DE3735655A1 - DEVICE FOR EVAPORATING A CLOUD AND DRYING THE MATERIAL CONTAINING IT - Google Patents
DEVICE FOR EVAPORATING A CLOUD AND DRYING THE MATERIAL CONTAINING ITInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdampfen und Trocknen von wäßrigen oder mit anderen Lösungsmittel hergestellten Trüben, insbesondere zur Herstellung eines körnigen Materials, mit einem rohrförmigen doppelwandigen Ge fäß und zwei spiralförmigen Mischelementen im Gefäß, einer die Trübe in das doppelwandige Gefäß einspeisenden Einmündung und einer das getrocknete Mate rial weiterleitenden Ausmündung.The invention relates to a device for evaporating and drying aqueous slurries or those produced with other solvents, in particular for Production of a granular material, with a tubular double-walled Ge barrel and two spiral mixing elements in the vessel, one the cloudy in the double-walled vessel feeding mouth and a dried mate rial forwarding mouth.
Die vorgeschlagene Vorrichtung ist zum Verdampfen einer Trübe und zum Trock nen und Zerkleinern der in der Trübe enthaltenen Feststoffe geeignet, wobei das Lösungsmittel, wenn notwendig, zurückgewonnen werden kann.The proposed device is for evaporating a slurry and for drying Suitable and crushing the solids contained in the slurry suitable, the Solvent can be recovered if necessary.
In der Lichtquellenindustrie besteht eine oft vorkommende Aufgabe darin, Ober flächenbezüge aus weißen oder farbigen pigmentierten Materialien, insbesondere Leuchtstoffen herzustellen. Diese Materialien bedürfen einer Oberflächenbehand lung, da die pigmentierten (pulverisierten) Materialien für die Herstellung der Be züge erst nach einer solchen Behandlung geeignet sind. Der Zweck der Behandlung ist es, dem körnigen Material die notwendige oberflächige Widerstandsfähigkeit, Hydrophobität, zu verleihen und ein Material zu erhalten, welches leicht pulveri siert werden kann. Das pulverisierte körnige Material haftet am Gefäß der Licht quelle während eines elektrostatischen Verfahrens an und die nachfolgende Wärmebehandlung und der Sinterprozeß stellen sicher, daß der Bezug die ge wünschte Qualität und Homogenität erhält.In the light source industry, one of the most common tasks is to wait surface coverings made of white or colored pigmented materials, in particular To produce phosphors. These materials require surface treatment lung, because the pigmented (powdered) materials for the production of the Be trains are only suitable after such treatment. The purpose of the treatment is to give the granular material the necessary surface resistance, Hydrophobicity, and to obtain a material that is easily pulveri can be settled. The powdered granular material adheres to the vessel of light swell during an electrostatic process and the subsequent one Heat treatment and the sintering process ensure that the cover ge desired quality and homogeneity.
Das Problem in der Lichtquellenindustrie besteht darin, daß die Leuchtstoffe eine gleichmäßige Dicke des Bezugs gewährleisten sollen. Das bedeutet eine hohe Homogenität des Stoffes. Bei einer Inhomogenität ist immer mit unterschiedlicher Pulverisierbarkeit, elektrostatischer Aufladebarkeit zu rechnen und der Bezug wird nicht immer im gewünschten Maße haften. Die erwähnten Faktoren bewir ken, daß die Endprodukte sehr oft von nicht akzeptierbarer Qualität sind.The problem in the light source industry is that the phosphors are one should ensure uniform thickness of the cover. That means high Homogeneity of the substance. An inhomogeneity is always different Powderability, electrostatic chargeability and the cover will not always adhere to the desired extent. Cause the factors mentioned ken that the end products are very often of unacceptable quality.
Die erwähnten Probleme bestimmen eine sehr wichtige Anforderung bei der Her stellung von Lichtquellen: es ist eine Vorrichtung zu schaffen, in der aktive Kom ponenten, die in einem wäßrigen, oder einem anderen anorganischen oder orga nischen Lösungsmittel gelöst sind, getrocknet werden können und dadurch an der Oberfläche von pigmentierten Körnern oder von Teilchen eines Leuchtstoffes abgelagert werden können, und gleichzeitig sollen die Bedingungen eines che mischen Vorganges während einer Wärmebehandlung gewährleistet werden. Es kann auch eine wichtige Aufgabe darin bestehen, das Lösungsmittel während des Trocknens zurückzugewinnen.The problems mentioned determine a very important requirement in the manufacture Position of light sources: a device must be created in which active comm components in an aqueous, or other inorganic or orga nical solvents are dissolved, can be dried and thereby on the Surface of pigmented grains or particles of a phosphor can be deposited, and at the same time the conditions of a che mixing process can be guaranteed during a heat treatment. It can also be an important task to the solvent during the Recover drying.
Die Herstellung von Lichtquellen bedarf eines getrockneten Leuchtstoffes mit einer Körnigkeit, welche es erlaubt, die Körner weiter in einer Luftstrahlmühle zu zerkleinern und dadurch die gewünschte sehr feine Körnigkeit zu erreichen.The production of light sources also requires a dried phosphor a granularity which allows the grains to be further broken in an air jet mill crush and thereby achieve the desired very fine granularity.
Die Anforderungen können gar nicht durch einfache Destillation erfüllt werden, weil der Stoff während dieses Vorganges auf Schichten mit unterschiedlicher Kon zentration des aktiven Stoffes aufgeteilt wird. Die höheren Schichten sind durch höhere Konzentration gekennzeichnet. Offensichtlich kann dabei eine Mischanlage verwendet werden, jedoch ist dies mit verschiedenen Nachteilen verbunden. Die intensiven Reibungskräfte können das Brechen der Mischerelemente oder anderer Konstruktionsteile verursachen. Die Homogenität kann auch bei Pulverisierung nicht erreicht werden und ein weiteres Problem besteht darin, daß das Lösungs mittel lediglich in aufwendigen Gefrierapparaten zurückgewonnen werden kann.The requirements cannot be met by simple distillation, because during this process the substance is deposited on layers with different cones concentration of the active substance is divided. The higher layers are through characterized higher concentration. Obviously a mixing plant can do this can be used, however, this has various disadvantages. The Intense frictional forces can break the mixer elements or others Cause structural parts. Homogeneity can also be achieved with pulverization cannot be achieved and another problem is that the solution can only be recovered in complex freezers.
Daher ist zum Lösen der Probleme eine Anlage zur kontinuierlichen Behandlung des pigmentierten Stoffes zu schaffen. Die Vorrichtung soll die Bedingung der kontinuierlichen Behandlung der Trübe, d. h. einer Suspension gewährleisten, wobei ein geschlossenes Gefäß erwünscht ist und die Suspension während des Trocknens und Verdampfens einem unterbrochenen Durchmischen zu unterwerfen ist. In der Vorrichtung soll die Suspension kontinuierlich zum Eingang des Gefäßes geführt werden; die getrocknete Suspension soll am Ausgang des Gefäßes kontinuierlich abgeführt werden und bei der Trocknung soll eine bestimmte Temperatur einge halten werden, wodurch der Feststoff kontinuierlich erzeugt und das Lösungsmit tel ggf. zurückgewonnen werden kann.Therefore, to solve the problems, there is a continuous treatment plant to create the pigmented substance. The device is said to meet the condition of continuous treatment of the slurry, d. H. ensure a suspension, whereby a closed vessel is desired and the suspension during drying and subjecting vaporization to intermittent mixing. In the The device should continuously feed the suspension to the inlet of the vessel will; the dried suspension is said to be continuous at the outlet of the vessel be removed and a certain temperature should be set during drying are kept, whereby the solid is generated continuously and the solution with tel can be recovered if necessary.
Verschiedene Publikationen zeigen die wichtigste Vorrichtung zur kontinuier lichen Wärmebehandlung von festen pigmentierten und körnigen Stoffen (z. B. "Chemical Engineers" Handbook, 4. Ausgabe von R. H. Perry, C. H. Chilton und S. D. Kirkpatrick, ausgegeben durch McGraw-Hill, Inc., New York, 1986, siehe ins besondere Absatz 11-52). Die Figur 11-36A des erwähnten Buches zeigt eine Vor richtung zum Verschmelzen von festen Stoffen, welche nach dem Buch zum Trocknen von körnigen Stoffen verwendet werden kann. Diese Vorrichtung enthält ein rohrförmiges doppelwandiges Gefäß und zwei spiralförmige Mischelemente, eine Einmündung zum Einführen eines zu trocknenden Stoffes in den Innenraum des Gefäßes und eine Ausmündung zur Ausgabe eines getrockneten Stoffes. Die in dieser Figur dargestellte Vorrichtung ist jedoch nicht geeignet, eine Lösung sämtlicher Probleme bei der Herstellung von Leuchtstoffen zu bieten.Various publications show the most important device for continuous heat treatment of solid pigmented and granular substances (e.g. "Chemical Engineers" Handbook, 4th Edition by R. H. Perry, C. H. Chilton and S. D. Kirkpatrick, issued by McGraw-Hill, Inc., New York, 1986, see ins special paragraph 11-52). Figure 11-36A of the mentioned book shows a front direction for fusing solid materials, which according to the book for Drying granular materials can be used. This device contains a tubular double-walled vessel and two spiral mixing elements, an opening for introducing a substance to be dried into the interior of the vessel and a mouth for dispensing a dried substance. In the However, the device shown in this figure is not suitable as a solution to offer all problems in the manufacture of phosphors.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere in der Ausarbeitung einer Vor richtung zum Verdampfen und Trocknen von wäßrigen oder mit anderen Lösungs mitteln hergestellten Trüben, welche bei der Herstellung von Leuchtstoffen hoher Qualität und zur Erzeugung von körnigen Stoffen mit Trocknung der aktiven Komponenten auf der Oberfläche der Körner geeignet ist.The object of the invention consists in particular in the preparation of a front Direction for evaporating and drying aqueous or other solutions medium-produced turbidity, which is higher in the manufacture of phosphors Quality and for the production of granular substances with drying of the active Components on the surface of the grains is suitable.
Die Erfindung beruht insbesondere auf Erkenntnis, daß die im erwähnten Buch beschriebene Vorrichtung so weiterentwickelt werden kann, daß eine Lösung der gestellten Aufgabe erreichbar ist, wenn Veränderungen am Eingang und am Aus gang der Vorrichtung durchgeführt werden. Eine wichtige Erkenntnis besteht darin, daß die Trübe in das doppelwandige Gefäß mit Hilfe eines Rohrstücks ver änderbaren Querschnittes zugeführt werden soll. Ein Rohrstück veränderbaren Querschnittes ist in der US-PS 18 72 792 gezeigt, wobei jedoch das Rohrstück an sich zur Lösung der gestellten Aufgabe nicht geeignet ist.The invention is based in particular on the knowledge that the in the book mentioned described device can be developed so that a solution to the task is achievable if there are changes at the entrance and at the end Gear of the device can be performed. There is an important finding in that the slurry ver in the double-walled vessel with the help of a pipe section changeable cross section is to be supplied. A changeable piece of pipe Cross-section is shown in US-PS 18 72 792, but with the pipe section is not suitable for solving the task.
Zur Lösung der Aufgabe wurde eine Vorrichtung zum Verdampfen und Trocknen von wäßrigen oder mit anderen Lösungsmitteln hergestellten Trüben geschaffen, die insbesondere zur Herstellung eines körnigen Stoffes vorgesehen ist und mit einem rohrförmigen doppelwandigen Gefäß und zwei spiralförmigen Mischelemen ten im Gefäß versehen sowie mit einer die Trübe in das doppelwandige Gefäß ein speisenden Einmündung und einer den getrockneten Stoff ableitenden Ausmündung ausgestattet ist. Erfindungsgemäß ist die Einmündung des doppelwandigen Gefä ßes mit einem die Trübe von einem Trübenbehälter in das doppelwandige Gefäß führenden Rohrstück verbunden, von welchem eine den Trübenbehälter und die darin enthaltene Trübe erreichende Mischerwelle umgeben wird und aus einem nachgiebigen Materials ausgebildet ist, wobei die Ausmündung des doppelwandigen Gefäßes mit einer Einheit zum Zerkleinern des getrockneten Stoffes ausgestattet ist. To solve the problem, a device for evaporation and drying created from aqueous or with other solvents, which is intended in particular for the production of a granular material and with a tubular double-walled vessel and two spiral mixing elements ten in the vessel and one with the cloudy in the double-walled vessel feeding mouth and a mouth draining the dried substance Is provided. According to the mouth of the double-walled vessel ßes the sludge from a sludge container into the double-walled vessel leading pipe section connected, one of which is the sludge tank and contained in the turbidity-reaching mixer shaft and from a compliant material is formed, the mouth of the double-walled Container equipped with a unit for crushing the dried fabric is.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der vorgeschlagenen Vorrichtung ist das Rohr stück mit einer Regeleinheit verbunden, von der die Größe des Querschnitts gere gelt werden kann, und enthält die Vorrichtung oberhalb eines Siebes eine Hammermühle zum Zerkleinern des Stoffes.In an advantageous development of the proposed device, the tube is piece connected to a control unit, of which the size of the cross-section can be valid, and contains the device above a sieve Hammer mill to shred the fabric.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Rohrstutzen zur Entnahme des Dampfes eines Lösungsmittels vorgesehen, und es kann auch als vorteilhaft betrachtet werden, wenn der Innenraum zwischen den Wänden des Gefäßes in mehrere Sektoren unterteilt ist.In a further advantageous development of the device according to the invention a pipe socket is provided for removing the vapor of a solvent, and it can also be considered advantageous if the interior space between the walls of the vessel is divided into several sectors.
Zusammenfassend ist die vorgeschlagene Vorrichtung mit einer Einmündung zum geregelten Einführen einer Trübe und mit einer Einheit zum Zerkleinern der ge trockneten Feststoffe versehen, wodurch ein körniger Stoff mit gewünschter Körnigkeit mit Absetzen und Trocknen von vorher in der Trübe gelösten aktiven Komponenten auf der Oberfläche der Körner herstellbar ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Herstellung von pigmentierten Stoffen, welche die Qualitätsanforderungen bei der Produktion von Lichtquellen erfüllen können.In summary, the proposed device with a junction for regulated introduction of a slurry and with a unit for crushing the ge dry solids, creating a granular material with the desired Graininess with sedimentation and drying of active substances previously dissolved in the slurry Components on the surface of the grains can be produced. The invention Device enables the production of pigmented substances, which the Can meet quality requirements in the production of light sources.
Die Erfindung wird anhand von beispielgebenden Ausführungsformen erläutert, die aus der Zeichnung ersichtlich sind. In der Zeichnung zeigtThe invention is explained using exemplary embodiments which are apparent from the drawing. In the drawing shows
Fig. 1 einen Vertikal-Längsschnitt der vorgeschlagenen Vorrichtung und Fig. 1 is a vertical longitudinal section of the proposed device and
Fig. 2 den Längsschnitt in der Ebene A-A der Vorrichtung nach Fig. 1. FIG. 2 shows the longitudinal section in plane AA of the device according to FIG. 1.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung (Fig. 1 und 2) enthält ein doppelwandiges Gefäß 1 mit spiralförmigen Mischelementen 2, 6 (Schnecken), welche nebeneinander im rohrförmigen Innenraum des doppelwandigen Gefäßes 1 wirken. Der Innenraum zwischen den Wänden des Gefäßes ist vorteilhaft in mehrere Sektoren unterteilt. Der rohrförmige Innenraum des doppelwandigen Gefäßes 1 enthält einen Eingangs teil 14, einen Trocknungsteil 15 und einen Ausgangsteil 16. Zwischen dem Ein gangsteil 14 und dem Trocknungsteil 15 ist eine Sperre 5 vorgesehen. Der Aus gangsteil 16 ist mit einer Einheit zum Zerkleinern verbunden, welche eine Hammermühle 3 oberhalb eines Siebes 4 enthält. Die auf den verlängerten Schneckenwellen 20 sitzenden Schlagkörper der Hammermühle 3 zerkleinern den Stoff auf eine Korngröße von weniger als 1 mm, welcher dann durch das Sieb 4 in ein Gefäß 13 fällt, welches mit einer Einführung 11 zur Einleitung eines gasförmi gen Mediums versehen ist. Die Zerkleinerungseinheit ist mit einem Fenster 12 ab gedeckt, wodurch die Arbeit der Hammermühle 3 beobachtet werden kann.The device according to the invention ( FIGS. 1 and 2) contains a double-walled vessel 1 with spiral-shaped mixing elements 2, 6 (screws), which act side by side in the tubular interior of the double-walled vessel 1 . The interior between the walls of the vessel is advantageously divided into several sectors. The tubular interior of the double-walled vessel 1 contains an input part 14 , a drying part 15 and an output part 16 . A lock 5 is provided between the input part 14 and the drying part 15 . From the output part 16 is connected to a unit for crushing, which contains a hammer mill 3 above a sieve 4 . The impacting bodies of the hammer mill 3 , which sit on the extended worm shafts 20 , crush the material to a grain size of less than 1 mm, which then falls through the sieve 4 into a vessel 13 which is provided with an introduction 11 for introducing a gaseous medium. The shredding unit is covered with a window 12 , whereby the work of the hammer mill 3 can be observed.
Das doppelwandige Gefäß 1 ist mit einem Rohrstutzen 10 zur Entnahme des Dampfes eines Lösungsmittels aus dem Innenraum des Gefäßes ausgestattet.The double-walled vessel 1 is equipped with a pipe socket 10 for removing the vapor of a solvent from the interior of the vessel.
Die Mischelemente 2, 6 und die Mühlenteile der Hammermühle 3 sind auf entspre chende Wellen 20 angeordnet. Die Vorrichtung kann mit einer größeren Anzahl von nebeneinanderliegenden Schnecken und Wellen 20 ausgestattet werden. In diesem Fall ist der Querschnitt des doppelwandigen Gefäßes 1 nicht kreisförmig.The mixing elements 2, 6 and the mill parts of the hammer mill 3 are arranged on corre sponding shafts 20 . The device can be equipped with a larger number of adjacent screws and shafts 20 . In this case, the cross section of the double-walled vessel 1 is not circular.
Der Eingangsteil 14 des doppelwandigen Gefäßes 1 ist mit einem eine Trübe ent haltenden Behälter 7 verbunden. Die Verbindung ist über eine Einmündung 19 ver wirklicht, durch welche die Trübe aus dem Behälter 7 in das doppelwandige Gefäß 1 fließen kann. Die Einmündung 19 umgibt eine Mischerwelle 9, welche in den Innenraum des Behälters 7 hineinreicht und dort mit einer Mischerplatte 17 versehen ist. Vor der Einmündung 19 ist weiter ein Rohrstück 18 angeordnet, welches aus einem nachgiebigen Material, z. B. Gummi besteht und mit einer Regeleinheit 8 verbunden ist, welche geeignet ist, den Querschnitt des Ringspaltes zwischen der Mischerwelle 9 und dem Rohrstück 18 einzustellen.The input part 14 of the double-walled vessel 1 is connected to a container 7 holding a turbidity ent. The connection is realized via a junction 19 through which the slurry can flow from the container 7 into the double-walled vessel 1 . The mouth 19 surrounds a mixer shaft 9 which extends into the interior of the container 7 and is provided there with a mixer plate 17 . Before the mouth 19 , a pipe section 18 is further arranged, which is made of a resilient material, for. B. rubber and is connected to a control unit 8 , which is suitable to adjust the cross section of the annular gap between the mixer shaft 9 and the pipe section 18 .
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet in folgender Weise:The device according to the invention works in the following way:
Die Trübe, welche einen pigmentierten Stoff (einen Leuchtstoff) und eine aktive Komponente enthält, wird kontinuierlich von der Mischerplatte 17 im Behälter 7 homogenisiert. Die Trübe fließt aus dem Behälter 7 in den Innenraum des doppel wandigen Gefäßes 1 durch die Einmündung 19, und insbesondere das Rohrstück 18, welches aus nachgiebigem Material besteht. Im Innenraum des doppelwandigen Gefäßes 1 drehen sich die Mischelemente 2, 6 in gegensinnigen Richtungen. Die Sektoren des doppelwandigen Gefäßes 1 sollen mit in der Doppelwand zirkulieren dem überheizten Dampf oder Öl bis zu einer vorbestimmten Temperatur erwärmt werden. Die Regeleinheit gewährleistet die Regulierung der einfließenden Menge der Trübe. Im Innenraum des doppelwandigen Gefäßes 1 wird die Trübe an der Stauwand 5 vorbei weitergeleitet und findet einen Raum mit erhöhter Temperatur vor, welche höher als der Kochpunkt des Lösungsmittels (Wasser oder ein anderes organisches oder anorganisches Lösungsmittel) liegt. Das Lösungsmittel wird ver dampft und kann gemeinsam mit einem Trägergas und/oder Schutzgas, welches durch die Einführung eingeleitet worden ist, durch den Dampfstutzen 10 hindurch zurückgewonnen werden. Das zurückgewonnene Gas kann zu einem Wärmeaus tauscher geleitet werden. Im Trocknungsteil 15 wird die Trübe vollständig ge trocknet und dann wird der getrocknete Feststoff aus dem Ausgangsteil 16 in die Hammermühle 3 zugeführt.The slurry, which contains a pigmented substance (a fluorescent substance) and an active component, is continuously homogenized by the mixer plate 17 in the container 7 . The slurry flows from the container 7 into the interior of the double-walled vessel 1 through the mouth 19 , and in particular the pipe section 18 , which consists of flexible material. In the interior of the double-walled vessel 1 , the mixing elements 2, 6 rotate in opposite directions. The sectors of the double-walled vessel 1 are to be heated up to a predetermined temperature with the overheated steam or oil circulating in the double wall. The control unit ensures the regulation of the inflowing amount of the slurry. In the interior of the double-walled vessel 1 , the slurry is passed past the baffle wall 5 and finds a room with an elevated temperature which is higher than the boiling point of the solvent (water or another organic or inorganic solvent). The solvent is evaporated and can be recovered through the steam nozzle 10 together with a carrier gas and / or protective gas which has been introduced through the introduction. The recovered gas can be sent to a heat exchanger. In the drying section 15 , the slurry is completely dried and then the dried solid is fed from the outlet section 16 into the hammer mill 3 .
Der getrocknete Stoff wird in der Hammermühle 3 zu Körnern zerkleinert, welche kleiner als 1 mm sind. Die Körner fallen durch das Sieb 4 in das Gefäß 13.The dried material is crushed in the hammer mill 3 into grains which are smaller than 1 mm. The grains fall through the sieve 4 into the vessel 13 .
Über die Regeleinheit 8 wird die Regelung der Querschnittsgröße der Einmündung 19 aufgrund der Prozeßparameter sichergestellt. Diese Regelung kann auto matisch durch pneumatische Einheiten oder durch manuelle Maßnahmen verwirk licht werden.The control unit 8 ensures the control of the cross-sectional size of the junction 19 based on the process parameters. This regulation can be realized automatically by pneumatic units or by manual measures.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (1)
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Legal Events
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