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Anlage zur Erzeugung eines Granulats aus der flüssigen Phase Die
Erfindung betrifft eine Anlage zur Erzeugung eines Granulats aus der flüssigen Phase,
sei es durch Abkühlen aus einer Schmelze oder durch Trocknen aus einer Lösung oder
Suspensionen, mit einem Zerstäubungsturm und einem an der Unterseite des Turmes
angeordneten Wirbelbett.
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Es sind Anlagen dieser Gattung bekannt, bei denen das Wirbelbett gegebenenfalls
unter Zwischenschaltung eines kegelstumpfförmigen Turmunterteils den Boden des Zerstäubungsturmes
bildet. Bei diesen Anlagen wird das flüssige Ausgangsmaterial im Zerstäubungstuzq
fein zerteilt und im Fall auf eine Zwischentemperatur bzw. auf einen mittleren Feuchtigkeitsgehalt
gebracht und anschließend im Wirbelbett auf Endtemperatur gekühlt bzw. fertig getrocknet.
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Die Höhe des Turmes ist so bemessen, daß die in das Wirbelbett gelangenden
Teilchen eine Temperatur bzw. Feuchtigkeit haben, bei der sie im Wirbelbett weiterbehandelt
werden können. Gegenüber Granulationsanlagen, bei denen die gesamte Abkühlunb bzw.
Trocknung in einem Zerstäubungsturm vorgenommen wird, hat diese Anlage den Vorteil,
daß die Bauhöhe wesentlich geringer sein kann und die Ausnutzung des Kühl- bzw.
Trockenmittels besser ist.
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Der Austrag der Granalien erfolgt bei den bekannten Anlagen durch
eine oder mehrere Öffnungen im Anströmboden des Wirbelbettes. Diese Ausführung hat
den Nachteil, daß die Verweilzeit der Granalien im Wirbelbett sehr unterschiedlich
ist. Diejenigen Granalien, die zufällig in großer Entfernung von einer Austragöffnung
in das Wirbelbett gelangen, halten sich relativ lange in dem Wirbelbett auf. Andere
Granalien fallen praktisch direkt in eine Austragöffnung und werden daher nicht
ausreichend gekühlt bzw.
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getrocknet. Diese Granalien gelangen in noch weichem bzw.
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feuchtem Zustand in die Abfüllvorrichtung und können leicht ein Zusammenklumpen
verursachen.
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In der DAS 1 277 824 ist eine Anlage beschrieben, bei der dieser Nachteil
weitgehend ausgeschaltet ist. Das Wirbelbett ilt in Gestalt eines schmalen Ringes
ausgebildet, dessen Außendurchmesser dem Turmdurcbaesser entspricht und dessen Innenfläche
abgedeckt ist. Unter der Abdeckung befinden sich radiale, ebenfalls als Wirbelbett
ausgebildete Kanäle, die von dem ringförmigen Wirbelbett zu der im Zentrum des Ringes
angeordneten Austragöffnung führen.
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Hier kann also kein Teilchen direkt in den Austrag fallen.
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Die Teilchen gelangen zuerst in das Ring-Virbelbett und anschließend
muß jedes Teilchen zumindest den Weg durch einen radialen Kanal bis zu der Austragöffnung
zurucklegen.
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Bei großen Anlagen mit einem Turmdurchresser von beispielsweise 15
m oder mehr beträgt diese äindestweglänge über 5 m und ist vielfach ausreichend,
um alle Teilchen auf die gewunschte Endtemperatur bzw. Endfeuchte zu bringen. Bei
kleineren Anlagen mit einem Durchmesser von z.B. nur 4 m
läßt sich
mit der beschriebenen Maßnahme der gewünschte Effekt aber kaum in ausreichendem
Maße erreichen. Auch der Ersatz der radialen Kanäle durch spiralförmige Kanäle,
die in der genannten Druckschrift als Alternative vorgeschlagen sind, kann wegen
der beengten Raumverhältnisse, abgesehen von der komplizierten baulichen Form, hier
keine durchschlagende Verbesserung bringen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Anlage
der eingangs genannten Gattung Mittel anzugeben, mit denen sich auch bei kleineren
Anlagen erreichen läßt, daß alle Granalien im Wirbelbett eine genügend große Mindestweglänge
zurücklegen müssen und daher eine ausreichende Verweilzeit haben. Gemäß der Erfindung
ist die von den Granalien zusätzlich zu durchlaufende Mindestwegstrecke nach außen
und zwar an den Umfang verlegt. Demzufolge besteht das Wirbelbett aus einem der
Ausfallöffnung des Turmes zugeordneten inneren Bereich und einem mit diesem über
eine Durchlaßöffnung in Verbindung stehenden äußeren Bereich, wobei sich der Auslauf
des Wirbelbettes an einer von der Durchlaßöffnung entfernten Stelle des äußeren
Bereichs befindet. Eine besonders einfache und kompakte Bauform ergibt sich dadurch,
daß der äußere Bereich den inneren Bereich in Gestalt eines Ringes umgibt, und daß
zwischen den beiden Bereichen eine von der Durchlaßöffnung unterbrochenen Trennwand
angeordnet ist. Aus strömungstechnischen Gründen ist der von dem äußeren Bereich
gebildete Ring am günstigsten kreisförmig. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist der Ring eine Unterbrechung auf.
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Dabei ist dann die Durchlaßöffnung auf der einen und der Auslauf auf
der anderen Seite dicht neben der Unterbrechung angeordnet. Auf diese Weise ergibt
sich z.B. bei einem Durchmesser der Ausfallöffnung des Turmes von 2,50 m für jedes
Teilchen eine Mindestweglänge von rund 7,50 m. Es ist zweckmäßig, den inneren Bereich
des Wirbelbettes wenig größer auszubilden als die Ausfallöffnung des Turmes. Zwischen
der Oberkante d-r Trennwand und den Rand der Ausfallöffnung wird zweckmäßig ein
Spalt vorgesehen, während die Außenwand des Wirbelbettes dicht an die Turmwand angeschlossen
ist. Der Anströmboden des Wirbelbettes geht in vorteilhafter Weise unter der Durchlaßöffnung
glatt von dem inneren in den äußeren Bereich Uber. Weiterhin wird gemäß der Erfindung
empfohlen, für die beiden Bereiche des Wirbelbettes einen gemeinsasen Anströmkasten
vorzusehen.
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Zur Erläuterung der Erfindung dient die Zeichnung.
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Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 2 zeigt ein
anderes Ausfiihrungsbeispiel, Fig. 3 zeigt eine Einzelheit aus Fig. 2 im Schnitt,
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf die Einzelheit gemäß Fig. 3.
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Fig. 1 zeigt eine Trocknungsanlage. Im oberen Bereich des Zerstäubungsturmes
1 sind Zerstäubungseinrichtungen 2 angebracht, die von bekannter Bauweise sein können.
Den Zerstäubungseinrichtungen wird über nicht dargestellte Leitungen eine Lösung,
Suspension o.dgl. zugeführt. Das Unterteil 3 des Turmes 1 ist kegelstumpfartig nach
unten verjüngt. Unter der Ausfallöffnung 4 ist das Wirbelbett 5 angeordnet. Dieses
wird durch einen Ventilator 6 über eine
nicht dargestellte Heizeinrichtung
mit
versorgt. Der Auslauf des Wirbelbettes ist mit 7 bezeichnet. Die Rohrleitung 8 dient
zur Zuführung von weiterer Trocknungsluft für den Turm 1. Über den Rohrstutzen 9
wird sowohl die über das Wirbelbett 5 wie auch die über das Rohr 8 zugeführte Luft
abgeführt.
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In Fig. 2 ist eine Kühlanlage dargestellt. Der Kühlraum ist mit 11
bezeichnet. Die Zerstäubungseinrichtungen, mit denen die zugeführte Schmelze fein
zerteilt wird, tragen das Bezugszeichen 12. Der zylindrische Teil des Turmes 11
ragt frei in den kegelstumpförmigen Unterteil 13 hinein, so daß am Umfang ein Ringspalt
15 verbleibt. Die Ausfallöffnung ist mit 14 bezeichnet. Darunter befindet sich das
Wirbelbett 5 mit dem Ventilator 6. Durch die Rohrleitung 16 wird die von dem Ventilator
6 eingeblasene sowie die zusätzlich durch den Ringspalt 15 angesaugte Kühlluft abgeführt.
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In den Fig. 3 und 4 ist das Wirbelbett 5 im einzelnen dargestellt.
Gemäß der Darstellung der Fig. 3 ist es unter dem Kühlturm 11 bzw. dessen kegelstumpfförmigen
Unterteil 13 angeordnet. In genau der gleichen Weise kann es auch unter dem in Fig.
1 dargestellten Trockenturm angeordnet werden. Es ruht auf Stützen 18. Es hat einen
Anströmboden 19 und eine zylindrische Außenwand 20. Unter dem Anströmboden 19 befindet
sich der Anströmkasten 21, dessen Inneres einen einzigen nicht unterteilten Raum
bildet. Die Außenwand 20 ist über eine elastische Verbindung 22 dicht mit dem kegelstumpfförmigen
Unterteil 13 des Turmes 11 verbunden.
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Die Anordnung des Wirbelbettes 5 unter dem Turm 1 bzw. 11 kann in
vielfältiger Weise variiert werden. Beispielsweise ist bei einer anderen, nicht
dargestellten Ausführungsform das Wirbelbett direkt an der Turmwand aufgehängt.
Bei einem anderen Ausfhrungsbeispiel ist an Stelle der dichten Verbindung
22
zwischen der Außenwand 20 des Wirbelbettes und der Turmwand ein breiter Ringspalt
vorgesehen.
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Durch eine konzentrisch zu der Außenwand 20 angeordnete Trenn-and
23 ist das Wirbelbett in einen inneren Bereich 24 und einen äußeren Bereich 25 unterteilt.
Der innere Bereich 24 ist etwas größer als die Ausfallöffnung 14 des Turmes 11.
Der kreisringförmige äußere Bereich 25 ist durch eine radiale Wand 26 unterbrochen.
Auf der einen Seite der Wand 26 befindet sich in der Trennwand 23 eine Unterbrechung
27. Auf der anderen Seite liegt dicht neben der radialen Wand 26 der Auslauf 7.
Der äußere Bereich 25 bildet also einen langen schmalen Kanal, an dessen Anfang
die Durchlaßöffnung 27 und an dessen Endender Auslauf 7 liegt. Der Außendurchmesser
des ringförmigen Bereiches 25 ist etwa 1 1/4 bis 1 1/2 mal so groß wie der Innendurchmesser.
Die Breite der Durchlaßöffnung 27 entspricht eta der Breite des Ringes. Sie ist
in jedem Falle klein im Vergleich zum Umfang. Außer der radialen Wand 26 sind in
dem kreisringförmigen äußeren Bereich 25 noch eine Anzahl von radialen Aussteifungsblechen
28 angeordnet. Während sich jedoch die radiale Wand 26 über die gesamte Höhe der
Trennwand 23 erstreckt, insbesondere also auch den unteren Bereich unterbricht,
erstrecken sich die Aussteifungsbleche 28 im wesentlichen über die obere Hälfte
der Höhe der Trennwand 23.
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Unter den Aussteifungsblechen 28 bleibt also jeweils ein freier Durchgang
29, der mindestens so hoch ist, wie die zu erwartende Höhe der Wirbelschicht, so
daß also die Bewegung der Wirbelschicht durch die Aussteifungsbleche 28 in keiner
Weise beeinflußt wird. Zwischen dem oberen freien Rand der Trennwand 23 und dem
Rand der Ausfallöffnung 14 befindet sich ein breiter Spalt 30. Eine Einsteigeöffnung
31 ist gestrichelt angedeutet.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise wird zunächst die Wirbelschicht
in ihrer Gesamtheit betrachtet. Sie bildet sich über dem Anströmboden 19 sowohl
im inneren Bereich 24 wie im äußeren Bereich 25 aus. Da der Anströmboden in denen
samten Wirbelbett, insbesondere auch in der Umgebung der Durchlaßöffnung 27 und
des Auslaufes 7 eben und frei von Stufen, Stauwehren o.dgl. ist, ist die Höhe der
Wirbelschicht gering und im wesentlichen gleichmäßig. Die Nachspeisung erfolgt aus
den Turm 11 durch die Ausfallöffnung 14, der Abfluß in gleichen Maße durch den Austrag
7. Zur Beeinflussung des Abflusses kann es vorteilhaft sein, dem Anströuboden in
inneren Bereich 24 eine kleinere oder größere Lochung zu geben als in äußeren Bereich
25.
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Verfolgt man nun den Weg eines einzelnen Teilchens, so gelangt dieses
zunächst in den inneren Bereich 24. Da der innere Bereich etwas größer ist als die
Ausfallöffnung 14, wird vermieden, daß Teilchen direkt in den äußeren Bereich 25
gelangen. Zusätzlich trägt dazu auch der aus dem äußeren Bereich 25 durch den Spalt
30 in den Turm 11 fliessende Luftstrom bei. Nach einer gewissen Aufenthaltszeit
in dem inneren Bereich 24, die für die einzelnen Teilchen ganz verschieden groß
sein kann, gelangt jedes Teilchen durch die Durchlaßöffnung 27 in den äußeren Bereich
25.
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Nunmehr muß es den Weg um den ganzen Umfang bis zu dem Austrag 7 zurücklegen.
Daraus resultiert für alle Teilchen eine Mindestverweilzeit, die ausreichend ist,
um jedes Teilchen in der gewünschten Weise zu kühlen.
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Für die Erfindung ist es also wesentlich, daß das Wirbelbett 5 in
zwei Bereiche aufgeteilt ist. Allein der innere Bereich 24 ist der Ausfallöffnung
14 desZerstäubungsturmes zugeordnet und nimmt daher zunächst den gesamten Teilchenstrom
auf. Der äußere Bereich 25 ist gegen die Ausfallöffnung 14 abgeschirmt und leitet
den Gesamtstrom der Teilchen am Umfanges inneren Bereiches 24 entlang.
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Patentansprüche: