DE2014809C3

DE2014809C3 - Poröse, gasdurchlässige Gutauflage für eine Fließbettschicht eines Schüttgutgemisches, insbesondere Getreide

Info

Publication number: DE2014809C3
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: 1978-11-16
Also published as: DE2014809A1; US3650037A; DE2014809B2; GB1310441A; CA918605A; CH504892A

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 Lochung 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 G. Vin-

cenz in Revue Roumaine ScL Techn., Serie metallurg., Jg. 12 (1907) 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 klein-

- ster 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 Rahmender 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 öder 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 Verhältnisse 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-

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falls auch einstellbar zu machen (US-PS 2513369). bau von Zwischenwänden bei gegebenenfalls größere Bekannte praktische Werte dieses Verhältnisses lie- ren Unterschieden von Schichthöhen über die Gejl gei*bei V₂ bis ¹J₅. Dies ergibt jedoch noch keine opti- samtfläche der Gutauflage eine zonenweise respektive ü male Trennung, insbesondere dann nicht, wenn die flächenweise Vergleichmäßigung der Strömung von Schüttgutverteilung und -höhe schwankt. ⁵ Behandlungsmedium durch die unterschiedlichen

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Schichten erreichen.

nicht nur eine gleichmäßige und dichte Fließbett- Ergänzend kann die Fläche der gasdurchlässigen

schicht gemäß dem Fließbettyp a) der oberen Fließ- Porosität der gitterartigen Matte mindestens doppelt

bettypisierung zu erreichen, sondern in dieser eine so groß wie die Fläche der Lochung sein. Dies garan-

möglichst gleichmäßige Luftverteilung selbst bei ^l0 tiert einen weitgehend störungsfreien Gebrauch der

schwankender §chüttgutverteilung und -höhe zu er- Gutauflage, indem nicht bereits sehr feine Verunrei-

reichen. nigungen das Zusetzen der Mattenporen verursachen,

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einer was in der Folge den Behandlungsstrom zusätzlich

gattungsgemäßen Gutauflage dadurch gelöst, daß die drosseln oder unterbrechen und die Fluidisation hem-

von Behandlungsgas durchströmte Fläche der Lo- ¹⁵ men oder unmöglich machen kann. Die Unteransprü-

chung in der gelochten Platte kiemer oder höchstens ehe 3 bis 5 betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der

gleich dem zehnten Teil der Gesamtfläche der Gut- Erfindung.

aufiage ist. Damit ist die Dimensionierung des we- Die Erfindung wird im folgenden an Hand schemasenüichsten Elementes, nämlich der Gutauflage, zum tischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel Bau einer im übrigen Gesamtaufbau, wie Gehäuse, ²⁰ noch näher erläutert. Es zeigt
Tragelemente, Luftzu- und -abführung, eventuelle Fig. 1 eine bevorzugte Ausführung einer Gutauf-Luftstromunterbrecher und Schwingungserzeuger, lage in Ansicht von unten und teilweisem horizontabekannten Vorrichtung festgelegt, was zur Erreichung lern Schnitt, und

des oben angegebenen Ziels der scharfen Trennung Fig. 2 einen teilweisen Vertikalschnitt durch die

in mindestens zwei Schüttgutfraktionen führt. Bei der 25 Gutauflage.

Gutauflage nach der Erfindung wird die Blendenwir- In der Gutauflage nach den Fig. 1 und 2 ist über kung der Lochung der Platte innerhalb eines zur Ge- einen Rahmen 100 eine poröse, gasdurchlässige Matte währleistung der dichten und gleichmäßigen Fließ- 102, besonders in der Form eines Maschengitters, gebe ttschicht festgelegten Geschwindigkeitsbereiches so spannt. Unter dem Rahmen 100 und gleichzeitig difestgelegt, daß sie umgekehrt proportional zum Qua- 30 stanziert von der porösen, gasdurchlässigen Matte 102 dratwurzelwert der auf die Gutauflage wirkenden wird eine Lochplatte 105 befestigt. Diese Lochplatte spezifischen Rächenlast der höchsten zugelassenen 105 weist Blendenöffnungen 106 auf. Die Gesamtheit Schüttgutschicht ist. Durch die Berücksichtigung die- dieser Blendenöffnungen 106 stellt die Lochung dar. ser höchsten zugelassenen Schüttgutschicht kann man Die Verteilung der Blendenöffnungen 106 über die unter allen in der Aufgabenstellung in Betracht gezo- 35 Gesamtfläche der gelochten Platte ist derart gewählt, genen Betriebsbedingungen eine ruhige Strömung des daß der im Zwischenraum zwischen der gelochten Behandlungsgases erreichen. Platte 105 und der porösen Matte 102 sich diffundie-Bei der Gutauflage nach der Erfindung erreicht rend ausbreitende Strömungskegel K auf der porösen man in überraschend einfacher Weise eine sichere Be- Matte 102 eine gleichmäßige Beaufschlagung durch herrschung der Bildung eines dichten und gleichmäßi- 40 das strömende Behandlungsgas gewährleistet.
gen stabilen Fließbettes zur Behandlung von Schutt- In gewissen Fällen erweist es sich als vorteilhaft, gütern in einem sehr engen zulässigen Bereich von wenn die Gesamtfläche.der porösen, gasdurchlässigen Fluidisationsluftgeschwindigkeit. Die Gutauflage ist Gutauflage in Teilfelder auf geteilt wird. Dafür könne η darüber hinaus unempfindlich gegenüber Verstop- in den Zwischenraum zwischen der Matte 102 und fungen, womit einerseits an die Qualität des Behänd- 45 der gelochten Platte 105 Trennwände 108 bzw. 109 lungsgases bezüglich Reinheit keine besonderen An- eingebaut werden, die beispielsweise parallel zu den forderungen gestellt werden müssen und andererseits Seitenwänden der Gutauflage eingelegt sind und gedie Beschaffenheit des zu behandelnden Schüttgutes nau die Höhe des Zwischenraumes aufweisen. Es ernicht besondere Quaiitätsmerkmale aufzuweisen hat. weist sich als vorteilhaft, die gesamte Konstruktion Daher ist eine solche Gutauflage zur Behandlung 50 durch Kleben zu verbinden, da damit die Verwendung schwieriger Schüttgüter, besonders auch solcher, die sehr dünner Zwischenwände möglich wird, was wiestaubbeladen sind und damit sehr leicht zu Verstop- derum für eine sehr gleichmäßige Behandlungsgasfungen feinmaschiger und feinporöser Gutauflagen verteilung im darüber fließenden Schüttgut erforderführen, anwendbar. Da im übrigen allein schon durch lieh ist. Somit wurden keine zusätzlichen besonderen die gleichmäßige Verteilung der relativ kleinen Lö- 55 Maßnahmen nötig, um diese Verteilung auch oberhalb eher in der Platte zur Bildung der Lochung eine gün- der Matte zu gewährleisten. Der Einbau solcher Gutsäge Luftverteilung über die gesamte poröse Matte auflagen in Gutbehandlungsvorrichtungen erfolgt in erreicht wird, läßt sich durch den sehr einfachen Ein- bekannter Weise.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Porqse, 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 TeQ der Gesamtfläche der Gutauflage (99) ist

2. Gv-tauflage 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 j durch runde Löcher (106) gebildet ist, wobei diese Löcher (106) gleichmäßig über die Fläche der Gutauflage (99) verteilt sind.

4. Gutauflage nach Ansprach 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. Gutaufläge 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.