DE1542526C - Schmutzfänger in einem Abstromreaktor - Google Patents

Description

1 542 527

1 2

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum lien. Eine Kombination dieser beiden Verfahren kann

kontinuierlichen Granulieren von pulverförmigen Fest- ebenso angewandt werden.

stoffen in einem Fließbett, wobei eine Flüssigkeit im Das obenerwähnte Einblasen eines Gasstrahles ist Innern des Bettes zerstäubt und durch seitliches Ein- nicht nur ein wirksames Mittel zum selektiven Abblasen eines Gases im Fließbett eine verdünnte Zone 5 führen der fertigen Granulate, sondern auch sehr nützgeschaffen wird, sowie eine Vorrichtung zur Durch- lieh, um die pulverigen Feststoffe und die Flüssigkeit führung dieses Verfahrens. ■ im Fließbett zu dispergieren.

Es ist bekannt, daß mit den herkömmlichen Granu- Im herkömmlichen Fließbett, bei welchem die gesam-

lierverfahren, bei denen rotierende Granulierungsvor- te Gasmenge V₀ durch einen Verteilerboden eingeführt

richtungen, wie beispielsweise Teller oder Trommeln, io wird, werden die Feststoffteilchen im Bett örtlich durch

verwendet werden oder solchen, bei denen mit Schlag- Verwirbelung bewegt. Es kann aber kein nennenswertes

mühlen gearbeitet wird, große Granalien wirtschaftlich Fließen der Feststoffteilchen im Bett beobachtet werden

hergestellt werden können. Es ist jedoch schwierig, außer einer leichten Abwärtsbewegung in Wandnähe

nach diesen Verfahren Granalien mit Durchmessern des Behälters. Ein derartiges leichtes Abwärtsfließen ist

unter 5 mm auf wirtschaftliche Weise zu erzeugen. 15 jedoch zum Dispergieren der pulverigen Feststoffe und

Desgleichen ist es bekannt, Granalien nach einem der Flüssigkeit im gesamten Fließbett unzureichend. Preßverfahren herzustellen. Die Kosten für dieses Ver- Bekanntlich haben die Fließbettvorrichtungen, wie sie fahren sind jedoch hoch, so daß es zum Granulieren üblicherweise zum Trocknen von körnigen Gütern vervon verhältnismäßig billigen Feststoffen nicht anwend- wendet werden, keine Verteilerböden, und die Gesamtbar ist. . 20 menge des Trägergases wird in Form von Gasstrahlen

Die vorliegende Erfindung hat zwei wichtige Merk- unmittelbar in das Bett eingeblasen. Folglich entsteht male. Eines dieser Merkmale besteht darin, daß die dort ein verstärkter Zirkulationsfluß. Ein aolches Fließ-Strömung der pulverigen Feststoffe sowie die der bett ist jedoch zum Granulieren von pulverigen Fest-Flüssigkeit im Fließbett durch Einblasen eines Gas- stoffen nicht geeignet, da infolge Fehlens des Verteilerstrahles bewirkt wird. Auf diese Weise kann der Ver- 25 bodens die Fließbewegung der Feststoffteilchen in der teilungszustand sowohl der Flüssigkeit wie auch der Nähe des Bodens stellenweise schlecht ist, wodurch die zugeführten pulverigen Feststoffe geregelt werden. Das Granulierung der Teilchen verhindert wird. Weiter hat andere Merkmal der Erfindung ist, daß die Größenver- dieses Fließbett noch den Nachteil, daß häufig Gasteilung der Feststoffe im Fließbett durch selektive Ent- durchbrüche vorkommen.

nähme von Granalien und durch die bekannte Zufuhr 3° Nach einem anderen bekannten Verfahren ist zwar die

von Granulatkeimen geregelt und so ein stabiler Fließ- Bewegung der Feststoffteilchen über der Zufuhröffnung

zustand verwirklicht und aufrechterhalten werden des Gasstromes gut, doch ist an der gegenüberliegenden

kann. Seite des Verteilerbodens die Bewegung der Feststoff-

Bei der vorliegenden Erfindung ist der Wachstums- teilchen im Bett unzureichend. Aus dieser Überlegung

prozeß der Granalien im Fließbett grundsätzlich folgen- 35 heraus kann dieses Verfahren zum Umhüllen von Fest-

der: Das Wachstum der Granalien schreitet, bedingt stoffen verwendet werden, aber nicht zum Granulieren

durch die im System Feststoff—Flüssigkeit—Gas wir- von pulverigen Feststoffen in einem Fließbett, da leicht

kenden Kapillarkräfte und durch zusätzliche sekundäre ein Agglomerieren der pulverigen Feststoffe an der

Kräfte, Schicht für Schicht fort. Um einen derartigen Wandung eintritt.

Granulierungsmechanismus im Fließbett regeln zu 40 Im Gegensatz hierzu ist es nach dem erfindungsgekönnen, ist es erforderlich, den Verteilungszustand der mäßen Verfahren möglich, nicht nur eine örtliche Bein das Fließbett eingeführten pulverigen Feststoffe und wegung, sondern darüber hinaus einen verstärkten der Flüssigkeit zu regeln und das Fließbett selbst in Zirkulationsfluß der Feststoffteilchen im Bett zu vereinem stabilen Fließzustand zu halten. In dem Maß, in wirklichen. Es ist weiter möglich, die Bewegung der dem das Wachstum der Granalien im Fließbett fort- 45 Feststoffteilchen und der Flüssigkeit im Bett in der schreitet, ist es erforderlich, die fertigen Granalien erforderlichen Weise zu regeln. Folglich ist es auch selektiv zu entfernen und die Bildung von großen Aggre- möglich, den Verteilungszustand der pulverigen Festgaten zu vermeiden. Um nach dem Prinzip der Wind- stoffe und der Flüssigkeit im Bett in Übereinstimmung Sichtung die größeren Granalien selektiv aus dem mit den Erfordernissen des Granulierens im Fließbett Wirbelbett zu entfernen, ist es erforderlich, einen Gas- 50 zu regeln. Eine derartige Regelung konnte in den herstrahl vom Boden her örtlich in das Fließbett einzu- kömmlichen Fließbetten nicht verwirklicht werden, blasen. Der verstärkte Zirkulationsfluß der Feststoffteilchen

Eine weitere bekannte Bedingung, um beim Granu- im Bett kann je nach Wunsch innerhalb eines beträchtlieren im Fließbett die Größenverteilung der Feststoff- liehen Bereiches durch Änderung von Ujj U_ound VjJV₀ teilchen im Bett regeln zu können und damit einen 55 geregelt werden. Hierin bedeuten Uj (m/sec) die Einstabilen Fließzustand aufrechtzuerhalten, ist, daß die trittsgeschwindigkeit. des Gasstrahles, U₀ (m/sec) die Menge der in der Zeiteinheit im Fließbett gebildeten Geschwindigkeit der gesamten Gasmenge an der Ober-Keime angenähert gleich der in der Zeiteinheit abge- fläche des Fließbettes, die erforderlich ist, um den Fließführten Granalien ist. zustand aufrechtzuerhalten.· Vj (m^a/Stunde) ist das je

Zu diesem Zweck ist es erforderlich, daß Keime ent- 60 Stunde durchfließende Volumen des Gasstrahles und haltendes Pulver, das aus dem Bett entweicht, in be- V₀ (m³/Stunde) ist das je Stunde durchfließende gesamte kannter Weise mittels eines Zyklons od. dgl. gesammelt Gasvolumen, welches zum Aufrechterhalten des Fließ- und in das Bett zurückgeführt wird. Erforderlichenfalls zustandes erforderlich ist. Der günstigste Bereich für kann aber auch ein anderes bekanntes Verfahren ange- UjJU₀ ist angenähert 1,5 bis 20 und für VjJV₀ ungewandt werden, bei dem kleine Keimmengen dem Fließ- 65 fähr 0,05 bis 0,95.

bett zugesetzt werden, so daß ebenfalls die Anzahl der Nach dem bisherigen Stand der Technik wurde das

in der Zeiteinheit entstehenden Keime ungefähr gleich Einblasen eines Gasstrahles unmittelbar in das Fließ-

ist der Anzahl der in der Zeiteinheit abgeführten Grana- bett ohne vorheriges Passieren eines Verteilerbodens

1 542 527

3 4

als Grand für die. Entstehung unerwünschter Gas- oder Aufschlämmungen, in denen eine oder mehrere der

durchbrüche angesehen. Deshalb wurde die Anwendung oben aufgezählten pulverigen Feststoffe mit einer oder

eines solchen Gasstrahles im Fließbett erst gar nicht mehreren der genannten Flüssigkeiten gemischt sind,

versucht. Im folgenden soll ein Beispiel einer Vorrichtung, die

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Über- 5 zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gewindung dieser Theorie. Tatsächlich wird in einem ge- eignet ist, unter Bezugnahme auf die Zeichnung ereigneten Bereich des Verhältnisses UjIU₀ die Energie läutert werden. In der Zeichnung stellt dar des Gasstrahles augenblicklich vom Fließbett absor- F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung, biert. wodurch die Gasdurchbrüche im Fließbett ver- F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung des Teiles A der mieden werden. . io F i g. 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum kontinuier- Der pulverige Feststoff, der in das Fließbett 7 eingelichen Granulieren von pulverförmigen Feststoffen in führt werden soll, fällt aus einem Vorratsbehälter 14 einem Fließbett, wobei eine Flüssigkeit im Innern des über eine Dosiervorrichtung 15 in die Zuführungs-Bettes zerstäubt und durch seitliches Einblasen eines leitung 13. Der Feststoff strömt sodann zusammen mit Gases im Fließbett eine verdünnte Zone geschaffen 15 einem Gas, das durch das Gebläse 12 erzeugt wird, in wird, ist nun dadurch gekennzeichnet, daß dem Fließ- das Fließbett. Die pulverigen Feststoffe werden im bett zusätzlich zum Gasstrom, der durch den Verteiler- Fließbett 7 aufgewirbelt und zu verstärkter Strömung boden eingeführt wird, ein Gasstrahl durch ein vertikal im Gefäß 8 gezwungen, und zwar einmal durch einen angeordnetes, dem Austrag der gebildeten Granalien Gasstrom, der vom Gebläse 17 erzeugt und über die dienendes Austragsrohr, das in der Mitte des Verteiler- 20 Leitung 18 dem Verteilerboden 16 zugeführt wird, und bodens liegt, zugeführt wird. zum anderen durch einen Gasstrahl, der eine definierte

Zweckmäßig werden dabei die pulverförmigen Fest- Gasgeschwindigkeit aufweist und zum selektiven Ausstoffe und die flüssigen Stoffe gemeinsam in einem Gas- tragen der Granalien dient. Dieser Gasstrahl wird vom strom dem Fließbett zugeführt. Gebläse 21 erzeugt, strömt durch die Leitung 22 in den

Zur Durchführung dieses Verfahrens dient eine Vor- 25 Sammelbehälter 20 und von dort durch das Austrags-

richtung mit einem vertikalen Gefäß zur Aufnahme des rohr 19 in das Fließbett 7.

Fließbettes, einer im Bereich des sich ausbildenden Um die Flüssigkeit im Fließbett 7 zu dispergieren, Bettes einmündenden Zufuhröffnung für die pulver- ist der Doppelrohrzerstäuber 6 eingebaut. Die dem förmigen Feststoffe, einer Düse zur Zufuhr von Flüs- Fließbett 7 zuzuführende Flüssigkeit wird dem Innensigkeit in das Bett und mit einem perforierten Verteiler- 30 rohr des Doppelrohres 11 mittels der Flüssigkeitsboden, welche gekennzeichnet ist durch ein in der Mitte pumpe 10 über die Leitung 10 a zugeführt, sodann des Verteilerbodens vertikal angeordnetes Austrags- mittels einer Düse zerstäubt und im Fließbett 7 durch rohr, das über eine Leitung mit einem Gebläse ver- Zerstäubergas verteilt, das vom Kompressor 9 erzeugt bunden ist. unddurchdasAußenrohrPadesDoppelrohresllströmt.

Vorteilhaft wird der Verteilerboden trichterförmig 35 Die fertigen Granalien, die im Fließbett eine beausgebildet, stimmte Größe erreicht haben, werden .durch ein

Um den obenerwähnten verstärkten Zirkulations- Austragsrohr 19 in den Sammelbehälter 20 abgeführt, fluß der festen Teilchen im Fließbett zu unterstützen, Das Austragsrohr 19 ist in der Mitte des Verteilerist es vorteilhaft, den Verteilerboden ganz oder teilweise bodens 16 vertikal angeordnet. Der Verteilerboden 16 trichterförmig rund um das als Einlaß für den Gas- 40 ist vorzugsweise trichterförmig ausgebildet, strahl dienende Austragsrohr anzuordnen. Um einen Kleine aus dem Gefäß 8 ausgetragene Teilchen, die verstärkten Zirkulationsfluß zu bewirken, können in Granalienkeime enthalten, werden mit Hilfe des bekannter Weise auch diejenigen Gase benutzt werden, Zyklons 2 aus dem Gas entfernt. Das Gas selbst wird die zum Eintragen der pulverigen Feststoffe dienen, abgesaugt und durch die Leitung 1 ins Freie geleitet, oder schließlich auch Gase, die seitlich in das Fließbett 45 Die abgeschiedenen Teilchen werden im Behälter 3 geeingeblasen werden. Erfindungsgemäß wird hbrzu sammelt und über die Zuführungsvorrichtung 4 und die jedoch der Gasstrahl benutzt, der gleichzeitig zum Leitung 5 wieder ins Fließbett 7 zurückgeleitet, selektiven Austragen der Granalien dient. . Der Gasstrahl zum selektiven Austragen der fertigen . Die vorliegende Erfindung kann auf verschiedenen Granalien wird mit einer definierten Strömungsgeindustriellen Gebieten angewendet werden. Beispiele 5° schwindigkeit durch die Leitung 19 dem Fließbett zu- . für pulverige Feststoffe sind Düngemittel (Super- geführt, nachdem er vom Gebläse 21 durch die phosphat, Ammoniumsulfat, Harnstoff usw.), Zement- Leitung 22 und den Sammelbehälter 20 geströmt ist. rohstoffmischungen und deren Stäube, Glasrohstoff- Dieser Gasstrahl hat noch die weitere Aufgabe, der mischungen, Kalk (Kalkstein und gelöschter Kalk), Feststoffteilchen im Fließbett die oben beschriebene Ton, Töpferrohstoffe, Schleifmittel (Siliciumcarbid, 53 verstärkte Wirbelbewegung zu verleihen. Ceroxyd, Aluminiumoxyd, Borcarbid,. Eisenoxyd, Die in den Sammelbehälter 20 ausgetragenen fertigen Dolomit und Glaspulver), Tonerde (Bauxit), synthe- Granalien werden sodann mittels der Dosiervorrichtische Kieselsäure, schwer schmelzbare Stoffe (Silikat- tung31 in den Fließbetttrockner 23 eingebracht. Dabei steine, Ton u. dgl.), keramische Pulver für die Atom- wird dem Gefäß 30 des Fließbetttrockners 23 ein heißer energietechnik (UO₂, UC und UN), Gießereisand, 60 Gasstrom, der vom Gebläse 26 erzeugt wird, über den Rohstoffe zur Eisenherstellung (Eisenerz und Koks), Gaserhitzer 27, die Leitung 28 und den Vertoilerboden pulverisierte Kohle, pulvermetalliirgische Stoffe (Me- 25 zugeführt. Die getrockneten Granalien werden durch talle, Legierungen und Metallverbindungen), anorga- die Austragseinrichtungen 24 ausgetragen. Das Abgas nische und organische Chemikalien usw. wird über die Abgasleitung 29 abgeführt.

Beispiele für die eingesetzten Flüssigkeiten sind S5

Wasser, andere anorganische und organische Flüssig- Patentansprüche:

keiten, Lösungen oder Emulsionen von organischen 1. Verfahren zum kontinuierlichen Granulieren

oder anorganischen Salzen od. dgl. und Suspensionen von pulverförmigen Feststoffen in einem Fließbett,

1 542

wobei eine Flüssigkeit im Innern des Bettes zerstäubt und durch seitliches Einblasen eines Gases im Fließbett eine verdünnte Zone geschaffen wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fließbett zusätzlich zum Gasstrom, der durch den Verteilerboden eingeführt wird, ein Gasstrahl durch , ein vertikal angeordnetes, dem Austrag der gebildeten Granalien dienendes Austragsrohr, das in der Mitte des Verteilerbodens liegt, zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die pulverförmigen Feststoffe und die flüssigen Stoffe gemeinsam in einem Gasstrom dem Fließbett zugeführt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einem vertikalen Gefäß zur Aufnahme des Fließbettes, einer im Bereich des sich ausbildenden Bettes einmündenden Zufuhröffnung für die pulverförmigen Feststoffe, einer Düse zur Zufuhr von Flüssigkeit in das Bett und mit einem perforierten Verteilerboden, gekennzeichnet durch ein in der Mitte des Verteilerbodens (16) vertikal angeordnetes Austragsrohr (19), das über ein? Leitung (18) mit einem Gebläse (17) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerboden (16) trichterförmig ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

ZEICHNUNGEN BLATT 1

Nummer:	1 542 527
Int. Cl.:	BOIj
Deutsche Kl.:	12 g, 1/01
Auslegetag:	15. Oktober 1970

¹V=ST

Ar

FIG.2

IO

24 009542/305