DE2459624A1

DE2459624A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von schwarzpulver

Info

Publication number: DE2459624A1
Application number: DE19742459624
Authority: DE
Inventors: Nicholas N Stephanoff
Original assignee: Fluid Energy Processing and Equipment Co
Current assignee: Fluid Energy Processing and Equipment Co
Priority date: 1973-12-18
Filing date: 1974-12-17
Publication date: 1975-10-30
Also published as: NO141471B; NO744553L; US3903219A; ZA74624B; NO141471C

Description

Patentanwalt
Dipl.-Ing. I. ÜCbiSHSSü
D-8 München 22 2459624

Y/JdenmaysrslraBe 46
Tel. (O 83) 29 51 25 j j

Fluid Energy Processing München, den J'· Oez. 1974

and Equipment Co. P 220 - Dr. Hk/bgr

^ln Hatfield \* PaA.St.A.

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Schwarzpulver

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Schwarzpulver gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.

Schwarzpulver besteht bekanntlich hauptsächlich aus einem Oxidationsmittel, insbesondere Kaliumnitrat (KNO^. j, sowie aus Holzkohle und Schwefel. Dazu kommen gegebenenfalls Zusätze für Spezialzwecke, z.B. Holzmehl, das zum langsameren Abbrennen in Zündschnüren und dergleichen dient.

Nach dem üblichen Herstellungsverfahren für Schwarzpulver werden die drei wesentlichen Rohstoffe zuerst getrennt pulverisiert, dann vermischt und zusammen gemahlen. Dieses Mischen und Mahlen wird als Konditionieren bezeichnet. Nach dem Konditionieren, das zum sogenannten Schwarzpulvermehl führt, wird das Pulvermehl kompri-: miert, dann zerkleinert, gesiebt und schließlich poliert. Beim Polieren werden die Teilchen durch· einen Sohleifvorgang abgerundet und geglättet (glaciert). Schließlich wird das Schwarzpulver konfektioniert, d.h, noch weiter geglättet und mit einem feinkörnigen Kohlenstoffmaterial (z.B. Graphit) überzogen.

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Diese verschiedenen Schritte wurden bisher in getrennten Mühlen durchgeführt. Das Pulverisieren geschah in Kugelmühlen, in Nadelmühlen oder Hammermühlen und das Mischen und Mahlen wurde in weiteren Kugelmühlen, Stampfwerken oder Schleifmühlen durchgeführt. Diese Mühlen wurden verwendet, weil sie auch kleine Mengen verarbeiten können und verhältnismäßig langsam sind. Das langsame Verarbeiten wurde als notwendig angesehen, weil die feingemahlene Kohle stärker reaktionsfähig wird und sich deshalb leicht entzündet bzw. explodiert. Bei langsamem Vermählen wird weniger Wärme erzeugt und kleine Portionen ergeben eine Begrenzung der Explosionsgefahr. Außerdem mischt man vorzugsweise die Holzkohle und den Schwefel zuerst und gibt dann erst den Salpeter zu, damit das Explosions-gefährdete Gemisch möglichst kurz in der Mühle verbleibt.

Dieses-bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß es sehr viel Zeit benötigt, weil insbesondere das Vermählen der einzelnen Portionen zur Konditionierung 6-12 Stunden oder mehr erfordert.

In neuerer Zeit ist vorgeschlagen worden, die langsam arbeitenden mechanischen Mühlen durch sogenannte Strahlmühlen zu ersetzen, wobei der gleiche Typ von Strahlmühlen sowohl zur Pulverisierung und Konditionierung, als auch zum Polieren eingesetzt wurde. Eine derartig zur Herstellung von Schwarzpulver geeignete Strahlmühle ist z.B. in der Us-PS 3 648 p/36 beschrieben. In diesen

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Strahlmühlen werden die Teilchen selbst als Schleifmittel verwendet. Zu diesem Zweck wird ein Strom eines Gases hoher Geschwindigkeit in einer geschlossenen krummlinigen Bahn erzeugt. Die Teilchen werden in diesem Wirbelstrom eingeführt und nehmen an der Wirbelbewegung teil, wobei sie zusammenstoßen und sich gegenseitig zerkleinern. Bei dieser Wirbelbewegung werden die kleineren und leichteren Teilchen durch Zentrifugalwirkung von den größeren und schwereren Teilchen getrennt und können an der Innenwand des Wirbels abgeführt werden, während die schwereren Teilchen im Wirbelstrom verbleiben und zusammen mit frischem Material eine weitere Zerkleinerung erleiden. Es ist; charakteristisch für diese Strahlmühlen, daß eine gewisse Wärmeenergie beim Durchgang des gasförmigen Mediums durch die Einspritzdüsen absorbiert wird, weil das Gas sich ausdehnt. Dadurch ergibt sich eine Kühlwirkung, die der durch die Zerkleinerung erzeugten Wärme entgegenwirkt.

Bei dem bekannten Verfahren sucht man die natürliche Kühlw'irkung der Strahlmühlen zur Beschleunigung der Konditionierung auszunutzen, indem die drei wesentlichen Bestandteile vor dem Einführen in die Mühle vorgemischt werden und dann stetig die Mühle durchsetzen, so daß das zeitlich aufwendige Mahlen in kleinen Chargen wegfällt. Es wurde bisher angenommen, daß die Konditionierung in diesen Strahlmühlen in völlig trockenem Zustand durchgeführt werden kann, weil das auf diese Weise erzeugte Schwarz-

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pulvermehl keinen merklichen Staubanteil hat und infolgedessen keine Feuchtigkeit erforderlich ist, um den Staub zu binden und die Kompressibilität zu erhöhen; es wurde auch angenommen, daß kein Wasser aus Sicherheitsgründen benötigt wird. Es wurde vorgeschlagen, gegebenenfalls dem Staubsammelzyklon, der das Schwarzpulvermehl nach dem Konditionieren aufnimmt, Wasser zuzusetzen, aber auch nur als Vorsorgemaßnahme; auch hatte man keine Vorstellung von der Menge und Zuführungsart des Wasserzusatzes.

Obwohl dieses Strahlmühlenverfahren eine erhebliche Beschleunigung gegenüber der Verwendung mechanischer Mühlen mit sich bringt, ist die Explosionsgefahr noch sehr erheblich, weil durch die Expansion des komprimierten Gases die Feuchtigkeit sehr gering ist. In diesem trockenen Zustand ist immer die Gefahr einer Selbstentzündung durch statische Elektrizität gegeben. Man hat ferner übersehen, daß die Kühlwirkung in Strahlmühlen nicht so sehr von der Expansion der trockenen Gase, sondern von der Verdampfung der vorhandenen Feuchtigkeit abhängt. Diese Verdampfung ist ein endothermer Vorgang und absorbiert dadurch die beim Maßvorgang erzeugte Wärme. Weiter war es nicht bekannt, daß der gleiche Typ der Strahlmühle nicht zum Konditionieren und Konfektionieren gleichermaßen geeignet ist, denn die zum Konditionieren erforderliche Schleifwirkung würde beim Polieren die Teilchen in nutzlosem Staub verwandeln, selbst wenn die Beladung der Mühle erhöht und der Gasdruck bzw. die Gasumlaufgeschwindigkeit verringert wird. Wenn nämlich die Umlaufgeschwindig·

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keit zu stark herabgesetzt wird, beeinträchtigt dies die Zentri- * fugalwirkung der Mühle.

Der im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Herstellungsverfahren unter Verwendung von Strahlmühlen so zu verbessern, daß bei gleicher Bearbeitungszeit die Explosionsgefahr ausgeschaltet urü das Endprodukt mit geringem Aufwand verfeinert werden kann.

Dadurch, daß erfindungsgemäß Einführung und Vermischung der Teilchen in der zweiten Strahlmühle voneinander getrennt werden, können die frisch in den Gasstrom eingeführten und von diesem mitgerissenen Teilchen zunächst mit den schon im Gasstrom befindlichen Teilchen gleichgerichtet werden und werden dann erst verlangsamt und in eine Wirbelbewegung einbezogen, wobei sie Drehbewegungen ausführen und dadurch mit Graphit überzogen werden, ohne daß sie durch heftigem Zusammenstoß mit anderen Teilchen zerschlagen werden.

Vorzugsweise soll ferner die relative Feuchtigkeit in der Konditionierungsmühle etwa 85 bis 95 % betragen, um jede Möglichkeit der Funkenbildung durch statische Elektrizität auszuschalten. Wenn die Feuchtigkeit dagegen zu hoch ist, kleben die Teilchen aneinander und agglomerieren. Diese Agglomeration stört die Mahlwirkung. Die Einführung des Wassers zusammen mit den Roh-

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materialien ist auch nicht befriedigend, weil dadurch die Teilchen sich örtlich zusammenballen, bevor der Mahlvorgang einsetzt. Die Feuchtigkeit muß also an der richtigen Stelle und in der richtigen, von der Temperatur abhängigen Menge in die Mühle eingeführt werden, um die relative Feuchtigkeit von 85 bis 95 % zu erzielen.

Vorzugsweise wird das Wasser in Form eines feinen Nebels in die Mühle eingespritzt, wobei die Tröpfchen des Wassers oder sonstigen Kühlmittel vorzugsweise eine Größe von etwa 0,01 bis 10 Mikron aufweisen. Die Zuweisung der· von der Temperatur abhängigen Wassermenge kann mittels eines Thermostat—gesteuerten Absperrorgans bekannter Art durchgeführt werden.

Das Wasser wird beispielsweise mittels eines Stromes unter hohem Druck stehender Luft zerstäubt. Der so erzeugte Nebel wird vorzugsweise auf den Salpeter gerichtet, der getrennt von Kohle und Schwefel in stetigem Strom der Mühle zugeführt wird. Vorzugsweise wird das Wasser auf eine Temperatur zwischen etwa 70 und 100⁰C vorgewärmt. Dadurch kann sich mehr Salpeter in den Tröpfchen lösen, denn Salpeter ist bekanntlich in heißem Wasser weit besser löslich als in kaltem Wasser. So lösen 100 g Wasser 246 g Salpeter bei 100⁰C, aber nur 20 'g bei'100⁰C.

Durch den Aufprall des Wasserstrahls auf die Salpeterteilchen

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wird mindestens ein Teil des Salpeters in den Wassertröpfchen gelöst und der Rest dispergiert, so daß sich ein Spray gelösten und dispergierten Salpeters ergibt, der auf das kontinuierlich zügeführte Geraisch von Kohle und Schwefel gerichtet wird. Auf dem Weg dahin wird der Spray durch einen erweiterten Abschnitt im absteigenden Teil der Umlaufbahn der Strahlmühle verlangsamt, so daß beim Aufprall die Vermischung der drei Bestandteile und die Adsorption des Salpeters an Kohle und Schwefel während einer Zeitspanne stattfindet, die ausreicht, um eine vollständige Mischung und Adsorption durchzuführen. Je mehr Salpeter in Lösung ist, desto besser, weil die Lösung nicht nur leichter auf der Oberfläche der Kohle adsorbiert wird, sondern auch ieichter innerhalb der Kohle absorbiert wird, so daß die Kohle damit getränkt wird.

Die Vermischung des Salpeters mit Kohle und Schwefel findet erst zu dem Zeitpunkt statt, in welchem auch die Vermahlung beginnt. Dies ist vorteilhaft, weil Holzkohle im Augenblick des Zerbrechens in kleine Teilchen besonders stark aktiviert wird. Diese Aktivierung ist· in statu nascendi besonders hoch, weil die frischen Bruchstellen der Kohleteilchen noch rauh und zerfurcht sind und deshalb eine größere Oberfläche aufweisen. Die Reaktivität nimmt rasch ab, wenn die Oberflächen der Kohle- *teilchen sich zu glätten beginnen.

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-Weiter wird die Kohle vorzugsweise im gekühlten Zustand, am besten bei einer Temperatur unter O⁰C zugeführt. Sie kann z.B. in flüssiger Luft oder flüssigem Stickstoff vorgekühlt werden. Dies hat zwei Hauptgründe:

a) das Absorptionsvermögen von Kohle nimmt mit der Kälte zu; z.B. nimmt ein Stück Holzkohle,das bei 0⁰C das l8fache seines Volumens absorbiert, bei -I85 C (Temperatur der flüssigen Luft) das 23Ofache seines Volumens auf.

b) das kalte Gemisch von Kohle und Schwefel führt die von der Verwendung des warmen Wassers herrührende Wärme und die beim Mahlvorgang erzeugte Wärme ab. Obwohl durch die Gasexpansion eine Kühlung eintritt, hat sich diese weitere Kühlwirkung als sehr vorteilhaft herausgestellt.

Statt Wasser kann gegebenenfalls ein anderes Befeuchtungsmittel verwendet werden, beispielsweise ein Kältemittel, wenn der Salpeter sich nicht in größerem Ausmaß darin lösen soll..

Das Gemisch zusammen mit den gewünschten Zusätzen wird dann in der bekannten Weise in der Strahlmühle pulverisiert, gemischt und zum Mehl vermählen; das am inneren Rand des umlaufenden Luftstroms abgezogene Mehl wird in einem Zyklon oder dgl. gesammelt. Von dort gelangt es zu einem Trichter, wo gegebenenfalls weiteres Wasser zugefügt werden kann. Dann fällt das Gemisch auf ein Förderband, wo es komprimiert wird. Dann wird es in der üblichen

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Weise gebrochen und gesiebt.

Das Erzeugnis ist nun zum Polieren bzw. Konfektionieren bereit. Dies geschieht in einer weiteren Strahlmühle, die aber anders als die erste gebaut ist. Sie hat einen erweiterten Abschnitt im aufsteigenden Ast des umlaufenden Strahlstroms, d.h. in demjenigen Teil, der von der Zuführstelle des Gemischs der Bestandteile abgelegen ist. Dadurch können die Teile des Gemischs sich verlangsamen und gleichgerichtet werden sowie Drehbewegungen ausführen, während sie ihre Umlaufbahn fortsetzen. Dies ermöglicht eine bessere Glättung und einen befriedigenderen Überzug der Teilchen mit Graphit.

Die beim Konfektionieren verwendeten Bestandteile sind einerseits das konditionierte und gesiebte Gemisch und andererseits das Überzugsmaterial, nämlich Graphit oder dergleichen. Bei der Konfektionierung werden die Teilchen abgerundet und geglättet und außerdem mit Graphitpulver überzogen.

Das gesiebte Pulver und der Graphit werden über nebeneinanderliegende Düsen in die Strahlmühle eingeführt und gelangen dann zu einem ersten Abschnitt, wo Luft 'niedrigen Drucks und niedriger Geschwindigkeit sie mitnimmt und glättet. Danach gelangen sie in einen erweiteren Abschnitt des aufsteigenden Astes, wo das Überziehen stattfindet. Die überzogenen Teilchen werden dann durch Zentrifugal-

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Wirkung abgeführt und gelangen zu einem Zyklon, wo sie abgeschieden und als Endprodukt einem Sammeltrichter zugeführt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung der Ausführung des soeben beschriebenen Verfahrens wird nun anhand der Zeichnung beschrieben. Hierin sind

FIg. 1 eine schematische Darstellung der zur Konditionierung dienenden Strahlmühle und der anschließenden Abscheidevorrichtung und

Fig. 2 eine schematische Darstellung der zur Konfektionierung dienenden Strahlmühle und der anschließenden Abscheidevorrichtung.

BIe In Flg. 1 dargestellte Strahlmühle 10 besitzt einen Einlaßabschnltfc 12, einen aufsteigenden Ast 14, einen Trennabschnitt 16, eine Abfuhrleitung l8 und einen absteigenden Ast 20. Die Äbführleitning l8 ist mit einem Auslaß an der Innenwand der Mühle zwischen dem Trennabschnitt 16 und dem absteigenden Ast 20 verbunden»

Der Einlaßabschnitt 12, der aufsteigende Ast 14 und der Trennabschnitt 16 bilden vorzugsweise zusammen eine Kurve in Form einer Traktrlx, die den Weg geringster Reibung bei konstanter Be-

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schleunigung darstellt. Der absteigende Ast 20 ist erweitert, um die- Teilchen hier zu verlangsamen. Dadurch ergibt sich eine bessere Vermischung und es steht- eine längere Zeit zur Adsorption und Absorption des Kaliumnitrats in der Kohle und auch zum Teil in Schwefel zur Verfügung.

Die Mühle 10 arbeitet in bekannter Weise und besitzt tangentiale

Lufteinlaßdüsen 22, die von einem Hauptkanal 24 zum Einlaßabsind

schnitt 12 führen. Die DüsenVmit reibungsarmen Kunststoffeinsätzen aus Nylon oder dgl. versehen, um die Aufladung durch statische Elektrizität möglichst gering zu halten.

Die Sammelleitung 24 ist über ein Absperrorgan 2β mit einem Druckbehälter verbunden. Die unter hohem Druck stehende Luft, die durch die Tangentialdüsen 22 eintritt, erzeugt einen Wirbelstrom im Einlaßabschnitt 12, weil die verschiedenen Luftströme aufeinandertreffen, aber gleichzeitig wird wegen der tangentialen Zuführrichtung der Wirbel durch den aufsteigenden Ast 14 vorgetrieben. Die im Umlauf befindlichen Rohmaterialteilchen werden von dem Wirbel mitgerissen und schleifen sich gegenseitig ab, während sie durch den aufsteigenden Ast 14 in den Trennabschnitt wandern. Hierbei trennen sich die leichteren Teilchen durch die Zentrifugalwirkung von den schweren Teilchen, wobei die leichteren Teilchen längs der Innenwand und die schwereren Teilchen längs der Außenwand des Wirbelstromes wandern. Diese Trennung wird im Trennabschnitt 16 vollendet und beim Abstieg zum absteigenden Ast 20 gelangen die leichtesten Teilchen durch die Auslaßöffnung zur Abführleitung 18, von wo sie einem Zyklon 28 zugeführt und dort

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abgeschieden werden. Die .schwereren Teilchen kehren durch den absteigenden Ast 20 zum Einlaßabschnitt 12 zurück und werden auf diesem Weg mit frischem Rohmaterial angereichert.

Das Rohmaterial besteht, wie erwähnt, aus drei Hauptbestandteilen, nämlich Salpeter (Kaliumnitrat), Kohle (Holzkohle) und Schwefel. Kohle und Schwefel können getrennt oder bereits vorgemischt der Mühle zugeführt werden; letzteres ist vorzuziehen. Das Gemisch von Kohle und Schwefel wird in einem Trichter 30 aufgegeben und von einem Luftstrom durch die Leitung J52 mitgerissen. Die Leitung 32 ist über ein Absperrorgan 34 mit 2 getrennten^ abwechselnd verwendeten Leitungen 36 und 38 verbindbar. Die Leitung . 36 führt zur Hauptleitung 24 und dient zur Zuführung der gleichen unter hohem Druck stehenden Luft (normalerweise bei Zimmertemperatur^ die auch durch die Düsen 22 zugeführt wird. Die Leitung 38 ist mit einer nicht dargestellten Quelle eines Kältemittels verbunden; dieses kann ein kaltes Gas,·flüssige Luft, flüssiger Stickstoff oder dgl. sein.

Der Salpeter wird getrennt zugeführt, und zwar nicht wie das Gemisch von Kohle und Schwefel unterhalb des absteigenden Astes, sondern mittels eines Aufgabetrichters 40, der oberhalb des absteigenden Astes in die Mühle führt. Eine Leitung 42, die über ein Absperrorgan 44 mit der Hauptleitung 24 verbunden ist, dient zur Erzeugung einer kräftigen Luftströmung, welche das in dem

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Trichter 40 befindliche Material mitreißt. Die beiden Einlaß-. düsen von dem Trichter 30 und 40 sind vorzugsweise als Venturidüsen ausgebildet, um die Austrittsgeschwindigkeit der betreffenden Gasströme zu steigern.

Die Einlaßdüse von dem Trichter 40 ist schräg nach unten gerichtet, so daß der Salpeter mit einer nach unten gerichteten Geschwindigkeitskomponente in den absteigenden Ast 20 eintritt. Auf der gegenüberliegenden Seite des absteigenden Astes 1st an dieser Stelle eine Leitung 46 vorgesehen, über die heißes Wasser mit einer Temperatur von etwa 70 bis 100⁰C zugeführt wird. Das Austrittsende 48 der Leitung 46 ist so gerichtet, daß das austretende Wasser von einem Strahl unter hohem Druck stehender Luft oder dgl. mitgerissen wird, der 'aus einer .Düse 50 austritt. Diese ist beispielsweise mit der Hauptleitung 24 verbunden. Der Luftstrahl zerstäubt das Wasser und richtet einen feinen Tröpfchen-

die nebel oder Spray schräg nach unten aufVvom Trichter 40 kommenden Salpeterteilchen. Dadurch wird der Salpeter nicht nur benetzt, sondern auch zu einem großen Teil durch das heiße Wasser aufgelöst und im übrigen dispergiert. Der erhitzte Salpeternebel verlangsamt sich beim Durchgang durch den erweiteren absteigenden Ast und vermischt sich innig mit dem Gemisch von Kohle und Schwefel, wobei der warme Nebel r.asch von den kalten Kohleteilchen adsorbiert und absorbiert wird; diese sind besonders aktiv, da sie gleichzeitig zerkleinert werden.

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Unter normalen Umständen wird das Gemisch von Kohle und Schwefel über die Leitungen 36 und 32 von unter hohem Druck stehender Luft, die aus der Hauptleitung 24 stammt, in die Mühle eingeführt. Wenn aber eine stärk vergrößerte Absorption erforderlich ist, wird über die Leitung 38 ein kaltes oder flüssiges Gas zugeführt. Durch diese Abkühlung wird auch eine etwa eintretende Erhitzung des Inhalts der Mühle rechtzeitig bekämpft.

Wenn das fertig konditioniert Gemisch durch die Leitung l8 in den Zyklon 28 gelangt, strömt das gasförmige Fördermittel über eine Leitung 5I in ein -Filter 52,' von wo das gesäuberte Gas durch eine Leitung $k 'abgeführt wird, während das restliche Pulver durch die Leitung 56 einem Sammelgefäß 58 zugeführt wird. Das Sammelgefäß 58 nimmt auch die im Zyklon 28 abgeschiedenen festen Teilchen auf. Das Gemisch gelangt zu einem umlaufenden Zumeßventil 60, durch das es auf ein Förderband 22 fällt. Auf diesem Förderband wird es von einem Stempel 64 komprimiert. Die komprimierte Masse wird dann gebrochen und gesiebt, die betreffenden Geräte sind mit 66 angedeutet.

Zusätze wie Holzmehl oder dergleichen können entweder der Kohle und dem Schwefel beigemischt oder durch einen besonderen Einlaß in die Mühle eingeführt werden.

Falls das im Sammelgefäß 58 befindliche Gut zusätzlich befeuchtet werden soll, läßt sich dies mittels einer Leitung 68 und einer

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Zerstäuberdüse 70 in gleicher Weise machen, wie es an Hand der Teile 46 und 50 erläutert wurde.

Das in dem Gerät nach Pig. 1 erzeugte konditionierte Pulver wird nun in dem Gerät nach Fig. 2 konfektioniert. Hierzu dient eine Strahlmühle 100, die ähnlich wie'die Strahlmühle 10 einen Ein-, laßabschnitt 102 mit tangentialen Gaseinlaßdüsen 104, einen aufsteigenden Ast 106,- einen Trennabschnitt 108, einen absteigenden Ast 110 und eine Auslaßleitung 112 aufweist. Durch die Düse 104 wird aber hier unter niedrigem Druck stehende Luft eingeführt. Ein Aufgabetrichter 114, dem über eine Leitung 116 ein Druckmittel zugeführt werden kann, um das Material in die Mühle einzuführen, ist unterhalb der Auslaßleitung 112 vorgesehen. Auf diesen Trichter wird das konditionierte Gemisch aufgegeben. Ein zweiter Aufgabetrichter 118 mit Hochdruckleitung 120 ist unterhalb des Trichters 114 vorgesehen und dient zur Einführung des feinverteilten Graphits.

In Gegensatz zu der Mühle 10 ist der aufsteigende Ast 10.6 der Mühle 100 zwar ebenfalls nach Art einer Traktrix gestaltet, hat aber einen erweiterten Teil, während der absteigende Ast 110 verhältnismäßig eng ist. Dadurch strömen die Teilchen im aufsteigenden Ast nicht nur verhältnismäßig langsam wegen der unter niedrigem Druck stehenden Luft, sondern werden zusätzlich durch die Erweiterung 106 verlangsamt. Infolgedessen drehen und rollen die Teilchen sich, wie es durch die Pfeile in Fig. 2 angedeutet ist. Dadurch wird nicht nur ein zu starkes Abschleifen ver-

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hindert, jedoch eine Glättung und Abrundung ermöglicht, sondern auch das Überziehen der Teilchen mit Graphit gefördert.

Das Produkt, das aus der Auslaßleitung 112 in einen Zyklon 122 gelangt, wird dort von dem Gas getrennt, das durch die Leitung 124 abströmt, und fällt nach unten in den Trichter 126, von wo es durch ein umlaufendes Zumeßventil 128 in einen Sammelbehälter für das fertige Produkt gelangt.

Es ist zwar zweckmäßig, aber nicht unbedingt notwendig, den Salpeter und das' Gemisch von Kohle und Schwefel getrennt in die Mühle einzuführen, sondern es können auch alle drei Bestandteile zusammen oberhalb des erweiterten absteigenden Astes 20 zugeführt werden, da in diesem absteigenden Ast die Teilchen so stark verlangsamt werden, daß eine gute Mischung erzielt wird. Die verhältnismäßig kurze Verweilzeit in der Mühle verringert die Explosionsgefahr.

Es sei bemerkt, daß alle beschriebenen Teile elektrisch geerdet sein müssen, um eine elektrostatische Aufladung und Funkenbildung zu verhindern und so die Explosionsgefahr zu verringern.

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Claims

Fluid Energy Processing München, den ' ™9£ 1974

and Equipment Co. P 220 - Dr. Hk/bgr

in Hatfield ^ Pa/V.St.A.

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen von Schwarzpulver, bei dem die Bestandteile (darunter Salpeter, Kohle und Schwefel) in einer ersten Strahlenmühle und bei hohem Gasdruck und mit hoher Geschwindigkeit pulverisiert und gemischt und in der Nähe ihrer Einführungstelle mindestens teilweise verlangsamt werden, um den Mischvorgang zu fördern, und die durch Zentrifugalwirkung nach innen gelangten leichten Teilchen abgeführt, komprimiert, verkleinert und gesiebt werden, sowie das so konditionierte Gemisch einer zweiten Strahlmühle zugeführt wird, in der die Teilchen unter geringerem Gasdruck und mit niedriger Umlaufgeschwindigkeit konfektioniert werden, dadurch g e k e η η-z e i c h- η e 't , daß der Strom des konditionierten Gemischs in der zweiten Strahlmühle in einem vom Zuführbereich (110) abgelegenen Bereich (106) eine Verzögerung erfährt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Strahlmühle in der Nähe' der Zuführstelle (114) des konditionierten Materials ein Überzugsmaterial zugeführt wird.

J. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das

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Überzugsmaterial Graphit ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Strahlmühle (1O) zusätzlich zu Salpeter, Kohle und Schwefel mindestens ein Zusatzstoff zugeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Salpeter der ersten Strahlmühle (10) getrennt von Kohle und Schwefel zugeführt wird, und daß die Strahlgeschwindigkeit des Salpeters vor dem Vermischen mit Kohle und Schwefel verringert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Salpeterteilchen vor dem Vermischen mit Kohle und Schwefel in einem Tröpfchennebel dispergiert werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Tröpfchennebel aus Wasser mit gegenüber der Umgebung erhöhter Temperatur besteht.

8. Verfahren nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Kohle vor dem Vermischen mit dem Salpeter auf eine Temperatur unter die Umgebungstemperatur abgekühlt wird.

9. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erste Strahlmühle (10)

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einen Einlaßabschnitt (12), einen daran anschließenden aufsteigenden Ast (14), einen daran anschließenden Trennabschnitt (l6) und einen zurück¹ zum Einlaßabschnitt führenden absteigenden Ast (20) aufweist, eine Mehrzahl von Gasdüsen (22) zur Zuführung eines unter hohem Druck stehenden Gases tangential in den Einlaßabschnitt (12) mündet und die Zufuhrleitungen (32) (42) für Salpeter, Kohle und Schwefel in der Nähe des absteigenden Astes vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der absteigende Ast (20) mindestens einem in Vergleich zur übrigen Umlaufbahn der Mühle erweiterten Abschnitt aufweist, daß der AisLaß der Mühle an deren Innenwand zwischen dem Trennabschnitt (l6) und dem absteigenden Ast (20) vorgesehen ist, und daß die zweite Strahlmühle (lOO) die gleichen Teilabschnitte aufweist, jedoch im aufsteigenden Ast (106) mit einer Erweiterung versehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9> gekennzeichnet durch eine von der Zuführleitung (32) für Kohle und Schwefel getrennte Zuführleitung (42) für den Salpeter, die oberhalb des erweiterten Abschnitts des absteigenden Astes (20) angeordnet ist, während die Zuführleitung (32) für Kohle und Schwefel unterhalb dieses erweiterten Abschnitts mündet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch einen gegenüber der Mündung der Zuführleitung (42) für Salpeter derart angeordneten Zerstäuber (46,48,50), daß der van ihm aus-

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gehende Öffnungsstrahl auf den in die Mühle eintretenden Salpeter trifft.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerstäuber mit einem Vorratsbehälter für Heißwasser verbunden ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch eine Kühlvorrichtung für die in die Mühle einzuführende Kohle.

14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Strahlmühle (lOO) mit zwei Einführungsleitungen (II6, 120) für das konditionierte Produkt und ein Überzugsmaterial ausgerüstet ist.

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