DE1940779A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Durchfuehrung von physikalischen und chemischen Vorgaengen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Durchfuehrung von physikalischen und chemischen Vorgaengen

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DE1940779A1 DE19691940779 DE1940779A DE1940779A1 DE 1940779 A1 DE1940779 A1 DE 1940779A1 DE 19691940779 DE19691940779 DE 19691940779 DE 1940779 A DE1940779 A DE 1940779A DE 1940779 A1 DE1940779 A1 DE 1940779A1
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VYZK USTAV ORGAN SYNTEZ
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Description

Patentanwalt
Dipl. Phys. Dr. Walther Junius 5# August 1969
Hannover, Abbestr. 20, Tel. 83 45 30 .
Dr. J/Ha.
Meine Akte: 1734
Vyzkumny ustav organickyeh syntez, Pardubiee-Bybitvi
- Tschechoslowakei
Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung von physikalischen und chemischen Vorgängen
Die Erfindung "betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Durchführung von physikalischen und chemischen Vorgängen bei der Zuführung von fließenden Komponenten, d.h. Gasen, Dämpfen oder Flüssigkeiten, mit einer relativ hohen Geschwindigkeit zu Stoffen von beliebigem Zustand.
Physikalische und chemische Vorgänge in Gegenwart von Gasen oder Dämpfen und Stoffen im festen oder flüssigen Zustand sind eine der häufig durchgeführten Operationen, besonders in der chemischen Industrie. Die Geschwindigkeit des Operationsverlaufes ist in jedem Pall min-
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destens von einem der folgenden Faktoren abhängig: Wärmeübergang, Masseübergang, Größe der Kontaktoberfläche zwischen der Gas- oder Dampf phase und zwischen der festen oder flüssigen Phase usw. Die Größe der die Geschwindigkeit des Operationsverlaufes beeinflussenden Faktoren hängt hauptsächlich von der Art und Intensität der gegenseitigen Vermischung der Gas- oder Dampfphase und der festen oder flüssigen Phase ab. Die Art und Intensität des Phasenvermischens wird meistens durch die Bauart und Ausführung der für diese Operationen bestimmten Anlagen beeinflusst. Es gibt eine große Menge ütypen von Anlagen für die Durchführung von physikalischen und chemischen Vorgängen bei Anwesenheit von Gasen oder Dämpfen und Stoffen im festen oder flüssigen Zustand mit verschiedenen Vor- und Nachteilen. Heutzutage sind die progressivsten die auf der Basis einer mechanischen Vermischung von Phasen, evtl. unter Verwendung einer Wirbelschicht arbeitenden Tyipen. Haeii ihrem Aufbau kann man die Anlagen in zwei Gruppen teilen: senkrechte und waagerechte Anlagen. Die senkrechten Anlagen arbeiten meistens mit einer Wirbelschicht der festen Phase, durch die die Gas- oder Dampfphase durchströmt und gleichzeitig versetzt man sie in den Fließzustand. Das Eührwerk ist vielmehr langsamlaufend und soll ein Verkleben der Schicht der festen Phase und ein Zerschlagen der entstandenen Klumpen verhindern. Es fördert teilweise auch die 3?luidation der Schicht. Die Intensität des Wärmeaustausches und lasseüberganges einschließlich der Erneuerung der Eontaktoberfläche zwischen der festen und der Gas- oder Dampfphase wird bei dieser Vorrichtung hauptsächlich durch den Fließzustand beeinflusst. Die senkrechte Anlage kann man auch für eine Kombination der flüssigen und Gas-
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oder Dampfphase benutzen. Der Op er at ions verlauf wird in diesem Falle auf ähnliche Weise durch die Art und Intensität des Durchganges der Gas- oder Dampfphase durch die flüssige Phase und durch die Art und Intensität des mechanischen Rührens beeinflusst.
Bei der waagerechten Torrichtung geht dagegen die Gas-, Dampf- oder flüssige Komponente nicht durch die Schicht der anderen Komponenten durch, z.B. der festen oder flüssigen Phase, oder geht durch diese Schicht nur teilweise durch. Das Vermischen der Phasen wird hauptsächlich durch ein mechanisches Bohren erreicht. Für den intensiven Masse- und Wärmeübergang und für die Erneuerung der Kontaktoberfläche zwischen den Phasen ist ein Schnellaufendes Rührwerk erforderlich.
Bei den senkrechten Vorrichtungen sowie bei/ den waagerechten Vorrichtungen kann man für eine Steigerung des Wärme- und Masseüberganges und der Intensität der Phasenberührung die eigentliche Strömungsgeschwindigkeit der Gas-, Dampf- oder flüssigen Phase im allgemeinen nicht ausnutzen. Diese Phasen gehen praktisch durch den ganzen Querschnitt der Vorrichtung durch und deren Strömungsgeschwindigkeit soll in den Grenzen liegen, die durch den spezifischen Verbrauch an Komponenten und die Forderung, daß der eventuell anfallende -Plugstaub von einigen Komponenten in den entsprechenden Grenzen liegt, gegeben s ind.
Eine wesentliche Intensi täte erhöhung des Wärme- und Masseüberganges und eine ständige Erneuerung der Berüh-
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rung zwischen den verschiedenen Phasen der verwendeten Komponenten durch eine Steigerung der Strömungsgeschwindigkeit der Gas-, Dampf- oder flüssigen Phase wird durch das Verfahren zur Durchführung der chemischen und physikalischen Vorgänge und die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens erreicht, die den Gegenstand dieser Erfindung bilden.
Das Prinzip der Erfindung besteht darin, daß von den einzelnen Komponenten, die sich am physikalischen Vorgang beteiligen, oder von den Komponenten der chemischen Reaktion, die prinzipiell von einer beliebigen Formart sein können, mindestens eine fließende Komponente, d.h. Komponente in der Gas-, Dampf- oder flüssigen Phase, zu den übrigen Komponenten in den Arbeitsraum mit mehr als einem Strahl zugelassen wird, der aus Öffnungen Innerhalb des Arbeitsraumes mit einer relativ hohen Geschwindigkeit hinausgeht. Die Öffnungen befinden sich innerhalb dee Arbeitsraumes und vollführen eine Dreh- oder Schwingungsbewegung, die von der Bewegung des innerhalb der Vorrichtung angebrachten Rührwerkes abgeleitet wird. Das zu verarbeitende Gemisch wird gleichzeitig intensiv gerührt und mit den zugeführten Komponenten gemischt.
Die ZuführungsÖffnungen für einige Komponenten in der Gas-, Dampf- oder flüssigen Phase können grundsätzlich beliebige Form haben. Produktionsseitig einfach und den betrieblichen Anforderungen entsprechend sind kreisrunde» ovale oder schlitzförmige Öffnungen. Die charakteristischen Abmeseungen der einzelnen Öffnungen, d.h. z.B. der
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Durchmesser einer kreisrunden Öffnung oder die Breite des Orale oder Schlitzes sind im Vergleich sit den Gesamt abmessungen der Vorrichtung relativ niedrig· Der Vorrichtungsgröße und ihrer inneren Anordnung nach, kann die charaktetletische Abmessung der einzelnen Zuführungsöffnungen im Bereich ron 0,5-80 mm liegen· -
Relativ kleine Zuführungsöffnungen für einige fließende Komponenten, d.h. Komponenten der Gas-, Dampf- oder flüssigen Phase, ermöglichen es, die Geschwindigkeit, mit der diese Komponenten durch die öffnungen strömen» auf relativ hohe Wertt von der Größenordnung 1,5-60 m/· zu erhöhen, ohne daß die in die Vorrichtung zufließende Gesamtmenge von Komponenten zu steigern ist, was sowohl vom Gesichtspunkt des theoretischen oder spezifischen Verbrauches als auch in manchen fällen vom Gesichtspunkt des Flugstaubes von Wichtigkeit ist.
Der mit einer relativ hohen Geschwindigkeit aus der Zuführungsöffnung austretende Strahl der fließenden Phase kommt mit anderen in der Vorrichtung sich befinden·» Komponenten beliebiger Formart in Berührung und wird intensiv mit ihnen gemischt. Dadurch wird die iließgeschwindigkeit verhältnismäßig schnell erniedrigt, bis sich die fließende Komponente in den ganzen Rauminhalt der Vorrichtung zerstreut. Dabei wird erreicht, daß die Zeit, während der es zu einem intensiven Mischen der komponenten des Vorganges kommt, mit Rücksicht auf die hohen erreichten Koeffizienten des Überganges hinreichend lang ist und daß der entsprechende Wärme- und liassenauetausch, bzw. die chemische Reaktion, zwischen den Phasen
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entsteht. Damit ee nicht au eine» Zustand kommen kann, bei dem der aus den Zuführungsöffnungen auetretende Strahl der zugeführten fließenden Phase in den Übrigen Komponenten dauernd einen Kanal erzeugt, durch den er ohne sonderlichen Erfolg »tröfct, führen die Zuftihrungeöffnungen eine Rotation·-' oder Sehwingungabewegung
durch· Diese Bewegung kann »an leicht von der Bewegung des innerhall} der Torriohtung angebrachten Mischers dadurch ableiten, daß die Zuführung·8ffnungen die Mi-B eher teile sind, Das Itle Chen dee <tu rer ar belt enden Materials wird von den fließenden Strahlen aus den Zuführu„ngsöffnungen und Ton dem mechanischen Hiihrwerk bewirkt.
Um eine gewisse Miechintensitat su erreichen, kann in diesem fall das Rührwerk langeamer laufen ala bei den Torrichtungen der anderen 55Π?·» wobei dia fließende Phase in der üblichen Weise zugeführt wird·
lach der Unterbringung der Vorrichtung für die Beförderung dtr fließenden Phase und nach dem typ dieser Torrichtung einschließlich der (J ee am t anordnung kann das Terfahren innerhalb dtJr TorricJxtung für die Durchführung der physikalischen und chemie oh en Torgänge bei Gegenwart von Gasen oder Dämpfen und Stoffen im festen oder flüssigen Zustand bsi eine» Überdruck, normalen ' Itmosphärendurck oder UAterdrück bis zum Vakuum durchgeführt werden.
Die Vorrichtung mit einem mechanischen Mischer mit den
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Zuführungsöffnungen, aus dem die fließende Phase mit einer hohen Geschwindigkeit strömt, kann.gründeätzlich eine beliebige lage haben, von einer vertikalen bis zu einer horizontalen Lage. In keiner Lage wird eine gleichmäßige Verteilung der fließenden Phase im Raum der Vorrichtung erreicht. IHIr eine bessere Ausnutzung der fließenden Phase 1st es zweckmäßig, wenn der Strahl dieses Mediums aus den ZufÜhrungsöffnungen vor allem auf diejenigen Räume der Vorrichtung hingerichtet ist, in denen die Konzentration der übrigen Komponenten die größte ist. Dieses Ziel kann durch eine entsprechende Unterbringung und Leitung der ZufÜhrungsöffnungen, eventuell dadurch, daß sich die ZufÜhrungsöffnungen hauptsächlich im Gebiet mit der höchsten Konzentration der Komponenten bewegen oder dadurch, daß bei der Bewegung der Zuführungeöffnungenjdie fließende Phase periodisch aus diesen im Raum mit einer höchsten Konzentration der anderen Komponenten austritt, erreicht werden. Es ist auch möglich, diese Methoden zu kombinieren'.
Sin periodisches, eventuell pulsierendes Verfahren des Austrittes der fließenden Phase aus den ZufÜhrungsöffnungen kann man auch für die Erhöhung der Hischintensität von in dieser Weise zugeführten Komponenten mit anderem Material ausnutzen.
Ein periodisches, eventuell pulsierendes Verfahren des Austritts der fließenden Phase kann dabei für einzelne ZufÜhrungsöffnungen oder ihre Gruppen zeitgemäß oder lagegemäß mit Rücksicht auf einen gewissen Raum der Vorrichtung vorgenommen werden.
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Ein periodisches, eventuell pulsierendes Verfahren des Austritts der fließenden Phase kann dabei für einzelne Zuführungsöffnungen oder ihre Gruppen zeitgemäß oder lagegemäß mit Rucksich_t auf einen gewiesen Raum der Vorrichtung vorgenommen werden.
Sie Gas-, Dampf- oder flüssigen Austrittsphasen aus den sich bewegenden Z^uführungsöffnungen können auch für die Beförderung von anderen Komponenten innerhalb der Vorrichtung, eventuell ausserhalb des Raumes dieser Vorrichtung verwendet werden. Die Beförderung der sich in der Vorrichtung befindenden Komponenten wird in diesem Falle durch eine entsprechende Unterbringung und Leitung der Zuführungsöffnungen mit eventuellem periodischem oder pulsierendem Austritt der Gas-, Dampfoder flüssigen Phase aus diesen Öffnungen ermöglicht. Für die Beförderung des zu verarbeitenden Materialee können ausserdem auch andere übliche Methoden, wie z.B. eine Zurichtung des eigentlichen Rührwerks, eine gewisse Neigung der Achse der Vorrichtung usw. benutzt werden.
Ausser der Zuführung der Gas-, Dampf- oder flüssigen Phase in die Vorrichtung durch die direkt im Raum de*r Vorrichtung angebrachten Zuführungs öffnungen kann ein gewisser !eil dieser Phase in die Vorrichtung durch die in ihren Abmessungen übereinstimmenden oder von den Zuführujageöffnungen verschiedenartigen Zuführungen eintreten, die eine Rotations- oder Schwingungebewegung durchführen und auf dem eigentlichen Vorrichtungekörper
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angebracht sind. Dieser Teil der Gae-, Dampf- oder flüssigen Phase kann nicht nur für das eigentlich« Verfahren, sondern auch für die Aufbesserung der ItL-schungsbedingungen, eventuell Beförderungsbedingungen des zu verarbeitenden Materials verwendet werden.
Die Gas-, Dampf- oder flüssige Phase, die in die Vorrichtung sowohl durch die innerhalb der Vorrichtung als auch auf dem eigentlichen Vorrichtungskörper angebrachten Öffnungen eintritt, kann für die einzelnen öffnungen oder ihre Gruppen übereinstimmende oder verschiedenartige physikalische oder chemische Parameter haben. In ähnlicher Weise können durch diese öffnungen verschiedene Komponenten in verschiedenen Zeitabständen des Verfahrens zugeführt werden.
Es ist in manchen Fällen empfehlenswert, beim Verfahren nach der vorliegenden Erfindung in Anwesenheit von Zusatzkörpern zu arbeiten, die die Berührung der Phasen verbessern und das Zusammenkleben der festen Phase im Innern der Vorrichtung sowie an den Wänden usw. verhindern. Die Körper können aus beliebigem Material, wie z.B. aus Glas, keramischem Material, Stahl, Kunststoffen usw. sein. Die zweckmäßige Größe dieser Körper liegt im Bereich von 0,2-10 mm.
Die Vorrichtung für die Durchführung der physikalischen und chemischen Vorgänge unter der Zuführung von flüssigen Komponenten mit einer relativ hohen Geschwindigkeit zu
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den Stoffen einer beliebigen Pormart gemäß der Tor- ■ liegenden Erfindung besteht aus einem mit Zufüferungs- und Abführungsstutzen versehenen Gehäuse, durch das dae Eührwerk hindurchgeht. Dieses ist aus einer den Durchgang der fließenden Phase ermöglichenden Welle, an der ein oder mehrere hohle Eührelemente angebracht sind, zusammengesetzt. Die Eührelemente haben Öffnungen für die Zuführung von fließenden Komponenten in den Baum der Torrichtung. Einige fließende Bestandteile oder eventuell ein bestimmter Seil können aus s er dem direkt durch die am Vorrichtungsgehäuse angebrachten öffnungen in die Vorrichtung zugeführt werden. Entsprechend den Anforderungen an die. Punktion der Vorrichtung können diese Öffnungen vom Gesichtspunkt des entsprechenden Gas-, Dampf- oder Plüssigkeitseintritts der Vorrichtung verschiedenartig gestaltet werden. Sie können prinzipiell übereinstimmend mit den Zuführungsöffnungen am Rührwerk» die für eine hohe Austrittsgeschwindigkeit zugerichtet sind, sein, oder können als übliche Stutzen mit einer normalen Austrittsgeschwindigkeit durchgeführt werden, eventuell können sie in die Vorrichtung mit einer Zwischenwand münden, wie z.B. Lochblech, Sieb, poröses Material, das einen zerstreuten Eintritt der Gas, Dampfoder flüssigen Phase ermöglicht.
Die Rührwerksteile, die für die Verteilung der fließenden Phase zu den Zuführungsöffnungen nicht ausgenutzt werden, können als ein Heiz- oder Kühlungsregister für ; die Erwärmung oder Kühlung von der Vorrichtungsfüllung verwendet werden.
Zu denselben Zwecken kann man auch die Teile des eigent-
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lichen Gehäuses der Vorrichtung ausnutzen.
Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann vertikal oder horizontal sein, eventuell kann sie eine beliebige Heigung zwischen beiden Lagen haben. Das Gehäuse der Vorrichtung kann verschiedene Formen haben, ein runder oder quadratischer Querschnitt, eventuell ein quadratischer Querschnitt mit abgerundeten Kanten ist der zweckmäßige te.
I·
Der Querschnitt kann auch von einer unregelmäßigen Form sein, z.B. einer Rinne, eines Ovals usw. Durch eine unregelmäßige Form des Querschnittes kann die Materialkonzentration an verschiedenen Stellen der Vorrichtung beeinflusst werden und es ist eventuell möglich, eine bestimmte Separation zu erreichen. In ähnlicher Weise kann auch das Rührwerk mit den Zufuhrungsöffnungen gemäß der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Formen gestaltet werden. Für zwei Grundtypen können der Scheiben- und Rechenmischer gehalten werden. Zur Erzielung einer verbesserten Rührwirkung kann in der Vorrichtung ein fester Einbau, z.3. Rührflügel, Kreisringe, Rippen usw. eingebaut werden, der zwischen den Rührwerksteilen angebracht ist, so daß er die Wirkungen des Rührwerks ergänzt. Die 'feile eines festen Einbaues können ausserdem für die Erwärmung oder ioihlung des Arbeitsraumes der Vorrichtung, eventuell für eine sekundäre Zuführung der Gas-, Dampfoder flüssigen Phase in die Vorrichtung verwendet werden. Die normale Rührwerkslage ist gegenüber dem Vorrichtungsgehäuse derartig, daß die Rührwerksachse mit der Gehäuse-
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achse identisch ist. Die Bedingungen des Htihrens in der Vorrichtung kann man dürfen eine Lageänderung des Rührwerks ändern - in diesen Fällen kann ein Rührwerk verwendet werden, dessen Achse mit der Gehäuseachse parallel ist oder sich mit ihr schneidet, eventuell windschief ist. Ein ähnlicher Effekt kann dadurch erreichet werden, daß im Vorrichtungsgehäuee mehrere Rührwerke angebracht sind, die dieselbe oder verschiedene Drehzahl (eventuell Schwingungszahl) und Bewegungsrichtung haben. Ge^mäß der vorliegenden Erfindung werden in die Vorrichtung die fließenden Bestandteile, Gase, Dämpfe oder Flüssigkeiten durch Zuführungsöffnungen zugeführt, die an verschiedenen Stellen angebracht sind· Daher ist die Menge der durch die Vorrichtung durchgehenden fließenden Bestandteile an verschiedenen Stellen der Vorrichtung auch verschieden, z.B. wird sie in der Richtung von einer zu einer anderen· Front der Vorrichtung erhöht. Diese !Tatsache kann in manchen Fällen eine nachteilige Wirkung haben, z.B. auf die Mitnahme von einigen Bestandteilen durch die fließende Phase. Die Mengendifferenz der fließenden, durch die bestimmten Vorrichtungsquerschnitte durchgehenden Bestandteile kann in manchen Fallen - wenn das der Vorgangs Charakter ermöglicht - dadurch erniedrigt werden, daß die überschüssige fließende Phase aus der Vorrichtung an mehreren Stellen abgeführt wird, wobei die Stellen für die Abführung der fließenden Phase aus der Vorrichtung entsprechend den Stellen gewählt werden, in denen diese Phase in die Vorrichtung zugeführt wird. Die Ableitung der überschüssigen fließenden Phase kann so zugerichtet werden, daß aus der Vorrichtung nur die fließende Phase abgeführt wird und die übrigen Bestandteile in der Vorrichtung zurückbleiben, eventuell in die Vorrichtung zurückkehren.
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Das Problem der veränderlichen durch die Vorrichtung durchfließende "Menge der fließenden Phase kann auch in der Weise gelöst werden, daß entsprechend der durchfließenden Menge der Vo rrichtmigs querschnitt gestaltet wird: Das Gehäuse der Vorrichtung hat z.B. an verschiedenen Stellen einen verschiedenartigen Querschnitt, wodurch beinahe dieselbe Durchschnittsgeschwindigkeit der fließenden Phase erreicht1 wird. Es: ist zweckmäßig z.B. e-ine konische Form des Gefäßes usw. '
In gleicher Weise kann man andererseits die Rührwerkquerschnitte so wählen, daß man nach Bedarf in verschiedenen Querschnitten verschiedene maximale Umfangsgeschwindigkeiten haben kann.
Das Wesen der Erfindung ist anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen nachfolgend näher erläutert.
Die Grundanordnung ist in Fig. 1 dargestellt. Im Gehäuse, das aus dem Mantel 1 und den De^ckeln 2,3 mit einem Stutzen 4 für die Zuführung des festen oder flüssigen zu verarbeitenden Materials und einem Stutzen 5 für die Ableitung des Produktes und der überschüssigen· Gas- oder Dampfphase besteht, ist eine durch die Stopfbuchse 7 im Deckel 3 hindurchgehende drehbare Achse angebracht. Durch diese Achse wird die Gas- oder Dampfphase zugeführt, die aus der Welle durch die Öffnungen 8 in die Scheiben 9 geht, aus denen sie durch die Zuführungsöffnungen 11 in den Raum des Trockners 10 austritt. Die gegenseitige
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lage der Scheiben auf der Welle wird mittels der Ringe 12 eingestellt. Mir die Aufbesserung der Rührwirkung können auf den Scheiben 9 die Rührelemente 13 und innerhalb der Vorrichtung 10 ein feöter Einbau 14 angebracht werden. Die Erwärmung oder Kühlung, des Vorrichtungsraunies IO wird mittels eines Duplikatormantels 14' durchgeführt.
Ausser der Zuführung der (las- oder Dampfphase durch' die Zufuhrungsöffnungen 11 kann ein anderer Teil dieser Phase in die Vorrichtung 10 durch die am Vorrichtungsgehäuse angebrachten Zuführungen, ζ·Β. Stutzen 15 und 16, strömen, wobei z.B. der Eintrittsstutzen 15 normal ist, während der Stutzen 16 in die Vorrichtung mit der Zuführüngsöffnung 17 mündet, die den Eintritt des Trockenmediums mit einer hohen tfeschwindigkeit ermöglicht.
In Fig. 2 ist eine ähnliche Anordnung der Vorrichtung wie in Pig. 1 dargestellt. Der Unterschied liegt darin,, daß die drehbare Welle 6 im Innern in drei Sektionen geteilt ist-. Durch die Sektion 18 wird die flüssige Phase in die Scheiben 9, durch die Sektion 19 mittels der Öffnungen 20 das Heizmedium (z.B. Dampf) in die Heizregister 21 zugeführt, aus denen z.B. das Kondensat über die leitung 22 durch die Sektion 23 abgeführt wird. In gleicher Weise kann auf Grund der besonderen Ausführung der drehbaren V/elle 6 auch die Gas- oder Dampfphasenzuführung mit verschiedenartigen Parametern in den einzelnen Scheiben 9 gelöst werden. Auf dieser Abbildung ist als Beispiel der sekundäre Eintritt der flüssigen Phase 24 durch den Stutzen über eine Zerstreuungseinla- ·
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ge 25 (z.B. Lochblech, Sieb, poröses Material) in den Raum der Vorrichtung 10 und die Zusatzabführung der überschüssigen Phase durch den Stutzen 26, der vom Raum der Vorrichtung durch eine Zwischenwand 27 für die Abtrennung der festen Phase getrennt wird, dargestellt.
Aue den Pig. 3 und 4 ist der Querschnitt der Vorrichtung ersichtlich. Pig. 3 dient als Beispiel für die Verwendung des ungleichmäßigen Vorrichtungsquerschnittes; der Mantel 1 hat in diesem Falle die Form einer Rinne. In Pig. 4 ist ein Trockner dargestellt, bei dem mehrere Scheibenmischer 9 gleichzeitig verwendet werden. In Pig. 5 wird die Anordnung der Vorrichtung mit einer veränderlichen Größe des Vorrichtungsquerschnittes und mit veränderlichen Rührwerkabmessungen angedeutet. Der Mantel 1 der Vorrichtung hat in diesem Fall eine konische Form und demgemäß nimmt der Reihe nach der Scheibendurchmesser 9
Die Ausführung der Scheiben 9, aus denen das Rührwerk der Vorrichtung besteht, ist in Fig. 6 bis 8 dargestellt. Die Scheibe in Fig. 6 ist aus zwei Platten 28 mit einem Ansatz 29 und einer glatten Platte 30 zusammengestellt. Die Scheibe der Fig. 8 besteht aus zwei glatten Platten, zwischen die ein Ring 31 eingelegt ist. Die Zuführungsöffnungen -auf diesen Scheiben können am Umfang der Scheibe 33 sowie an den Seiten 33 angebracht werden.
Es ist empfehlenswert, daß in manchen Fällen der Scheiben-
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umfang (Pig. 6 bis 8) nicht rund, sondern verschiedenartig profiliert mit einer entsprechenden Anordnung von Zuführungsöffnungen ist. Ein Beispiel einer solchen Scheibe ist in einem zur Scheibenachse senkrechten Schnitt in Fig. 9 dargestellt, wo 11 die Zuführungsöffnungen sind·
Die Scheiben der Fig. 6-8 haben zur Scheibenachse senkrechte Seitenwände. Es können auch Scheiben verwendet werden, deren Seitenwände gegenüber der Achse eine bestimmte Keigung aufweisen. Die Gestaltung solcher Scheiben 9 ist in Fig. 10 und 11 angedeutet. Es ist zweckmäßig, diese Scheiben auf der Oberfläche mit den Mischerelementen 13 zu versehen. Durch die Erweiterung des mittleren Zylinderteiles der Scheibe gemäß Fig· 11 kann das Rührwerk die in Fig. 12 dargestellte Form erreichen. Dieses Rührwerk besteht aus einem Zylinder 34 mit Zuführungsöffnungen 11 und Rührelementen 13, die auf der Oberfläche dieses Zylinders angebracht sind. Dieses Zylinderrührwerk und die Scheiben gemäß Fig. 10 und 11 können im Querschnitt entsprechend Fig. 9 profiliert werden.
Ausser der senkrechten und zentrischen Scheibenstellung in bezug auf die Wellenachee - wie z.B. in Fig. 1 können auch die Scheiben, die mit der Wellenachee einen bestimmten Winkel einschließen oder/und gegenüber dieser Achse exzentrisch angebracht sind, verwendet werden. Die schematise!« Anordnung der in dieser Weise angebrachten Scheiben 9 auf der Welle 6 ist aus den Fig. 13,14 und 15 ersichtlich.
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Für den Bau des Rührwerks und der Zuführungen der fließenden Phase zu den Zuführungsöffnungen können auch Rohre verwendet werden. Bin einfaches Rührwerk dieses OJyps ist in fig. 16 dargestellt. Bs besteht aus einem Zentralrohr 35» aus dem die einzelnen Rohre 36 eines kleineren Durchmesser mit den Züfüftrungaöffnungen 11 austreten. Zwischen den einzelne» Rohren; 36 können die Rührelemente 13 angebracht werden» Die Rohre 36 können in einem bestimmten, zu der Rohrachse 35 senkrechten Schnitt auch mehrere sein und können prinzipiell eine beliebige Ueigaag zu der Rohrachse 35 entsprechend dem Drehsinn des Rührwerks haben*
Das Rohrrührwerk kann auch vom Q?yp eines Rechens sein. Dieses Rührwerk ist schematisch in Pig.17 in einer vertikalen Anordnung der Vorrichtung verwendet, die aus einem Mantel 1, den Deckeln 2 und 3 mit den Stutzen 4 für die Zuleitung der zu verarbeitenden Bestandteile, mit den Stutzen 5 für die Abführung der fließenden Komponente, den Stutzen 15 für die Zuleitung der sekundären fließenden Phase und den Stutzen 37 ^r die Ableitung des Produktes besteht. Durch die Stopfbuche# geht die rotierende Rührwerkswelle 6 hindurch, aus der die Arme 38 mit» den Längsrohren 39 austreten, Die Zuführungsöffnungen 11 können auf den Armen sowie auf den Rohren 39 angebracht werden· Der Raum eines Rechen* rührwerks kann nach Bedarf mit weiteren Rührelementea versehen werden. Die Eängsrohre 39 können auch eine Spiralform haben.
In der Vorrichtung nach dem Beispiel der Fig.4 werden gleichzeitig mehrere Rührwerke von ETormallänge verwendet·
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Es ist auch möglich, die Vorrichtung mit einer größeren^ Anzahl von kurzen Rührwerken auszuführen. Bin Beispiel einer solchen Vorrichtung in den entsprechenden Ansichten ist in Fig. 18 und 19 dargestellt, wo 1 der Vorrichtungsmantel und 9 die Rührwerksseheiben sind. Die einzelnen Rührwerke können verschiedenartig gelegene Scheiben haben und ihre Drehzahl und ihr Drehsinn kann gleich oder verschieden βein.
Die Welle eines aus den Scheiben oder anderen ähnlichen Teilen bestehenden Rührwerks kann in verschiedener Weise ausgeführt werden. Es ist zweckmäßig, eine Hohlwelle zu benutzen, wie es z.B. in Pig. 1 der Fall ist. Weitere Beispiele von Wellen sind aus den Fig· 20 und 21 im auf die·Wellenachse senkrechten Schnitt ersichtlich. In Fi^g. 20 besteht die Welle aus einem dreiarmigen Profil 39, auf dem die Rührwerksteile 40 aufgeschoben sind. Der Raum 4 zwischen der Welle 39 und den Rührwerksteilen 40 ist von einem Kanal gebildet, durch den die fließende Phase hindurchgeht. An Stelle des abgebildeten dreiarmigen Profils 39 kann ein kreuzförmiges, dreieckiges usw. Profil verwendet werden.
Die in Pig, 21 dargestellte Welle besteht aus einem Höhl teil 42 mit einigen Rippen 43, auf den die Rührwerksteiie 40 aufgeschoben werden. Für den Durchgang der fließenden Phase können auch die Wellenhohlräume 44 benutzt werden. Auch in diesem Fall kann der fellenquerschnitt eine andere Form haben, als es in Fi^g. 21 dargestellt ist, z.B. ein hohles Dreieck usw* Maeh Bedarf kann auch ■ein Seil 42 ohne Hohlraum verwendet werden.
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Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist für alle Vorgänge verwendbar, an denen €Lfc, Gas, Dampf oder eine Flüssigkeit einerseits und ein Stoff in einem beliebigen Zustand andererseits Anteil haben. Das können z.B. verschiedene chemische Reaktionen sein. Auf dem Gebiet der physikalischen Vorgänge ist diese Vorrichtung z.B. für das Feuchten» Mischen, Granulieren, Kühlen, Erwärmen, Sublimieren,· Hesublimieren usw. verwendbar* Diese Vorrichtung lässt sich besonders zweckmäßig für das [Trocknen benutzen. In dieser Vorrichtung können Benutzbare Stoffe sowie Lösungen, Suspensionen und pastenförmige Stoffe getrocknet werden.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche t
    Verfahren zur Durchführung von physikalischen und chemischen Vorgängen unter Zuleitung von fließenden Komponenten zu Stoffen in einem beliebigen Zustand» dadurch gekennzeichnet,
    daß mindestens eine fließende Komponente zum Stoff in einem beliebigen Zustand mit mehr als einem Strahl mit der Geschwindigkeit von 1,5 - 60 m/s zugeführt wird, der aus den innerhalb des Arbeiteraumee angebrachten öffnungen austritt, von denen ein Seil eine Rotations- oder Schwingungsbewegung durchführt, wobei die zu verarbeitende Mischung intensiv gerührt und mit der zugeführten Komponente gemischt wird·
    2· Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der zugeführte Teil in der fließenden Phase kontinuierlich oder periodisch, eventuell kombiniert in verschiedenen Teilen des Arbeitsraumes zugeführt wird·
    Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß in verschiedenen Teilen des Arbeitsraumes oder/und in verschjaäenen Zeitintervallen des Vorganges der zugeführte Teil in der fließenden Phase verschiedene physikalische oder/und chemische Parameter hat.
    4. Verfahren Bach Anspruch 1 bie 3, dadurch gekennzeichnet,
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    daß die zu verarbeitende Mischung mit HilfskÖrpern, vorteilhaft der Grvöße G,2-1Q mm, gemischt wird.
    Torrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4» die aus einem geschlossenen Gefäß mit Zuführungs- und Äbftihrungs stutz en und mindestens einem Rührwerk besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk aus ewiner Welle zusammengesetzt ist, an der zentrisch oder exzentrisch ein oder mehrere hohle Rührelemente angebracht sind, die die öffnungen für die Zuführung des fließenden Teiles in das Arbeitegefäß enthalten, wobei die G-efäßsteilung vertikal, horizontal oder geneigt ist.
    Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Arbeitsgefäßes in der Richtung längs der Längsachse veränderlich ist und daß unter Zustimmung zu seiner Änderung auch der Querschnitt der Rührelemente eventuell verändert wird·
    7· Vorrichtung nach Anspruch 5 una, 6, dadurch gekennzeichnet, daß "die Öffnungen in den Rührelementen die Abmessungen von 0,5-80 mm haben.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
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    daß die Rührelemente Scheiben- oder Zylinderform haben, eventuell mit einem profilierten Querschnitt oder Umfang mit einer abgeschrägten Seitenwand oder/und Rühransätzen.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Rührelemente aus den geraden oder gebogenen Rohren, eventuell aus ähnlichen Hohlelementen zusammengesetzt sind.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 5- bis 9» dadurch gekennzeichnet,
    daß die Rühr elemente auf der YiTeIIe senkrecht oder schräg zu der ',Tellenaehse angebracht sind.
    11. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Arbeitsgefäß im Innern mit einem festen Einbau, vorteilhaft in der Form von festen Platten oder Rippen in den Spalten zwischen den Rührelementen versehen ist.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Arbeitsgefäß oder/und der feste Einbau mit Öffnungen für die Zuführung der fließenden Komponente versehen sind, die in ihrem Abmessungen übereinstimmend oder verschiedenartig von den Öffnungen in den Rührelementen sind.
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    13· Torrichtung nach Anspruch 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Arbeitegefäß auf den Teilen der Rührelemente oder/und des festen Einbaues Elemente für eine Temperatureinstellung angebracht sind.
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