DE2004493A1

DE2004493A1 - Verfahren zur Herstellung von Pellets und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2004493A1
Application number: DE19702004493
Authority: DE
Inventors: George W. Pampa Tex. Dingus (V.St.A.)
Original assignee: Cabot Corp
Current assignee: Cabot Corp
Priority date: 1969-02-03
Filing date: 1970-01-31
Publication date: 1970-08-06
Also published as: DE2004493B2; NL7001485A; BR7016528D0; SE364719B; MY7400025A; JPS5420469B1; ES401208A1; DE2004493C3; NL164754B; CA924870A; NL164754C; GB1286592A; ES376122A1; FR2033852A5; US3528785A

Description

PAYtNTANWALrE 9 Π ΠΑ / Q Ί

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING, SCHÖNWALD f U U H 4 U O DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISlER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖPSCH

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

Köln, den 26.1.1970 Kl/Ax

C a b ο t Corporation,

125 High Street, Boston, Massachusetts 02110 (V.St.A.).

Verfahren zur Herstellung von Pellets und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung "betrifft das Naßpelletisieren von pulverförmigen Stoffen, insbesondere Ruß, insbesondere ein Verfahren, bei dem das Anbacken der Materialien an den Wänden der Pelletisierungsvorrichtung und damit die,Verstopfung der Pelletisierungszone weitgehend oder sogar vollständig ausgeschlossen wird. Die Erfindung, umfaßt ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,

Die Umwandlung von staubenden pulverförmigen Materialien in nichtstaubende Perlen oder Pelleta von erhöhter Dichte und festerem Zusammenhalt wird seit Jahrzehnten in verschiedenen Industriezweigen, insbesondere in der Rußin- " dustrie vorgenommen. Die U.S.A*-Patente [

2 151.686 und 2 306 698 gehören zu den jüngsten Patenten, die auf solche Verfahren gerichtet sind.

Wie in diesen Patentschriften und in einer Vielzahl von f^Hter erteilten Patenten beschrieben, werden die Materialien, hauptsächlich Ruß, der in erster Linie für diese Verfahren in Präge kommt, benetzt, und zwar gewöhnlich

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mit der gleichen Gewichtsmenge Wasser, und durch Rühren in einem langgestreckten Trog oder Rohr bewegt. Zum Rühren dienen Metallstifte, die spiralförmig längs einer Metallwelle "befestigt sind, äie sich in der Achse des Troges horizontal dreht.

Feinteilige, pulverförmige Materialien, insbesondere Ruß, werden sehr viskos und klebrig, wenn sie feucht sind, und die Verdichtung verursacht nicht nur eine Verklebung von Teilchen zu Teilchen, sondern auch von Teilchen mit anderen Oberflächen, insbesondere mit den Wänden des Behälters,

ψ der sie enthält. Es bildet sich ein schwerer Kuchen fast unmittelbar nach dem Anfahren des Verfahrens, wodurch der Fluß des Rußes durch die Vorrichtung verhindert und einige der zum Rühren verwendeten rotierenden Stifte verschlissen und zuweilen abgebrochen werden. Durch den Widerstand des an der Wand angesetzten Kuchens ist natürlich zusätzliche Energie für die Drehung der mit Stifien besetzten Welle erforderlich. Außerdem brechen gelegentlich Stücke oder Klumpen des Kuchens von der Masse los, wodurch augenblicklich der Widerstand gegen die Drehung verringert und zu anderen Zeiten besonders dicke Kuchenansätze den Antrieb außergewöhnlich stark belasten. Hierbei ergeben

ψ sich ungleichmäßiger stoßweiser Betrieb und Schwankungen in der Produktqualität. Das ständige Ansetzen von naßem Pulver an den Wänden und seine zufällige Entfernung durch die Spitzen der Stifte hat häufig starke Vibrationen und Erschütterungen in den Stiften und in der Welle zur Folge, wodurch sich hohe Beanspruchungen ergeben, die häufig den Bruch von Stiften und zuweilen von Wellen zur Folge haben, dieses in Abständen auftretende kurzzeitige Vibrieren oder Zittern verbraucht außergewöhnlich viel Energie.

Die Naßpelletisierung wird großtechnisch seit mehr als 30 Jahren durchgeführt, ohne daß bisher erfolgreiche Mittel zur Ausschaltung der schädlichen Folgen des Ansetzens von

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Kuchen an den Wänden der Pelletisiervorrichtungen vorgeschlagen wurden. Gegenstand der Erfindung ist ein solches Mittel. - ■ . ■ ' .

Die Erfindung umfaßt ferner ein neues Verfahren zur Naßpelletisierung, wobei das Ansetzen von Kuchen an den Wänden der Pelletisierungsvorrichtung verhindert wird.

Die Erfindung ist ferner auf eine Vorrichtung zur Verhinderung des Ansetzens von Kuchen an den Wänden der Pelletisierungsvorrichtung gerichtet.

Die Aufgaben, die die Erfindung sich stellt, werden gelöst, indem die Wände der Pelletisierungsvorrichtung auf eine Temperatur erhitzt werden, die so hoch ist, daß das Ansetzen des zu pelletisierenden Materials in wesentlicher Menge während einer wesentlichen Zeit an den Wänden der Pelletisierungsvorrichtung verhindert wird.

Die Mittel, mit denen dieses Erhitzen vorgenommen wird, sind nicht entscheidend wichtig. Geeignet ist jedes System, mit dem Wärme zugeführt und annehmbar gleichmäßig gehalten wird. Beispielsweise genügen Dampfleitungen oder elektrische Heizelemente, die an der Wand der Pelletisierungsvorrichtung befestigt· werden, für diesen Zweck. " " Diese Vorrichtungen sind jedoch entweder schwierig an der Pelletisierungsvorrichtung zu befestigen oder teuer im Betrieb* so daß gemäß der Erfindung ein Wassermantel bevorzugt wird» Im allgemeinen wird das Anbacken des Kuchens bei der Temperatur von heißem Wasser einwandfrei verhindert, wobei bereits eine Temperatur von nur etwa 66⁰C genügt«. Vorzugsweise wird die Temperatur im Bereich zwischen ' etwa 71 und 93⁰C gehalten. Eine obere Grenze gibt es nicht, jedoch muß die Temperatur unter der Abbautemperatur des Produkts gehalten werden. Diese Abbautemperatur wird bei Verwendung von heißem Wasser nie erreicht. In keinem Fall

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wird ein Vorteil erzielt, wenn die Temperatur über die mit gewöhnlichem heißem Wasser erhaltene Temperatur, d.h. etwa 93⁰C, erhöht wird.

Es ist natürlich zweckmäßig, daß der Wassermantel den gesamten Bereich des Troges "bis zur Höhe der Schicht des zu pelletisierenden Materials, d.h. bis zu der Höhe, bis zu der sich der Kuchen sonst gewöhnlich ansetzt, einschließt. Es ist zwar; nicht wesentlich, daß der Mantel sich über die gesamte Länge des Troges erstreckt, Jedoch wird er vorteilhaft über die gesamte Länge der Pelleti- W sierungsvorrichtung eingebaut, um ständig störungsfreien Betrieb zu gewährleisten.

In den folgenden Beispielen wird der Betrieb einer üblichen Naßpelletisiertingsvorrichtung mit und ohne Anwendung der Erfindung verglichen. Die Pelletisierungsvorrichtung, die bei dem in Beispiel 1 beschriebenen Versuch verwendet wurde, bestand aus einem waagerechten zylindrischen Rohr von 76,2 cm Durchmesser und 244 cm änge. Die axiale Welle war mit insgesamt 250 Stiften besetzt, die einen Abstand von 19 mm hatten und in zwei im wesentlichen parallelen Spiralen über die Länge der Welle, die sich mit 390 UpM M drehte, auseinandergezogen waren. Alle Stifte waren ursprünglich keilförmig wie ein Meißel geschärft, wobei die Schneide sich in einer Ebene senkrecht zur Wellenachse befand.

Beispiel 1

Bei einer neu ausgestatteten Pelletisierungsvorrichtung, die mit einem Durchsatz von stündlich 953 kg Higti-Structure-HAF-Ruß und 953 kg Wasser (zur Pelletisierung) bei Umgebungstemperatur arbeitete, setzte sich fast augenblicklich nach dem Anfahren der übliche Kuchen an der Wand an. Nach ununterbrochenem Betrieb von 6 Wochen wurde die Belastung des 40 HP<-Antriebsmotors so hoch, daß der

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. Trennschalter regelmäßig anzusprechen "begann. Ferner waren die Stifte in der Nähe des Eintrittsendes um 13 cm und bis unter die keilförmig geschärfte Schneide verschlissen. In diesem Augenblick vmrde der Versuch abgebrochen. Die Pelletisierungsvorrichtüng wurde gereinigt, und sämtliche verschlissenen Stifte wurden erneut geschärft. Nach erneutem Einschalten der gereinigten Apparatur betrug die Belastung des Motors 28 A, und im Verlauf von 3 Tagen ununterbrochenen Betriebs setzte sich ein Kuchen an und . stieg die Belastung allmählich' auf 44 A (33,2 HP).

In diesem Augenblick wurde Wasserdampf auf die Außenseite ^ des zylindrischen Rohrs durch eine etwa 30,5 m lange Kupferschlange, die. mit leitfähigem Zement mit dem Mantel verklebt und mit Isolierung bedeckt war, zur Einwirkung gebrachte Nach etwa einstündigem Betrieb unter Wärmezufuhr war die Belastung des Motors auf 28 A gefallen, und der Kuchen war weitgehend auseinandergefallen.

Nach einer Betriebszeit von 19 Wochen in der beschriebenen Weise zeigte sich, daß nur ein sehr geringer Verschleiß der Stifte stattgefunden hatte, nämlich weniger als 3,2 mm an der Vorderkante und weniger als 1,6 mm an der Hinterkante des Stiftes. Dieser Verschleiß war bereits durch " · ä den unvermeidlichen Abrieb in einer lockeren Rußschicht zu erwarten. Die Wand des Pelletisierungarohrea blieb praktisch frei von angesetztem Kuchen* ·

Der Dampfverbrauch während dieses Versuchs betrug 27,2 kg/ Stunde bei einem Druck von 7,7 atü. .

Beispiel 2

Eine andere Pelletisierungsvorric'ntung der oben beschriebenen Art, jedoch mit nur 51 om Durchmesser, wurde mit - einem 12,7 mm weiten ringförmigen Mantel versehen, der den gesamten Bereich des rohrförmigen Gehäuses umgab« Der

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Mantel "bestand aus nichtrostendem Stahl Typ 304₁ Gauge 16, und war mit Leifblechen versehen, um gute Verteilung des fließenden Wassers zu erzielen. Die Vorrichtung wurde zuerst ohne Einwirkung von Wärme betrieben. Während dieser Zeit setzte sich der Kuchen in üblicher Weise an« Der 20 HP-Antriebsmotor war dann mit 15 bis 20 A (12-16 HP) belastet. Gleichzeitig traten die üblichen häufigen und schweren Stromstöße auf. Ohne Entfernung des schweren gezackten Kuchens oder ohne Änderung des Betriebs in irgendeiner anderen Weise wurde heißes Wasser bei einer

Temperatur von etwa 74⁰C in einer Menge von 34 l/Minute kontinuierlich in den Mantel eingeführt. Die Rücklauftemperatur betrug etwa 69°C für einen berechneten Wärmefluß von 8467 kcal/Stunde. Innerhalb von 2 Stunden nach der ersten Anwendung der Wärme war die Stromaufnahme auf 10 A gefallen. Sie blieb anschließend ständig auf dieser Höhe mit nur gelegentlichen und geringfügigen Stoßen nach oben. Die anschließenden Untersuchungen ergaben, daß der gesamte Kuchen vollständig verschwunden war, und an der stetigen Leistungsaufnahme war erkennbar, daß kein neuer Kuchen gebildet wurde.

_ Wie die vorstehenden Beispiele zeigen,und die Erfahrungen ™ bei der Anmelderin gelehrt haben, wird mit dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung nicht nur eine verbesserte Pelletiaierung erzielt, sondern auch ein® Senkung der Betriebskosten aufgrund des stark verringerten Verschleißes der Stifte und des niedrigeren Stromverbrauchs erreicht. Beispielsweise wurde der Stromverbrauch bei einer einzigen Maschine um 87 kWh/Tag gesenkt.

BAD

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Claims

• Pat-en tan s ρ r ü c h e

1) Verfahren zur Pelletisierung von pulverformtgen Stoffen, insbesondere Ruß, durch Rühren einer Mischung des zu pelletisierenden Stoffs und einer Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung des Anbaekens eines Kuchens von festem Material die Wände der Pelletisierungszone beheizt werden.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf Temperaturen von wenigstens etwa 66 G erhitzt wird.'

5) Vorfahren nach'Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,' daß die Wände von außen beheizt werden*

4) Verfahren nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß das Beheizen durch eine umlaufende heiße Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, erfolgt.

5) Pelletisiervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach-Ansprüchen 1 bis 4, bestehend aus einem rohrförmigen Gehäu-,Se₇ einer axial in diesem Gehäuse angeordneten drehbaren Welle, auf der in Abständen radiale Rührstifte angeordnet sind, sowie Einrichtungen zur Einführung des zu pelletisierenden Materials und der Peiletisierflüssigkeit in das Gehäuse und zur Entnahme der Pellets aus dem Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Gehäuses über im wesentlichen seine ganze äußere Oberfläche heizbar ausgestaltet ist.

6) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Beheizen der Wand der Pelletisiervorrichtung aus einem Mantel um die äußere Oberfläche der Vorrichtung besteht, der zur Aufnahme einer strömenden heißen Flüssigkeit bestimmt ist«

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7) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung durch eine Metallschlange erfolgt, die mit der äußeren Oberfläche der Pelletisiervorrichtung durch wärmeleitfähige Klebstoffe verbunden ist.

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