DE2058774A1

DE2058774A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von rieselfaehig-festen,teigigen und fluessigen Stoffen in einem Hochfrequenzfeld

Info

Publication number: DE2058774A1
Application number: DE19702058774
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl-Ing Feldhoff; Hans Dipl-Ing Schmid
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1970-11-30
Filing date: 1970-11-30
Publication date: 1972-05-31
Also published as: DE2058774C3; DE2058774B2

Description

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG 2 05 87 7 Ä

Unser Zeichen: O.Z. 27 200 F/Pr 6700 Ludwigshafen, 26.II.1970.

Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von rieselfähig-festen ,teigigen und flüssigen Stoffen in einem Hochfrequenzfeld

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Behandlung, insbesondere die Trocknung von Schüttgütern und fließfähigen Stoffen in einem Hochfrequenzfeld und betrifft im besonderen eine Behandlung in Gegenwart von inerten dielektrischen Hilfskörpern.

Aus der deutschen Patentschrift 707 925 ist bereits ein Verfahren zum Zerkleinern von Kohle und anderem Gut unter gleichzeitiger Trocknung bekannt, bei dem während der Vermahlung gleichzeitig eine Trocknung des Mahlgutes in einem Hochfrequenzfeld erfolgt. In einer bestimmten Ausführungsform des Verfahrens wird eine Kugelmühle verwendet, deren Mahlkugeln aus einem Werkstoff mit geringem dielektrischen Verlustwinkel, z.B. Porzellan, bestehen. Hierdurch soll die Wärme fast ausschließlich im Innern des zwischen den Kugeln befindlichen Mahlgutes hervorgerufen und ein Kurzschluß der beiden Elektroden vermieden werden. Die Verarbeitung hinreichend trockener Stoffe insbesondere fester Körper wie Holz, Getreide oder dergl. im Hochfrequenzfeld bringt im wesentlichen keine Schwierigkeiten mit sich.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, z.B. auch sehr feuchte Salze, Aufschlämmungen, Teige mit großer Schwankungsbreite der Feuchte und auch Flüssigkeiten der Behandlung in einem Hochfrequenzfeld grundsätzlich zugänglich zu machen, die bisher aufgrund ungünstiger Werte tg <i und £ im Hochfrequenzfeld nicht behandlet werden konnten. Weiter wird gefordert, im Hochfrequenzfeld zeitweise eine bestimmte flächenhafte Verteilung eines kontinuierlich zu behandelnden Stoffes vorzusehen oder in dichteren bzw. räumlich höher geschütteten Stoffanhäufungen zur Intensivierung des jeweiligen Behandlungsverfahrens Einschlüsse mit anderen dielektrischen Kenngrößen als dem des zu behandelnden Stoffes einzurichten.

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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der zu behandelnde Stoff fortlaufend mit einer bemessenen Menge bzw. einer Vielzahl zwangsweise geförderter Körper aus einem gegenüber dem Stoff inerten Material durch das Hochfrequenzfeld bewegt wird. - Dazu werden zunächst der zu behandelnde Stoff mit je nach Feuchte und Zusammensetzung schwankenden dielektrischen Daten mit vorzugsweise einer bestimmten, bzw. vorgewählten Menge der dielektrischen Körper vorgemischt, diese Mischung mit für die Behandlung günstiger liegenden Kenngrößen tg ο und E durch das Hochfrequenzfeld bewegt, anschließend die Körper vom behandelten Stoff getrennt und separat, vorzugsweise gegenläufig, durch die Behandlungsstrecke zurückgeführt. Unter "Stoff" 1st dabei nicht nur ein spezifisches Produkt sondern gegebenenfalls auch eine Stoffmischung zu verstehen, die nachfolgend allgemein als Behandlungsgut bezeichnet ist.

Eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch ein an sich bekanntes Drehrohr aus Isolationswerkstoff als Behandlungsstrecke, in dem ein aus einem dielektrischen Werkstoff bestehendes Schneckenaggregat als Fördereinrichtung für die Bückführung der aus dem Behandlungsgut wieder entfernten dielektrischen Körper angeordnet ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen, die schematisch eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens wiedergeben.

Das vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Polyesterharz hergestellte Drehrohr 1 läuft auf dem in einem Gestell 2 angeordneten Wälzlagern 3 und wird von einem Getriebemotor 4 über die Keilriemen 5 angetrieben. Das Drehrohr ist zur Förderung des von der Stirnseite her eingebrachten zu behandelnden Gutes etwas geneigt angeordnet. Vorzugsweise ist die Neigung am Gestell 2 vorwählbar, bzw. einstellbar. Die mechanische Halterung des Drehrohrs und sein Antrieb entsprechen im wesentlichen den in der deutschen Patentschrift 1 250 3β7 beschriebenen Einzelheiten für einen Rohrtrockner. Bei jenem bekannten Apparat sind zur Anpassung des Hochfrequenzfeldes an den geneigten Schüttgutwinkel im Rohrinnern, der sowohl von der Beschaffenheit des Gutes als auch von der Drehgeschwindigkeit des Behandlungsraumes abhängig ist, die außen mit kleinem Abstand angelegten Elektrodenplatten verschwenkbar,und zwar auch in der Weise, daß außer der diametralen Lage auch Winkellager der Elektroden von z.B. 90 bis I80 während des Betriebes einstellbar sind.

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Zum Transport einer auf den jeweiligen Behandlungsvorgang bzw. das Jeweilige Behandlungsgut abgestimmten Menge der fortlaufend durch das Hochfrequenzfeld zu fördernden Hilfskörper aus dielektrischem Werkstoff ist in das Drehrohr 1 konzentrisch ein Rohr 6 kleineren Durchmessers fest eingefügt» Auf die Innenfläche des Rohres 6 ist ein wendeiförmiger Steg 7 aufgesetzt, der bei der Rotation der Behandlungsstrecke im Ringraum zwischen den Rohren 1 und 6 wie ein parallel geschalteter Schneckenförderer wirkt. Wird das in der Fig. 1 dargestellte Drehrohr von rechts her über das Einführungsrohr 8 mit dem zu behandelnden Gut beschickt, also aufgrund der Rohrneigung eine langsame Förderung nach links vorgesehen, so ist das den Steg 7 aufweisende innere Rohr 6 am linksseitigen Ende, bzw. dem austragsseitigen Ende der Behandlungsstrecke, mit einer konischen Erweiterung 6a ausgeführt. Im axialen Erstreckungsbereich dieser konischen Erweiterung 6a ist der Durchmesser des wendeiförmigen Steges ebenfalls stetig vergrößert. Ferner ist der Mantel des Drehrohres 1 etwa im gleichen axialen Bereich, jedoch nur über einen Teil des Rohrumfanges hinweg mit einem Siebfenster 9 versehen. Die Maschen dieses Siebes, bzw. die Öffnungen einer an der gleichen Stelle montierten Lochplatte oder dergl., sind so bemessen, daß die dem behandelnden Gut zeitweise beizumischenden dielektrischen Hilfskörper nicht durch das Siebfenster 9 fallen, sondern nur das behandite Gut. Zur Trennung der dielektrischen Hilfskörper vom zu behandelnden Gut ist ferner über den gleichen axialen Bereich hinweg ein Aufnehmer 10 in fester Lage zwischen dem Drehrohr 1 und der linksseitigen Öffnung des konischen Teils 6a des Rohres 6 angeordnet (Fig. 2). Dieser Aufnehmer 10 ist spiralähnlich mit einem Ende an der Innenfläche des Drehrohrs 1 befestigt, während sein anders Ende im Ringraum zwischen den Rohren 1 und 6 koaxial zwischen den Rohrwänden ausläuft. Bei der in Fig. 2 duroh einen Pfeil angegebenen Drehrichtung taucht der Aufnehmer 10 bei jeder Umdrehung einmal in die aus dem behandelten Gut und den dielektrischen Hilfskörpem gemischte Schüttung ein und fördert die Hilfskörper in den konischen Rohreinlauf 6a, wo sie vom Steg 7 erfaßt und zwangsweise entgegen der Bewegungsrichtung des Gutes zum eihlaufseitigen Ende des Drehrohrs 1 zurückgeführt werden. - Die Trennung der dielektrischen Körper vom zu behandelnden Gut erfolgt also durch das Zusammenwirken des Siebfensters 9 in der Mantelfläche des Drehrohrs 1 mit dem Aufnehmer 10. Dieser Aufnehmer kann ebenfalls aus einem Siebgebilde, bzw. einem gelochten Blech hergestellt sein. Das behandelte Gut rieselt dann bei jeder Umdrehung etwa stoßweise in den unter dem austragsseitigen Ende angeordneten Trichter 11. -

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Bel dem oben beschriebenen Aufbau der Vorrichtung erfordert die Einmischung der mittä.s des wendelförmigen Steges 7 im Rohr 6 zurückgeforderten dielektrischen Hilfskörper in den Stoffstrom des zu behandelnden Gutes keine besonderen baulichen Maßnahmen. Das Rohr 6 mit dem wendeiförmigen Steg 7 endet im Inneren des Drehrohrs 1 mit gewissem axialen Abstand vom Einführungsrohr 8. Über dieses Einführungsrohr gelangt das Gut über eine Kegelmantelfläche la in die Behandlungsstrecke und die dielektrischen Hilfskörper rieseln ebenfalls an dieser Stelle auf den Kegelmantel, so daß aufgrund der Drehbewegung sofort eine innige Einmischung der Hilfskörper in das Gut erfolgt. Die Kegelmantelfläche la verhindert ferner die Ansammlung des Gutes in einem sogenannten toten Raum.

Das innere Rohr 6 mit dem wendelförmigen Fördersteg 7 wird zweckmäßig ebenfalls aus glasfaserverstärktem Polyesterharz hergestellt. Es ist Jedoch auch möglich, ohne die Feldlinienverteilung im Bereich der außen an das Drehrohr 1 angelegten Elektrodenplatten wesentlich zu stören, das Rohr 6 mit dem Steg 7 aus Metall herzustellen, sofern der Einbau dieser Elemente in das Drehrohr 1 hochfrequenzmäßig isoliert erfolgt. Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Elektroden 12a und 12b bei hinreichender Anpassung an den Schüttgutwinkel im Innern des Drehrohrs 1 eine Feldlinienverteilung ergeben, die das Gut durchdringt.

Das Verfahren ist hinsichtlich der Teilchengröße bzw. des Fließverhaltens des zu behandelnden Gutes nur so weit an eine bestimmte vorausgehende Klassierung gebunden, als für ein bestimmtes Produkt die geeigneten Trennsiebe 9 und der angepaßte Granulataufnehmer 10 für die Vorrichtung auszuwählen sind. Bei einer bestimmten mittleren Korn- bzw. Teilchengröße des Gutes müssen an eintragsseitigen Ende dielektrische Hilfskörper größerer Abmessungen eingemischt und dann mit den günstigeren dielektrischen Werten tg S und 6 durch das Hochfrequenzfeld bewegt werden. - Es ist jedoch auch möglich, ein auf der Eingangsseite sehr stückiges zu behandelndes Gut mit dielektrischen Hilfskörpern wesentlich kleinerer Teilchengröße zu mischen und am Rohrende durch eine entsprechende Vorrichtung zu trennen. In diesem Fall werden auf der Austragsseite die feinkörnigen Hilfskörper abgesiebt und über einen Außenmantel mit Förderwendel und Verbindungsrohren zum Innenrohr 6 zurückbefördert, während das getrocknete grobkörnige Gut über die offene Austragsseite des Rohres 1 in eine Auffangeinrichtung fällt.

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PUr bestimmte verfahrenstechnische Aufgaben kann die Vorrichtung mit einer zentral angeordneten Schnecken-Fördervorrichtung in Abänderung der oben beschriebenen Merkmale auch so ausgeführt sein, daß das Rohr 6 bzw. der mit diesem verbundene wendelfb'rmige Steg 7 unabhängig vom Drehrohr Imit unterschiedlicher Geschwindigkeit rotiert. Hierzu ist das Rohr 6 im Innern des Drehrohrs 1 drehbar gelagert und der Antrieb der zentralen Fördereinrichtung, mit der die dielektrischen Hilfskörper vorzugsweise mit erhöhter Transportgeschwindigkeit zum eintragseitigen Ende zurückgeführt werden, erfolgt vom austragseitigen Ende her mit Hilfe eines zweiten Antriebsmotors. - Eine solche Vorrichtung läßt sich schließlich bei nur «eitweise wirksam gemachtem Trennsieb 9 zur Ausschleusung der dielektrischen Hilfskörper auch in der Weise betreiben, daß das zu zu behandelnde Gut zusammen mit den HiIfskörpern zwei oder mehrere ffrle durch die Hochfrequenz-Behandlungsstreoke geführt werden, bevor durch zeitweises Aktivieren der mechanischen Austrageelemente das behandelte Gut in den Trichter 11 abgeworfen wird.

Das oben beschriebene Verfahren und Vorrichtung zu seiner Ausführung sind vorzugsweise für die Trocknung von feuchten, rieselfähigen, bzw. fließfähigen Gütern bestimmt. Sie können indes auch für andere verfahrenstechnische Aufgaben eingesetzt werden, bei denen zur Umsetzung von Stoffen oder zum Austreiben flüchtiger Bestandteile relativ große Wärmemengen kurzzeitig in das Gut eingebracht werden müssen.

Beispiel 1

Ein Drehrohr 1 von 5 κ Länge und einem Durchmesser von 700 mm, in dem konzentrisch ein Rohr 6 mit einem Durehmesser von 200 mm und einem Fördersteg 7 von 6o mm Höhe und einer Steigung von 250 mm eingebaut war, wurde mit dielektrischen Hilfskörpern aus Niederdruck-Polyäthylen gemischter Größe gefüllt, und zwar 100 kg Würfel von 25 mm Kantenlänge und 100 kg einer Kantenlänge von 10 mm. Dieser Trockner wurde beschickt mit in Wasser dispergiertem Titandioxid von 50 Teilen Wasser zu 50 Feststoffteilen. Diese fließfähige Dispersion hatte eine milchähnliche Konsistenz und wurde etwa kontinuierlich an der Eingangsseite aufgegeben, mit den Hilfskörpern vermischt, durch die Hochfrequenzbehandlungsstrecke geführt und am Austragsende mit einem Sieb 9 von etwa 5 nm Maschenweite wieder von den Hilfskörpern getrennt. In die Behandlungsstrecke wurde bei einer Gutbelastung von 96 kg/h eine elektrische Leistung von 72 kW eingespeist. Die Endfeuchte des getrockneten, mehlförmigen Gutes betrug 0,05 %.

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Beispiel 2

In den Drehrohrtrockner der gleichen Abmessungen wurde als Gut Phthalodinitrll mit 64 bis 76 % Feststoffgehalt und zwischen 36 bis 24 % schwankendem Feuchtigkeitsgehalt eingegeben. Als Hilfskörper wurden Würfel aus Niederdruck-Polyäthylen,gemischt mit Kantenlängen von 30 und 10 mm, verwendet. Bei einem Durchsatz des pastenförmigen Gutes von I65 kg/h wurde eine spezifische elektrische Leistung von 1,5 bis 2 kW je kg Wasser benötigt. Das getrocknete Gut hatte eine Endfeuchte von 0,07 % und eine Endtemperatur von 50 bis 60°C.

Beispiel 3

In den Trockner mit den oben genannten Abmessungen wurden stündlich 70 kg gelbstes Natriumsulfat mit 79 % Feuchtigkeit und 21 % Feststoffteilen kontinuierlich eingebracht. Als Hilfskörper wurden Scheiben von 3>5 mm Durchmesser und 3,5 mm Dicke aus Niederdruck-Polyäthylen fortlaufend unter das feuchte Gut gemischt. Nach einer Anfahrzeit wurden Jeweils 70 % des behandelten Gutes von den Hilfskörpem getrennt und ausgetragen, während der Rest des Gutes zusammen mit den Hilfskörpem durch das innere Rohr 6 wieder zur Eingangsseite zurückgeführt, mit feuchten Gut gemischt und nochmals durch die Trookenstrecke bewegt wurde. Bei dieser Betriebsweise wurden stündlich 15 kg praktisch wasserfreies Natriumsulfat erhalten.

Beispiel 4

Mit 100 kg würfelförmigen Hilfskörpem aus Niederdruck-Polyäthylen einer KantenlBnge von 25 mm wurden im Trockner der gleichen Abmessungen 400 kg/h feuchtes Natriumcyanid mit 6 bis 8 % Wassergehalt bis auf eine Restfeuchte von 0,1 % getrocknet, ohne daß hierfür aus Sicherheitsgründen, wie bei anderen Trooknungaverfahren, im Arbeitsraum und im Drehrohr 1 eine CO₂-freie Luft unterhalten werden müßte. An elektrischer Leistung wurden durchschnittlich 65 kW aufgewendet.

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Claims

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Patentansprüche

l.\ Verfahren zur Trocknung und Behandlung von rieselfähig-festen, teigigen \J und flüssigen Gütern bzw. Stoffen in Gegenwart von festen dielektrischen Körpern in einem Hochfrequenzfeld, dadurch gekennzeichnet, daß der zu behandelnde Stoff kontinuierlich mit einem bemessenen- Menge bzw. Vielzahl zwangsweise im Kreislauf geförderten Körper aus einem gegenüber dem Stoff inerten Material durch das Hochfrequenzfeld bewegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu behandelnde Stoff mit den dielektrischen Körpern gemischt und diese Mischung durch das Hochfrequenzfeld bewegt wird, daß sodann die elektrischen Hilfskörper vom Stoff getrennt und gegenläufig durch die Behandlungsstrecke zurückgefördert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu behandelnde Stoff einer bestimmten mittleren Korn- bzw. Teilchengröße zusammen mit dielektrischen Hilfskörpern wesentlich größerer Abmessungen durch das Hochfrequenzfeld bewegt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zu behandelndes (stückiges) Gut zusammen mit dielektrischen Körpern wesentlich kleinerer Korn- bzw. Teilchengröße durch das Hochfrequenzfeld bewegt wird.
5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Drehrohr (1) als Behandlungsstrecke, in dem ein Förderaggregat (6, 7) koaxial angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderaggregat aus einem wendeiförmigen Steg (7) besteht, der auf der Innenseite eines im Drehrohr (l) zentral angeordneten Rohres (6) aufgesetzt ist.
7· Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderaggregat (6, 7) im Drehrohr (1) fest angeordnet ist und zusammen mit diesem rotiert.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderaggregat (6, 7) im Drehrohr (l) drehbar gelagert ist und gegenüber diesem mit unterschiedlicher Geschwindigkeit rotiert.

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG

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