DE2343811A1 - Apparat zur durchfuehrung von physikalischen und chemischen prozessen in einer wirbelschicht aus ferromagnetischen teilchen - Google Patents

Apparat zur durchfuehrung von physikalischen und chemischen prozessen in einer wirbelschicht aus ferromagnetischen teilchen

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DE2343811A1 DE19732343811 DE2343811A DE2343811A1 DE 2343811 A1 DE2343811 A1 DE 2343811A1 DE 19732343811 DE19732343811 DE 19732343811 DE 2343811 A DE2343811 A DE 2343811A DE 2343811 A1 DE2343811 A1 DE 2343811A1
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Oblast Posjolok Archangelskaja
Alexandr Alexandrowits Dybtsyn
Nikolaj Jewgenijewitsch Gurin
Igor Wladimirowitsch Kartinzew
Dmitrij Danilowitsc Logwinenko
Wasilij Nikolajewitsc Oberemok
Grigorij Kusmitsch Orlenko
Anatolij Walerjanowits Schagin
Oleg Parfirowitsch Scheljakow
Alexandr Wasilijewits Skripnik
Karl Lasarewitsch Zantker
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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Description

AEPARM? ZUE DURCHFÜHRUNG VON PHYSIKALISCHEN UND CHEMISCHEN PROZESSM IN EISER WIRBELSCHICHT AUS I1ERROMAGNE1TISCHEIt TEILCHEN
Die Erfindung betrifft Ausrüstungen zur Durchführung von physikalischen und chemischen Prozessen, insbesondere Apparate zur Durchführung von physikalischen und chemischen Prozessen in einer Wirbelschicht aus ferrontagnetischen Teilchen.
Der erfindungsgemäße Apparat kann zur Intensivierung
der ' Oxydation, Reduktion, Sulfurierung,
!Carbonisierung, Polymerisation, zur Reinigung der Abwässer von Brom-, Nickel-, Quecksilber-, Arsen- und anderen Metallverbindungen sowie in verschiedenen
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anderen Prozessen verwendet v/erden, die ein intensives Rühren und Dispergieren verschiedener Produkte erfordern.
Es ist ein Apparat zur Durchführung von physikalischen und chemischen Prozessen in einer Wirbelschicht aus ferromagnetisehen Teilchen (s. z.B. britische Patentschrift Nr.1006680) bekannt, der einen Reaktionsbehälter aufweist, welcher aus einem unmagnetischen oder schwach magnetischen Material ausgeführt ist, wobei in diesem Reaktionsbehälter ferromagnetische Teilchen untergebracht sind. Der genannte Behälter ist von außen vom Induktor eines elektromagnetischen Drehfeldes umgeben.
Die im Apparat zu behandelnden Produkte, beispielsweise Ausgangsstoffe, die chemisch umgesetzt werden sollen,
werden dem Reaktionsbehälter zugeführt, in dem sie durch ferromagnetische Teilchen intensiv gerührt werden, die unter der Einwirkung des elektromagnetischen Drehfeldes in eine. Y/irbe !bewegung versetzt sind, wobei die ferromagnetisehen Teilchen nicht nur als Rührelemente sondern auch als Reagenzien oder Katalysatoren dienen können.
Nachteilig ist an derartigen Apparaten, daß die Wände des Reaktionsbehälters schnell verschleißen, so daß er häufig ausgewechselt werden muß. Das
führt zu Schwierigkeiten bei der Durchführung von kontinuierlichen Prozessen in den genannten Apparaten. Bei der
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Bewegung von ferromagnetisehen Teilchen stoßen diese aufeinander oder prallen gegen die Wand des Reaktionsbehälters. Der Stoß kann so stark sein, daß das ferromagnetische Teilchen, indem es die Kraft des elektromagnetischen Feldes überwindet, aus der Wirkungszone des elektromagnetischen Feldes heraugeschle^udert wird. Der allmähliche Austrag von ferromagnetisehen Teilchen aus dem Reaktionsbehälter bei kontinuierlicher Durchführung aes Prozesses stört die Gleichhaltung des Prozesses.
Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, einen solchen Apparat zur Durchführung von chemischen und physikalischen Prozessen zu entwickeln, in dem die Durchführung von kontinuierlichen Reaktionsprozessen möglich, der Verschleiß des Reaktionsbehälters und der Teilchen mit ferromagnetischen Eigenschaften vermindert sowie der Austrag der ferromagnetischen Teilchen aus der V/irkungszone des elektromagnetischen Feldes beschränkt sind. Das ermöglicht eine Erhöhung der Leistung des Apparates und vergrößert die Lebensdauer des Reaktionsbehälters und αer ferroniagnetisehen Teilchen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Apparat zur Durchführung von physikalischen und chemischen Prozessen
in einer V/irbeischicht aus ferromagnetischen Teilchen, der einen Reaktionsbehälter, einen diesen Behälter von außen umgebenden Induktor des elektromagnetischen Dreh-
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feldes und Teilchen aus einem ferromagnetisehen Material, welche innerhalb des Reaktionsbehälters in der Y/irkungszone des elektromagnetischen Feldes untergebracht sind, enthält, erfindungsgemäß die Wirkungszone des elektromagnetischen Drehfeldes, in der die ferromagnetischen Teilchen beeinflußt werden, im Reaktionsbehälter durch einen Ringschirm beschränkt ist, der um die Achse des Induktors drehbar ist.
Der Ringschirm kann mit dem Gehäuse des Reaktionsbehälters frei gekoppelt sein. Dadurch wird es möglich,
den Ringschirm bei starr befestigtem Gehäuse des Reaktionsbehälters zu drehen.
Der Ringschirm kann am Gehäuse des Reaktionsbehälters starr befestigt werden, das um die Achse des Induktors drehbar angebracht ist.
Es ist eine Ausführungsform möglich, bei der das Gehäuse des Reaktions^behälters selbst als Ringschirm dient.
Der Ringschirm kann mit einem Antrieb verbunden werden, der den Ringschirm um die Achse des Induktors umlaufen läßt.
Der Apparat kann eine ßegrenzungvorrichtung enthalten, die den Austrag von ferromagnetisehen Teilchen aus
der
der Zone verhindert, in die ferromagnetisehen Teilchen durch aas elektromagnetische Drehfeld beeinflußt werden; diese Vorrichtung ist ungefähr am Ausgang und / oder Eingang
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der Zone angeordnet, in der das elektromagnetische Drehfeld im Reaktionsbehälter auf die ferromagnetisehen Teilchen einwirkt.
Die genannte Vorrichtung kann in Form von Scheidewänden ausgeführt v/erden, die einen Labyrinthgang bilden. Die erfindungsgemäße Konstruktion des Apparates ermöglicht die Durchführung eines kontinuierlichen technologischen Prozesses. Im Vergleich zu den bekannten Apparaten wird im erfindungsgemäifendLe Lebensdauer des Reaktionsbehälters und der ferromagnetisehen Teilchen bedeutend vergrößert, während die Zahl der ferromagnetisehen Teilchen in der
der
Zone, in/sie durch das elektromagnetische Drehfeld beeinflußt werden, konstant bleibt.
Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. "1 einen erfindungsgeciäßen Apparat zur Durchführung von physikalischen und chemischen Prozessen in einer Wirbelschicht aus ferromagnetisehen Teilchen im Längsschnitt mit einem beweglichen Ringschirm, der an der Achse befestigt ist;
Fig. 2 einen Apparat mit einem beweglichen Ringschirm, der sict.L erfindungsgemäß auf einen King stützt;
Fig. 3 einen Apparat mit erfindungsgemäß im Reaktionsbehälter befestigtem Ringschirm; und
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Fig. 4 einen erfindungsgemäßen Apparat,bei dem das Gehäuse des Eeaktionsbehälters gleichzeitig als Ringschirm dient.
Der Apparat zur Durchführung von physikalischen und chemischen Prozessen in einer Wirbelschicht aus ferromagnetische Teilchen enthält einen das elektromagnetische Drehfeld induzierenden Induktor 1 (Fig. 1), der den Reaktionsbehälter 2 umgibt.
Der Apparat enthält Stutzen 2 zur Beschickung mit Ausgangsstoffen und einen Stutzen 4 zur Abführung des Endproduktes. Im Reaktionsbehälter 2 ist ein Ringschirm 5 frei angeordnet, der mit dem Gehäuse des Reaktionsbehälters 2 frei gekoppelt und um die Achse des Induktors 1 drehbar ist.
Zu diesem Zweck ist der Ringschirm 5 an der Achse 6 befestigt, die in Lagern 7 montiert ist, oder, wie in i'ig.2 gezeigt, stützt sich auf Ringe 8, die aus einem Antifriktionsmaterial ausgeführt sind.
Im Reaktionsbehälter 2 sind ferromagnetische Teilchen 9 untergebracht.
In dem in irig.J dargestellten Apparat ist der Ring— schirm 5 starr im Geuäuse eines Reaktionsbehälters 10 befestigt, d,er um die Achse des Induktors 1 derart drehbar ist, daß sich der Ringschirm 5 zusammen mit dem Ge-
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häuse des Reaktionsbehälters 10 um die Achse des Induktors 1 dreht.
Bei dein in Fig.3 dargestellten Apparat dient als Ringschirm 11 das Gehäuse des Reaktionsbehälters, das um die Achse des Induktors 1 drehbar ist.
Der Ringschirm kann sowohl unter der Einwirkung der kinetischen Energie der Wirbelschicht aus ferromagnetischen Teilchen 9» welche durch das elektromagnetische Drehfeld erzeugt wird, als auch unter der Einwirkung des elektromagnetischen Feldes des Induktors 1 in Drehung versetzt werden, welches unmittelbar auf den Ringschirm einwirkt, wenn dieser wie der in Fig.1 und 2 dargestellte Ringschirm aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist. Der Ringschirm kann auch mit Hilfe eines Antriebes 12 (Fig.2» 4) in Drehung versetzt werden, der eine zusätzliche Drehung auf den Ringschirm 5 und 11 überträgt.
Der Apparat kann eine Begrenzungsvorrichtung aufweisen, die den Austrag von ferromagnetisehen Teilchen aus der Zone verhindert, in der diese Teilchen von dem elektromagnetischen Drehfeld beeinflußt werden.
Die Begrenzungsvorrichtung kann entweder am Ausgang und am Eingang oder nur am Ausgang oder am Eingang der Zone angeox'dnet werden, in der die ferromagnetischen Teilchen 9 von dem elektromagnetischen
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Drehfeld beeinflußt werden; sie kann in Ροχτα eines Siebes (EIg.1, 5, 4), in Form von sphärischen Scheidewänden 14· (Fig.2) oder in Form von Scheidewänden 15 (Fig.3) ausgeführt v/erden, die zur Achse des Induktors 1 geneigt angeordnet sind und einen Labyrinthgang für das aus dem Reaktions^ behälter 10 heraustretende Endprodukt bilden, was das Wegtragen der ferromagnetisehen Teilchen 9 verhindert.
Der erfindungsgeinäße Apparat zur Durchführung von physikalischen und chemischen Prozessen in einer Wirbelschicht aus i'erromagnetisehen Teilchen arbeitet folgendermaßen.
Die Ausgangsstoffe werden durch den Stutzen 3 äem Reaktions behälter 2 (Fig.1) zugeführt. Die im Reaktionsbehälter 2 befindlichen ferromagnetisehen Teilchen 9 werden unter der Einwirkiing des elektromagnetischen Drehfeldes, welches durch den Induktor 1 erzeugt wird, in eine intensive Bewegung versetzt ,wodurch sie eine V/irbelschicht aus ferromagnetisehen Teilchen 9 bilden. Da die Wirbelschicht im gansen eine bestimmte Richtung hat, die von der Drehrichtung des elektromagnetischen Feldes, welches durch den Induktor 1 erzeugt wird, abhängig ist, dreht sich der Ringschirm 5 unter der Einwirkung der V/irbelschicht in der Drehrichtung aes elektromagnetischen Feldes. Wenn der Ringschirm 5 aus einem elektrisch leitenden Material ausgeführt ist, wird er durch das
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elektromagnetische Dreufeld in Drehung versetzt. Der RingscLiria kann zusätzlich vom Antrieb 12 (Fig. 3 und 4) angetrieben werden.
i)ie durch aie .drbelschicht aus i'erroiaagnetisehen ■leuchen 9 durchtretenden Ausgangsstoffe weruen intensiv gerührt und aispergiert.
Das behandelte Jrtodukt wird durch den Stutzen 4 (Fig.1, 3) entfernt, wo^ei die Siebe 1? (Fig.if 5t ^) öder die Scheidewände 14 (i"ig.2) und Ii? (tfig.jj) das Wegtragen von ferromagnetische!! Teilchen 9 verhindern. Der Rins:scM.rm (Fior.1,2,3) vermindert im Vergleich zu den bekannten Apparaten den Verschleiß der W'änae aes lieaktionsbehälters
bedeutend und der f erromaynetisehen Teilchen/, gewährleistet eine bessere Qualität des behandelten i-roduktes durch Beseitigung aer Einschlüsse des Materials der Gehäusewände des xieaktionsbehälters und der Einschlüsse der ferromagnetisehen Teilchen aus dem Endprodukt und ermöglicht eine Stabilisierung des im Apparat durchzuführenden kontinuierlichen Prozesses.
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Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE Vf
1. Apparat zur Durchführung von physikalischen und chemischen Prozessen in einer Wirbelschicht aus ferromagnetischen Teilchen, mit einem Reaktionsbehälter, einem diesen Behälter von außen umgebenden Induktor zur Induktion des elektromagnetischen Drehfeldes, und mit ferromagnetischen Teilchen, die innerhalb des Reaktionsbehälters in der Wirkungszone des elektromagnetischen Feldes untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkun.-rszone des elektromagnetischen Drehfeldes, in der die ferronipgnetischen Teilchen (9) beeinflußt v/erden, in einem Reaktionsbehälter (2) durch einen Ringschimr(5) begrenzt ist, der u-n die Achse eines Induktors (1) drehbar ist.
2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringschirm (5) mit dem Gehäuse des Reaktionsbehälters (2) frei gekoppelt ist.
3. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringschirm (5) am Gehäuse des Reaktionsbehälters (2) starr befestigt ist, das um die Achse des Induktors (1) drehbar angebracht ist.
4. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,- daß das Gehäuse des Reaktionsbehälters gleichzeitig als Ringschirm (11) dient.
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-11
5. Apparat nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Ringschirm (5, 11) mit einem Antrieb (12) verbunden ist, der den Ringschirm. , um die Achse des Induktors (1) antreibt.
6. Apparat nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß er mit einer Begren -
zungsvorrichtung versehen ist, die den Austrag von ferromagnetischen Teilchen (9) aus der Zone verhindert, in der die i'erromagnetisehen Teilchen durch das elektromagnetische Drehfeld beeinflußt v/erden, wobei die Begrenzungsvorrichtung ungefähr am Ausgang und /oder Eingang der Zone angeordnet ist, in der das elektromagnetische Drehfeld die ferromagnetischen Teilchen (9) im Keaktionsbehälter (2) beeinflußt .
7. Apparat nach Anspruch 6, dadurch g e kennzei chnet, daß die Begrenzungsvorrichtung in Form von Scheidewänden (14, -15) ausgeführt ist, die einen Labyrinthgang bilden. .
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