DE3404313C2

DE3404313C2 - Verfahren zum Mischen disperser Feststoffe nach dem Schwerkraftprinzip

Info

Publication number: DE3404313C2
Application number: DE3404313A
Authority: DE
Inventors: Helmut von Dr. 5210 Troisdorf Brachel; Andreas Münk; Helmut 6342 Haiger Obst; Bruno Dipl.-Ing. 5909 Burbach Rohe
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1984-02-08
Filing date: 1984-02-08
Publication date: 1986-06-19
Also published as: DE3404313A1

Abstract

Bei diesem Verfahren zum Mischen disperser Feststoffe nach dem Schwerkraftprinzip wird Gebrauch gemacht von der Entleerung eines mit dem Feststoffgemisch gefüllten und durch vertikal verlaufende radiale oder koaxiale durchgehende oder auch mit geeigneten Durchbrechungen versehene Trennwände in Kammern aufgeteilten Behälters. Zwecks Gewährleistung einer voll befriedigenden Mischwirkung, insbesondere für ad- und kohäsive Güter, bei deutlicher Verringerung der installierten Oberfläche wird in dem in zwei Kammern gleichen Volumens aufgeteilten Behälter zu Anfang des Mischvorganges eine Kammer ganz und eine andere Kammer nur etwa zur Hälfte gefüllt, anschließend aus den Kammern gleichzeitig ein jeweils etwa gleich großer Volumenstrom durch Schwerkraftwirkung abgezogen, und die nach Verlassen der Kammern vereinigten Volumenströme werden mittels einer Fördereinrichtung in den Behälter von oben in der Weise wieder eingefüllt, daß die zu Anfang des Mischvorganges ganz gefüllte Kammer praktisch ganz und die ursprünglich halb gefüllte Kammer weiterhin etwa halb gefüllt bleiben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mischen disperser Feststoffe nach dem Schwerkraftprinzip entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Unter dispersen Feststoffen sind Stäube, körnige Güter, Granulate sowie stückige Güter zu verstehen. Die Mischaufgabe besteht in der Regel darin, das Aufgabegut hinsichtlich Korngrößenverteilung, Dichte, Farbe, Reaktionsenthalpie etc. so zu homogenisieren, daß die aus einer Probe ermittelten Stoffwerte als für die Grundgesamtheit repräsentativ angesehen werden können.

Bekannt ist, zum Mischen von Stäuben pneumatische Mischer (Fließbettmischer) einzusetzen (vgl. Ullmans Encyclopädie der Techn. Chemie, 4. Auflage, Band 2, Verfahrenstechnik I, Seite 304 ff). Bei grobem Granulat ist allerding» die erforderliche Luftmenge zu groß, um wirtschaftlich mischen zu können. In diesem Fall kommen pulsierte Fließbettmischer, rotierende Mischbehälter oder Mischer mit rotierenden Mischwerkzeugen zur Anwendung. Diesen Mischern gemeinsam ist, daß sich der Mischvorgang durch pneumatisches oder mechanisches Inbewegungsetzen des körnigen Gutes diffusionsartig vollzieht. Nachteil dieser Mischer ist die starke mechanische Beanspruchung des Mischgutes.

Muß man diese mechanische Beanspruchung möglichst gering halten, so werden Schwerkraft- und Schwerkraft-Umlaufmischer eingesetzt. Bei einem Typ wird das Produkt gleichzeitig aus verschiedenen Höhen durch im oder am Behälter angeordnete Fallrohre abgezogen und einem Sammelraum zugeführt (vgl. US-PS 31 58 362).

Bei einem anderen Typ wird der Feststoff in die Kammern eines vertikal angeordneten Behälters gefüllt, wobei die Kammern durch vertikal im Behälter verlaufende Trennwände im Behälter gebildet werden, ein gleichgroßes Volumen aufweisen, radial oder koaxial verlaufen und entweder von unten nach oben im Behälter durchgehen oder mit Durchbrechungen versehen sind, und wobei der Feststoff durch Schwerkraftwirkung aus den Kammern abgezogen wird. Dabei werden die Kammern des Behälters über einen im Behälterdeckel vorgesehenen Einlaß gefüllt, und zwar infolge Oberlaufs über unterschiedlich hohe Trennwände nacheinander, um anschließend gleichzeitig entleert zu werden (vgl. DE-AS 12 98 511).

Beim Typ des Mehrfachbehälters macht man sich beim Füllen die Böschungsbildung und beim Entleeren

ίο die Trichterbildung zunutze (vgL DE-AS 11 52 597).

Bei diesen nach dem Schwerkraftprinzip arbeitenden Mischern ist die die Entleerung des Behälters bewirkende Kraft proportional dem Füllvolumen, die bremsende Kraft entsprechend den an den Wänden zu überwindenden Reibkräften proportional der installierten Oberfläche. Demnach sind Schwerkraftmischer für ad- und kohäsive Güter nur dann dnsetzbar, wenn trotz deutlicher Verringerung der installierten Oberfläche eine ausreichende Mischwirkung erhalten bleibt Nachteil der im vorstehenden besprochenen Mischertypen ist daher, daß diese bei an- und zusammenbackenden Gütern für größere Chargen nicht geeignet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren zum Mischen disperser Feststoffe nach dem Schwerkraftprinzip der eingangs angegebenen Art, insbesondere für ad- und kohäsive Güter bei deutlicher Verringerung der installierten Oberfläche, eine vollbefriedigende Mischwirkung zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung gelöst. Sie besteht darin, daß bei einem Verfahren der angegebenen Art die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruches verwirklicht sind.

Deutlich verringert wird die innere Oberfläche, wenn der Behälter, das Silo od. dgl. durch eine vertikal verlaufende sich radial erstreckende Trennwand in zwei gleich große Kammern unterteilt wird. Gleichzeitig werden hierdurch die kleinsten lichten Weiten im Behälter vergrößert, wodurch die Neigung zur Brückenbildung abnimmt. Ferner gibt es hierdurch weniger Ecken im Be- hälter, Silo od. dgl., in denen erfahrungsgemäß ebenfalls Neigung zur Brückenbildung besteht.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht die Homogenität des Mischgutes nach spätestens fünfmaligem Umlauf des gesamten Siloinhaltes jeder praxisbezogenen Zielsetzung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Beispiele und F i g. 1 weiter erläutert.

Beispiel 1

Nach dem angegebenen Verfahren wurden 8 kg ungefärbtes Kunststoffgranulat (Cylpebs, Durchmesser 2 mm, Länge 4 mm) mit 0,64 kg schwarz eingefärbtem Granulat in einer Modellapparatur nach F i g. 1 der Zeichnung gemischt. Nach fünfmaligem Umwälzen des Mischerinhalts wurden vier Proben ausgezählt. Der Anteil des eingefärbten Materials lag zwischen 7,3 und 7,4 Gew.-%.

Beispiel 2

In der Modellapparatur nach F i g. 1 der Zeichnung wurden unter Aufrechterhaltung eines Verhältnisses der Füllvolumina wie 2 : 1 Stäube unterschiedlicher Korngrößenverteilung gemischt. Es wurden die in der Tabelle 1 angegebenen Werte der Durchgangssummenkurven (Cumulative Mass Percent) in Abhängigkeit vom Korndurchmesser (Equivalent spherical diameter

μηι) gefunden. Die in der Tabelle angegebenen Werte für Aufgabegut 1 und Aufgabegut 2 zeigen die Korngrößenverteilungen der beiden zu mischenden Stäube. Nach durch dreimaligem Umwälzen ergeben sich bereits Werte der Korngrößenverteilung der Mischung, die sich kaum noch von den Werten nach fünf Umläufen des gesamten Mischerinhaltes unterscheiden.

Füllt man hingegen die Kammern der in der F i g. 1 gezeigten Apparatur unter Aufrechterhaltung eines Verhältnisses der Füllvolumina wie 1,54 :1, so lassen die Werte der Tabelle 2 die deutlich schlechtere Mischwirkung erkennen. Selbst nach siebenmaliger Umwälzung des gesamten Behälterinhaltes der Apparatur ist die Mischgüte schlechter als nach fünfmaliger Umwälzung bei dem Mischversuch, bei dem die zu Anfang des Misch Vorganges ganz gefüllte Kammer praktisch ganz und die ursprünglich halb gefüllte Kammer weiterhin in etwa halb gefüllt bleibt und bei dem die Werte gemäß Tabelle ί erhalten wurden.

Das Verfahren wird praktisch beispielsweise so ausgeführt, daß in einem in zwei Kammern gleichen Querschnitts unterteilten Mischbunkern durch entsprechendes Beschicken dafür gesorgt wird, daß in jeder Kammer eine unterschiedliche Füllhöhe eingehalten wird, andererseits aus jeder Kammer die gleiche Menge abgezogen wird. Das Verhältnis der Füllvolumina in den beiden Kammern beträgt vorzugsweise 2:1. Das den Mischer verlassende Gut (vergleiche Fig. 1) wird mittels einer pneumatischen Fördereinrichtung od. dgl. über die gezeigte Leitung und ggf. über einen Hydrozyklon dem Mischbunker wieder zugeführt. Die gewünschte Befüllung der beiden Kammern im Verhältnis der Füllvolumina wie 2 :1 kann in besonders einfacher Weise dadurch eingestellt werden, daß der Feststoffaustrag des Hydrozyklons außermittig in bezug auf den Mischbunker über der Kammer angeordnet ist, die mit etwa dem doppelten Füllvolumen beschickt werden soll.

Tabelle 1	Cumulative Mass Percent	57	50%	6%	64	50%	6%
	97%	21,5			19
	Equivalent spherical diameter μπτ	44	26,9	13,2	55	26	12,5
	Aufgabegut 1	45	11	6,2	44,5	10,8	5,8
	Aufgabegut 2	47	14	8,2	50	24	10
	nach 3maliger Umwälzung	46	14,5	8	47,5	14,5	8,2
		13,8	8,2	52	18,5	8,9
nach 5maliger Umwälzung	13,8	8	48	15,2	8,4
			17	8
Tabelle 2	Cumulative Mass Percent	18	8,8
	970/0
	Equivalent spherical diameter μηι
Aufgabegut 1
Aufgabegut 2
nach 3maliger Umwälzung

nach 5maliger Umwälzung

nach 7maliger Umwälzung

Die Beschickung der anderen Kammer erfolgt dann einfach durch Oberlauf über die den Mischbunker unterteilende Trennwand. Sie kann aber auch durch entsprechendes Pendeln der Aufgabevorrichtung über den beiden Kammern erfolgen.

Mittels Variation der Höhe der Trennwand innerhalb bestimmter Grenzen kann das Verhältnis der Füllvoiumina entsprechend allen praktischen Erfordernissen eingestellt werden.

Hinsichtlich des Ergebnisses einer hinreichenden Mischung kommt man zu gleichen Resultaten, wenn die mittlere Verweilzeit des zu mischenden Feststoffes in der einen Kammer halb so groß ist wie in der anderen Kammer. Entsprechende Maßnahmen stehen dem Fachmann ohne weiteres zur Verfugung. Eine solche Lösung ist allerdings für ad- oder kohäsive Güter weniger bevorzugt, weil hierbei das Verhältnis der installierten Oberfläche zu dem Füllvolumen wieder ungünstiger wird, so daß die Gefahr von Brückenbildung u. dgl. zunimmt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

; Patentanspruch:

Verfahren zum Mischen disperser Feststoffe nach dem Schwerkraftprinzip, wobei der Feststoff in die Kammern eines vertikal angeordneten Behälters gefüllt wird, wobei die Kammern durch vertikal im Behälter verlaufene Trennwände im Behälter gebildet werden, ein gleichgroßes Volumen aufweisen, radial oder koaxial verlaufen und entweder von unten nach oben im Behälter durchgehen oder mit Durchbrechungen versehen sind, und wobei der Feststoff durch Schwerkraftwirkung aus den Kammern abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich zwei Kammern im Behälter vorgesehen sind, daß zu Beginn des Mischvorgangs die erste Kammer ganz und die zweit« Kammer nur etwa zur Hälfte gefüllt wird, daß anschließend aus den beiden Kammern gleichzeitig jeweils ein Feststoffstrom von etwa gleich großem Volumen abgezogen wird, daß die Feststoffströme nach Verlassen der Kammern vereinigt werden und mittels einer Fördereinrichtung den Kammern von oben wieder zugeführt werden derart, daß die erste Kammer weiterhin praktisch ganz und die zweite Kammer weiterhin praktisch halb gefüllt bleiben.