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Verfahren zur Behandlung von kleinkörnigen oder staubförmigen festen
Stoffen oder deren Gemischen mit grobkörnigeren Stoffen mit strömenden Mitteln Sollen
durch kleinkörnige, staubförmige feste Stoffe oder durch deren Gemisch mit grobkörnigen
Stoffen Gase oder Flüssigkeiten durchgeleitet werden, so muß die Strömungsgeschwindigkeit
so gering genommen werden, daß kein Aufwirbeln der festen Stoffe stattfindet, da
sonst die gegenseitige Wirkung des strömenden Mittels und der zu behandelnden festen
Stoffe nicht gleichmäßig und in dem gewünschten Maße eintreten kann. Es können sich
hierbei für das strömende Mittel so geringe Geschwindigkeiten bzw. so niedrige obere
Grenzen des gestatteten Druckes desselben ergeben, daß die durchsetzbare geringe
Menge des strömenden Mittels diese Arbeitsweise praktisch nicht in Betracht ziehen
läßt.
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Man muß daher auf andere, z. B. solche Arbeitsweisen übergehen, bei
denen das strömende Mittel die zu verarbeitenden kleinkörnigen oder staubförmigen-
Stoffe mit sich reißt. Bei diesen letzteren wird selbstverständlich einerseits die
für die gegenseitige Einwirkung des Staubes und des strömenden Mittels maßgebende
relative Geschwindigkeit geringer als die absolute Geschwindigkeit des strömenden
Mittels, und andererseits ergibt sich für einen Behandlungsraum gegebener Größe
eine geringere Aufenthaltszeit, eine geringere Menge und Gesamtoberfläche des zu
verarbeitenden Gutes, mithin auch eine geringere Gesamtwirkung der Behandlung.
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Infolgedessen ergeben sich für den Verarbeitutigsraum des Staubes
bzw. des kleinkörnigen Stoffes in strömenden Gasen verhältnismäßig große Abmessungen,
wozu sich noch andere Nachteile, wie z. B. größere Wärmeverluste im Falle von warmen
Gasen sowie die Schwierigkeiten des Abscheidens des mitgerissenen Staubes aus dem
strömenden Mittel hinter dem Verarbeitungsraum, hinzugesellen.
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Die Erfindung ermöglicht es nun, durch zusammenhängende Schichten
kleinkörniger, staubförmiger oder staubhaltiger Stoffe das strömende Mittel unter
so hohem Druck hindurchzutreiben, daß dieselben ohne Gefahr des Aufwirbelns in den
praktischen Anforderungen entsprechenden Schichtstärken verwendet werden können
und dabei eine den praktischen Anforderungen genügende Menge des strömenden Mittels
durch dieselben hindurchgeleitet werden kann.
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Das Wesen des neuen Verfahren besteht darin, daß das strömende Mittel
durch die durch Drehen um eine Welle unter der Wirkung der Fliehkraft an eine feste
Wand gedrückte Schicht des zu behandelnden kleinkörnigen festen Stoffes in entgegengesetztem
Sinne zur Fliehkraftlvirkung hindurchgeführt wird.
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Durch Steigerung der Umlaufgeschwindigkeit kann es erreicht werden,
daß die auf die festen Stoffteilchen der durchzusetzen den Schicht wirkende Fliehkraft
größer wird als ihr Schwergewicht und sogar ein Vielfaches desselben erreicht. Da
bei Steigerung der
Umlaufgeschwindigkeit die Durchlässigkeit der
Schicht nicht annähernd in dem Maße abnimmt, wie die auf die festen Teilchen wirkende
Fliehkraft zunimmt, ist es möglich, größere Mengen des strömenden Mittels ohne Gefahr
der Aufwirbelung im entgegengesetzten Sinne zur Fliehkraftwirkung durch die Schicht
fester Körnchen durchzuleiten, als dies bei einer ruhenden Schicht derselben Stärke
und Beschaffenheit der Schwerkraft entgegen möglich wäre.
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Das Verfahren kann zur Behandlung von feinkörnigen, staubförmigen
Stoffen (oder deren Gemisch mit grobkörnigeren Stoffen) mit Gasen, z. B. von Fein-,
Klein- bzw.
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Staubkohle mit Rauchgasen, Luft, Dampf usw. zwecks Trocknung, Entgasung,
Generator-oder Wassergaserzeugung usw., ferner z. B. zur Behandlung von kleinkörnigen
Erzen mit reduzierenden oder anderen Gasen oder aber zur Behandlung von kleinkörnigen
Stoffen, z. B. Niederschlägen mit Flüssigkeiten zwecks Auswachsens, Auslaugens u.
dgl, benutzt werden.
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Es sind zwar bereits kleinkörnige feste Stoffe in Schleudern mit
Flüssigkeiten behandeltworden, indem z. B. in Schleudern von der Flüssigkeit getrennte
Niederschläge in den Schleudern selbst gewaschen wurden; doch ist dabei die Flüssigkeit
in der Richtung der Fliehkraftwirkung durch den Niederschlag hindurchgedrückt worden.
Die Erfahrung hat aber gezeigt, daß es viele Schlammarten gibt, bei denen die Flüssigkeit
in Schleudern, deren Trommelkörbe als Filterfläche dienen, entweder gar nicht oder
nur sehr schwierig durch den an den Trommelmantel angesetzten Schlamm hindurchgedrückt
werden kann, da der feine Schlamm durch den hohen Schleuderdruck so fest auf die
Filter oder Siebe aufgepreßt wird, daß sie sich verstopfen und die Flüssigkeit nicht
durchzutreten vermag. Wird aber die Flüssigkeit gemäß der Erfindung entgegengesetzt
zur Richtung der Fliehkraftwirkung durch den Schlamm hindurchgedrückt, so wird dieser
genügend locker gehalten, um ein Ans waschen oder Auslaugen des Schlammes ohne dessen
Aufwirbelung zu ermöglichen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der zur Ausführung des
Verfahrens dienenden Vorrichtung als Feinkohlengasgenerator in schematischem lotrechtem
Schnitt dargesteIlt.
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1 ist eine Schleudertrommel, die auf das obere Ende der vom Motor
2 mittels des Zahnradgetriebes 3, 4 in Drehung versetzten Hohlwelle 5 aufgekeilt
ist. Der Boden 6 der Schleudertrommel reicht nicht bis an die Mantelfläche der Trommel
heran, so daß zwisehen dem umfang des Bodens und der Mantelfläche ein Schlitz 7
entsteht. Der Boden 6 sitzt an einer auf der Hohlwelle5 lose gelagerten Hülse 8,
die mittels des Getriebes 9, 10 vom Motor 2 angetrieben wird. Am Umfang des Bodens
6 befindet sich ein Schaher Ii, der durch den Schlitz 7 hindurchgreift. Sowohl die
Decke 12 als der Boden 6 der Schleudertrommel weisen einen Wasserbehälter I3, t3a
auf, deren Hohlraum durch eine Anzahl in Strahlenrichtung verlaufender Luftkanäle
I4, I4a durchsetzt ist. In der Nähe der Decke der Wasserbehälter I3, 13a münden
) ffnùngen 23, 23a in die Hohlwelle 5 bzw. in die Luftkanäle Iqa. An die Deckenöffnung
15 der Schleudertrommel ist mittels eines Wasserverschlusses 16 das Abzugrohr I7
angeschlossen, durch das ein Beschickungsrohr Ig in Achsenrichtung eingeführt ist,
das von der Beschickungsvorrichtung 20 gespeist wird.
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Unterhalb der Deckenöffnung der Schleudertrommel befindet sich der
Streuteller 21.
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Auf der unteren Seite des Bodens 6 befindet sich eine ringförmige
Wassermulde 24. Sowohl die Mulde 24 als der Wasserverschluß I6 erhalten durch Röhren
25 bzw. 26 einen ständigen Wasserzufluß. Das überschüssige Wasser fließt einfach
ab. Aus dem Wasserverschluß I6 sowie aus der Mulde 24 führen Verbindungskanäle 27
bzw. 27a in die Wasserbehälter I3, I3a. In den Kanälen 27, 27 sind durch Schwimmer
28, 28a gesteuerte Absperrventile eingeschaltet. 29 ist eine Ahzweigung des Wasserleitungsrohres
25.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Die Trommel I wird in Drehung versetzt,
worauf durch das Beschickungsrollr 19 Schlacke eingefüllt wird, die durch die Deckenöfinung
15 der Trommel auf den Streuteller 2I gelangt, und durch dieses gegen den Umfang
der Trommel geschleudert wird und eine den Schlitz 7 verschließende ringförmige
Schicht bildet. Das durch das Rohr 29 auf den nach unten kegelig verjüngten Fortsatz
30 der Trommel gespritzte Wasser bildet eine ringförmige Verschlußschicht. während
aus den Röhren 25, 26 die Wassermulde 24 und der Wasserverschluß Ib angefüllt werden,
aus denen Wasser durch die Schwimmerventile 28, 2Sa in die Wasserbehälter I3, I3a
gelangt, bis die innere Fläche des -Wassers die Schwimmer erreicht und die Ventile
schließt.
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Nachdem genügend Schlacke eingetragen worden ist, so daß die Schlackenschicht
aus der Wasserschicht 3I herausragt, wird durch das Beschickungsrohr I9 glühende
Feinkohle eingetragen und gleichzeitig Luft durch die Hohlwelle 5 eingeblasen. Die
durch die Hohlwelle 5 hindurch eingeblasene Luft gelangt durch die Luftkanäle IX
a in der Nähe
der Mantelfläche der Schleudertrommel in die Füllung
22 der Trommel und von hier in zentripetaler Richtung durch die Schicht 22 hindurch
und unterhält die Verbrennung bzw.
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Vergasung der Kohle. Sobald die glühende E;ohlenbeschickung am ganzen
Umfang der Trommel richtig brennt, fängt man an, durch das Beschickungsrohr I9 Kohle
einzutragen, womit die regelrechte Vergasung beginnt.
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Die von der Beschickungsvorrichtung 20 durch das Rohr 19 fortlaufend
eingetragene Feinkohle hält eine ringförmige Kohlenschicht 22 aufrecht. Die ständig
hindurch. geblasene Luft hält die Glut in der Kohlenschicht 22 aufrecht. Durch die
Hitze wird das in den Wasserbehältern I3. I3a befindlichte Wasser verdampft, und
der Dampf tritt durch die Öffnungen 23, 23a zur eingeblasenen Luft. Selbstverständlich
kann, falls diese Dampfmenge nicht genügen sollte, mit der durch die Hohlwelle 5
eingeblasenen Luft auch Wasserdampf zugeführt werden. Die Luft kann mit verhältnismäßig
hohem Druck durch die Feinkohle hilldurchgedrückt werden, da die Fliehkraft dem
Luftdruck entgegenwirkt und dadurch die scheinbare Masse des Staubes so weit erhöht,
daß der Staub nicht aufgewirbelt werden kann. Infolgedessen können auch verhältnismäßig
große Schichtstärken verwendet werden. Das Generatorgas zieht durch die Deckenöffnung
15 und das Abzugsrohr 1 7 ab. Das Umsetzwlgsverhältllis der Getrieb) e 3, ß und
9, IO ist derart gewählt, daß die Ctnlaufgeschwindigkeit des Bodens 6 etwas geringer
sei als diejenige der Schleudertrommel, so daß der Boden 6 bzw. der Schaber 11 im
Verhältnis zur Schleudertrommel I stündlich bloß einige Umdrehungen macht. Infolgedessen
werden die entgasten oder vergasten Teilchen bzw. die Asche die allmählich an den
Umfang der Schleudertrommel 1 herangelangen, von hier vom Schaber 1 1 durch den
Schlitz 7 hindurch fortlaufend ausgetragen.