DE1667226C3 - Agglomerator - Google Patents
AgglomeratorInfo
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- DE1667226C3 DE1667226C3 DE1667226A DEP0043355A DE1667226C3 DE 1667226 C3 DE1667226 C3 DE 1667226C3 DE 1667226 A DE1667226 A DE 1667226A DE P0043355 A DEP0043355 A DE P0043355A DE 1667226 C3 DE1667226 C3 DE 1667226C3
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Description
Die Eirfindung betrifft einen Agglonierator, d. h., eine
Vorrichtung zur bildung von Agglomeraten aus
teilchenförmigen Stoffen. Aufgrund der Erfindung ergeben sich rasch losliche oder dispergierbare poröse
Agglomerate aus pulverförmigen Feststoffen.
Von der bisher zur Agglomerierung von Stoffen bekannten Vorrichtungen weist eine der günstigsten
Ausführungsformen ein oder mehrere horizontal gelagerte linear angeordnete Siebe auf, die mit einem
Motor in Verbindung stehen, der den Sieben Vibrationsbewegung erteilt, eine Einrichtung zur Zuführung von
pulverförmigem Material an einem Ende der vibrierenden Siebe und eine weitere Anordnung, um Feuchtigkeit
oder anderen kondensierbaren gasenthaltenden Dampf (im folgenden als Dampf-Gas bezeichnet) aufwärts
durch das erste der Siebe und ein Fließ-Trocknungsmedium durch ein darauf folgendes Sieb zu drücken.
Obgleich diese bisherigen Vorrichtungen für viele Zwecke sehr günstig waren, neigen Stoffe, die sehr so
leicht agglomerieren, zur Bildung klebriger oder gummiartiger Massen an den ausgesetzten Oberflächen
der Vorrichtung und verstopfen daher sowohl Leitungen als auch die Sieböffnungen. Die Bildung dieser
gummiartigen Massen beeinträchtigt nicht allein die Produktion geeigneter Agglomerate sondern setzt auch
wesentlich die Herstellungsgeschwindigkeiten herab. Darüber hinaus bröckeln Jie angesammelten Massen
gelegentlich ab und werden in das Endprodukt eingearbeitet. Auch ist das häufige Entfernen, Reinigen
und der Ersatz von Teilen, insbesondere der Siebe, notwendig. Dies ist besonders nachteilig, wenn der
gebildete Anwuchs auf den Sieben zäh und schwer zu entfernen ist oder aus einem toxischen chemischen
Material besteht. (>5
Die Aufgabe der Erfindung besteht in einem verbesserten Agglomerator, bei dem die Ansammlung
von Ablagerungen in der Vorrichtung bt-irädiiüch
herabgesetzt ist, die Verteilung der Agglomeriergase in der Agglomerierkammer verbessert ist, wodurch das
freie Durchströmen von Staub durch den Agglomerator herabgesetzt wird, der fähig ist. Produkte mit Agglomeriergasen
zu agglomerieren, die einen geringeren Feuchtigkeitsspiegel als die bisher verwendeten aufweisen,
bei dem die durchschnittliche Zeit innerhalb der er vor Bildung von Ablagerungen betrieben werden kann,
wesentlich ausgedeht ist, indem es ermöglicht wird, die Zusammensetzung, Temperatur und Feuchtigkeitsgehalt
des durch verschiedene Abteilungen des Agglomerators eingeführten Gases zu regeln, und in dem der
Strom des Agglomeriergases durch das Bett des zu agglomerierenden Produktes zuverlässig bei einer
relativ hohen Geschwindigkeit gehalten werden kann.
Der erfindungsgemälio Agglomerator, bestehend aus
einem umschlossenen Raum mit einer unteren, das Bett aus zu agglomerierenden Teilchen tragenden durchbrochenen
Gasdiffusionsfläche und aus unterhalb der unteren Gasdiffusionsfläche angeordneten Leitungseinrichtungen
zum Einblasen eines Gases durch di? Gasdiffusionsfläche, ist gekennzeichnet durch eine
obere, den oberen Teil des umschlossenen Raumes bildend;, durchbrochene Gasdiffusionsfläche und durch
mit der oberen Gasdiffusionsfläche verbundene Leitungseinrichtungen zum Einblasen eines Gases durch
die obere Gasdiffusionsfläche in den umschlossenen Raum unter Ausbildung einer Grenzschicht innerhalb
des oberen Teiles des Agglomerators.
Die Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung sowie den eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erläuternden Zeichnungen hervor,
worin
Fig. I eine Seitonansicht eines erfindungsgemäßen Agglomerators mit Trocknungseinrichtung,
Fig. 2 eine Draufsicht des crfindungsgemäßen Agglomerators
Fig. 3 einen Längsschnitt des Agglomerierabsehnitts
des Agglomerators in vergrößertem Maßstab bezüglich der Fig. I und 2und
Fig. 4 einen senkrechten Querschnitt in verkleinertem
Maßstab der Siebträgerstruktur und des Gasstromes entlang der Linie 4-4 der F i g. 3,
herstellen.
herstellen.
Vorzugsweise ist der Agglomerator dadurch gekennzeichnet,
daß die obere Gasdiffusionsfläche aus einem dachförmigen Sieb, das aus gewebtem Metalldraht oder
gesintertem Metall 'gebildet ist, besteht. Bevorzugt besteht das Metall aus rostfreiem Stahl. Vorzugsweise
ist eine Vibriereinrichtung mit dem abgeschlossenen Raum zur Bewegungserteilung verbunden.
Der hier verwendete Ausdruck »Agglomerierung« bedeutet die Bildung von Anhäufungen relativ kleiner
Einzelteilchen in c'en Teilchen, die an ihren Oberflächen klebrig gemacht wurden, um beliebige Berührung
miteinander eingehen /u können unter Bildung eines porösen spitzer.artigen Netzwerks und schließliche
Verfestigung der Bindungen zwischen den Teilchen an ihren Berührungspunkten. Die Teilchen werden vorzugsweise
in beliebiger Bewegung mit Be<.ug aufeinander innerhalb eines Fluidisierungsbette* zu der Zeit, da
sie in Berührung gebracht werden, gehalten. Die in der beschriebenen Weise erzeugten Agglomerate sind
durch d'j Bildung relativ lose zusammengedrängten
spitzenartigen Netiwerks mit einem ziemlich hohen Prozentgehalt offener Zwischenräume zwischen den
gebundenen Teilchen gekennzeichnet, und sie führen, wenn sie in eint Flüssigkeit gegeben werden, eine
augenblickliche Löslichkeit oder Dispergierbarkeit herbei. Sie unterscheiden sich deutlich von Kugeln,
Peliets, Tabletten oder gesinterten Massen, die durch Trommeibehandlung, Rollen, Verdichten u.dgl. hergestellt
werden, wobei die Teilchen relativ fest verdichtet und fest aneinander gebunden sind und eine glatte
Oberflächenschicht, die entweder aus zusammengepreßtem Material oder einer trockenen Oberflächenschicht
gebildet ist, aufweisen.
Gemäß der Erfindung weist der Agglomerator ein
Gehäuse mit einem Paar durchbrochener Gasdiffusionsflächen auf. Die erste dieser Flächen umfaßt eine
horizontale Teilchenträgerfläche, um die zu agglomerierenden
Teilchen als ein relativ dünnes gewöhnlich horizontal gelagertes Bett unmittelbar über sich zu
tragen. Die zweite Gasdiffusionsfläche bildet den Oberteil des Gehäuses, und ein Gasstrom durch die
obere Gasdiffusionsfläche liefert eine schützende Grenzfläche über der inneren Oberfläche des Gehäuses,
um ein Anhaften des angefeuchteten teilchenförmigen Materials an den Wänden des Agglomerators zu
verhindern. Eine Abzugshaube ist über der Außenseite der oberen Gasdiffusionsfläche angeordnet, und eine
Kammer wird zwischen Abzugshaube und der oberen Gasdiffusionsfläche begrenzt. Eine Gasquelle ist mit der 2^
Abzugshaube verbinden und das in den Abzug eingeführte Gas geht in die Kammer und on der
Kammer durch die obere Gasdiffusionsfläche, um eine schützende Grenzschicht aus Gas an der Innenseite des
Gehäuses zu bilden. Der Gasstrom durch die durchLro- v>
chene Trägerfläche verursacht eine Anfeuchtung der dem Agglomerator zugeführten Materialteilchen sowie
eine Haftung an deren Berührungspunkten.
Der Ausdruck »durchbrochen« bedeutet, das Öffnungen ausreichender Größe vorliegen, um den Durchgang
von Gas zu gestatten. Die öffnungen in der oberen
Gasdiffusionsfläche können in der Größe beträchtlich variieren. Ein durchbrochenes Bauteil kann somit ein
aus verwebtem Draht gebildetes Sieb, gesintertes Metall oder eine Vielzahl anderer Materialien umfassen. ^0
Die öffnungen können rund oder viereckig sein oder die
Form länglicher Schlitze aufweisen, oder im Fall eines gesinterten Materials können sie Poren aufweisen, die
sich zwischen den gebundenen Teilchen erstrecken.
Die Porosität der oberen Gasdiffusionsfläche kann beträchtlich variiert werden und wird nicht als kritiscn
erachtei, vorausgesetzt die Poren sind klein genug, so
daß der Gasstrom in die Agglomerierzone ziemlich gleichmäßig ist. Um die Strömung von Schutzschichtgas
in den Agglomerator nur an solchen Punkten zu verhindern, wo das Gas durch die Abzugshaube
eingeführt wird, wird es bevorzugt, daß ein geringer Rückdruck innerhalb der Kammer vorliegt, d. h. eine
geringe Druckdifferenz sollte über der oberen Diffusionsfläche vorliegen. Auf diese Weise wird die
Strömung durch sämtliche Teile der oberen Gasdiffusionsfläche relativ gleichmäßig und folglich wird die
Schutzschicht gleichmäßig verteilt, wodurch die unerwünschte Ablagerung von angefeuchtetem pulverförmigem
Material an jedem beliebigen Punkt des Siebes verhindert wird. Obgleich viele durchbrochene Materialien
zur Bildung der oberen Gasdiffusionsfläche verwendet werden können, erwies sich ein gewebtes
Sieb, wie z. B. ein geknüpftes Drahtsieb mit Sieböffnungen von 840 bis 74μ, das aus Draht von 0,025 cm an der 6s
einen Seilte und 0,024 cm an der anderen Seite bestand, als zufriedenstellend. Die Sieböffnungen lagen bei etwa
0,018 CiVi imiiicrciM Durchmesser.
Ein überhitzter Dampf oder ein »gasförmiges Gemisch«, welches einen überhitzten Dampf enthäli,
geht aufwärts durch das durchlässige Trägermedium oder Sieb der Vorrichtung, um die Oberflächen der
Teilchen klebrig zu machen. Der Dampf enthalt vorzugsweise ein Gas, das in der folgenden Beschreibung
und den Ansprüchen im wesentlichen ein Inertgas bedeutet, welches als Träger dient, im Gemisch mit
einem kondensierbaren Agglomerierdampf, obgleich in einigen Fällen kein Verdünnungsgas notwendig ist. Der
Dampf wird im folgenden mit Dampf-Gas bezeichnet. Das Dampf-Gas liefert Wärme an die /u behandelnden
Feststoffe und stellt vorzugsweise die Kraft /ur Verfugung, die notwendig ist, um das Feststoffbett /11
fluidisieren oder ausreichend /u bewegen, um die Feststoffteilchen in dem Bett teilweise suspendiert und
dispergiert zu halten. Das Inertgas wirkt als Verdun nungsmittel für den kondensierbaren Dampf, und der
Anteil an Inertgas in dem Gemisch bestimmt den Sättigungspunkt des Gemisches. Das notwendige
Inertgas ist in den meisten Fällen nicht den Oberflächen der /u agglomerierenden Teilchen innerhalb des
angewendeten Temperaturbereichs kondensierbar oder absorbierbar und ist gegenüber dem behandelten
Material inert. Dampf, der entweder kondensieib.ir
oder absorbierbar an den Oberflächen der /ti agglomerierenden
Teilchen innerhalb des Temperaturbereichs ist, bewirkt die Bildung von Klebfilmen. so daß die
Teilchen aneinander haften. Der Dampf wird in das Gas eingeführt, um ein Gas/Dampf- Verhältnis herbeizuführen,
das innerhalb des angewendeten Temperaturbereichs eine Oberflächenkondensation und/oder Absorp
tion des Dampfes auf den Teilchen in der oberen /one oder Schicht des Bettes aus sich bewegenden Teilchen
herbeiführt.
Das »Dampf-Gas« besteht entweder aus kondensier baren Dämpfen allein in überhitzter form oder .ms
überhitzten und kondensierbaren Dampfen im Gemisch
mit dem praktisch nicht kondensierbaren I rägergas.
Wo im folgenden der Ausdruck »Huidisierung«
verwendet wird, soll die allgemeine Bedeutung dieses Ausdrucks nicht nur den Zustand oder die Bedingung
einschließen, die in der Verfahrenstechnik als »Huidisie
rung« pulverförmiger Feststoffe bekannt ist. sondern ebenfalls einen Zustand, in dem die Feststoffteilchen
teilweise in dem gasförmigen Gemisch durch mechani sehe Bewegung, Vibration oder andere Mittel zu einem
Ausmaß suspendiert sind, das notwendig ist, um sie 111
ähnlicher Weise wie eine Flüssigkeit strömen zu lassen.
Die Vorrichtung wird im folgenden im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben
und erläutert. Es sei bemerkt, daß das gleichmäßig eingeführte pulverförmige Material in Form eine1.
Bettes fluidisiert wird, das längs einer vorbestimmten im allgemeinen horizontalen Bahn in der dargestellten
Vorrichtung weiter bewegt wird. Das aus der unteren Kammer zugeführte überhitzte Dampf-Gas fließt
aufwärts durch das durchlässige Trägermedium oder Sieb und durch das darüber befindliche bewegliche Bett
und wird anfangs bei einer Temperatur beträchtlich über der Sättigungstempentur des verwendeten
Dampf-Gases gehalten, was später au·, ilen in der
Beschreibung angegebenen Temperaturbereichen her vorgeht. In dem aufwärtsgehenden Strom des Dampf
Gases wird die Überhitzung durch die darunterliegende oder innere Schicht des Bettes aus fluidisiertem Pulver
verteilt und erhitzt dieselbe bis zu den angewendeten Temperaturen und nach Kondensation und/cdi-r Ah-
sorption auf den Oberflächen erfolgt aufgrund der Verteilung der Überhitzung Kondensation im oberen
Teil des Flicßbelts und vorzugsweise in einer Schicht einer Dicke des Mehrfachen der Dicke der trockenen
Unterschicht, was eingehender in Verbindung mit I'ig. 1 erörtert wird. Das Kondensat an den Oberflächen
der Teilchen bewirkt, daß die Oberflächen erweicht und haftend werden, so daß die Agglomerierung
in der oberen Zone mit der raschen Bewegung und Dispersion der Teilchen, die durch kontinuierliche ,„
lluidisierung des FTicßbcttmaterials fortschreitet.
Ils wird bevorzugt, daß die Temperatur der
Überhitzung des Dampfes ausreichend hoch über dem Sättigungspunkt des Dampf-Gases liegt, um eine
Kondensation und/oder Absorption des Agglomericrungsdampfcs
nahe am oder auf dem porösen Medium oder Sieb zu verhindern.
V.S können zahlreiche Verfahren angewendet werden, um das Material durch die Vorrichtung zu fördern,
beispielsweise Vibration, Förderbänder, Schwerkraft ti. dgl. Vibration kann dazu verwendet werden, um die
Dispcrgicrung der Teilchen zu unterstützen.
Die Dispcrgicrung und Bewegung der festen Teilchen (pulvcrförmigc und anfängliche Agglomerate) und die
Wirksamkeit der im ersten Behandlungsabschnitt und in dem zweiten oder Trocknungsbehandlungsabschnitt
durchgeführten Agglomerierung werden durch die rasche kurzhubige Vibrierung der Vorrichtung wesentlich
gesteigert, wobei vorzugsweise die Vibration des durchlässigen Trägermediums oder der Siebe in einer j0
Richtung erfolgt, welche die Resultierende aus zwei Kräften, einer parallel zur Bewegungsrichtung und einer
senkrecht zur Oberfläche des Siebes ist. F'alls in dem
Agglomerator gewisse Anteile der einzelnen Pulvertcildien
oder zusammenheftende Mchrfachteilchen in der oberen die klebenden Oberflächenfilme tragenden
Schicht in der sich ergebenden Dispersion abwärts wandern, treffen sie auf trockene erhitzte Teilchen, die
darunter liegen und nehmen eine Anzahl davon in ihrer nachfolgenden im allgemeinen sich längserstreckenden
Bewegungsbahn auf.
Die durchlässigen Trägerbauleüe oder Siebe können aus irgendeinem zahlreicher Materialien gefertigt sein,
die gegenüber Agglomeriergasen durchlässig sind, jedoch sind Metallstäbe od. dgl. besonders vorteilhaft,
da sie fest sind und daher weniger zur Abnutzung neigen als die bisher benutzten Siebe aus flexiblem Glasgewebe.
Während Metallsiebe beispielsweise genannt werden, ist es klar, daß die Siebe aus anderen Materialien
hergestellt sein können, beispielsweise aus Glas, Keramik oder Polytetrafluorethylen. Die letzteren
Materialien sind zur Verwendung mit hochkorrosiven Materialien bevorzugt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erwies sich zur Agglomerierung einer großen Vielzahl von Materialien
geeignet, wobei geringe Neigung zur Verstopfung eintrat. Die Vorrichtung zeichnet sich durch zuverlässige
Leistungsfähigkeit während langer Zeiträume und durch die Herstellung eines gleichmäßigeren Produktes
aus.
In den F i g. 1 bis 4 ist eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung dargestellt Das Agglomeriergerät umfaßt ein Gehäuse 30 mit einem Produkteinlaß an der
rechten Endseite und einem Produktauslaß an der linken Endseite. Die angewandte Vibrierbewegung, die z. B.
zum Transport der Teilchen durch die Vorrichtung angewandt wird, wird an das Gehäuse 30 mittels eines
geeigneten Vibriergerätes, beispielsweise eines mit Motor betriebenen Vibriergerätes 34, erteilt. Das
Agglomeriergerät 30 wird von einem Rahmenwerk 8 gehalten, das aus vier aufrechtstehenden Bauteilen 10
aufgebaut ist, wovon zwei gezeigt sind. An der Oberseite der aufrechtstehenden Bauteile 10 sind hohle,
mit Luft gefüllte Kautschukunterlagen 12 befestigt. Auf der oberen Oberfläche der Unterlagen 12 ruhend sind
vier waagerecht angebrachte Klammern 16 vorhanden, die an den Seiten eines sich horizontal erstreckenden,
längsgestreckten Rahmenbauteils 12 befestigt sind. Sich nach aufwärts von einer geneigten Achse nach rechts,
wie in F i g. 1 ersichtlich, erstreckend, ist ein Paar von elastischen Schwebehaltungsbauteilcn 26 angebracht,
deren aufwärts gerichtete Enden an dem unteren Teil des Agglomeriergefäßes 30 befestigt sind. Die Visiereinrichtung
34 kann vorn irgendeiner geeigneten Konstruktion sein, jedoch erwies sich eine Vibriereinrichtung,
die ein exzentrisches Bauteil, wie das exzentrische Gewicht 35 hat, als sehr zufriedenstellend.
Das Trocknungs- und Kühlgehäuse 33, das nachfolgend ausführlicher beschrieben wird, wird zwecks
Vibrierbewegung in der gleichen Weise, wie das Agglomcriergefäß 30 gehalten. Dort ist demzufolge ein
Paar von Ständern 41 und 43 vorhanden, an deren aufwärts gerichteten Enden elastische Elemente 12
befestigt sind. Sich horizontal erstreckende Klammern sind auf den Elementen 12 befestigt. Ein sich längs
erstreckender Rahmenbauteil 15 wird von den Klammern 14 getragen. Eine Mehrzahl von elastisch
befestigten Bauteilen 24 ist auf dem Rahmenbauteil 15 befestigt. Die Bauteile 24 können aus Faserglas oder
Stahl zusammengesetzt sein und die gleiche Konstruktion wie die Bauteile 26 besitzen. Die aufwärts
gerichteten Enden der Bauteile 24 sind an der unteren Oberfläche des Gehäuses 33 befestigt. Die Vibrierung
wird dem Rahmenbauteil 15 mittels eines weiteren Motors und eines exzentrischen Gewichtes 34 in der
gleichen Weise, wie beim Agglomeriergefäß, erteilt.
Das Agglomeriergehäuse 30 enthält eine gekrümmte Oberwand oder Deckel 66, Seitwände 70 und Bodenwand
72. Die Seitwände 70 des Gehäuses sind in einen oberen Abschnitt 70a und einen unteren Abschnitt 704
(Fig.4) unterteilt, die voneinander getrennt werden können, wenn das Agglomeriergehäuse geöffnet wird.
Die Bodenwand 72 und die Wände 706 bestehen aus zwei im Abstand befindlichen Schichten eines Blechoder
Bandmetalles, die durch ein geeignetes Isoliermaterial 74 getrennt sind, beispielsweise eine wärmebeständige
geschäumte Kunststoffisolierung. Das Agglomeriergehäuse 30 enthält Endwände 75a und 75fe
Etwas im Abstand von der inneren Oberfläche des Deckels 66 befindet sich eine Gasdiffusionsoberfläche,
die aus einem Sieb 76 gebildet wird. Die in das Agglomeriergefäß durch das Sieb 76 kommende Luft
bildet eine Grenzschicht an deren innerer Oberfläche. Das die Grenzschicht bildende Gas wird durch seitliche
Einlaßleitungen 77, wie in den Fig.3 und 4 ersichtlich,
eingeleitet Wie ebenfalls aus den Fig.3 und 4
ersichtlich, ist eine Auslaßleitung 79 mit dem oberen Zentralteil des Siebes 76 verbunden. Demzufolge wird
das innerhalb der Agglomeriervorrichtung unter Einschluß der Grenzschicht vorhandene Gas durch das Sieh
76 eingeführt und durch die Leitung 79 abgeführt Rechts von der Auslaßleitung 79, wie in Fig.3
ersichtlich, befindet sich eine Produkteinlaßleitung 78 die mit einem Sternventil 80 zum Einleiten des
pulverförmigen Materials 82, das zu agglomerieren ist
ausgestattet ist.
Das pulverförmige Material 82 läuft während des
Betriebes nach abwärts von dem Ventil 80 durch eine Leitung 84 und auf eine geneigte Rutsche oder Rampe
86. Das nach abwärts über die Rampe 86 fallende Material geht durch eine Einlaßöffnung 89 in das
Agglomeriergehäuse 30 und auf ein Agglomeriersieb 90 sowie ein Vorerhitzungssieb 92. Am stromabwärts
liegenden Ende des Siebes 92 ist eine Rampe 93 vorhanden, die sich horizontal durch eine Muffe 32
erstreckt, um das frisch agglomerierte Material zu einem Trockner von irgendeiner geeigneten und
üblichen Konstruktion zu fördern.
Das Agglomeriersieb 90 und das Trocknungssieb 92 bestehen aus einer Mehrzahl von sich längs erstreckenden,
im Abstand voneinander stehenden Barren 98, die am Querbarren 100 befestigt sind, wobei die letzteren,
beispielsweise durch Schweißen, auf identischen parallelen Seitenplatten 104 fest befestigt sind, wovon eine in
F i g. 1 gezeigt ist.
Das Agglomeriergefäß 30 ist auch mit einer Mehrzahl von sich längs erstreckenden, nach seitwärts ausgedehnten
Einlaßöffnungen 128 ausgestattet, wovon eine an der rechten Seite mit einer Quelle für eine Agglomerieratmosphäre
verbunden ist und die anderen beiden mit einer Quelle für das Trocknungsgas, beispielsweise
erhitzte Luft, verbunden sind. Die Siebe 90 und 92 können gewünschtenfalls mit einer nicht-haftenden
Substanz, beispielsweise Polytetrafluoräthylen, überzogen sein. Die durch die öffnung 128 rechts eingeführte
Agglomerieratmosphäre wird im folgenden näher beschrieben.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Agglomerieratmosphäre aus einem
Gemisch eines Trägergases und Wasserdampf, wobei gegebenenfalls Feuchtigkeit in Form von suspendierten
Tröpfchen vorhanden sein kann. Eine andere Form eines Agglomeriergases besteht aus einem Trägergas
ohne Wasserdampf, das auf eine ausreichende Temperatur, um eine beginnende Schmelzung der Teilchen des ^o
pulverförmigen Materials, die zu agglomerieren sind, zu
ergeben erhitzt ist. In diesem Fall besteht das Agglomeriergas aus erhitzter trockener Luft, so daß das
pulverförmige Material während des Agglomerierverfahrens auf den Punkt erhitzt wird, wo dessen
Oberflächen klebrig sind und aneinanderhaften, wenn die Teilchen einander berühren. Das durch die
Leitungen 77 eingeleitete Trennschichtgas kann eine gleiche oder eine unterschiedliche Zusammensetzung
gegenüber dem Agglomeriergas besitzen. Es kann z. B. aus heißer, trockener Luft bestehen.
Das kombinierte Trocknungs- und Kühlgehäuse wird in Verbindung mit den F i g. 1 und 2 nachfolgend
beschrieben. Wie aus den Figuren ersichtlich, umfaßt das Gehäuse 33 sich nach aufwärts erstreckende und
zentral geneigte Oberwandteile 50 und 52. parallele Seitwände 54 und eine zentral und nach aufwärts sich
erstreckende Auslaßleitung 56. Innerhalb des Gehäuses 33 befindet sich eine horizontal angebrachte, sich längs
erstreckende Gasdiffusionsoberfläche, beispielsweise
ein Sieb 58, wie in F i g. 1 gezeigt. Im Abstand von den
Oberwandteilen 50 und 52 befindet sich eine zweite Gasdiffusionsoberfläche, beispielsweise ein Sieb 59.
Eine Mehrzahl von Leitungen 61 ist mit dem oberen Teil der Wand 54 verbunden, so daß ein Gas zu dem
Gehäuse 33 zugeführt wird, welches während des Betriebes durch das Sieb 59 in einen Raum zwischen
dem Sieb 59 und dem Sieb 58 strömt Während des Betriebes wird ein relativ heißes, trockenes Gas,
beispielsweise erhitzte Luft, durch Leitungen 53 zur Trocknung der agglomerierten Teilchen eingeleitet,
welche von rechts nach links, wie in den Figuren ersichtlich, auf der oberen Oberfläche des Siebes 58
gehen. Ein relativ kühles Gas wird durch eine Mehrzahl von Leitungen 55 zur Kühlung der Agglomerate
eingeführt. Diese Gase laufen nach aufwärts durch das Sieb 58 und werden durch die Leitung 56 abgelassen.
Bevor diese Gase abgesaugt werden, werden sie mit dem durch das Sieb 59 eingeleiteten Gas vermischt. Die
Agglomerate werden durch Auslaßöffnungen 60 und 62, ersichtlich in F i g. 1, abgesaugt. Das durch das Sieb 59
laufende Gas verhindert in wirksamer Weise eine Abscheidung des Materials und unterstützt die Verminderung
der Menge an abgetriebenem Staub und ergibt weitere Vorteile, die in Verbindung mit dem Agglomeriergerät
30 beschrieben sind.
Im folgenden wird der Betrieb des Agglomeriergerätes
30 beschrieben. Zu Beginn des Verfahrens werden beide Vibriereinrichtungen 34 in Betrieb genommen und
so eingestellt, daß sich eine Vibrierung von der erforderlichen erforderlichen Frequenz und Schlaglänge
ergibt. Die Agglomerieratmosphäre und das Trocknungsgas werden durch die Leitungen 128
eingeführt. Ein Gas von irgendeiner gewünschten Zusammensetzung und Temperatur wird durch die
Leitungen 77 eingeleitet. Das Trocknungsgas kann z. B.
aus erhitzter trockener Luft bestehen.
Das Sternventil 80 wird dann in Betrieb genommen, wodurch das pulverförmige, zu agglomerierende Material
nach abwärts auf die Rutsche 86 fällt. Wenn das pulverförmige Material von der Rutsche nach abwärts
fällt, läuft es zuerst über die rechte Endseite des Agglomeriersiebes 90. Wenn das pulverförmige Material
über das Sieb 90 geht, wird es in einen Zustand von wahlloser Vibrierung gebracht, dessen Wirkung zusammen
mit der von oben eingeführten Luft ein Fluidisierbett 130 einschließlich eines Teiles 132 bildet,
welcher aus einem Gemisch von agglomerierten Teilchen und nicht-agglomerierten Teilchen oberhalb
einer mit A bezeichneten Linie besteht. Unterhalb der Linie A befindet sich ein Teil, der völlig aus
nichtagglomerierten Teilchen besteht. Unterhalb der mit B bezeichneten Linie besteht das Fließbett 130 aus
einem Teil 136, der praktisch vollständig aus agglomerierten Körpern besteht. Diese agglomerierten Körper
wandern nach links, wie in F i g. 1 ersichtlich, über ein Sieb 92, wo die Agglomerate teilweise getrocknet
werden. Sie gehen dann auf die Rampe 93 und in die Trocknungs- und Kühlvorrichtung 33, falls eine weitere
Trocknung erforderlich ist.
Obwohl die dem Trägersieb des Agglomeriergefäßes erteilte Bewegung als geneigte Linearvibrierung beschrieben
wurde, kann die Richtung und der Verlauf der Vibrierung gewünschtenfalls von einer horizontalen
Linearbewegung zu einer schleifenförmig nach abwärts in Richtung des Weges der Teilchen gerichteten
Linearbewegung oder einer schleifenförmig nach aufwärts in Richtung der Teilchen bei ihrem Lauf über
das Sieb gerichteten linearen Vibrierbewegung geändert werden. Die durch das Unterlagesieb strömenden
Gase oder die Luft tragen an den Knotenpunkten die Produktteilchen nicht in Suspension, und infolgedessen
werden größere Anteile des Produktes an diesen Punkten als an anderen Punkten des Agglomeriersiebes
abgeschieden. Durch Einstellung des Verlaufes der Richtung der Vibrierung in dieser Weise wird es
möglich, das Aufschlagen der Teilchen gegen das Sieb oder an den Knotenpunkten auf dem Sieb, die durch das
Auftreten eines Produktaufbaues charakterisiert sind, zu vermindern oder zu vermeiden.
Es wurde festgestellt daß die Möglichkeit der Einführung eines Agglomeriergases durch den oberen
Teil des Behälters, d. h. durch die obere Gasdiffusionsoberfläche 76 eine bessere Verteilung der Agglomerieratmosphäre
in der Agglomerierkammer ergibt, wodurch die freie Staubströmung aus der Vorrichtung
durch die Leitung 79 zu den Zyklonen oder Staubfiltern vermindert wird. In einigen Fällen kann die Agglomerierung
bei relativ niedrigeren Feuchtigkeitswerten durchgeführt werden. Wenn dies erfolgt, wird die Ausbildung
von unerwünschten Abscheidungen in dem Ägglome- ,5
riergefaß verringert. Darüber hinaus wird die Zeitdauer,
während welcher die Vorrichtung betrieben werden kann, ohne daß das Sieb 90 verstopft wird, größer als in
dem Fall, wo ohne Verwendung eines Grenzschichtgases gearbeitet wird.
Die Porosität der Siebe 76 und 59 kann variiert werden, so daß die Erfordernisse des zu verarbeitenden
Materials erfüllt werden. Wenn z. B. ein Druckabfall im Bereich von etwa 0,07 bis etwa 0,35kg/cmJ bei
Strömungsgeschwindigkeiten von 0,14 bis 0,28 m3 je
Minute je 0,093 m3 Siebbereich gewünscht wird, werden gesinterte rostfreie Stahlbleche mit Öffnungen von etwa
!5μ verwendet. Falls andererseits der Druckabfall im Bereich von etwa 0 bis 0,4 kg/cm2 bei Strömungsgeschwindigkeiten
im Bereich von 0,28 bis 4,0 m3 je Minute je 0,093 m3 des Siebes liegen soll, kann die durchschnittliche
Öffnungsgröße etwa 20μ betragen. Wenn der Druckabfali über das Sieb unterhalb 0,093 kg/m3 bea
Strömungsgeschwindigkeiten bis hinauf zu 4,6 m3 je Minute je 0,093 m3 der Siebfläche verbleiben soll, kann
ein gesintertes rostfreies Stahlsieb mit Öffnungen von etwa 35μ verwendet werden.
Das durch die obere Gasdiffusionsoberfläche geführte Gas kann entweder aus einem relativ trockenen Gas
mit keinen Agglomeriereigenschaften bestehen, oder es kann als Hilfsagglomeriergas mit einem ausreichenden
Feuchtigkeitsgehalt oder Wärmegehalt, zur Ausbildung eines Agglomeriereffektes wirken. Falls ein speziell zu
behandelndes Material eine relativ niedrige Feuchtthermometertemperatur zur geeigneten Handhabung erfordert
wird ein relativ trockenes Gas durch das obere Gasdiffusionssieb 76 angewandt. Falls andererseits eine
relativ hohe Feuchtigkeit zur Begünstigung der Agglomerierung notwendig ist, wird ein relativ feuchtes
Gas durch das Gasdiffusionssieb 76 geführt.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele weiter erläutert.
Natriumtricalciumacetat wurde in der Vorrichtung
nach den F i g. 1 bis 4 agglomeriert Das Material wurde zuerst zu einem feinen Pulver in einem Schleifgerät vom
Hammermühlen-Typ mit einem Fischgrätsieb mit
40
45 Öffnungen von 0,089 cm gemahlen.
Der Rotor des Mahlgerätes wurde mit 5600 Umdrehungen je Minute betrieben.
Sowohl das Vibriergerät für die Agglomeriereinrichtung als auch für den Trockner wurden mit etwa 725
Umläufen je Minute bei einem Hub von 9,5 mm betrieben. Die Agglomerieratmosphäre hatte einen
Druck von 30,5 cm Wasser. Sie bestand aus einem Gemisch von erhitzter Luft und Dampf mit einer
Feuchtthermometertemperatur von etwa 85° C und einer Trockenthc. mometertemperatur von 382° C. Das
Trocknungsgas wurde mit einer Geschwindigkeit eingeführt, die notwendig war, um einen Druck von
25,4 cm Wasser in den Leitungen 77 auszubilden. Die Trockenthermometertemperatur des durch Leitung 77
eingeführten Gases sowie dessen Feuchtthermometertemperatur waren die gleiche wie diejenige des durch
Leitung 128 eingeführten Agglomeriergases.
Das ?.u agglomerierende Materia! wurde in das Agglomcriergefäß in einer Menge von etwa 68 kg/Stunde
eingeführt. Nur eine äußerst geringe Menge des Materials sammelte sich auf der Innenoberfläche des
Siebes 76 an.
Ein sprühgetrocknetes Tomatenpulver wurde, wie in Beispiels 1, agglomeriert, jedoch das durch die
Leitungen 128 und 77 eingeführte Gas mit einer Feuchtthermometertemperatur von 57° C und einer
Trocken thermometertemperatur von 96° C verwendet.
Das Vibriergerät wurde mit etwa 750 Gängen je Minute bei einer Hubhöhe von 19,05 mm verwendet.
Das gepulverte Tomatenprodukt wurde, nachdem es in einem Pulverisiergefäß mit einem mit runden Öffnungen
von etwa 4,7 mm ausgestatteten Sieb vermählen worden war, in das Agglomeriergefäß durch die Leitung
82 eingeleitet. Obwohl das Tomatenpulver auf Grund seines hygroskopischen Charakters eine Neigung zum
Verstopfen von Leitungen und Zyklonen besitzt, fand nur eine sehr geringe Produktansammlung innerhalb
des Agglomeriergerätes selbst statt. Die Hauptmjnge der fertigen Agglomerate hatte eine Größe im Bereich
von etwa 2 bis 6 Maschen. Das fertige Produkt zeigte ausgezeichnete Rehydratisierungseigenschaften bei Zusatz
von Wasser.
Ein getrockneter Sojabohnen-Milchersatz wurde, wie
in den Beispielen 1 und 2, mit einer Agglomerieratmosphäre agglomeriert, die aus einem Gemisch von
erhitzter Luft und Dampf mit einer Feuchtthermometertemperatur von 89° C und einer Trockenthermometertemperatur
von 121° C für beide Gaszuleitungen bestand. Der Druck innerhalb der Leitung 128 betrug
0,15 cm Wasser und derjenige der Leitung 77 0,76 cm Wasser. Die Hauptmenge der fertigen Agglomerate
hatte eine Größe zwischen 8 und 16 Maschen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Agglomerate»-, bestehend aus einem umschlossenen
Raum mit einer unteren, das Bett aus zu agglomerierenden Teilchen tragenden durchbrochenen
Gasdiffusionsfläche und aus unterhalb der unteren Gasdiffusionsfläche angeordneten Leitungseinrichtungen zum Einblasen eines Gases durch die
Gasdiffusionsfläche, gekennzeichnet durch eine obere, den oberen Teil des umschlossenen
Raumes bildende, durchbrochene Gasdiffusionsfläche (76) und durch mit der oberen Gasdifäisionsfläche
verbundene Leitungseinrichtungen (77) zum Einblasen eines Gases durch die obere Gasdiffusionsfläche
in den umschlossenen Raum unter Ausbildung einer Grenzschicht innerhalb des oberen
Teiles des Agglomerators.
2. Agglomerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Gasdiffusionsfläche
(76) aus einem dachförmigen Sieb, das aus gewebtem Metalldraht oder gesintertem Metall gebildet ist,
besteht.
3. Agglomerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall rostfreier Stahl ist.
4. Agglonierator nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vibriereinrichtung (34) mit
dem umschlossenen Raum verbunden ist.
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