DE2305497A1 - Verfahren und vorrichtung zum raschen ueberfuehren eines produkts aus einem gasstrom in einen foerderstrom - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum raschen ueberfuehren eines produkts aus einem gasstrom in einen foerderstrom

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Description

München, den 10.1.1973
Verfahren und Vorrichtung zum raschen überführen eines Produkts aus einem Gasstrom in einen Fördergasstrom
Es ist bekannt,Produkte mittels Abscheider, meistenteils Zyklone, aus Gasströmen abzuscheiden. Die Wirkung beruht darauf, daß der Gasstrom durch konische Verjüngung des Zyklons in immer schnellere Rotation versetzt wird, die Produktteilchen durch die Zentrifugalkraft nach außen geschleudert und an der Zyklonwand durch Reibung gebremst werden, während das fast gewichtlose Gas die Geschwindigkeit praktisch beibehält, sodaß die Produktteilchen am Ende des Abscheiders, der Schwerkraft folgend, aus dem Zyklon herausfallen, während das Gas in der Mitte des Zyklons nach oben abgezogen wird. Zu dieser theoretischen Wirkungsweise gehört eine so genaue Einstellung der Druckverhältnisse im Zyklon, daß sie im praktischen Betrieb nicht möglich ist. Entweder es. tritt - bei Überdruck - Gas mit dem Produkt aus dem angeschlossenen Trockner aus, oder - bei Unterdrück - wird Gas in den Abscheider gesaugt, was im allgemeinen zu einem Abscheidungsverlust führt. Um diese Nachteile zu beheben, wird z.B. mit Zellenradschleusen oder Pendelklappenklemmen als Abschlußorgane, gearbeitet.
Oftmals ist es jedoch notwendig, besonders bei temperaturempfindlichen und /oder klebrigen Produkten, daß ein freier Austritt und rascher übergang au» dem Zyklon in einen zweiten gegebenenf alDs koiiditionierten Gasstrom ohne Durchmischung 'der beiden Gasstrcme aus betrieblichen und Qualitätsgründen notwendig ist. Um dies au er-
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reichen, wird in der DAS 11 85 535"vorgeschlagen, dem Zyklon eine Wirbelkammer mit tangentialen, in verschiedenen Höhen angeordneten Zufuhr- und Ableitungen für das Fördergas nachzuschalten. Da hier der produktführende Gasstrom aus dem Zyklon wirbelnd bis in die kleine, zylindrische Wirbelkammer herabgezogen und dort vom Fördergasstrom wirbelnd koaxial umgeben wird, ist eine Vermischung der Gasströme nur theoretisch zu vermeiden, während in der praktischen Anwendung recht deutliche Vermischungen auftreten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung aufzuzeigen, welche die schnelle Überführung eines Produktes aus einem Gasstrom in einen gegebenenfalls konditionierten Fördergas-r strom ermöglichen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur raschen Überführung eines Produkts aus einem Gasstrom in einen Fördergasstr om, ohne daß eine Vermischung beider Gasströme eintritt, durch Abtrennen des Produkts vom Gasstrom in einem Abscheider, insbesondere einem Zyklon, und Aufnahme des Produktes durch einen Fördergasstrom in einer nachfolgenden Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser nachfolgenden Vorrichtung der Gasstrom vom Fördergasstrom mittels eines zentral angebrachten Einbaus getrennt gehalten wird, das Produkt durch einen Ringspalt, den der Einbau mit der Wandung der nachfolgenden Vorrichtung bildet, in den Fördergasstrom eintritt und der Fördergasstrom tangential zur Wandung des unteren . Teils der nachfolgenden Vorrichtung eingeführt und zentral abgeführt wird, und einer Vorrichtung zum raschen Überführen eines Produkts aus einem Gasstrom in einen Fördergas strom, ohne daß eine Ver~
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mischung der beiden Gasströme stattfindet, bestehend aus eineir, an sich bekannten Abscheider (1) insbesondere Zyklon, in dem das Produkt vom Gasstrom getrennt wird und einer nachfolgenden Vorrichtung (2), die aus einem sich konisch nach unten erweiternden Teil (3)> der an den Abscheider (1) angeschlossen ist, einem Einbau (4), der als Trennvorrichtung für die Gasströme dient und der im konischen Teil der Vorrichtung (3) so angebracht ist, daß zwischen der Wandung des konischen Teils (3) und dem Einbau (4) ein Ringspalt (5) zum Durchtritt des abgeschiedenen Produkts bleibt und einem unteren Teil (6) der nachfolgenden Vorrichtung mit einer seitlich- angebrachten Eintrittsöffnung (7) für den Fördergasstrom, die so gestaltet ist, daß sich der eintretende Fördergasstrom entlang der Wandung des unteren Teils (6) bewegt, sowie einer zentral am Boden der nachfolgenden Vorrichtung (2) angebrachten Austrittsöffnung (8) für den mit Produkt beladenen Fördergasstrom besteht.
Dem erfindungs gemäß en Verfahren bzw. der Vorrichtung kommen besondere Bedeutung zu, wenn es sich bei den zu überführenden Produkten um temperaturempfindliche und / oder bei Erweichung klebrige Substanzen handelt, die schnell aus einem heißen Gasstrom in einen kühlen Fördergasstrom überführt werden sollen. Beispielsweise fallen bei Sprühtrocknung von wäßrigen Kunststoffdispersionen Pulver an, die in der Wärme die Tendenz zum Zusammenkleben haben. Solange die Verdampfung des Wassers vonstatten geht, wird das Kunststoffteilchen nicht sehr warm, da die Verdampfungskälte des Wassers eine wesentliche Erwärmung verhindert. Sobald jedoch eine Trocknung erreicht ist, muß ein schnelles Austragen aus dem warmen Gasstrom-in den kalten erfolgen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist dies
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möglich, ohne daß der -vom Trocknen feuchte Gasstrom mit dem Fördergasstrom, der konditioniert sein kann (zoB» trocken und kalt) vermischt wird» Entscheidend für die Zweckmäßigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens der Vorrichtung ist neben dem schnellen Wechsel das Produkt vom Gasstrom in den Fördergasstrom ohne Durchmischung auch die Tatsache, daß das Produkt in dauernder Bewegung "bleibt und somit keine Gelegenheit zum Zusammenkleben hat»
Beispiele solcher Kunststoffpulver sinds Homo-, Co= oder Propfpolymerisate von Acrylsäureestern; Styrol, Acryl- oder Methacrylsäureestern; Styrol und Butadien; Styrol, Butadien und Acrylsäureestern; Vinylestern insbesondere Vinylacetat; Vinylacetat und gradkettige Vinylester mit 3-18 Kohlenstoffatomen; Vinylacetat und verzweigte Vinylester mit 4-18 Kohlenstoffatomen; Vinylester und Vinylchlorid und / oder Olefine; Vinylchlorid, Acrylsäureester und Vinylacetat; Vinylidenchlorid, Acrylsäureestern und Vinylacetat; Vinylidenchlorid und Acrylsäureester„ Von besonderer Bedeutung ist das Verfahren für Polymere, die einen niederen Erwärmungspunkt, beispielsweise zwischen 0° und 400C aufweisen, Derartige Polymere sind zoB. Copolymere aus Vinylacetat und / oder Vinylchlorid und Äthylen, vorzugsweise bis zu JO Gew. % Äthylen; Vinylacetat und / oder Vinylchlorid und Vinyllaurat mit über 20 Gewä % Vinyllaurat; Vinylacetat und Acrylsäureestern mit Alkoholen einer Kettenlänge über 4 Kohlenstoffatomen; Vinylacetat und Vinylversaticestern (Versaticsäure Handelsname der Fa. Shell, verzweigte Carbonsäuren mit verschiedenen Kettenlängen) und Vi-? nylpropionatcopolymere,
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Das Verfahren ist jedoch auch für die Trennung anderer Gas-Produkt-Gemische geeignet. So können alle bei der Sprühtrocknung anfallenden Gemische getrennt und die Produkte schnell in einen Fördergasstrom überführt werden. Weitere Beispiele sind die Trockenmilchher-
stellung.oder die Verdüsung von Kunststofflösungen, wobei der letzteren durch den Gasstromwechsel eine Kondensierung des Lösungsmittels bei Abkühlung auf dem Produkt verhindert wird.
Die Trennung des Produkts von dem Gasstrom ist Stand der Technik. Die verwendeten Abscheider (l) sind meistenteils Zyklone. Die Größe und die Form (spitzer Winkel, stumpfer Winkel)des Zyklons wird in bekannter Weise den Notwendigkeiten des zu trennenden Gas-Produkt-Gemisches angepaßt. -^
An den Abscheider (l) ist dae nachfolgende Vorrichtung (2) direkt engeschlossen. Der obere Teil letzter Vorrichtung O) ist im allgemeinen konisch, wobei die Schräge entsprechend den apparativen Notwendigkeiten sehr verschieden sein kann. Auch zylindrische Ausführungen sind denkbar. ^
Durch die konische Wandung wird das Produkt, das zwar gebremst ist, sich jedoch immer noch bewegt, auf Grund des Trägheitsmomentes, an der konischen Wandung entlang nach unten geführt. Der wirbelnde Gasstrom tritt jedoch zentral in. die nachfolgende Vorrichtung (2) ein und kann höchstens bis zum zentral angebrachten Einbau (4) vorstoßen. Durch den konischen Aufbau sind nunmehr das Produkt und der Gasstrom räumlich weit getrennt, sodaß der nach oben abgezogene wirbelnde Gasstrom keine Teilchen mitnehmen
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bei
kann* Eine maximale Abscheidung des Produkts ist die Folge.
Das Produkt fällt durch den Ein gepalt (5) den der zentrale Einbau (4-) mit der Wand des konischen Teils (3) bildet, in den unteren Teil der Vorrichtung (6) und wird hier sofort vom Fördergass trom erfaßt.Buräi diese Anordnung bleibt das Produkt immer in Bewegung und wird rasch vom Gasstrom in den Fördergasstrom überführt. Der Ringspelt (5) wird inseiner Größe der Menge des anfallenden Produkts angepaßt und zwar so, daß das gesamte Produkt ohne Verstopfungen zu verursachen in den unteren Teil der Vorrichtung gelangen kann.
Der Einbau ' (4-) kann sehr verschieden gestaltet werden. Die einfachste Ausführungsform ist eine runde Platte» Es ist jedoch vorteilhaft, wenn der Einbau (4-) der nachfolgenden Vorrichtung (2) aus mehreren horizontalen Elementen besteht, wobei das oberste Element den kleinsten, das unterste Element den größten Durchmesser besitzt und alle,außer dem obersten Element, eine zentrale Abzugsöffnung aufweisen. Das oberste Element kann auch einen Kegelaufsatz tragen. Dies hat zur Folge, daß Teilchen, die gegebenenfalls nicht direkt in den Ringspalt fallen, sondern weiter innen auf den Einbau fallen, von diesem abrutschen und somit ebenfalls in den Ringspalt gelangen. Die oftmals eingesetzten weiteren horizontalen Elemente mit der zentralen Abzugsöffnung sind meistenteils zur öffnung hin geneigt, um ebenfalls ein Abrutschen der Teilchen zu erreichen. Durch diese zusätzlichen Maßnahmen wird erreicht, daß
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sich auch nicht einzelne Teilchen, die dem normalen Produktstrom nicht gefolgt sind, irgendwo festsetzen können. Eine Qualitätsverschlechterung des Produkts durch Teilchen, die durch eine zu lange Verweilzeit Schaden genommen haben, kann somit völlig vermieden werden.
Das Produkt wird im unteren Teil ($) der nachfolgenden Vorrichtung vom Fördergasstrom erfaßt. Dieser tritt tangential zur Wandung (Eintrittsöffnung 7) ein bewegt sich somit entlang der Wandung, bis er in einer zentralen öffnung (8) am Boden der Vorrichtung (2) beladen mit Produkt austritt. Es kann auch nur ein Teil der Gasmenge in den unteren Teil der nachfolgenden Vorrichtung (2) geblasen werden. .Der zweite Teil wird über eine Düse mit Ejektorwirkung in die Abführung £9) des ersten Teils des Gastromes, die unten zentral am unteren Teil der Vorrichtung (6) angeschlossen ist, eingebracht. Durch diese Maßnahme ist es möglich, den Druck in der Vorrichtung ideal einzustellen, da durch Regulierung der jeweiligen Mengen der Teilgasströme ein Unterdruck erzeugt werden kann. Dies ist für eine konstante Abscheidung von Vorteil.
Als Fördergas wird meistenteils Luft eingesetzt. Es sind jedoch auch andere Gase geeignet, z.B. Stickstoff oder Edelgase. Der Fördergasstrom ist oftmals konditioniert, d.h. er wird vor der Auf-. nähme des Produkts gewissen Maßnahmen unterworfen, die z.B. konstante Temperatur, geringe Feuchtigkeit, Reinheit usw. bewirken. Der Gasstrom aus dem das Produkt abgeschieden wird, ist ebenfalls, meistenteils Luft, jedoch können auch hierbei andere Gase, wie Stickstoff und Edelgase, eingesetzt werden. Der Gasstrom ist oftmals heiß und enthält Schadstoffe, wie z.B. Chlorwasserstoff,
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Feuchtigkeit oder Lösungsmittel von denen des Produkt "befreit werden soll. Durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die Vorrichtung wird eine schnelle und nicht zur Vermischung der Gasströme führende Überführung des Produkts bewirkt»
Zeichnungsbeschreibung":
In den Figuren 1 und 2 wird eine>bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Anspruch 2 dargestellte Ss sind selbstverständlich euch Abänderungen der aufgezeigten Vorrichtung im Rahmen der Ansprüche möglich. -
In Figur 1 wird mit 1 der Abscheider, der aus dem Stand der Technik bekannt ist, beispielsweise ein Zyklons dargestellt. Mit 2 ist die nachfolgende gesamte Vorrichtung bezeichnet„ Tier obere konische Teil der Vorrichtung trägt die Nummer 3? i& ihm enthalten sind die Einbauten 4. Durch die konische Wandung des oberen Teils J un,d durch die Einbauten 4 wird der Hingspalt 5 gebildet. Der untere Teil der Vorrichtung 2 ist mit 6 bezeichnet„ In diesen unteren Teil 6 tritt durch die Eintrittsöffnung 7 der Fördergasstrom ein» Dieser wird mit Produkt beladen, welches durch den fiingspalt 5 in den unteren Ceil gelangt. Der Fördergasstrom wird über die zentrale Öffnung 8 abgezogen«. An diese Öffnung schließt sich die Ableitung an„ Die Ableitung 9 hat eine Verzweigung 10, durch die ein Teil der Fördergasmenge eingeführt werden kanno.
Mit Figur 2 wird ein Schnitt entlang der Achse AB durch die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung gezeigV« Aus dieser Figur wird insbesondere der Anschluß der Öffnung 7 deutlich» Durch die^e spezielle Form des Anschlußes wird bewirkt, daß der eintretende
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Fördergesstrom sich entlang der Wandung des unteren Teils (6) der nachfolgenden Vorrichtung bewegt und das aus dem Ringspalt (5) austretende Produkt aufnimmt. Weiterhin ist die zentrele Austritteöffnung (8) und die Ableitung (9) ersichtlich, sowie die Zuleitung (10) für den zweiten Teil des FördergasStroms.
Beispiel:
In einer Vorrichtung, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, wird ein heißes, feuchtes Gemisch aus Luft und einem Äthylen -Vinylacetat-Copolymerpulver eingeführt. Durch die Eintrittsöffnung (7) der Vorrichtung wird trockne Luft eingeblasen, ebenso durch die Zweigleitung (10). Die trockne Luft übernimmt das abgeschiedene Produkt und transportiert es über Ableitung (9) zusammen mit dem Fördergesstrom der Zweigleitung (10) in ein Vorratssilo. Das dort abgeschiedene Copolymerpulver weist einwandfreie Qualität auf, d.h. es enthält keine Teilchen die geschädigt sind und außerdem zeigt es keine Verklumpungen.
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Claims (2)

Patentansprüche
1. Verfahren zum raschen Überführen eines Produkts aus einem Gasstrom in einen Fördergasstrom, ohne daß eine Vermischung der beiden Gasströme eintritt, durch Abtrennen des Produktes vom Gasstrom in einem Abscheider, insbesondere einem Zyklon, und Aufnahme des Produktes durch einen Fördergasstrom in einer nachfolgenden Vorrichtung, d a d u r c h ge k e η η ζ ei c hn e t, daß in dieser nachfolgenden Vorrichtung der Gasstrom vom Fördergasstrom mittels eines zentral angebrachten Einbaus getrennt gehalten wird, das Produkt durch einen Eingspaltj den der Einbau mit der Wendung der nachfolgenden Vorrichtung bildet, in den Fördergasstrom eintritt und der Fördergasstrom tangential zur Wandung des unteren Teils der nachfolgenden Vorrichtung eingeführt und zentral abgeführt wird.
2. Vorrichtung zum raschen Überführen eines Produkts aus einem Gasstrom in einen Fördergas strom ,\ ohne daß eine Vermischung der beiden Gasströme stattfindet, bestehend aus einem an sich bekannten Abscheider (I) insbesondere Zyklon, in dem das Produkt vom Gasstrom getrennt wird undeiner nachfolgenden Vorrichtung (2), die aus einem sich konisch nach unten erweiternden Teil (3) der an den Abscheider (1) angeschlossen ist, einen Einbau (4), der als Trennvorrichtung für die Gas ströme dient, und der im konischen Teil der Vorrichtung (3) so ange-
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"bracht ist, daß zwischen der Vand des konischen Teils ($) und dem Einbau (4) ein Ringspalt (5) zum Durchtritt des abgeschiedenen Produkts bleibt und einem unteren Teil (6) der nachfolgenden Vorrichtung mit einer seitlich angebrachten Eintrittsöffnung (7) für den Fordergasstrom, die so gestaltet ist, daß sich der eintretende Fördergasstrom entlang der Wandung des unteren Teils (6) bewegt, sowie einer zentral am Boden der nachfolgenden Vorrichtung (2) angebrachten Austrittsöffnung (8) für den mit Produkt beladenen Fördergasstrom besteht.
3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einbau (4) der nachfolgenden Vorrichtung (2) aus mehreren horizontalen Elementen besteht, wobei das oberste Element den kleinsten, das unterste Element den größten Durchmesser besitzt und alle, außer dem obersten Element, eine zentrale Abzugsöffnung aufweisen.
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