsachse an einem Ende der Kammer eingeleitet, zunächst entlang der Wandung der Kammer unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft radial expandiert und in ii'orm einer sich öffnenden Spirale abgeleitet, anschließend in Richtung Kammeraustritt umgelenkt und in einer spiraiig koaxialen Bewegung entlang der Wandung der sich kegelförmig verengenden Kammer dem Austritt zugeführt wird. Die Einspeisung der zu behandelnden Stoffe erfolgt im Bereich der Rotationsachse
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Neue Unterlagen (Art. 7 § 1 Abs. 2 Nr. l Satz 3 dee Ämierungeges. * 4. 9. VW
der Mischkammer entweder in der Hauptstromungsrichtung oder entgegengesetzt zu dieser.
Auf den anliegenden Zeichnungen sind für die Durchführung des Verfahrens geeignete Mischkammern dargestellt, an diesen soll das neue Verfahren näher erläutert werden. Es stellen dar:
Abb. 1 eine Misch-Reaktionskammer im senkrechten Achsschnitt mit eingezeichnetem Strömungsverlauf,
Abb. 2 einen senkrechten Achsschnitt durch die gleiche Kammer unter weiterer Darstellung des Strömungsverlaufes,
Abb. 3 einen Achsschnitt durch eine Misch-Reaktionskammer mit einer dazugehörigen, unterhalb derselben angeordneten Brennkammer sowie einen waagerechten Schnitt entsprechend der Schnittlinie A-B,
Abb. 4 einen senkrechten Achsschnitt durch eine Vorrichtung, bei der die -Brennkammer und die Misch-Reaktionskammer einen einheitlichen Bauteil bilden, sowie einen waagerechten Schnitt entsprechend der Schnittlinie A - B,
Abb. 5 entspricht der Darstellung der Abbildungen 1 und 2 und dient zur Veranschaulich-ung einiger für den Bau der Kammer wichtigen konstruktiven Größen.
In die rotationssymmetrische Kammer, die in Abbildung 1 dargestellt ist, wird das Trägergas mit hoher kinetischer Energie rotierend im Bereich der Ratationsachse aex Kammer eingetragen. Mit 2 ist die Eintrittsöffnung für das Trägergas, mit 1 ist die Stelle bezeichnet, an der Einrichtungen zur Erzeugung des Dralls anzuordnen sind; hierfür können z.B.
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Neue Unterlagen (Art 7 11 Ab·. 2 Nr. I Setz 3 d« ÄnderunO«gee. v. 4.9. V»e
• Leitschaufeln und Eintrittsspiralen dienen. Nach Passieren der Eintrittsöffnung wird das Gas plötzlich unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft entspannt und strömt radial in den mit 3 in Abbildung 1 bezeichneten Bereich in Form einer sich öffnenden Spirale. Nach einer bestimmten Wegstrecke wird es in Richtung der Rotationsachse umgelenkt und strömt spiralig koaxial zur Kammerachse in Richtung auf den Kammeraustritt 7 durch einen sich kegelförmig verengenden Bereich der Kammer.
Der Weiterverlauf der Gasströmung in Spiralen ist in Abbildung 2 angedeutet.
Durch die erwähnte, unter der Wirkung der Zentrifugalkraft hervorgerufene, radiale Expansion des Trägergases entsteht im Bereich der Rotationsachse 4 eine Zone verminderten Drukkes, wie sie sich bei der Strömung um das Laufrad eines Radialgebläses oder einer Kreiselpumpe ergibt. Diese Zone verminderten Druckes bewirkt nun eine teilweise Umkehr des Gasstromes vor Verlassen der Kammer und ein Rückströmen im Bereich der Rotationsachse 4- dem Hauptgasstrom entgegen.
Zwischen dem sich in Wandnähe bewegenden Hauptgasstrom und der Rückströmung bildet sich eine ausgedehnte Zone 5 intensiver Turbulenz aus, in der es zu einer sehr innigen Mischung zwischen Trägergas und den zu behandelnden Stoffen bzw. dem Ablauf einer Reaktion kommt. Das zu behandelnde Gut 6 wird im Bereich der Rotationsachse mit oder entgegen der Hauptströmungsrichtung eingetragen, fällt bei aufrecht stehenden Reaktoren mit unterem Trägergaseintritt, durch die Rückströmung begünstigt, entgegen der Hauptströmungsrichtung nach unten und gelangt bei Feststoffen oder flüssigkeit je nach Teilchengröße nach einer bestimmten Wegstrecke in die Turbulenzzone. Dort vollzieht sich die Vermischung mit dem Trägergas, wobei höchste Stoff-, bzw. bei thermischen Prozessen, Wärmeaustauschkoeffizienten erzithlt werden die Behandlung bzw. Reaktion in Bruchteilen von Sekunden abge-
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Unterlagen (Art 7 11 Ab·.2 Nr. I Satz 3 dM Änd«runfl«ge«. v. 4.9.
schlossen werden kann, bevor das !Teilchen mit dem Haupt- . gasstrom im Bereich 7 ausgetragen wird, ohne Gelegenheit gehabt zu haben, sich an den Kammerwandungen festzusetzen.
Abbildung 3 zeigt eine Anordnung mit gleichzeitiger Erzeugung des als Wärmeträger dienenden Trägergases aus flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen. Hierbei ist zur Durchführung der Verbrennung eine .Ringkammer vorgesehen, die sich unterhalb des Reaktors befindet und tangential so befeuert wird, daß der Heißgasstrom vor dem Eintritt in die die Rotation erzeugenden Einrichtungen· einen gleichsinnigen Drall bekommt. Bei geeigneter Formgebung der Ringbrennkammer und Abstimmung auf den Reaktoreintrittsquerschnitt kann eine besondere Dralleinrichtung, wie sie durch Leitschaufeln, Spiralen, Raumkrümmer dargestellt ist, ganz entfallen.
Bei der Anordnung nach Abbildung 4 ist die Brennkammer als Ringkammer konzentrisch zu dem Reaktor angeordnet. Neben den bereits vorstehend genannten Vorteilen ermöglicht diese Anordnung von Reaktor und Brennkammer neben einer geringen Bauhöhe die Kombination einer gemeinsamen Wand zwischen Brennuiid Reaktionsraum. Für Reaktionen, die im Bereich von über 1000° G durchgeführt werden, bringt diese Lösung besonders wärmewirtschaftlichen Nutzen. Besonders vorteilhaft hat sich diese Anordnung aber dadurch erwiesen, daß der Wärmestrom in Richtung Brennkammer, Brennkammer- bzw. Reaktorwand, Reaktorinnenraum erfolgt, also ein gewisser Betrag von Wärmestrahlung von der Reaktorwand auf den Reaktionsraum den Ablauf der Reaktion im Innern überraschend günstig beeinflußt.
Für die Maße der Misch- und Reaktionskammer haben sich gewisse Bereiche als besonders zweckmäßig erwiesen» Zum Verständnis der Maße sei auf Abbildung 5 hingewiesen:
Der größte Durchmesser D soll vorzugsweise dem 1,4 bis 3-fachen des kleinsten Durchmessers d entsprechen. Der kleinste
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Neue Unterlagen (Art 711 ad«, 2 Nr. 1 satz 3 d·· And^ne·*.. * 4.9. mn
Durchmesser d soll im Bereich des Kammeraustritts liegen; die wirksame Kammerhöhe H soll das 1,5 his 3»2-fache des • kleinsten Durchmessers d betragen, der Eintrittsquerschnitt q soll vorzugsweise dem 0,06 bis 0,4-fachen Kammerquerschnitt entsprechen; die den Eintrittsquerschnitt umschließende Kammerwandung soll mit der Rotationsachse einen Winkel ω bilden, der zwischen 60° und 120° liegt.
Die durch die hohen Turbulenzen erzielten Stoffaustauschbzw. Wärmeübergangswerte ermöglichen hohe Leistungen bei kleinen Apparateabmessungen. Gegenüber herkömmlichen Sprühverdampfern, z.B. kann das Volumen eines Reaktors gemäß vorliegender Erfindung auf bis etwa ein Hundertstel bei gleicher Leistung gemindert werden. Da damit auch die Oberfläche relativ klein ist, ergeben sich bedeutend geringere Wärmeverluste. Kleine Apparateabmessungen sparen außerdem Baukosten und ermöglichen den Einsatz von Werkstoffen, die Reaktionen bei Temperaturen erlauben, die mit bisherigen Apparaten in technischem Maßstab unmöglich waren.
Bei der Behandlung von -"lnssigkeiten, die über eine Düse in den Reaktor eingesprüht werden, hat sich gezeigt, daß die Tröpfchen in der £one der hohen l'urbulenz zu immer kleiner werdenden Schlieren zerrissen werden, um beim Einsetzen der eigentlichen Reaktion eine Tropfengröße erreicht zu haben, die weit unter der mit herkömmlichen Düsen erzielbaren liegt. Eine sehr große Oberfläche je Stoffeinheit und damit eine unerwartet große Reaktionsgeschwindigkeit ist die IPoige. Während bei herkömmlichen Sprühverfahren vorwiegend ein Gut von hohlkugeiiger oder halbmondförmiger Beschaffenheit anfällt, weist das in vorbeschriebenem Reaktor erzielte eine sehr feinvernetzte, oberflächenaktive Struktur auf. Dadurch lassen sich bei der dem Reaktionsprozess nachgeschalteten Gas- .Feststofftrennung unerwartet hohe Abscneideiejäbungen mit herkömmlichen Zyklonen erzielen.
,, 4 , 009816/UOO ..
UtlteiLgeii (Art. 7 £1 AU·. 2 Nr. I Satz 3 dee Andfiruriflefles. ν. 4.9.1 'α.
— O "~
Naturgemäß liegt das Anwendungsgebiet vorliegender Erfindung hauptsächlich im Bereich thermischer Prozesse. Versuche haben gezeigt, daß die einem üutsteilchen mitgeteilte Temperatur mit der Gasaustrittstemperatur des .Reaktors weitgehend übereinstimmt. Dies ermöglicht das Einstellen und die Kontrolle einer bestimmten Jtteaktionstemperatur mit einfachen Mitteln. Besondere Bedeutung kommt dieser ■Erscheinung dann zu, wenn es sich um die Durchführung einer Reaktion handelt, deren Minimai- und Maximaltemperatur eng begrenzt ist. Ortliche Überhitzung konnte zufolge der großen !Turbulenz nicht beobachtet werden.
Als Beispiele für thermische Prozesse, die mit großem Erfolg in vorliegendem Reaktor durchgeführt wurden, zählen u.a.:
die Trocknung unter Kristallwasserabspaltung von Eisensulfathydraten, wobei es sich um einen Vorgang handelt, bei dem das uut eine Schmelzzone durchläuft; die Verdampfung von eisensulfathaltiger Schwefelsäureiösung zur Abscheidung von trockenem Eisensulfat, ein Vorgang, der die gleichzeitige Einhaltung von Minimal- und Maximaitemperatur in engem Bereich erfordert;
die Verdampfung von metaiichioridnaxtigen Saurelosungen und die gleichzeitige thermische Umsetzung der Metallchloride zu Metalloxyden und Chlorwasserstoffgas; die thermische Spaltung von kristallinem Eisensulfat zu Eisenoxyden, Schwefeloxyden und Wasserdampf.
Patentansprüche
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Claims (1)

  1. — 9 —
    Patentansprüche
    1. Verfahren zum Mischen gasförmiger, flüssiger oder feinkörniger fester Stoffe mit einem -J-'rägergas sowie zur Herstellung von Reaktionsprodukten eines oder mehrerer solcher Stoffe und zur Änderung des Aggregatszustandes eines oder mehrerer Stoffe unter Teilnahme des Trägergases, wobei das Trägergas mit Drall axial und der bzw. die zu mischenden Stoffe vorzugsweise koaxial in eine rotationssymmetrische Misch- bzw. Reaktionskammer eingeleitet werden und in dieser miteinander in einer durch geeignete Führung des Gases entstehenden Zone hoher Turbulenz vermischt bzw. zur Reaktion gebracht werden, wobei der Austritt der Gase bzw. Stoffe an dem, dem Eintritt entgegengesetzten Ende der Kammer axial oder tangential erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas mit hoher kinetischer Energie im Bereich der Rotationsachse an einem Ende der Kammer eingeleitet, zunächst entlang der Wandung der hammer unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft radial expandiert und in ^orm einer sich öffnenden Spirale abgeleitet, anschließend in Richtung Kammeraustritt umgelenkt und in einer spiralig koaxialen Bewegung entlang der Wandung der sich kegelförmig verengenden Kammer dem Austritt zugeführt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeisung der zu behandelnden Stoffe vorzugsweise im Bereich der Rotationsachse der Mischkammer entgegen der Hauptströmungsrichtung erfolgt·
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeisung der zu behandelnden Stoffe vorzugsweise im Bereich der Rotationsachse der Mischkammer in der Hauptströmungsrichtung erfolgt.
    M-. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den An-
    00981 6/UOO
    Neu· Unterlagen (αλ?ii m*.s nm *·* 3 dM^wno^M.v.4.9. ws»
    - ίο - .
    Sprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß als Mischbzw. Reaktionskammer eine Kammer dient, deren größter Durchmesser (D) vorzugsweise dem 1,4- bis 3-fachen des kleinsten Durchmessers (d) entspricht, wobei der kleinste Durchmesser
    (d) im Bereich des Kammeraustrittes liegt und die wirksame Kammerhöhe (H) das 1,5 bis 3,2-fache des kleinsten Durchmessers (d) beträgt, der Eintrittsquerschnitt (q) für das Trägergas vorzugsweise dem 0,06 bis 0,4-fachen des größten Kammerquerschnittes und die den Eintrittsquerschnitt umschließende Kammerwandung 60° bis 120° gegen die Rotationsachse geneigt ist (^), wobei diese Kammerwandung flächig oder vorzugsweise schalenförmig ausgebildet ist.
    5. Vorrichtung zur Durchführung thermische Energie erfordernder Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß zur Erregung und Verstärkung des Dralls des Trägergases eine tangential befeuerte Ringbrennkammer dient, die unterhalb der Misch- bzw. Reaktionskammer angeordnet und deren Achse mit der der Kammer identisch ist.(Abb. 3).
    6. Vorrichtung zur Durchführung thermische Energie erfordernder Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3j dadurch gekennzeichnet, daß zur Erregung und Verstärkung des Dralls des Trägergases eine tangential befeuerte Ringbrennkammer dient, die konzentrisch um den Reaktor angeordnet ist und bei der innere Brennkammerwandung und Misch- ozw. Reaktionskammerwandung identisch sind (Abb. 4·).
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DE1542352A 1965-08-28 1965-08-28 Misch- und Reaktionskammer, die nach dem Prinzip der hochturbulenten Drallvermischung gasförmiger, flüssiger oder feinkörniger fester Stoffe mit einem Trägergas arbeitet Expired DE1542352C3 (de)

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BE686059D BE686059A (de) 1965-08-28 1966-08-26
GB38428/66A GB1155183A (en) 1965-08-28 1966-08-26 Process and device for mixing gaseous, liquid or particulate solid substances.
JP41056119A JPS4936107B1 (de) 1965-08-28 1966-08-27
US576507A US3495949A (en) 1965-08-28 1966-08-29 Device for mixing gases,liquids or finely grained solids with a carrier gas and for the manufacture of reaction products
US5409A US3647357A (en) 1965-08-28 1970-01-05 Process for mixing gases, liquids or finely grained solids with a carrier gas and for the manufacture of reaction products

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2257037A1 (de) * 1971-12-06 1973-06-20 New Jersey Zinc Co Verfahren und vorrichtung zur wiedergewinnung von schwefelsaeure

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1542352C3 (de) * 1965-08-28 1980-04-03 Dr. C. Otto & Co Gmbh, 4630 Bochum Misch- und Reaktionskammer, die nach dem Prinzip der hochturbulenten Drallvermischung gasförmiger, flüssiger oder feinkörniger fester Stoffe mit einem Trägergas arbeitet
US3851404A (en) * 1966-03-10 1974-12-03 Siemens Ag Apparatus for drying particulate matter with gaseous media
US3816078A (en) * 1971-09-14 1974-06-11 Aluminum Co Of America Tapering fluidized bed chamber
DE2239098A1 (de) * 1972-08-09 1974-02-21 Hischmann Maschinenfabrik Geb Vorrichtung zum trocknen von feuchtem mahlgut
US4098871A (en) * 1974-06-03 1978-07-04 Fritz Schoppe Process for the production of powdered, surface-active, agglomeratable calcined material
US4201541A (en) * 1974-06-03 1980-05-06 Fritz Schoppe Process and installation for the production of calcined material
GB2031748B (en) * 1978-10-09 1983-04-27 British Res Agricult Eng Continuous mixing
DE3066294D1 (en) * 1979-10-18 1984-03-01 Ici Plc Process and apparatus for the mixing of fluids and solids
FR2474334A1 (fr) * 1980-01-28 1981-07-31 Lafarge Sa Dispositif de melange avec turbulence de fluides gazeux
AT382142B (de) * 1984-12-17 1987-01-12 Ruthner Michael Johann Dipl In Verfahren und vorrichtung zur herstellung von keramischen pulvern auf der basis von einund/oder mehrkomponentigen metalloxiden, sowie von deren gemischen
US4818295A (en) * 1986-04-04 1989-04-04 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Cyclone reactor
US4769504A (en) * 1987-03-04 1988-09-06 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Process for converting light alkanes to higher hydrocarbons
GB2217619B (en) * 1988-04-18 1991-09-25 Cambridge Isolation Tech Mixers
ATE325651T1 (de) * 2000-05-14 2006-06-15 Joerg Lehmann Verfahren und vorrichtung zur physikalisch- chemischen behandlung fluider medien
US6713036B1 (en) * 2001-05-07 2004-03-30 Uop Llc Process for mixing and reacting two or more fluids
US7134781B2 (en) 2003-02-11 2006-11-14 The Boc Group, Inc. Self-mixing tank
US8162531B2 (en) * 2005-06-22 2012-04-24 Siemens Industry, Inc. Mixing system for increased height tanks
GB201008806D0 (en) * 2010-05-26 2010-07-14 Heat Recovery Solutions Ltd Heat exchange unit
DE102011113837A1 (de) * 2011-09-21 2013-03-21 Trützschler Nonwovens Gmbh Heizsystem zum Erwärmen eines gasförmigen Behandlungsmediums für einen Trockner
WO2015067310A1 (en) * 2013-11-06 2015-05-14 Universiteit Twente Process for conversion of a feedstock comprising solid carbonaceous particles into at least a gaseous compound
JP2014221475A (ja) * 2014-06-12 2014-11-27 ヴァトレコ イーペー アーベー 渦発生器
JP6237511B2 (ja) * 2014-07-11 2017-11-29 東京エレクトロン株式会社 薬液排出機構、液処理装置、薬液排出方法、記憶媒体
CN106215814A (zh) * 2016-08-24 2016-12-14 古恒威 一种成本低的氧化铁催化剂室
US11020719B2 (en) * 2018-03-07 2021-06-01 Sabic Global Technologies B.V. Method and reactor for pyrolysis conversion of hydrocarbon gases
CN112594665B (zh) * 2020-12-17 2022-09-30 上海康恒环境股份有限公司 一种余热锅炉扰流装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2659587A (en) * 1951-01-11 1953-11-17 Bowen William Spencer Calcining apparatus
DE1035306B (de) * 1953-02-26 1958-07-31 Schoppe Fritz Verfahren zum Mischen gasfoermiger, fluessiger oder fester Stoffe sowie zur Herstellung von Reaktions-produkten und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens
DE1064920B (de) * 1955-11-14 1959-09-10 Helmuth Ehlermann Dipl Ing Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Behandeln von Feingut mit Gas in Tromben
US3098704A (en) * 1956-11-02 1963-07-23 Metallbau Semler G M B H Method and apparatus for mixing and carrying out reactions
US3140862A (en) * 1958-10-06 1964-07-14 Metallbau Semler G M B H Apparatus for the physical and/or chemical treatment of granular solids or fine dusts
DE1542352C3 (de) * 1965-08-28 1980-04-03 Dr. C. Otto & Co Gmbh, 4630 Bochum Misch- und Reaktionskammer, die nach dem Prinzip der hochturbulenten Drallvermischung gasförmiger, flüssiger oder feinkörniger fester Stoffe mit einem Trägergas arbeitet

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2257037A1 (de) * 1971-12-06 1973-06-20 New Jersey Zinc Co Verfahren und vorrichtung zur wiedergewinnung von schwefelsaeure

Also Published As

Publication number Publication date
BE686059A (de) 1967-02-01
US3647357A (en) 1972-03-07
GB1155183A (en) 1969-06-18
JPS4936107B1 (de) 1974-09-27
US3495949A (en) 1970-02-17
DE1542352B2 (de) 1973-07-26
DE1542352C3 (de) 1980-04-03

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