DE2220529A1

DE2220529A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Feststoffen aus Lösungen oder Schlämmen durch Verdampfen unter Anwendung einer Wirbelschicht

Info

Publication number: DE2220529A1
Application number: DE19722220529
Authority: DE
Inventors: Stanley Thornaby Teesside Horrocks (Großbritannien)
Original assignee: Head Wrightson and Co. Ltd., Yarm, Yorkshire (Großbritannien)
Priority date: 1971-04-26
Filing date: 1972-04-26
Publication date: 1972-11-02
Also published as: CA961762A; AU472707B2; GB1325224A; AU3765672A; AU4133872A; AU458731B2

Description

DR. MÜLLER-BORE ClFL-PHYS PR. MANITZ DIPL-CHEM. DR. DEUFEL DlPL-lNii. FINSTERWALD dipl-ing. GRÄMKOW

PATENTANWÄLTE

ÄPrif 1972

D/Lo/Sh - H 1133

HEAD WRIGHTSON & COMPAlTY LIMIiDED Ehe Friarage, Yarm, Yorkshire, England

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Feststoffen aus Lösungen oder Schlämmen durch Verdampfen unter Anwendung einer Wirbelschicht

Priorität: Großbritannien vom 26. April 1971, Nr. 11292/71

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Feststoffen aus Lösungen oder Schlämmen durch Verdampfen unter Anwendung einer Wirbelschicht.

In der britischen Patentschrift 1 119 514 ist eine Arbeitsweise beschrieben, nach welcher Feststoffe enthaltende Losungen oder Auf schlämmungen in eine Wirbelschicht oder ein Fließbett von erhitzten Granulen eingespritzt werden, um die Verdampfung des Lösungsmittels durch Kontakt mit den Teilchen der Schicht bzw. des Bettes zu bewirken, wodurch der Feststoff in der Lösung oder der Aufschlämmung auf den Granulen der Schicht bzw. des Bettes abgelagert wird.

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Dr. Müller-Bord Dr. Manitz ■ Or. Deufel · Dipl.-Ing. Finsterwald Dipl.-Ing. Grämkow Braunschweig, Am Bürgerpark 8 8 München 22, Robert-Koch-Straße 1 7 Stuttgart-Bad Cannstatt, MarktstraBe Telefon (0531) 73887 Telefon (0811) 293645, Telex 5-22050 mbpat Telefon (0711) 567261 Bank: Zenlralkasse Bayer. Volksbanken, München, Kto.-Nr. 9822 Postscheck: München 95495

Die Durchführung dieser Arbeitsweise in kontinuierlicher Form unter kontinuierlicher Einführung der Lösung oder Aufschlämmung und kontinuierlichem Abziehen der so gebildeten Feststoffe zeigte, daß die Teilchengröße der abgezogenen Feststoffe von, der Rate der Einspritzung der die Feststoffe enthaltenden Lösung oder Aufschlämmung abhängig ist; denuentsprechend ist eine große Produktteilchengröße mit einer hohen Rate der Einspritzung von Lösung oder Aufschlämmung verbunden·

Obwohl aus wirtschaftlichen Gründen eine hohe spezifische Verdampfungsrate beim Arbeiten nach dieser Arbeitsweise erforderlich ist, ist es unter gewissen Umständen erforderlich, daß hierbei ein Produkt mit einer vergleichsweise kleinen Teilchengröße und einem ziemlich schmalen Größenbereich erhalten werden sollte. Gleichzeitig sollte das Produkt nur ein Minimum von Staub enthalten, um Probleme beim Transport und der Handhabung zu vermeiden.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Herstellung von Feststoffen aus Lösungen oder Schlämmen mit Hilfe einer Wirbelschicht, bei welchem der Staubanfall minimal ist und Produkte beliebiger Teilchengröße und in einem ausreichend schmalen Größenbereich erhalten werden können, obwohl hohe Einspritzraten und damit eine hohe spezifische Verdampfungsrate erreicht werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Feststoffen aus Lösungen oder Schlämmen durch Verdampfung unter Anwendung einer Wirbelschicht von erhitzten Granulen, welches durch ein im Unterteil eingeführtes Gas in einem fluidisierten Zustand gehalten wird^zeichnet sich dadurch aus, daß die Zunahme der Teilchengröße durch Rückführung der bei Ab tarnung der Absaugprodukte von dem Bett erhaltenen feinen Anteilen zu der Wirbelkammer so gesteuert wird, daß mindestens ein Teil der feinen Anteile durch die eintretende Aufschlämmung oder Lösung benetzt oder hiermit vermischt v:ird.

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Vorteilhafterweise werden die feinen Anteile in die Wirbelkammer in der Nähe der Einspritzdüse eingeführt, durch welche die Lösung oder die Aufschlämmung injiziert werden.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die die feinen Anteile und den Staub und die Gase aus der Wirbel-

entnarcenden Abgase
schicht/zu einem Zyklon oder einer anderen Abscheidvorrichtuhg geführt, deren Feststoffaustritt direkt mit der Wirbelkammer, vorzugsweise an einem Punkt unterhalb des Einspritzeinlasses für die Aufschlämmung oder die Fe st stoff lösung verbunden ist, so daß die feinen Anteile einschließlich des Staubes durch die Zerstäubungsluft mitgerissen werden, welche die Einspritzdüse, mittels derer die Aufschlämmung injiziert wird, umgibt.

Auf diese Weise wird der Staub mit einem Teil des Sprühstrahles bevorzugt vor den größeren Wirbelschichtteilchen beschichtet, und die Staubwachstumsrate wird unterstützt, während die Wachstumsrate der ßchichtteilchen gestört wird.

In der Figur 1 ist ein schematischer Schnitt einer Wirbelschichtvorrichtung entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gezeigt, während die Figur 2 ein Diagramm wiedergibt.

Das Bezugszeichen 17 bezeichnet einen Behälter für die Wirbelschicht aus Teilchen 18, .deren freie Oberfläche durch die Linie 19 angegeben ist. Eine Quelle von erhitztem Gas oder erhitzter Luft wird durch die Leitung 20 in ein Rohr oder Rohre 21 zur Verteilung in die Wirbelschicht 18 und. zu ihrer Erhitzung eingespeist. Die Lösung oder die Aufschlämmung 23 wird in die Wirbelschicht durch einen Zerstäuber 22 eingesprüht, wobei sie mittels Druckluft aus der Versorgungsleitung 24 zerstäubt wird.

Die Gase, Dämpfe und der Staub aus der Wirbelkammer werden durch einen Auslaß 17' in ein Zyklon 25, in welchem die Abtrennung stattfindet, abgeführt, wobei die Gase und der Dampf

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aus dem System in der Leitung 26 abgeführt werden, während die feinen Anteile und/oder der Staub über ein Steuerventil und die Leitung 27, welche direkt in den Unterteil der Wirbelkammer in einer Höhe in der Nähe der Zerstäubungsdüse 22, wobei die bevorzugte Lage direkt unterhalb der Düse 22 ist, führt, zurückgeleitet wird.

Der bei der Erfindung injizierte Staub bewegt sich unter dem Einfluß der Einwirkung von leuchen der: Wirbelschicht nach oben und um die Düse 22. Der Staub wird durch die Zerstäubungsluft 24, welche die Einspritzdüse umgibt, mitgerissen, wodurch der Staub direkt dem Sprühstrahl oder in Verbindung hiermit den Teilchen der Wirbelschicht angeboten wird. Auf diese Weise wird der Staub mit einem Anteil des Sprühstrahles bevorzugt vor den größeren Wirbelschichtteilchen beschichtet, und die Staubwachstumsrate wird befördert, während die Wachstumsrate der Teilchen der Schicht gestört bzw. gehemmt wird.

Die Teilchen der Schicht werden aus der Wirbelschicht aus Teilchen 18 mittels der Leitung 28 und z. B. einer Fördereinrichtung 29 entnommen. Die Teilchen der Schicht werden vergleichsweise staubfrei abgegeben, obwohl eine große Konzentration an Staub in der Nähe der Sprühdüse 22 und eine wesentliche Zirkulation über das Zyklon 25 und die Rückkehrleitung 27 vorliegen können.

Wie in der Figur 1 gezeigt wird der in dem Zyklon 25 gesammelte Staub beim Passieren durch das Drehsteuerventil 30 mittels Schwerkraft in eine In j ektoreiiirichtung 31 eingeführt, in welcher einer Quelle 34 für Druckluft an eine Düse 32 mittels eines Ventils 33 angebaut ist. Dies erzeugt einen Hochgeschwindigkeit sstrahl in der Injektionseinrichtung 31, welcher den Staub mit sich reißt und die Mischung aus Staub und Luft über die Leitung 27 zu dieser Schicht 18 injiziert. Anstelle der Injektionseinrichtung 31 kann der Staub zu der Kammer mittels einer mechanischen Zuführeinrichtung, z. B. einer Schnecke, rückgeführt werden.

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Als Beispiel der Leistungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt das Diagramm in Figur 2 eine Auftragung der mittleren Massenteilchengröße des Produktes, welches aus einem mit und ohne der Rückfließanordnung der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung arbeitenden System austrat." Das Diagramm, welches in die drei Abschnitte 1, 2 und 3 unterteilt ist, ist eine Auftragung der mittleren Massenteilchengröße gegen die Laufzeit in Stunden, wobei das System während der gesamten Laufzeit mit einer feststehenden Einführungsrate der Lösung in die Wirbelschicht und einer feststehenden Bate der Wirbelluft und einer feststehenden Wärmeeingabe betrieben wurde.

In dem Abschnitt 1 wurde das System mit einer Zyklonstaubrückführung unterhalb der Sprühdüse gemäß der Erfindung betrieben. Die mittlere . Massenteilchengröße stieg anfänglich an und pegelte sich bei etwa 620 Mikron ein.

In dem Abschnitt 2 wurde das System ohne eine Zyklonstaubrückführung betrieben, und die mittlere Massenteilchengröße stieg an und pegelte sich auf etwa 2200 Mikron ein.

In dem Abschnitt 3 wurde die Zyklonstaubrückführung wiederum unterhalb der Sprühdüse angeschlossen, und es trat während der Zeitspanne eine merkliche Eeduzierung der mittleren Massenteilchengröße auf ungefähr den Wert, wie er im Abschnitt 1 vorlag, ein.

Daher ist es gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, die Granulierung in einem solchen Ausmaß zu steuern, daß kleine Produktteilchen bei hohen Einspeisungsraten erzeugt werden können, so daß eine hohe, spezifische Verdampfungsrate ohne Staubbelästigung erzielt werden kann, wozu insbesondere die mit Bezug auf die Figur 1 beschriebene Vorrichtung geeignet ist.

Es sei darauf hingewiesen, daß die feinen Anteile und/oder der Erhalt an Staub des aus der Wirbelkammer abgegebenen Materials

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alternativ mittels eines Filter vom Sacktyp abgetrennt und die feinen Anteile entweder pneumatisch oder mittels mechanischer Einrichtungen, z. B. einer Schnecke oder eines Löffelförderers, wie zuvor "beschrieben, wieder eingeführt werden können·

Bei einem typischen Lauf mit einer Natriumsulfatlösung arbeitete die Vorrichtung unter folgenden Bedingungen:

Eintrittsheißluft . - 708 ⁰O

durchschnittliche (Temperatur der
Eintrittsheißluft

durchschnittliche Temperatur der

Wirbelschicht - 138 ⁰O

durchschnittliche Strömungsrate

des (Propan)Heizgases · » 9»14· m /h

(323 ft³/hr.)

durchschnittliche Strömungsrate

der Natriumsulfatlösung »318,7 l/h

(70,1 galls/hr.)

durchschnittliche Dichte der

Natriumsulfat^ sung » 1,294 bei 54 °0

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche.

Verfahren zur Herstellung von'Feststoffen aus einer"Lösung oder Aufschlämmung, wobei die den Feststoff in Suspension enthaltende Aufschlämmung oder die Lösung kontinuierlich in eine aus G-ranulen zusammengesetzte Wirbelschicht eingeführt wird und das fluidisierende Gas im unteren Teil des Bettes eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die feinen Anteile bei der Abtrennung der aus der Wirbelkammer (17) abgegebenen Abgase zu der Wirbelkammer an einer Stelle rückgeführt werden, an der wenigstens ein Teil durch die eintretende Aufschlämmung oder Lösung benetzt wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feinen Anteile in die Wirbelkammer an einer Stelle unterhalb der Sprühdüse (22) für die Lösung oder Aufschlämmung eingeführt werden, so daß sie von diesen mitgerissen werden.

Vorrichtung zur Gewinnung von Feststoffen aus Lösungen oder Aufschlämmungen nach dem Verfahren eines der Ansprüche 1 oder 2, welche eine einen Einlaß für das fluidisierende Gas im Unterteil und ein in der Seitenwand der Kammer angeordnetes Einführungsrohr oder eine dort angeordnete Düse für die Aufschlämmung oder die Feststofflösung aufweisende Wirbelkammer besitzt, gekennzei c h n e t durch einen mit der Wirbelkammer (17) verbundenen Zyklonseparator (25). für die abgegebenen Abgase und eine pneumatisch oder mittels mechanischer Einrichtungen, insbesondere eine Schnecke betriebene Injektionseinrichtung (Ji) zur Rückführung der feinen Anteile in die Kammer und

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ein Steuerventil (30) zur Regelung der Menge der in die Wirbelkammer eintretenden feinen Anteile, welches insbesondere in der Rückströmungsleitung für die feinen Anteile angeordnet ist.

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