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"Einrichtung zum Durchführen kontinuierlicher Fluidprozesse bzw. Hydrofluidprozesse"
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Durchführen kontinuierlicher
Fluidprozesse bzw. Hydrofluidprozesse mit zeitlich regelbaren Durchgang des fluidisierten
Materials sowie des Arbeitsmediums.
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Nit den bisher bekannten kontinuierlich arbeitenden Sohwebobett-Einrichtungen
für thermische sowie chemische Behandlung verschiedener Stoffe und Materialien ist
es nicht zu ermöglichen, die behandelten Stoffe und Materialien im Schwebebett im
Arbietaraum während einer beliebigen Zeit und unter veränderlichen Druck- und Temperaturbedingungen
auf der Durchflußgeschwindigkeit des Fluidmediums unabhängig aufrechtzuerhalten,
um eine meist vorteilhafte gewiinsohte Berührungszeit zum Brreichen eines maximalen
Ergebnisses su sichern.
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Bei den bisher bekannten Schwebebett-Einrichtungen geht beim Trocknen
der Chemikalien, beispielsweise beim Trocknen des ungesiebten Plastmassensplittes,
eine bestimmte Menge von nichtausgetrockneten
kleineren Teilchen
über das Wehr, während in bestimmten Teilen des Raumes der Schwebebett-Einrichtungen
ein erh@blicher Teil der übertrockneten Teilchen verbleibt und dort umläuft.
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Als eine fortschrittliche Lösung des Problems können im Vergleich
mit den erwähnten Einrichtungen solche Schwebebett-Einrichtungen angesehen werden,
bei denen der Durchgang des behandelten Materials sowie des Arbeitsmediums zeitlich
regelbar ist. Der Arbeitsraum dieser Einrichtungen ist in mehrere bewegliche, senkrechte
Abteilungen geteilt, was somit eine vorteilhafte Benutzung dieser Einrichtungen
nicht nur zum Durchführen physikalischer Vorgänge, sondern auch für physikalisch-chemische
sowie chemische Operationen ormöglicht.
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In einigen speziellen Fällen, wenn zum Beispiel die Materialien mit
einem außerordentliche hohen Feuchtigkeitsgehalt in den Einrichtungen der oben beschriebenen
Bauart behandelt werden, oder wenn im Verlauf des Schwebebett-Prosesses sich es
als erfordelich zeigt, in den Prozess weiters Stoffe einzuführen, ist festzustellen,
daß die beschrieben Einrichtung den Anforderungen nicht gerecht wird.
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Die Aufgabe nach der Erfindung beruht auf der Verneidung dieser Nachteile.
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Die Lösung dieser Aufgabe soll mittels der erfindungsgemäßen @@@@@@tung
beseitigt werden, die aus einem zylindrischen Mantel mit einer waagerechten Achse
besteht, wobei an einem Ende dieses Mantels in dessen oberen Teil ein Verbindungsstutzen
zum Auführen des Materials zur Fluidation vorgesehen ist und am anderen gegenüberliegenden
Ende im unteren Teil des Mantels ein Auslaßstutzen zum Abführen des behandelten
Materials angeer@@et ist. Die erfindungsgemäße Einrichtung besteht des weiteren
aus einer drehbaren bzw. verschiebar gelagerten, in der Achse des Mantels angebrachten
Welle, auf der senkrecht zu ihrer Achse mindetens eine bis zur Innenwand des Mantels
reichende und den Arbeitsraum in Abteilungen teilenden Scheidewand angeerdnet ist,
wobei der mit der Kanner für das Verteilen des Arbeit@@@diums verbundene untere
Teil der Wand des zylindrischen Mantele mit Öffnungen verschen und der mit einer
Kammer für den Abzug des Gases verbundene obere Teil der Wand des zylindrisehen
Mantels obenfalls mit Öffnungen versehen ist.
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Dei einer anderenAusführung der erfindungsgemäßen Einrichtung @@@
die Scheidewand mit einer Öffnung, vorteilhaft mit einem Auss@@itt in der Fern eines
Kreissektors versehen, wobie länge der Kante dieser Öffnung einem Schaufel senkrecht
zu der S@@@@wand befestigt ist.
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Dei einer weiteren unterschiedlichen A@sführung ist die Schei-@@wand
radial durchgeschnitten und ein Teil dieser Scheidewand
längs des
Schnittes in der Pora einer Schraubenlinie ausgeftihrt Bei einer anderen Ausführungder
erfindungsgemäßen Einrichtung besten t die Scheidewand aus eines halbkreisförmigen,
auf der Welle lose angezogenen und durch den Bogenteil seines Umfanges mit der Innenwand
des zylindrischen Mantels in der oberen bss.
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unteren Hälfte des Mantels fest verbundenen Teilstück sowie aus einem
anderen mit der Welle fest verbundenen und mit dieser drehbaren und axial verschiebbaren
Teilstück.
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Bei einer wiederum geänderten Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung
besteht die Scheidewand aus einem halbkreisförmigen an seiner Stirnfläche mit einem
Anschlagstück versehenen, mit en der Welle fest verbundenen und mit dieser drehbar/und
axial verschiebbaren Teilstück und aus einem anderen halbkreisförmigen, auf der
Welle drehbar gelagerten Teilstück, wobei auf der Welle die die Position des anderen
halbkreisförmigen Teilstückes abgrenzenden FAhrungaringe befestigt sind.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, daß die Kammer für das Verteilen
des lrbeitsaediums durch die Scheidewände in mehrere Abteilungen geteilt ist, von
denen jede Abteilung gant unabhXngig mit einer selbständig@@ geregelten Zufuhr des
Arbeitsmediums versehen ist und die Kammer für den Abzug des Gases mittels Soheidewände
in mehrere Abteilungen geteilt ist, von denen jede Abteilung unabhängig mit einem
selbständigen Gas abzug und/oder
mit einem selbßtändigen Verbindungsstutzen
für die Zufuhr des zu behandelnden Materials versehen ist.
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Um in der Zone, in der der Schwebebett-Prozess unterbrochen werden
soll, eine Beruhigung des Schwebebettes zu erreichen, ist der mit der Kammer für
das Verteilen des Arbeitsmediums verbundene untere Wandteil des zylindrischen Mantels
in der entsprechenden Zone als Vollwand ausgeführt.
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Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den
Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Einrichtung im Querschnitt,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Einrichtung in axonometrischer Ansicht, Fig. 3 stellt
eine der Fig. 2 ähnliche Ausfürung der Einrichtung dar, jedoch mit einer anderen
Ausführung des Scheidewände-Systems, Fig. 4 das System der Scheidewände nach Fig.
3, in der ersten Arbeitsstellung dargestellt, Fig. 5 dasselbe System wie in Fig.
4 dargestellt, jedoch in einer weiteren Arbeitsstellung, Fig. 6 das scheidewände-System
in der letzten Arbeitstellunge Fig. 7 die erfindungsgemäße Hinrichtung in einer
Ausfühu. 8 rung mit einer unterschiedlichen Anordnung der Schaufol in zwei Arbeitsstellungen,
Fig.9, in Stir@ansicht die erfindungsgemäße Einrichtung 10 u. 11
nit
einem System von Paaren ton Scheidewänden in einer Ausführung mit Anschlagstücken
und zwar in drei Arbeit@tellungen, Fig. 12 eine Ausführung nach Fig. 9 in Seitenansicht,
Fig. 13 ein System, bei dem die Scheidewände radial zerschnitten und teilweise in
Form einer Schraubenlinie angeordnet sind, Fig. 14 ein Scheidewände-System, bei
dem die Scheidewände mit Ausschnitt und Schaufel versehen sind, Fig. 15 eine Ansicht
einer erfindungsgemäßen Einrichtung in zweistufiger Schaltung dargestellt und Fig.
16 die Anordnung nach Fig. 15, jedoch in Seitenansicht.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung besteht aus einem zylindrischen
Mantel 1, der in seinem Unterteil 2 mit Öffnungen versehen ist. Unterhalb des Unterteile
2 ist die Verteilungskammer 3 mit Scheidewänden 4 und Stutzen 5 für die Zufuhr des
Arbeitsmediums versehen. Am gegenüberliegenden Oberteil des Mantels (des Gefäßes,
Körpers) ist ein Teil der Wand analog perforiert, und oberhalb dieses Teiles ist
gleichfalls eine Kammer 6 für den
Abzug vnn Gas mit Scheidewänden
7 und Abzugsstutzen 8 für den Gasaustritt, du heißt fUr den Austritt des Fluidmediums
bzw.
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der Koaktionsprodukte angeordnet. Durch die scheidewände 4 der Verteilungskammer
3 sowie durch die Scheidewände 7 der Abzugskammer 6 wird diese Kammer in mehrere
Abteilungen geteilt, wobei durch diese Abteilungen die Zufuhr @sowie der Abzug des
Fluidmediums mit unterschi@@lichen Drnok tnad Temperatur in den sowie aus dem Arbeitsraum
erfolgt, der durch einen inneren Einbau in mehrere selbständige Abteilungen 10 geteilt
wird.
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Der innere Einbau des zylindrischen Mantels (Gefäßes, Körpers) besteht
aus einer in den an den stirnwänden des Mantels 1 befestigten Lagerungen 12 eingelagerten
Welle 11.
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Auf der Welle 11 sind die senkrechten Scheidewände 13 mit Öffnungen
14 und Schaufeln 15 (Fig. 14) oder mit schneckenförmigen Spalten (Fig. 13) angeord@net.
An der vorderen stirnwand ist ein Verbindungsstutzen zur Verbindung der Aufgab@einrichtung
18 für die Aufgabe des Materials in den ersten Arbeitsraum durchgeführt. An der
hinteren Stirnwand ist ein Austrittsstutzen 19 mit einer Entnahmeeinrichtung 20
vorgesehen.
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Ein andere Art des Durchganges des zu behandelnden Mäterials bzw.
des Regelns der Verweilzeit kann mittels einer einzigen and der Welle schraubenförmig
vorgesehenen Scheidewand gesichert verden.
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Bei einer anderen Ausführungsart sind auf der Welle 11 halbkreisförmige
Teilstücke 21 angeordnet und mit der Welle fest verbunden, die sich teilweise mit
ebenfalls halbkreisförmigen Teilstücken 22 ergänzen, die mit dem zylindrischen Oberteil
des Nantela fest verbunden sind. Die halbkreisförmigen Teilstücke 21 können mittels
der Welle 11 gedreht werden und nach und nach in die einzelnen Arbeitsstellungen
verschoben werden, wie in den figuren 3, 4 , 5 und 6 dargestellt, nnd zwar mittel
eines nicht dargestellten Antriebes.
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In Fig. 3 befinden sich die mit den Buchstaben a, b, c, d, e und f
bezeichneten halbkreisförmigen Teilstücke in der Ausgang stellung, das heißt in
axialer Richtung wird von ihnen eine halbkreisförmige Fläche ausgefüllt, und die
Paare halbkreisförmiger Teilstücke sind gegenüber eingestellt, das heißt, das Teilstück
a befindet sich gegenüber dem Teilstück b, das eilt stück c gegenüber d, e gegenüber
f. Das halbkreisförmige Teilstück g steht in der unteren Position allein.
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In Fig. 4, in der die erfindungsgemäße Einrichtung in der Arbeitstellung
nach Drehen der Welle um 180° dargestellt ist, befinden sich sämtliche halbkreisförmigen
Teilstücke 21 in der oberen Position, so daß sie in der Axialrichtung als sich überdrehende
Halbkreise erscheinen. Das halbkreisförmige Teilstück a deckt sich mit dem Teilstück
b, das Teilstück c mit dem Teilstück d, e mit f, und das Teilstück g befindet sich
in der oberen Position allein.
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In Fig. 5 befinden sich die halbkreizförmigen Teilstücke in der weiteren
Arbeitsstellung nach einen weiteren axialen Verschieben der Welle, so daß sich das
Teilstück b allein in der oberen Position befindet. Das Teilstück e deckt sich mit
dem Teilstück d, das Teilstück c deckt sich mit Teilstück f und e mit g. In der
letzten Arbeitsstellung (Fig. 6) nach Drohen der Welle um 180° bzw. vor dem Versch
ieben in die Ausgangsstellung nach Fig. 3 bilden die halbkreiförmigen Teilstücke
in Ansicht in axialer Richtung wiederum einem vollen Kreis; das halbkreisförmige
Teilstück b befindet sich jedoch in der unteren Position allein, und das Teilstück
a steht gegenüber dem Teilstück d, das Teilstück c befindet sich gegenüber dem Teilstück
f, und das Teilstück e steht gegenüber dem Teilstück g.
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Bei einer anderen Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung können
die unteren halbkreisförmigen Teilstücke 21 mit dem zylindrischen Mantel 1 fest
verbunden werden und die oberen halbkreisförmigen Teilstücke 22 können mit der Welle
11 verbunden werden, mit der sie in beliebig langen Zeitintervallen gedreht und
verschoben werden können.
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Schließlich kann der Einbau auch in einer solchen Weise ansgeführt
werden, daß das halbkreisförmige, mit einem Anschlag 23 versehene Teilstück 21 (siche
Figuren 9, 10, 11) mit der Welle 11 fest verbunden ist und das Teilstück 22 auf
der Welle lose
sitzt und seine enge und parallele Lage/dem Teilstück
21 gegenüber mittels Führungsring 24 gesichert wird. Die fächerförmige Aufspannung
beider halbkreisförmiger Scheidewände in Kreisform wird durch die an den halbkreisförmigen
Teilstücken 21 angeneränsten Anschlagstücke 23 durchgeführt. Das Verschieben der
Welle in den Grenzen der einzelnen Abteilungen wird mittels eines nicht dargestellten
Antriebes durchgeführt.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung kann auch in einer mehrstufigen
Schaltung (Fig. 15, 16) in solcher Weise ausgeführt werden, daß die Austrittsstutzen
der einzelnen Kammern der Einrichtung A an die Eintrittsstutzen der Ein-richtung
B angeschaltet werden können, wodurch eine wirtschaftlichere Ausnutzung des Arbeit@@@@diums
oder zohrere aufeinander folgende Operationen, wie z.B. Oxidation, Kühlung, Reduktion
usw., erreicht werden können.
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Der Kohstoff, ein lockeres Material mit einem Feuchtigkeitsgehalt
von 1,5 %, wird mittels einer Fördereinrichtung 18 durch den Stutzen @17 in die
or@@ Arbeitsabteilung des Schwebebett-Raumes eingeführt. Durch Einwirkung des Fluidisier-
sowie Trocknungsmediums, gegebenenfalls mit der Luft bei einer Temperatur von annähernd
160°C, die durch den ersten Stutzen 5 unter den Rest 2 eintritt, wird das behandelte
Material in de Schwebe gesetzt und durch einen intensiven Wärmeaustausch schnell
aufgewärmt und gleichzeitig getrocknet. Gleichzeitig wird das
fluidisierte
Material durch ein rotierendes System in Axialrichtung in die zweite Abteilung des
Arbeitsraumes verschoben, wo das Material mittels Luft mit einer Temperatrur ?on
100°C in solcher Weise in die Schwebe gesetzt wird, daß die Temperatur des Produktes
den @lässigen Wert von 80°C nicht übersteigt, und daß keine Verschlechterung der
Qualität entsteht.
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In beschriebener Weise rü kt das Material in die weitere Abteilung
vor, wo es mittels nicht vorgewärmter Luft in die Schwebe gesetzt und zugleich gekühlt
wird und/in die letzte Abteilung gefördert wird, wobei der perforierte Teil des
Mantels unter diese Abteilung schon nicht mehr reicht, so daß es zum Aufheben der
Schwebe kommt. Das Material setzt sich ab und wird im Folgenden ausgelsert sowie
auf 0,03 % Feuch@te getrocknet und gleichzeitig auf 40°C abgekühlt. Das Material
wird dann durch den Stutzen 19 zur Entleereinrichtung 20 ge führt. Du Vorrücken
des Materials ans einer Abteilung in die andere Abteilung des Arbeitsraumes wird
durch die Umdrehungszahl des Einbaus in solcher Weise geregelt, daß das Fortschreiten
des Materials von dem Eintritt zum Entleeron der für den Durchlauf der physikalischen
Operation und/oder der chemischen Reaktion erforderlichen Zeit entspricht. Das Fluidmedium
wird nach dem Durchgang durch die einzelnen Abteilungen/des Arbeitsraumes durch
die Kammern abgeführt und durch die Stutzen 8 verläßt es die Einrichtung, und zwar
entweder direkt in die Atmosphäre oder durch eine Pilterier- oder Absorptionseinrichtung.
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In der erfindungsgemäßen Einrichtung kann das behandelte, mit einer
regelbaren Geschwindigkeit vom Eintritt zum Austritt geförderte Material den vo@rschiedenen
Temperatur- und/oder mittels verschiedener Modien in Schwebe gesetzt werden, wodurch
eine hohe Wirtschaftlichkeit des Arbeitsvorganges sowie eine hohe Qualität des Produktes
gesichert werden kann.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht weiterhin die Zugabe
von anderen Bestandteilen und Komponenten des behandelten Materials und/oder der
behandelnden Stoffe zum verarbeiteten Produkt in der Phase des erzeugungsvorganges,
und zwar, wenn diese Zugabe am vorteilhaftesten ist, z.B. erfolgt die Zugabe von
einer anderen Komponente in die Abteilung des Arbeitsraumes wo das verarbeitete
Produkt die gewünschte Verarbeitungsstufe erreicht hat.