DE2014809B2

DE2014809B2 - Poröse, gasdurchlässige Gutauflage für eine Fließbettschicht eines Schüttgutgemisches, insbesondere Getreide

Info

Publication number: DE2014809B2
Application number: DE2014809A
Authority: DE
Inventors: Hans St. Gallen Oetiker (Schweiz)
Original assignee: Buehler AG
Current assignee: Buehler AG
Priority date: 1969-03-31
Filing date: 1970-03-26
Publication date: 1978-03-02
Also published as: DE2014809A1; US3650037A; CH504892A; DE2014809C3; GB1310441A; CA918605A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine poröse, gasdurchlässige Gutauflage für eine dichte und gleichmäßige Fließbettschicht eines Schüttgutgemisches, insbesondere Getreide, bestehend aus einer gitterartigen, porösen gasdurchlässigen Matte zum Tragen des Schüttgutes und einer mit Abstand darunter angeordneten, von einem Behandlungsgas angeströmten gelochten Platte, deren vom Behandlungsgas durchströmte Fläche der Lcchung kleiner als die Gesamtfläche der Gutauflage ist.

Eine Großzahl von Veröffentlichungen befaßt sich mit der Behandlung unterschiedlichster Schüttgüter fester und gemischt festflüssiger Form in aufgelockerter Art, was allgemein als Fließbett- oder Wirbelschicht-Behandlungen bezeichnet wird. Die damit angestrebten Ziele sind sehr unterschiedlich, seien es Reaktionsbehandlungen der zu kontaktierenden Schüttgüter mit den zur Erzeugung der Fließbetten oder Wirbelschichten darauf einwirkenden Aktivatoren oder aber Sicht-, Trenn- oder Klassier-Arbeiten der Schüttgüter im Fließbett unter dem Einfluß des

Fluidisationsmediums, eventuell bei gleichzeitigem mechanischem Schwingen. Man hat (»Beiträge zur Theorie der Wirbelschicht-Ausbildung« von C. Vincent in Revue Roumaine Sei. Techn., Serie metallurg., Jg. 12 (!967) Nr. 2, S. 185-206) folgende drei Formen der Wirbelschichtausbildung unterschieden:

a) die homogene dichte Wirbelschicht bzw. gemäß der hier verwendeten Bezeichnung die dichte und gleichmäßige Fließbettschicht;

b) die heterogene Wirbelschicht, eine instabil pulsierende, stoßende Wirbelschicht, und

c) die homogene lockere Wirbelschicht, bei der die Schüttgutschicht erneut stabil ist, die Gutteilchen aber in viel stärker aufgelockerter Phase in Schwebe gehalten werden.

Es ist nachgewiesen worden (C. Vincenz, s. o.), daß sich die dichte und gleichmäßige Fließbettschicht gemäß a) nur in einem äußerst geringen Bereich kleinster und größter Geschwindigkeit des Fluidisationsmediums ohne die Bildung von durchbrechenden Blasen stabil verhält, daß die instabil pulsierende, stoßende Wirbelschicht gemäß b) mit den aufwallenden kanalisierenden Phänomenen stark zu Vermischungen der Schicht führt und daß erst die homogene lockere Wirbelschicht gemäß c) wieder stabil ist. Man hat im Rahmen der Untersuchung besonderes Augenmerk dieser homogenen lockeren Wirbelschicht geschenkt, die als Voraussetzung große Geschwindigkeit des Behandlungsmediums und relativ großes Druckgefälle hat.

Diese Behandlungen von Schüttgut, besonders Getreide, vornehmlich Weizen, in einem Gas-Feststoff-Fließbett dienen vor allem der Trennung in zwei oder mehr Gutfraktionen unterschiedlicher Wichte, die gesondert, in größtmöglicher Reinheit, anfallen sollen.

Auch sind die porösen, gasdurchlässigen Gutauflagen zum Tragen der zu behandelnden Schüttgutschicht teils ruhend, teils mechanisch bewegt. Diese mechanische Bewegung vermag eine Förderwirkung auf die unterste Gutschicht auszuüben, während die oberen Gutschichten unter dem Einfluß der Fluidisierung durch das Behandlungsgas bei geeigneter Neigung der Gutauflage flüssigkeitsähnlich wegfließen. Bisher traten aber immer wieder große Probleme zur eindeutigen Einstellung auf stabile Verbältnisse auf, was im allgemeinen darauf zurückzuführen ist, daß der Betrieb des Fließbettes pulsierend und stoßend erfolgte. Es erfolgt dabei aber zumindest für gewisse Fraktionen des Schüttgutes nicht eine saubere Trennung, sondern es wird die gegenteilige Mischung ausgelöst. Zur Verminderung dieser Schwierigeiten wurde schon mit Abstand unter der porösen gasdurchlässigen Matte eine Gitterkonstruktion derart angeordnet (US-PS 2718307), daß zwischen einzelnen Stäben langgestreckte Schlitze vorgesehen sind, die sich über die Fläche der Gutauflage erstrecken. Durch diese Maßnahme war es jedoch nicht möglich, die Gutbehandlungsbedingungen in den Bereich des gleichmäßig dichten Fließbettes zu bringen.

Es wurde gefunden, daß in einem stabilen Bereich der Fluidisation einer sehr engen Zone des dichten und gleichmäßigen Fließbettes eine optimale Trennung in zwei und mehr Fraktionen möglich ist. Es ist zwar bei gattungsgemäßen Gutauflagen bekannt (z. B. US-PS 2887724), die vom Behandlungsgas durchströmte Fläche der Lochung deutlich kleiner als die Gesamtfläche der Gutauflage zu wählen, gegebenen-

falls auch einstellbar zu machen (US-PS 2513 369). Bekannte praktische Werte dieses Verhältnisses liegen bei'/, bis V₅. Dies ergibt jedoch noch keine optimale Trennung, insbesondere dann nicht, wenn die Schüttgutverteilung und -höhe schweükt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, nicht nur eine gleichmäßige und dichte Fließbettschicht gemäß dem Fließbettyp a) der oberen Flieübettypisierung zu erreichen, sondern in dieser eine möglichst gleichmäßige Luftverteilung selbst bei schwankender Schüttgutverteilung und -höhe zu erreichen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einer gattungsgemäßen Gutauflage dadurch gelöst, daß die von Behandlungsgas durchströmte Fläche der Lochung in der gelochten Platte kleiner oder höchstens gleich dem zehnten Teil der Gesamtfläche der Gutauflage ist. Damit ist die Dimensionierung des wesentlichsten Elementes, nämlich der Gutau/lage, zum Bau einer im übrigen Gesamtaufbau, wie Gehäuse, Tragelemente, Luftzu- und -abführung, eventuelle Luftstromunterbrecher und Schwingungserzeuger, bekannten Vorrichtung festgelegt, was zur Erreichung des oben angegebenen Ziels der scharfen Trennung in mindestens zwei Schüttgutfraktionen führt. Bei der Gutauflage nach der Erfindung wird die Blendenwirkung der Lochung der Platte innerhalb eines zur Gewährleistung der dichten und gleichmäßigen Fließbettschicht festgelegten Geschwindigkeitsbereiches so festgelegt, daß sie umgekehrt proportional zum Quadratwurzelwert der auf die Gutauflage wirkenden spezifischen Flächenlast der höchsten zugelassenen Schüttgutschicht ist. Durch die Berücksichtigung dieser höchsten zugelassenen Schüttgutschicht kann man unter allen in der Aufgabenstellung in Betracht gezogenen Betriebsbedingungen eine ruhige Strömung des Behandlungsgases erreichen.

Bei der Gutauflage nach der Erfindung erreicht man in überraschend einfacher Weise eine sichere Beherrschung der Bildungeines dichten und gleichmäßigen stabilen Fließbettes zur Behandlung von Schüttgütern in einem sehr engen zulässigen Bereich von Fluidisationsluftgeschwindigkeit. Die Gutauflage ist darüber hinaus unempfindlich gegenüber Verstopfungen, womit einerseits an die Qualität des Behandlungsgases bezüglich Reinheit keine besonderen Anforderungen gestellt werden müssen und andererseits die Beschaffenheit des zu behandelnden Schüttgutes nicht besondere Qualitätsmerkmale aufzuweisen hat. Daher ist eine solche Gutauflage zur Behandlung schwieriger Schüttgüter, besonders auch solcher, die staubbeladen sind und damit sehr leicht zu Verstopfungen feinmaschiger und feinporöser Gutiauflagen führen, anwendbar. Da im übrigen allein schon durch die gleichmäßige Verteilung der relativ kleinen Löcher in der Platte zur Bildung der Lochung eine günstige Luftverteilung über die gesamte poröse Matte erreicht wird, läßt sich durch den sehr einfachen Einbau von Zwischenwänden bei gegebenenfalls größeren Unterschieden von Schichthöhen über die Gesamtfläche der Gutauflage eine zonenweise respektive flächenweise Vergleichmäßigung der Strömung von

"' Behandlungsmedium durch die unterschiedlichen Schichten erreichen

Ergänzend kann die Fläche der gasdurchlässigen Porosität der gitterartigen Matte mindestens doppelt so groß wie die Fläche der Lochung sein. Dies garan-

¹⁽¹ tiert einen weitgehend störungsfreien Gebrauch der Gutauflage, indem nicht bereits sehr feine Verunreinigungen das Zusetzen der Mattenporen verursachen, was in der Folge den Behandlungsstrom zusätzlich drosseln oder unterbrechen und die Fluidisation hem-

i"¹ men oder unmöglich machen kann. Die Unteransprüche 3 bis 5 betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel

-" noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine bevorzugte Ausführung einer Gutauflage in Ansicht von unten und teilweisem horizontalem Schnitt, und

Fig. 2 einen teilweisen Vertikalschnitt durch die

2ϊ Gutauflage.

In der Gutauflage nach den Fig. 1 und 2 ist über einen Rahmen 100 eine poröse, gasdurchlässige Matte 102, besonders in der Form eines Maschengitters, gespannt. Unter dem Rahmen 100 und gleichzeitig di-

H) stanziert von der porösen, gasdurchlässigen Matte 102 wird eine Lochplatte 105 befestigt. Diese Lochplatte 105 weist Blendenöffnungen 106 auf. Die Gesamtheit dieser Blendenöffnungen 106 stellt die Lochung dar. Die Verteilung der Blendenöffnungen 106 über die

ij Gesamtfläche der gelochten Platte ist derart gewählt, daß der im Zwischenraum zwischen der gelochten Platte 105 und der porösen Matte 102 sich diffundierend ausbreitende Strömungskegel K auf der porösen Matte 102 eine gleichmäßige Beaufschlagung durch

■to das strömende Behandlungsgas gewährleistet.

In gewissen Fällen erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Gesamtfläche der porösen, gasdurchlässigen Gutauflage in Teilfelder aufgeteilt wird. Dafür können in den Zwischenraum zwischen der Matte 102 und

•4 5 der gelochten Platte 105 Trennwände 108 bzw. 109 eingebaut werden, die beispielsweise parallel zu den Seitenwänden der Gutauflage eingelegt sind und genau die Höhe des Zwischenraumes aufweisen. Es erweist sich als vorteilhaft, die gesamte Konstruktion

>o durch Kleben zu verbinden, da dam it die Verwendung sehr dünner Zwischenwände möglich wird, was wiederum für eine sehr gleichmäßige Behai.dlungsgasverteilung im darüber fließenden Schüttgut erforderlich ist. Somit wurden keine zusätzlichen besonderen

•>5 Maßnahmen nötig, um diese Verteilung auch oberhalb der Matte zu gewährleisten. Der Einbau solcher Gutauflagen in Gutbehandlungsvorrichtungen erfolgt in bekannter Weise.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Poröse, gasdurchlässige Gutauflage für eine dichte und gleichmäßige Fließbettschicht eines Schüttgutgemisches, insbesondere Getreide, bestehend aus einer gitterartigen porösen gasdurchlässigen Matte zum Tragen des Schüttgutes und einer mit Abstand darunter angeordneten, von einem Behandlungsgas angeströmten gelochten Platte, deren vom Behandlungsgas durchströmte Fläche der Lochung kleiner als die Gesamtfläche der Gutauflage ist, dadurch gekennzeichnet, daß die von Behandlungsgas durchströmte Fläche der Lochung (106) in der gelochten Platte (105) kleiner oder höchstens gleich dem zehnten Teil der Gesamtfläche der Gutauflage (99) ist.

2. Gutauflage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der gasdurchlässigen Porosität der gitterartigen Matte (102) mindestens doppelt so groß wie die Fläche der Lochung (106) ist.

3. Gutauflage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochung (106) in der gelochten Platte (105) durch runde Löcher (106) gebildet ist, wobei diese Löcher (106) gleichmäßig über die Fläche der Gutauflage (99) verteilt sind.

4. Gutauflage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung der Löcher (106) in der gelochten Platte (105) und die Distanz zwischen dieser und der Matte (102) in einem solchen Verhältnis zueinander festgelegt sind, daß das durch die Löcher (106) und daran anschließend als diffundierender Strömungskegel (K) von den Löchern (106) zur Matte (102) strömende Behandlungsgas diese Matte (102) gleichmäßig gesamthaft beaufschlagt.

5. Gutauflage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtfläche der Lochung (106) in der Platte (105) zwischen 3 und 8% der Gesamtfläche der Gutauflage (99) beträgt.