DE19700029B4 - Fluidized bed apparatus - Google Patents

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Abstract

Wirbelschichtapparat, der einen mit Öffnungen versehenen Anströmboden (11) aufweist und durch ein oder mehrere Wehre (6) in Stufen beziehungsweise Abschnitte unterteilt ist, wobei zwischen dem Anströmboden (11) und den Wehren (6) ein Spalt (4) vorgesehen ist und auf der einen Seite eines Wehres (6) ein erster Teilbereich (9) für einen darin geführten, umlaufenden Materialkreislauf vorgesehen ist, sowie auf der anderen Seite des Wehres (6) ein über den Spalt (4) mit dem ersten Teilbereich (9) in Verbindung stehender, zweiter Bereich (5) für vorbehandeltes Material vorgesehen ist, der weiterhin an sich bekannte Lüfter, Drosselklappen oder dergleichen aufweist, mittels denen die Geschwindigkeit und die Menge des dem Anströmboden (11) zugeführten Fluidisierungsmediums über die Länge des Anströmbodens (11) eingestellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Anströmbodens (11) im Bereich des ersten Teilbereichs (9) ein erster Anströmbereich (1) und ein zweiter, nahe dem Wehr (6) befindlicher Anströmbereich (2) für Fluidisierungsmedium vorgesehen sind, welche...Fluidized bed apparatus, one with openings provided inlet bottom (11) and by one or more weirs (6) in stages or Sections is divided, wherein between the distributor plate (11) and the weirs (6) a gap (4) is provided and on one Side of a weir (6) a first portion (9) for a guided in it, circulating material circulation is provided, as well as on the other Side of the weir (6) an over the gap (4) with the first portion (9) related, second area (5) for pretreated Material is provided, the known per se fan, throttle or the like, by means of which the speed and the amount of the distributor bottom (11) Fluidizing medium over the length of the inflow floor (11) can be adjusted, characterized in that below of the inflow floor (11) in the region of the first subregion (9) a first inflow region (1) and a second, near the weir (6) located inflow area (2) for Fluidizing medium are provided, which ...

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft einen Wirbelschichtapparat, insbesondere zur Behandlung von dispersen Stoffen und feststoffhaltigen Flüssigkeiten, wie Suspensionen, Lösungen oder dergleichen und Schmelzen, der einen mit Öffnungen versehenen Anströmboden aufweist und durch ein oder mehrere Wehre in Stufen beziehungsweise Abschnitte unterteilt ist, wobei zwischen dem Anströmboden und den Wehren ein Spalt vorgesehen ist und auf der einen Seite eines Wehres ein Teilbereich für einen darin geführten, umlaufenden Materialkreislauf vorgesehen ist, sowie auf der anderen Seite des Wehres ein über den Spalt mit dem ersten Teilbereich in Verbindung stehender, zweiter Bereich für vorbehandeltes Material vorgesehen ist, der weiterhin an sich bekannte Lüfter, Drosselklappen oder dergleichen aufweist, mittels denen die Geschwindigkeit und die Menge des dem Anströmboden zugeführten Fluidisierungsmediums über die Länge des Anströmbodens eingestellt werden kann.The The invention relates to a fluidized bed apparatus, in particular for Treatment of disperse substances and liquids containing solids, like suspensions, solutions or the like, and melting having an apertured bottom and by one or more weirs in stages or sections is divided, wherein between the distributor plate and the weirs a gap is provided and on one side of a weir a partial area for one guided, circulating Material circulation is provided, as well as on the other side of the Wehres one over the gap associated with the first portion, second Area for pretreated material is provided, which further known per se Fan, Throttles or the like, by means of which the speed and the amount of the distributor bottom supplied Fluidizing medium over the length of the inflow floor can be adjusted.

Wirbelschichtapparate zur Behandlung von unter schiedlichen Materialien, bei denen das Fluidisierungsmedium einen mit Öffnungen versehenen Anströmboden durchströmt, sind allgemein bekannt. So ist es z.B. gemäß DD 119 304 A bekannt, bei einem Wirbelschichtapparat zur Trocknung von Suspensionen, mit Zuführung der Trocknungs- und Fluidisierungsluft von unten und mittigem Materialaustrag über den Anströmboden, den Anströmboden geneigt anzuordnen, wobei das Öffnungsverhältnis von freier Fläche zur Gesamtfläche des Anströmbodens zum Rand des Wirbelschichtapparates zunimmt. Durch die höhere Strömungsgeschwindigkeit der Fluidisierungs- und Trocknungsluft am Rand des Wirbelschichtapparates soll ein Ankleben von Material an der Behälterwand vermieden werden. Der Materialaustrag erfolgt über ein zentrales Austragsrohr, welches als Schwerkraftsichter wirkt. Um den Sichter herum hat der Anströmboden ein geringeres Öffnungsverhältnis als im Außenbereich. Im Außenbereich soll die Gasgeschwindigkeit unterhalb der Austragsgeschwindigkeit des kleinsten Teilchens liegen, in der Mitte aber oberhalb des Wirbelpunktes des größten Teilchens.Fluidized bed apparatus for the treatment of different materials in which the Fluidizing medium one with openings provided inlet bottom flows through are well known. So it is e.g. in accordance with DD 119 304 A, at a fluidized bed apparatus for drying suspensions, with the supply of Drying and fluidizing air from below and central material discharge over the Inlet floor, the distributor plate inclined to arrange, the opening ratio of free area to the total area of the inflow floor to Edge of the fluidized bed apparatus increases. Due to the higher flow speed the fluidizing and drying air at the edge of the fluidized bed apparatus should a sticking of material to the container wall can be avoided. The material is discharged via a central discharge pipe, which acts as a gravity sifter. Around the classifier, the distributor plate has a lower aperture ratio than outside. Outside should the gas velocity below the discharge speed of the smallest particle, but in the middle above the vortex point of the largest particle.

Durch die Anordnung des mittigen Materialaustrages im Anströmboden und durch die Ausgestaltung des Anströmbodens wird zwar erreicht, dass nur Material mit einer bestimmten Mindestgröße aus dem Wirbelschichtapparat ausgetragen werden kann, eine Beeinflussung des Endmaterials hinsichtlich der Feuchte und des Kornbandes kann mit dieser Anlage nicht erreicht werden.By the arrangement of the central material discharge in the distributor plate and is achieved by the design of the inflow floor, that only material with a certain minimum size from the fluidized bed apparatus can be discharged, affecting the final material in terms the humidity and the grain band can not be achieved with this system become.

Aus der JP 62 282 629 A ist bereits ein Wirbelschichtapparat zur Herstellung von Granulaten bekannt, bei dem pulverförmiges oder vorgranuliertes Material in einen Granulierraum eingegeben und derart mittels Fluidisierungs- oder Trocknungsluft angehoben wird, dass die im Vergleich zu einem gewünschten Durchmesser kleineren Partikel über eine Transferöffnung hinaus in einen Bereich des Wirbelschichtapparates angehoben werden, in denen diese einzelnen Körner einer weiteren Aufbaugranulation unterzogen werden können.From the JP 62 282 629 A A fluidized-bed apparatus for the production of granules is already known, in which pulverulent or pregranulated material is introduced into a granulating space and raised by means of fluidizing or drying air in such a way that the particles, which are smaller than a desired diameter, are raised beyond a transfer opening into a region of the fluidized bed apparatus in which these individual grains can be subjected to further build-up granulation.

Aus der US 4 219 589 A kennt man bereits einen Wirbelschichtapparat, dessen Granulierraum durch mehrere starre, vertikal angeordnete und gleich hohe Wehre in verschiedene Abschnitte unterteilt ist.From the US 4,219,589 A Is already known a fluidized bed apparatus, the granulation is divided by several rigid, vertically arranged and equally high weirs in different sections.

Auch aus anderen Druckschriften ist bekannt, Wirbelschichtapparate durch Trennwände oder Wehre in mehrere Abschnitte zu unterteilen. So ist es gemäss der DE 22 43 670 A bekannt, in einem Wirbelschichtapparat mehrere von dem Material nicht zu überwindende senkrechte Trennwände so gegeneinander versetzt anzuordnen, dass abwechselnd an der einen und der anderen Längswand des Gefäßes Spalten gelassen werden, so dass ein zusammenhängender mehrmals umgelenkter Kanal entsteht, in dem das Material durch die Wirbelschicht transportiert und getrocknet wird. Durch diese Maßnahme wird der Weg des Materials durch die Wirbelschicht verlängert, wodurch gleichzeitig die Verweilzeit und der Trocknungsgrad des Materials beeinflusst werden. Eine Einstellung der Korngröße und des Kornbandes ist mit dieser Vorrichtung nicht möglich.From other publications is known to divide fluidized bed apparatuses by partitions or weirs in several sections. So it is according to the DE 22 43 670 A known in a fluidized bed apparatus to arrange several of the material not to be overcome vertical partitions against each other so that are alternately left on one and the other longitudinal wall of the vessel columns, so that a coherent multiple times deflected channel formed in which the material through the fluidized bed transported and dried. By this measure, the path of the material is extended by the fluidized bed, whereby at the same time the residence time and the degree of drying of the material are affected. An adjustment of the grain size and the grain band is not possible with this device.

Aus der DD 104 720 A1 sind ebenfalls Wehre zur Abtrennung der Wirbelschicht in mehrere Stufen bekannt, wobei in der jeweiligen Stufe unterschiedliche Ausgangsbedingungen herrschen. Durch diese Wehre erfolgt lediglich eine Abtrennung der unterschiedlichen Wirbelschichtbereiche. Eine Beeinflussung des Materials hinsichtlich seiner gewünschten Eigenschaften erfolgt damit nicht und ist auch nicht beabsichtigt.Out DD 104 720 A1 are also weirs for separating the fluidized bed known in several stages, where different in each stage Initial conditions prevail. Through these weirs only occurs a separation of the different fluidized bed areas. A Influencing the material with regard to its desired properties does not do so and is not intended.

Aus der DE 31 45 740 C2 ist bereits eine Wirbelrinne bekannt, deren Segmente in der Wirbelkammer durch Wehrbleche voneinan der getrennt sind. In den einzelnen Kammern sind Anströmböden eingebaut, die an den Längsseiten und in den Ecken durch größere Öffnungsverhältnisse als in den zentralen Bereichen gekennzeichnet sind. Die unterschiedlichen Öffnungsverhältnisse dienen zur Vermeidung von Anbackungen und Ablagerungen. Einen Einfluss auf Partikelbewegungen innerhalb der Segmente wird in der DE 31 45 740 C2 nicht erwähnt. Die Wehrbleche dienen vielmehr ausschließlich zur räumlichen Abgrenzung der Hin-, Umlenk- und Rückflut innerhalb des Apparates.From the DE 31 45 740 C2 already a gutter is known, the segments of which are separated in the vortex chamber by weir plates of voneinan. In the individual chambers, there are built-in distributor bases, which are characterized on the long sides and in the corners by larger opening ratios than in the central areas. The different opening ratios are used to prevent caking and deposits. An influence on particle movements within the segments is in the DE 31 45 740 C2 not mentioned. The weir plates are used solely for the spatial delineation of the inflow, deflection and backwash within the apparatus.

Aus der DE 35 36 717 A1 kennt man bereits einen modular aufgebauten Wirbelschichtapparat, bei dem jedes Modul mit in Menge, Temperatur usw. unterschiedlich konditionierten Gasströmungen beaufschlagt werden kann, um unterschiedlich ausgeprägte Partikelbewegungen für jedes Modul separat einstellen zu können. Die unterschiedlichen Gasparameter werden entsprechend der im Modul stattfindenden Reaktionen und daraus folgenden Prozessbedingungen gewählt. Die unterschiedlichen Wehre mit Über- und Unterläufen dienen dazu, die Kammern gegeneinander abzutrennen. Die Größe der Partikelströmung richtet sich nach der eventuell vorhandenen Spaltgröße eines Unterlaufwehres beziehungsweise der Wehrhöhe (Überlauf) und der Intensität der Partikelbewegung (Beeinflussung durch die Gasmenge in jeder Kammer).From the DE 35 36 717 A1 One already knows a modular fluidized bed apparatus in which each module can be subjected to differently conditioned gas flows in quantity, temperature, etc. in order to be able to separately set different particle movements for each module. The different gas parameters are selected according to the reactions taking place in the module and the consequent process conditions. The different weirs with over and under runs serve to separate the chambers from each other. The size of the particle flow depends on the possibly existing gap size of an underflow weir or the weir height (overflow) and the intensity of the particle movement (influenced by the amount of gas in each chamber).

In der DE-OS 21 39 465 ist bereits ein aus mehreren Kammern bestehender Apparat beschrieben, bei dem die einzelnen Kammern u.a. durch ein Unterlaufwehr voneinander getrennt sind. Dabei ist in der DE-OS 21 39 465 auch erwähnt, dass ein Anströmboden verwendet werden kann, der zum Auslass und zu den Wehröffnungen hin gerichtete Gasströmungen erzeugt. Dies wird durch eine schräg gerichtete Perforation des Bodens in den genannten Bereichen erzeugt. Die gerichtete Perforation des Bodens im Bereich der Wehre dient ausschließlich zum gerichteten Transport der Teilchen und zur Vermeidung von Abla gerungen. Wechselwirkungen mit dem Wehr selbst und den geförderten Teilchen gibt es nicht.In the DE-OS 21 39 465 already described is a multi-chamber apparatus in which the individual chambers are separated, inter alia, by an underflow weir. It is in the DE-OS 21 39 465 also mentions that a distributor plate can be used which generates gas flows directed towards the outlet and the weir openings. This is produced by an oblique perforation of the soil in said areas. The directional perforation of the soil in the area of the weirs is used exclusively for the directional transport of the particles and to avoid sedimentation. There are no interactions with the weir itself and the promoted particles.

In der DE 38 08 277 A1 ist bereits ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Wirbelschichtsprühgranulation mit einem Unterlaufwehr beschrieben, welches zwischen einer Wirbelschicht und einem direkt angebauten Zick-Zack-Sichter eingebaut wird. Dieses Unterlaufwehr dient zur Erzeugung eines Rückstaus der Teilchen am Eintritt des Sichters. Dadurch soll verhindert werden, dass zu viele Teilchen in den Sichter eintreten und dieser dann nicht mehr ordnungsgemäss arbeitet. Die Menge der durchfließenden Teilchen hängt von der Querschnittsfläche des Unterlaufes ab. Weiterhin dient die Gestaltung des Wehres dazu, dass die zurückgeblasenen Feinanteile über das Wehr hinweg in den Wirbelschichtapparat zurückgefördert werden. Somit bildet das dort beschriebene Wehr einen Teil der Sichtfunktion. Der Unterlauf bildet den Teilcheneintritt und der Überlauf die Eintrittsöffnung für die Feinanteile.In the DE 38 08 277 A1 already a method and apparatus for fluidized bed spray granulation is described with an underflow weir, which is installed between a fluidized bed and a directly attached zig-zag sifter. This underflow weir serves to create a backflow of particles at the entrance of the classifier. This is to prevent too many particles from entering the sifter and preventing it from working properly. The amount of particles flowing depends on the cross-sectional area of the underflow. Furthermore, the design of the weir to serve that blown back fines are transported back over the weir into the fluidized bed apparatus. Thus, the weir described there forms part of the visual function. The underflow forms the particle inlet and the overflow forms the inlet for the fines.

In der DE 33 39 260 A1 ist ein Apparat beschrieben, der unterhalb des Anströmbodens kammerweise unterteilt ist, so dass dadurch unterschiedliche Gasgeschwindigkeiten oberhalb des Anströmbodens erzeugt werden können. Dadurch bildet sich eine exzentrische Gasströmung oberhalb der Teilchen aus. Eine Trennwand kann eingebaut werden, um die gaseintrittsseitige Segmentierung auch im Materialraum fortzusetzen. Diese Wand besitzt unten Öffnungen, damit die Materialfüllung fließen kann. Die Funktion des Trennbleches zur Leitung/Lenkung der Gasströmung wird auch dadurch deutlich, dass an das Trennblech verschiedenste andere Leitbleche und Einbauten in der Gaskammer angeschlossen werden können. Der Schwerpunkt der Funktion liegt also in der Lenkung der Prozessgasströmung.In the DE 33 39 260 A1 an apparatus is described, which is divided into chambers below the inflow so that thereby different gas velocities can be generated above the inflow floor. As a result, an eccentric gas flow forms above the particles. A partition can be installed to continue the gas inlet side segmentation in the material space. This wall has openings at the bottom so that the material filling can flow. The function of the separating plate for guiding / steering the gas flow is also clear that can be connected to the baffle various other baffles and internals in the gas chamber. The focus of the function is therefore the steering of the process gas flow.

Aus der US 3 861 058 A ist bereits ein Wirbelschichtapparat bekannt, der mit einem Anströmboden versehen ist. Dieser Anströmboden besitzt einen Transporteffekt zum Austrag hin, durch eine Schrägstellung der Öffnungen. Weiterhin besitzt der Apparat Wehre, die höhenverstellbar angeordnet sind und dadurch als Unterlaufwehr arbeiten. Der Anströmboden des aus US 3 861 058 A vorbekannten Wirbelschichtapparates ist unterhalb der Wehre nicht perforiert, damit die ansonsten vorgesehene Perforierung des Anströmbodens die Teilchen nicht zu stark von einer Kammer zur anderen fördern kann. Es liegt also unter den Wehren keine Gasströmung vor.From the US Pat. No. 3,861,058 already a fluidized bed apparatus is known, which is provided with a distributor plate. This distributor plate has a transport effect for discharge through an oblique position of the openings. Furthermore, the apparatus has weirs, which are arranged adjustable in height and thus work as underflow weir. The distributor plate of the US Pat. No. 3,861,058 Prior art fluidized bed apparatus is not perforated below the weirs, so that the otherwise provided perforation of the inflow can not promote the particles too strong from one chamber to another. So there is no gas flow under the weirs.

Aus der CH 452 405 A ist ein Wirbelschichtapparat bekannt, welcher einen mit Öffnungen versehenen Anströmboden aufweist und der durch Wehre in jeweils zwei Abschnitte innerhalb einer Funktionseinheit unterteilt ist. Die Wehre sind so angeordnet, dass zwischen dem Wehr und dem Anströmboden ein Spalt entsteht. Dabei wird für eine gleichmäßige Beschichtung von Teilchen mit Hilfe des Anströmbodens ein Materialstrom erzeugt, welcher während der Beschichtung zyklisch durch jeweils beide funktional zusammengehörende Abschnitte zirkuliert. Diese zyklische Zirkulation dauert so lange an, bis die Teilchen in der gewünschten Weise beschichtet beziehungsweise überzogen sind. Zur Entnahme des fertig behandelten Materials muss der Wirbelschichtapparat geöffnet werden.Out CH 452 405 A discloses a fluidized bed apparatus which has a with openings provided inlet bottom and by the weirs in each two sections within a functional unit is divided. The weirs are arranged so that between the weir and the inflow tray Gap arises. It is for a uniform coating of particles by means of the inflow base generates a stream of material which cyclically during coating each circulating through both functionally related sections. This cyclic circulation lasts until the particles in the desired Way coated or coated. For removal of the finished treated material, the fluidized bed apparatus must be opened.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wirbelschichtapparat zur Behandlung von dispersen Stoffen und feststoffhaltigen Flüssigkeiten, wie Suspensionen, Lösungen oder dergleichen und Schmelzen, so auszuführen, dass damit eine Regelung der Materialeigenschaften des Endproduktes hinsichtlich des Feuchtigkeitsgehaltes, der Korngröße und des Kornbandes erreicht wird. Weiterhin soll beim Erreichen der gewünschten Materialeigenschaften ein automatisches Austragen des Endproduktes oder eines Zwischenproduktes erfolgen und bedarfsweise ein mehrstufiger, automatisierter Bearbeitungsprozess möglich sein.Of the Invention is based on the object, a fluidized bed apparatus for the treatment of disperse substances and solids containing liquids, such as Suspensions, solutions or the like and melting to be carried out so that therewith a control the material properties of the final product in terms of moisture content, the grain size and the Kornbandes is achieved. Furthermore, when reaching the desired Material properties an automatic discharge of the final product or an intermediate product and, if necessary, a multi-stage, automated processing process be possible.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass unterhalb des Anströmbodens im Bereich des ersten Teilbereichs ein erster Anströmbereich und ein zweiter, nahe dem Wehr befindlicher Anströmbereich für Fluidisierungsmedium vorgesehen sind, welche unabhängig voneinander mit Fluidisierungsmedium beaufschlagt werden können, dass zur Regelung der Materialeigenschaften des Endproduktes hinsichtlich des Feuchtigkeitsgehaltes, der Korngröße und des Kornbandes das Öffnungsverhältnis von freier Fläche zur Gesamtfläche des Anströmbodens in Materialtransportrichtung entlang des Anströmbodens zunimmt, dass das oder die Wehre im oberen Bereich gegen die Materialströmung entlang des Anströmbodens und im unteren Bereich in Richtung der Materialströmung entlang des Anströmbodens gebogen ausgeführt sind und dass die Spaltbreite zwischen der Unterkante des Wehres und dem Anströmboden zur Einstellung eines Teilmaterialstroms aus dem ersten Teilbereich durch den Spalt in den zweiten Teilbereich einstellbar ist.The inventive solution to this problem is that below the inflow floor a first inflow region and a second inflow region near the weir for fluidizing medium are provided in the region of the first subregion, which can be subjected to fluidization medium independently of one another, that for regulating the material properties of the end product with respect to the moisture content, the grain size and the grain size, the opening ratio of increases free surface to the total surface of the inflow floor in the material transport direction along the inflow, that the or the weirs in the upper area against the flow of material along the inflow bottom and in the lower area in the direction of material flow along the inflow floor bent and that the gap width between the lower edge of the weir and the distributor plate for adjusting a flow of partial material from the first portion through the gap in the second portion is adjustable.

Dadurch ist gegenüber dem Stand der Technik ein kontinuierlicher Beschichtungsprozess möglich, da die fertig beschichteten Teilchen praktisch automatisch aus dem Materialkreislauf in dem ersten Teilbereich ausgetragen werden. Das den ersten von dem zweiten Teilbereich trennende Wehr stellt dabei im Vergleich zu bekannten Wirbelschichtapparaten eine Außenwand dar, da im Hinblick auf die Beschichtung des Materials der erste Teilbereich von dem zweiten Teilbereich unabhängig ist.Thereby is opposite the prior art, a continuous coating process possible, because the finished coated particles practically automatically from the Material cycle are discharged in the first sub-area. That represents the first weir separating from the second subarea thereby compared to known fluidized bed apparatuses an outer wall because, with regard to the coating of the material, the first Part of the second subarea is independent.

Auf der einen Seite des Wehres ist im ersten Teilbereich oder Wirbelschichtbereich ein zirkulierender Materialstrom gebildet, der solange umströmt, bis die gewünschten Materialeigenschaften erreicht sind. Das zu beschichtende Material strömt während eines abgeschlossenen Beschichtungsprozesses innerhalb einer Kammer zyklisch um.On one side of the weir is in the first subarea or fluidized bed area formed a circulating material flow, which flows around until the desired Material properties are achieved. The material to be coated flows during one completed coating process within a chamber cyclically around.

Das Einströmen des Materialstroms in die durch das Wehr getrennte zweite Zone erfolgt erst dann, wenn die Behandlung im ersten Teilbereich abgeschlossen ist. Dieses Überströmen des Materialstroms vom ersten Teilbereich in den zweiten Teilbereich erfolgt automatisch durch die jeweils eingestellten Strömungsverhältnisse, was durch den verstellbaren Spalt unterhalb des Wehres in Verbindung mit den unterschiedlichen Strömungen sowie der Wehrgeometrie erfolgt. Durch unterschiedlich starke Strömungen im ersten und zweiten Anströmbereich wird bestimmt, welche Teilchen noch weiter im ersten Teilbereich zirkulieren und weiter beschichtet werden und welche Teilchen durch den Spalt in den zweiten Teilbereich gelangen, ohne aus diesem wieder zurückzukehren. Bei geringen Gasgeschwindigkeiten wird der Feststoffdurchtritt freigegeben, während bei Gasgeschwindigkeiten im Spalt oberhalb der Austragsgeschwindigkeit des größten Teilchens der Durchtritt unterbunden wird. Wenn die Spaltgeschwindigkeit größer als die Austragsgeschwindigkeit der Feinpartikel in der eintragsseitigen Kammer, aber auch größer als die Wirbelgeschwindigkeit der größten Teilchen ist, wird der klassierende Übergang zwischen den Kammern erreicht. Die Feinanteile werden in der ersten Kammer zurückgehalten und nehmen dort beispielsweise am Wachstumsprozess weiter teil. Die großen Teilchen gehen in die nachfolgenden Kammer über und können dort beliebig weiterverarbeitet werden. Es kann in dem zweiten Teilbereich eine von den Prozessen im ersten Teilbereich unabhängige Weiterbehandlung erfolgen und es können damit beispielsweise mehrstufige Kornwachstumsprozesse durchgeführt werden.The pour in the material flow into the second zone separated by the weir only when the treatment is completed in the first subarea is. This overflow of the Material flow from the first sub-area in the second sub-area takes place automatically by the respectively set flow conditions, what through the adjustable gap below the weir in connection with the different currents as well as the weir geometry. Due to different strong currents in the first and second inflow region it is determined which particles still further in the first subarea circulate and be further coated and which particles through enter the gap in the second subarea, without leaving this again to return. At low gas velocities, the solid passage is released, while at gas velocities in the gap above the discharge rate of the largest particle the passage is prevented. If the splitting speed is greater than the discharge rate of the fine particles in the entry side Chamber, but also larger than the vortex velocity of the largest particles is, the classifying transition between reached the chambers. The fines are in the first chamber retained and continue to participate in the growth process, for example. The big ones Particles pass into the subsequent chamber and can be further processed as desired become. It may be one of the processes in the second subarea independent in the first subarea Further treatment done and it can thus for example multi-level Grain growth processes performed become.

Gegenüber dem vorbeschriebenen Stand der Technik ist bei der vorliegenden Erfindung die Wechselwirkung einer Gasströmung mit einem Wehreinbau innerhalb des Wirbelschichtapparates funktionsbestimmend. Der erfindungsgemäße Wirbelschichtapparat weist dazu ein oder mehrere Wehre auf, die im oberen Bereich gegen die Materialströmung entlang des Anströmbodens und im unteren Bereich in Richtung der Materialströmung entlang des Anströmbodens gebogen und so angeordnet sind, dass zwischen dem Anströmboden und den Wehren ein Spalt entsteht. Somit liegt unterhalb der geneigten oder gewölbten Wehrgeometrie eine Gasströmung vor, die gegen den Wehreinbau strömt und vom Wehr entgegen der Austragsrichtung zurückgeführt wird. Dadurch bildet sich unterhalb des Wehres eine Art Spaltströmung, die durch einen Klassiereffekt gekennzeichnet sein kann. Durch diese Ausführung eines an sich bekannten Unterlaufwehres in geneigter beziehungsweise gewölbter Form in Zusammenwirken mit der Gasströmung wird ein strömungsmechanisches Ventil gebildet, das störungsunempfindlich und vielseitig einsetzbar ist.Compared to the The above-described prior art is in the present invention the interaction of a gas flow with a Wehrreinbau within the fluidized bed apparatus function determining. The fluidized bed apparatus according to the invention has one or more weirs in the upper area against the material flow along the inflow floor and at the bottom in the direction of material flow along the inflow base bent and arranged so that between the distributor plate and the weirs a gap arises. Thus lies below the inclined or arched Weir geometry a gas flow , which flows against the Wehrreinbau and from the weir against the Discharge direction is returned. As a result, forms below the weir a kind of slit flow, the may be characterized by a classifying effect. Through this execution a known underflow weir in inclined or corrugated Form in cooperation with the gas flow becomes a fluid mechanical Valve formed, the insensitive to interference and versatile.

Die örtliche Verteilung der Gasgeschwindigkeit und die Menge des dem Anströmboden zugeführten Fluidisierungsmediums im Bereich unter den Wehren beziehungsweise in den Kammern erfolgt über die Anordnung von an sich bekannten Lüftern, Drosselklappen oder dergleichen.The local Distribution of the gas velocity and the amount of Fluidbedmedium supplied to the distributor plate in the area under the weirs or in the chambers via the Arrangement of known fans, throttle or like.

Bei dem erfindungemäßen Wirbelschichtapparat erfolgt die Einstellung der Materialeigenschaften des Endproduktes hinsichtlich des Feuchtigkeitsgehaltes, der Korngröße und des Kornbandes in Wirbelschichtapparaten zur Behandlung von dispersen Stoffen und feststoffhaltigen Flüssigkeiten durch Beeinflussung der Strömungsverhältnisse des Materials in der Wirbelschicht durch Veränderung des Öffnungsverhältnisses der freien Fläche zur Gesamtfläche des Anströmbodens des Wirbel schichtapparates, durch Einstellbarkeit der Geschwindigkeit und der Menge des dem Anströmboden zugeführten Fluidisierungsmediums, sowie durch Anordnung von einem oder mehreren sich über die gesamte Breite des Wirbelschichtapparates erstreckenden Wehren, die im oberen Bereich gegen die Materialtransportströmung und im unteren Bereich in Richtung Materialtransportströmung gebogen sind und einen Spalt zwischen dem Anströmboden und der unteren Kante der Wehre bilden.In the fluidized bed apparatus according to the invention, the adjustment of the material properties of the final product in terms of moisture content, grain size and grain size in fluidized bed apparatus for the treatment of disperse substances and solids-containing liquids by influencing the flow conditions of the material in the fluidized bed by changing the opening ratio of the free area to the total surface of the inflow the fluidized bed apparatus, by adjustability of the speed and the amount of the fluidization medium supplied to the distributor plate, and by arranging one or more over the entire width of the Weirs extending in the upper area against the material transport flow and in the lower area in the direction of material transport flow and form a gap between the inflow base and the lower edge of the weirs.

Das Öffnungsverhältnis der freien Fläche zur Gesamtfläche des Anströmbodens nimmt in Materialtransportrichtung stetig zu, so dass in Verbindung mit der Geschwindigkeit und der Menge des zugeführten Fluidisierungsmediums die Materialbewegung in der Wirbelschicht so beeinflusst werden kann, dass ein Materialkreislauf in dem Teilbereich der Wirbelschicht erfolgt, in dem das Produkt gezielt die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Korngröße, Kornband und Feuchte erhält. Durch Aufsprühen von Materialdispensionen auf die im Materialkreislauf befindlichen Materialteilchen erfolgt eine Teilchenvergrößerung durch Aufbaugranulation auf die gewünschte Endgröße. Durch die gezielte Einflußnahme auf den Materialkreislauf läßt sich so die Korngröße und das Kornband einstellen. Gleichzeitig wird durch den Materialkreislauf der Trocknungseffekt des Materials zielgerichtet beeinflusst. Die Anordnung und Gestaltung der Wehre trägt ebenfalls zur zielgerichteten Beeinflussung des Materialstromes bei.The opening ratio of free area to the total area of the inflow floor increases steadily in the material transport direction, so that in conjunction with the rate and amount of fluidizing medium supplied the material movement in the fluidized bed are so influenced can that a material cycle takes place in the subregion of the fluidized bed, in which the product is targeted to the desired properties Grain size, grain band and moisture gets. By spraying of material dispensions on the material particles in the material circulation a particle enlargement takes place Build-up granulation to the desired Final size. By the targeted influence on the material cycle can be so the grain size and the grain band to adjust. At the same time, the drying process is caused by the material circulation of the material is purposefully influenced. The arrangement and design the weirs carry likewise for purposeful influencing of the material flow at.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Ausführung des Wirbelschichtapparates bestehen darin, dass die Eigenschaften des Endmaterials hinsichtlich der Feuchte, der Korngröße und des Kornbandes eingestellt und beeinflusst werden können. Mit dem bekannten Stand der Technik konnte die Korngröße nur über reine Transportkriterien, wie Länge der Wirbelrinne und Höhe der bisher eingesetzten starren Wehre, die daraus resultierende Schichthöhe und dazugehörende eingedüste Sprühmenge gesteuert, jedoch nicht zielgerichtet beeinflusst werden.The Advantages of the embodiment of the invention Fluid bed apparatus consist in that the properties of the Final material in terms of moisture, grain size and the Kornbandes can be adjusted and influenced. With the known status the technology could only over grain size Transport criteria, such as length the gutter and height the previously used rigid weirs, the resulting layer height and related injected Spray rate controlled but not purposefully influenced.

Eine Beeinflussung des Kornbandes konnte durch den Stand der Technik nicht erreicht werden.A Influencing the grain band could by the prior art can not be reached.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:The Invention is based on embodiments explained in more detail. In the accompanying drawings demonstrate:

1: ein Schema des erfindungsgemäßen Wirbelschichtapparates im Schnitt 1 a schematic of the fluidized bed apparatus according to the invention in section

2 bis 5.: Ausführungsvarianten der Gestaltung von Wehren Der Wirbelschichtapparat wird oberhalb des Anströmbodens 11 durch das Wehr 6 und unterhalb des Anströmbodens 11 durch ein Trennblech 3 in den ersten Wirbelschichtbereich 9 und in den zweiten Wirbelschichtbereich 5 getrennt. Der Eintritt des Fluidisierungsmediums erfolgt unterhalb des Anströmbodens 11 in die Wirbelschicht, wobei mit 10 die Strömungsrichtung des Fluidisierungsmediums gekennzeichnet ist. Durch das Düsensystem 7 wird das zu behandelnde Ausgangsmaterial in den ersten 9 sowie in den zweiten Wirbelschichtbereich 5 eingedüst. Durch den Wirbelschichtapparat soll beispielsweise ein disperses Gut wie Granulat oder Agglomerat mit gewünschten Eigenschaften hinsichtlich der Feuchte, der Korngröße und des Kornbandes hergestellt werden. 2 to 5 .: Embodiments of the design of weirs The fluidized bed apparatus is above the inflow floor 11 through the weir 6 and below the inflow floor 11 through a separating plate 3 in the first fluidized bed area 9 and in the second fluidized bed area 5 separated. The inlet of the fluidization medium takes place below the inflow base 11 in the fluidized bed, wherein 10 denotes the flow direction of the fluidizing medium. Through the nozzle system 7 becomes the starting material to be treated in the first 9 as well as in the second fluidized bed area 5 injected. By the fluidized bed apparatus, for example, a disperse material such as granules or agglomerate with desired properties in terms of moisture, grain size and grain size to be produced.

Der Anströmboden 11 des ersten Teilbereiches 9 ist so ausgebildet, daß das Öffnungsverhältnis von freier Fläche zur Gesamtfläche des Anströmbodens 11 im ersten Teilbereich 9 in Materialtransportrichtung 8 entlang des Anströmbodens 11 stetig zunimmt. Die Einstellung und Regelung der Zuführung des Fluidisierungsmediums hinsichtlich der Geschwindigkeit und Menge erfolgt im ersten Anströmbereich 1 und im zweiten Anströmbereich 2 durch Anordnung von an sich bekannten Lüftern, Drosselklappen oder dgl.. Das Wehr 6, das den ersten Wirbelschichtbereich 9 von den zweiten Wirbelschichtbereich 5 trennt, ist über die gesamte Breite des Wirbelschichtapparates angeordnet. Im oberen Bereich ist das Wehr 6 entgegen der Materialtransportrichtung 8 entlang des Anströmbodens und im unteren Bereich in Richtung der Materialtransportrichtung 8 entlang des Anströmbodens gebogen. Das Wehr 6 ist so angeordnet, dass zwischen dem Anströmboden 11 und der unteren Kante des Wehres 6 ein Spalt 4 für den Materialdurchtritt des Grobkorns in den zweiten Wirbelschichtbereich 5 entsteht.The distributor bottom 11 of the first subarea 9 is formed so that the opening ratio of free area to the total area of the inflow base 11 in the first portion 9 in material transport direction 8th along the inflow floor 11 steadily increasing. The adjustment and regulation of the supply of fluidizing medium in terms of speed and quantity takes place in the first inflow region 1 and in the second inflow area 2 by arrangement of known fans, throttle valves or the like .. The weir 6 that the first fluidized bed area 9 from the second fluidized bed area 5 separates, is arranged over the entire width of the fluidized bed apparatus. In the upper area is the weir 6 against the material transport direction 8th along the inflow floor and in the lower area in the direction of the material transport direction 8th bent along the inflow floor. The weir 6 is arranged so that between the distributor plate 11 and the lower edge of the weir 6 A gap 4 for the material passage of the coarse grain into the second fluidized bed area 5 arises.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Endproduktes mit den einstellbar gewünschten Eigenschaften ist folgende: Partikel, die noch nicht die gewünschten Eigenschaften besitzen, z.B. nicht groß genug sind, kreisen solange in dem ersten Teilbereich 9, bis sie die gewünschten Eigenschaften erreicht haben. Durch die Einstellbarkeit der Geschwindigkeit und der Menge des Fluidisierungsmediums im ersten 1 und zweiten Anströmbereich 2, sowie durch die Gestaltung des Anströmbodens 11 und des Wehres 6 werden die Teilchen, die den gewünschten Eigenschaften (z.B. zu fein) noch nicht entsprechen, durch den Fluidisierungsmediumstrom in den oberen Teil der Wirbelkammer zurückgeführt, wo durch Besprühen der Teilchen durch Material mittels des Düsensystems 7 ein Kornwachstum erreicht wird.The mode of action of the device according to the invention for the production of an end product with the adjustably desired properties is the following: Particles which do not yet have the desired properties, for example are not large enough, circle in the first subarea 9 until they reach the desired properties. By the adjustability of the speed and the amount of Fluidisierungsmediums in the first 1 and second Anströmbereich 2 , as well as by the design of the inflow floor 11 and the weir 6 For example, the particles that do not yet meet the desired properties (eg, too fine) are returned by the fluidizing medium stream to the top of the vortex chamber where spraying of the particles by material through the nozzle system 7 a grain growth is achieved.

Dieser Prozess führt somit zur zielgerichteten Änderung der Eigenschaften des dispersen Gutes, z.B. des Kornwachstums der kleinen Teilchen, unabhängig von den fertigen gröberen Teilchen. Das körnige gröbere Material, das dem Strom des Fluidisierungsmediums im ersten Teilbereich 9 widersteht wird mittels des Fluidisierungsmediums in den unteren Bereich des Wehres 6 transportiert und gelangt durch den Spalt 4 in den zweiten Wirbelschichtbereich 5 zur Fortsetzung des Granulationsprozesses. Zur zielgerichteten Materialbeeinflus sung ist der untere Teil des Wehres 6 verstellbar gestaltet, so daß über eine Einstellung der Spaltbreite zwischen der Unterkante des Wehres 6 und dem Anströmboden 11 ein gewünschter Teilmaterialstrom fließen kann. So erfolgt ein stufenweiser Prozess, z.B. eine Aufbaugranulation, wobei die Eigenschaften des Endmaterials wie Korngröße, Feuchte und Kornband wesentlich über das Öffnungsverhältnis des Anströmbodens 11 und die Stellung der Klappen an den Wehren 6 gesteuert werden.This process thus leads to the targeted modification of the properties of the disperse material, eg the grain growth of the small particles, independently of the finished coarser particles. The granular coarser material, which is the flow of Fluidisierungsmediums in the first part 9 is resisted by the fluidizing medium in the lower region of the weir 6 transported and passes through the gap 4 in the second Wirbelschichtbe rich 5 to continue the granulation process. For targeted material influencing solution is the lower part of the weir 6 designed adjustable so that an adjustment of the gap width between the lower edge of the weir 6 and the inflow base 11 a desired partial flow of material can flow. Thus, a stepwise process, such as a built-up granulation, wherein the properties of the final material such as grain size, moisture and grain band substantially on the opening ratio of the inflow floor 11 and the position of the flaps on the weirs 6 to be controlled.

Entsprechend des Einsatzes des Wirbelschichtapparates wie z.B. zur Herstellung und/oder Weiterverarbeitung von dispersen Gütern oder zur Granulation von feststoffhaltigen Flüssigkeiten und der zu behandelnden Materialien wird der erfindungsgemäße Wirbelschichtapparat den entsprechenden Verhältnissen angepaßt.Corresponding the use of the fluidized bed apparatus such. for the production and / or further processing of disperse goods or for the granulation of solids-containing liquids and the materials to be treated is the fluidized bed apparatus according to the invention the appropriate conditions customized.

So ist es erfindungsgemäß möglich, die Wehre 6 gestaltfest kantig oder geschwungen auszubilden sowie ihre Ober- und/oder Unterteile verstellbar zu gestalten, bzw. die Wehre 6 im ganzen verstellbar anzuordnen. In den 2 bis 5 sind Varianten zur Querschnittsgestaltung von Wehren 6 dargestellt.So it is possible according to the weirs 6 shapely edged or curved form and their upper and / or lower parts to make adjustable, or the weirs 6 to arrange on the whole adjustable. In the 2 to 5 are variants for the cross-sectional design of weirs 6 shown.

Entsprechend den Einsatz- und Materialbedingungen sieht die Erfindung vor, daß das Öffnungsverhältnis der freien Fläche zur Gesamtfläche des Anströmbodens 11 in Materialtransportrichtung 8 innerhalb einer Stufe bzw. eines Abschnittes, bereichsweise oder nur in den ersten Teilbereich 9 in Materialtransportrichtung stetig zunimmt.According to the conditions of use and material, the invention provides that the opening ratio of the free area to the total area of the inflow base 11 in material transport direction 8th within a step or a section, in regions or only in the first sub-area 9 steadily increasing in material transport direction.

Der Wirbelschichtapparat kann auch durch Anordnung von mehreren Wehren 6 in mehrere Teilbereiche geteilt werden.The fluidized bed apparatus can also by arranging several weirs 6 divided into several parts.

Claims (7)

Wirbelschichtapparat, der einen mit Öffnungen versehenen Anströmboden (11) aufweist und durch ein oder mehrere Wehre (6) in Stufen beziehungsweise Abschnitte unterteilt ist, wobei zwischen dem Anströmboden (11) und den Wehren (6) ein Spalt (4) vorgesehen ist und auf der einen Seite eines Wehres (6) ein erster Teilbereich (9) für einen darin geführten, umlaufenden Materialkreislauf vorgesehen ist, sowie auf der anderen Seite des Wehres (6) ein über den Spalt (4) mit dem ersten Teilbereich (9) in Verbindung stehender, zweiter Bereich (5) für vorbehandeltes Material vorgesehen ist, der weiterhin an sich bekannte Lüfter, Drosselklappen oder dergleichen aufweist, mittels denen die Geschwindigkeit und die Menge des dem Anströmboden (11) zugeführten Fluidisierungsmediums über die Länge des Anströmbodens (11) eingestellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Anströmbodens (11) im Bereich des ersten Teilbereichs (9) ein erster Anströmbereich (1) und ein zweiter, nahe dem Wehr (6) befindlicher Anströmbereich (2) für Fluidisierungsmedium vorgesehen sind, welche unabhängig voneinander mit Fluidisierungsmedium beaufschlagt werden können, dass zur Regelung der Materialeigenschaften des Endproduktes hinsichtlich des Feuchtigkeitsgehaltes, der Korngröße und des Kornbandes das Öffnungsverhältnis von freier Fläche zur Gesamtfläche des Anströmbodens (11) in Materialtransportrichtung (8) entlang des Anströmbodens (11) zunimmt, dass das oder die Wehre (6) im oberen Bereich gegen die Materialströmung entlang des Anströmbodens (11) und im unteren Bereich in Richtung der Materialströmung entlang des Anströmbodens (11) gebogen ausgeführt sind und dass die Spaltbreite zwischen der Unter kante des Wehres (6) und dem Anströmboden (11) zur Einstellung eines Teilmaterialstroms aus dem ersten Teilbereich (9) durch den Spalt (4) in den zweiten Teilbereich (5) einstellbar ist.Fluidized bed apparatus comprising an apertured distributor plate ( 11 ) and by one or more weirs ( 6 ) is divided into stages or sections, wherein between the distributor plate ( 11 ) and the weirs ( 6 ) A gap ( 4 ) and on one side of a weir ( 6 ) a first subarea ( 9 ) is provided for a guided, circulating material cycle, as well as on the other side of the weir ( 6 ) one over the gap ( 4 ) with the first subregion ( 9 ), second area ( 5 ) is provided for pretreated material, which further comprises per se known fans, throttle valves or the like, by means of which the speed and the amount of the distributor plate ( 11 ) supplied fluidizing medium over the length of the inflow floor ( 11 ) can be adjusted, characterized in that below the inflow floor ( 11 ) in the area of the first subarea ( 9 ) a first inflow region ( 1 ) and a second, near the weir ( 6 ) located inflow area ( 2 ) are provided for fluidizing medium, which can be acted upon independently fluidizing medium, that for controlling the material properties of the final product in terms of moisture content, grain size and the grain size, the opening ratio of free area to the total surface of the inflow ( 11 ) in material transport direction ( 8th ) along the inflow floor ( 11 ) increases that the weirs or the ( 6 ) in the upper area against the material flow along the inflow ( 11 ) and in the lower area in the direction of the flow of material along the inflow ( 11 ) are bent and that the gap width between the lower edge of the weir ( 6 ) and the distributor plate ( 11 ) for adjusting a partial material flow from the first subregion ( 9 ) through the gap ( 4 ) into the second subarea ( 5 ) is adjustable. Wirbelschichtapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnungsverhältnis von freier Fläche zur Gesamtfläche des Anströmbodens (11) in Materialtransportrichtung (8) entlang des Anströmbodens (11) innerhalb einer Stufe beziehungsweise eines Abschnittes zunimmt.Fluidized bed apparatus according to claim 1, characterized in that the opening ratio of free area to the total area of the inflow floor ( 11 ) in material transport direction ( 8th ) along the inflow floor ( 11 ) increases within a step or a section. Wirbelschichtapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnungsverhältnis bereichsweise zunimmt.Fluidized bed apparatus according to claim 2, characterized that the opening ratio in areas increases. Wirbelschichtapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnungsverhältnis von freier Fläche zur Gesamtfläche des Anströmbodens (11) nur in dem ersten Teilbereich (9) in Materialtransportrichtung (8) entlang des Anströmbodens (11) stetig zunimmt.Fluidized bed apparatus according to claim 1, characterized in that the opening ratio of free area to the total area of the inflow floor ( 11 ) only in the first subarea ( 9 ) in material transport direction ( 8th ) along the inflow floor ( 11 ) is steadily increasing. Wirbelschichtapparat nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wehre (6) kantig oder geschwungen ausgebildet sind.Fluidized bed apparatus according to claims 1 to 4, characterized in that the weirs ( 6 ) are formed edged or curved. Wirbelschichtapparat nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ober- und/oder Unterkante der Wehre (6) verstellbar angeordnet sind.Fluidized bed apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that the upper and / or lower edge of the weirs ( 6 ) are arranged adjustable. Wirbelschichtapparat nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wehr (6) oder die Wehre (6) im ganzen verstellbar sind.Fluidized bed apparatus according to claim 1 to 6, characterized in that the weir ( 6 ) or the weirs ( 6 ) are adjustable throughout.
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