DE7722777U1

DE7722777U1 - Frei tragender wendelruehrer

Info

Publication number: DE7722777U1
Application number: DE7722777U
Authority: DE
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1977-07-21
Filing date: 1977-07-21
Publication date: 1977-11-03
Also published as: ATA527978A; IT7850315A0; JPS6114853B2; AT375278B; JPS5423258A; DE2860367D1; IT1107491B; EP0000512A1; EP0000512B1

Description

1 I 1 I

M t «a ιικ tiri ·ι<(

"Cr¹ » «» · « · «U.*?. Dc (UX

Frei tragender Wendelrührer

Die Erfindung bezieht sieh auf einen frei tragenden Wendelrührer mit mehreren aus Hohlprofilen bestehenden Wendelwindungen, deren unteres, dem Boden des Rührbehälters zugewandtes Ende, in eine Nabe übergeführt ist, die ihrerseits auf einer nach unten, durch den Boden des RUhrbehälters führenden Antriebswelle aufsitzt. Der Rührer dient zum Durchmischen eines SchUttgutbettes, das in vertikalen zylindrischen Behältern bewegt wird.

Die Durchmischung des Schüttgutes hängt im wesentlichen von der Anzahl der Wendelwindungen, der Wendelsteigung, der V/endelbreite, der Drehzahl des Rührers und der Art des Schüttgutes ab. Der im Rührbett vom Schüttgut bedeckte Wendelrührer bewirkt eine Vertikalumwälzung des Feststoffes, wobei das Schüttgui; außen nach oben und in der Bettmitte nach unten gefördert wird. Schwierig sind Misch- und Rührvorgänge in Pulverschichten insbesondere dann durchzuführen, wenn ständig pulverförmiges Produkt durch Polymerisation aus der Gasphase nachgebildet wird, wie es beispielsweise bei der kontinuierlichen Gasphasen-Polymerisation von Propylen und Äthylen der Fall ist. Bei diesen Verfahren muß durch ständige Umwälzung des gesamten Pulverbettes eine gute Verteilung von Katalysator, monomerem Gas und Kühlgas gewährleistet sein, so daß keine lokalen überhitzungen auftreten. Diese würden zum Schmelzen und Sintern des Produktpulvers führen und damit zu ) Störungen im Produktionsablauf durch Produktansätze an der Behälterwand, am Rührer und durch Agglomerate im Schüttgutbett.

Zur Darstellung der Erfindungs-Gattung ist von einem bekannten Wendelrührer im Sinne der DT-PS 1 218 265 ausgegangen, mit dem bisher bei kleineren Reaktoren ein störungsfreier Polymerisationsablauf möglich war. Beim übergang auf größere Polymerisationsreaktoren, beispielsweise > 10 rir Inhalt, hat es sich jedoch gezeigt, daß solche Rührer für einen störungsfreien Dauerbetrieb nicht in jeder Hinsicht befriedigen. Insbesondere im Bereich der Rührernabe und des Leitbleches ergeben sich Produktansät ze, die

7722777 03.1177

t t t t ι ( t ι

.'0.,Z. 32 701 ^

t ι

sich gelegentlich ablösen und beim Produktaustrag aus dem Reaktor zu Verstopfungen und damit zu Produktionsunterbrechungen führen. Es sind außerdem größere Produktknollen zu beobachten, die offenbar zwischen Reaktorböden und dem Produktaufnahmebereich des Rührers entstehen. Auch am im Schüttbett getauchten Rührerende kommt es zu Produktansätzen. Diese Erscheinungen sind auf ungenügende oder gestörte Mischverhältnisse zurückzuführen i und haben primär im Nabenbereich des Rührers, in dem die Umlen- f

I kung des umzuwälzenden Schüttgutes erfolgt, ihre Ursache, da |

dort die Strömungsverhältnisse durch komplexe Druck- und Scher- ; spannungen negativ beeinflußt werden. Besonders gravierend sind | diese Nachteile, wenn dem Reaktor entlang der Rührwelle über einen Spaltring z.B. Äthylen oder Propylen zur Polymerisation und gleichzeitigen Wärmeabfuhr zugeführt wird. Die geforderte gleichmäßige Gasverteilung des am Reaktorboden eintretenden Gases, das beispielsweise im Falle von Äthylen oder Propylen ganz oder teilweise verflüssigt sein kann und zur Polymerisation und Wärmeabfuhr gleichmäßig über das Schüttgut verteilt werden muß um Konzentrationsunterschiede weitgehend auszugleichen und lokale überhitzungen zu verhindern, ist bei dem bekannten Wendelrührer nicht gewährleistet.

Es war daher Aufgabe der Erfindung einen frei tragenden Wendelrührer so zu gestalten, daß die vorgenannten Nachteile nicht auftreten können.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich des Übergangs von der Nabe zur ersten Windung der Wendel eine Verteilerspirale angeordnet ist, welche den entlang der Rührerwelle über einen Spaltring in den Reaktor zugeführten Frisch- und Kühlgasstrom umlenkt und sofort in den bestehenden Umwälzkreis des Feststoffes verteilt. Der Anschluß zwischen Wendel und Nabe ist dabei so gestaltet, daß auf der Lee-Seite des Anschlusses keine strömungslosen Zonen entstehen.

7722777 03.11.77

:'ο.·2. 32 701

Ein asymmetrisch ausgebildeter Kegel auf der Nabe beeinflußt die dort auftretende kritische Strömungszone durch seine Exzentrizität in positivem Sinne, indem er die dort sich ausbildende Ruhezone stört und damit störende Agglomerate verhindet.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung verjüngt sich die Wendel an ihrem freien Ende keilförmig nach außen. Durch diese Maßnahme wird die Ausbildung einer Wirbelschleppe bzw. Lockerstelle an dem durch die Pulverschicht gleitenden Rührerende ausgeschaltet, so daß Produkt ansät ze, die vorzugsweise in solchen Bereichen entsteinen, vermieden werden.

Es wurde des weiteren gefunden, daß reine Hohlprofile als Wendelquerschnitt, gleich welcher Art von Querschnittsgestaltung, bei Rührergrößen etwa ab 1400 mm Außendurchmesser und Rührerwellendrehmomenten ab 800 daNm, die besonders hinsichtlich Beul-Steifigkeit des außerdem durch kurzfristige Druckunterschiede von mindestens 25 bar beaufschlagten Rührers, den Anforderungen eines freitragenden Wendelrührers nicht mehr genügen. Dieser Nachteil wurde erfindungsgemäß dadurch umgangen, daß der hohle Wendelquerschnitt mit Schottblechen versehen ist, welche etwa im Abstand einer Wendelblattbreite angebracht sind. Diese Möglichkeit ergibt sich durch segmentförmigen Aufbau der Wendel, d.h., die Wendel besteht aus aneinandergereihten Kastenabschnitten.

Auf diese Weise ausgebildete Wendel ermöglichen den Einsatz in besonders großen Rührbehältern. So konnte beispielsweise bei einem frei tragenden Wendelrührer mit einem Außendurchmesser D von 2650 mm, einer Steigung S von 1000 mm, 3,75 Windungen und einer Blattbreite b von 400 mm selbst bei Rührerwellendrehmomenten von 6OOO daNm außerordentliche Formstabilität festgestellt werden. Mit Blechen einer Dicke von 12 bis 14 mm ist dabei ein vergleichsweise leichter Wendelrührer herstellbar, der zudem den Vorteil geringer Beanspruchung durch Trägheitskräfte aufweist.

7722777 03.11.77

»4 ι t ι ι ι :

- 5, ·-:·::: · : o„ⁱz. 32 701

9399390 Il I · I

Eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wendelrührers ist in den Zeichnungen - Figur 1 bis Figur 3 - schematisch dargestellt und im folgenden näher erläutert.

Es zeigt

Figur 1 den in einen Rührbehälter eingebauten Rührer

Figur 2 eine Draufsicht des in Figur 1 dargestellten Wendelrührers in der Ebene A-B und

Figur 3 eine Seitenansicht in der Ebene C-D.

Gemäß Figur 1 ist der Rührer in Form einer frei tragenden Wendel 1 mit mehreren, vorteilhaft 3 bis 5 Windungen ausgebildet, die an ihrem unteren Ende über eine Verteilerspirale 6 in eine Nabe 2 übergeführt ist.

Die Verteilerspirale dient der Umlenkung des senkrecht nach oben gerichteten, in* einem zwischen Rührerwelle 4 und Rührerwellenbohrung befindlichen Spalt eintretenden Frisch- und Kühlgasstromes und dessen sofortiger Verteilung über den gesamten Querschnitt des Behälters 3. Sie besteht zweckmäßigerweise aus einem entgegen der Drehrichtung sich verjüngenden dreieckförmigen Hohlprofil und ist spiralförmig um die Nabe 2 gewickelt.

Die Nabe 2 ist mit einem asymmetrischen Kegel 7 versehen, dessen Exzentrizität vorteilhaft etwa dem halben Wellendurchmesser entspricht. Hierdurch werden Produktanwachsungen in dieser strömungsarmen Zone wirksam verhindert.

Mit 5 ist der freie Wendelauslauf bezeichnet, dessen nach außen über einen Bereich von 90 bis 120 C sich verjüngender Querschnitt einen wirbelfreien Strömungsverlauf an der Bettoberfläche bewirkt und damit ebenfalls Anwachsungen entgegenwirkt. Durch Schottbleche 8 und 9, welche an ihren Stirnseiten allseitig mit den

7722777 03.11.77

-6.·- i ■ 1 i ;' ' :'o.;z. 32 701

entsprechenden Profilwänden verschweißt sind, erhält die Wendel i zusätzlich eine außerordentliche Beul-Festigkeit, insbesondere bei extremen Belastungen, wie Druckwechsel bei raschen Entspannvorgängen.

BASF Aktiengesellschaft j/
Zeichn.

7722777 03.11.77

Claims

Il I I P ···· I«··«·«· Ii · · · t · BASF Ak tierces ell β OKaU1V Unser Zeichen: O,Z, 22 701 Wr/ML 6700 Ludwigshafen, den 19.07·1977 Schutzansprüche

1. Frei tragender Wendelrührer, mit mehreren aus I-Iohlprofilen bestehenden Wendelwindungen, deren unteres, dem Boden des Rührbehälters zugewandtes Ende, in eine Nabe übergeführt ist, die ihrerseits auf einer nach unten, durch den Boden des Rührbehälters führenden Antriebswelle aufsitzt, dadurch

Γ\ gekennzeichnet» daß im Bereich des Überganges von der Nabe 2 zur ersten Windung der Wendel 1 eine Verteilerspirale 6 angeordnet ist.

2. Wendelrührer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein asymmetrisch ausgebildeter Kegel 7 auf der Nabe 2 angebracht ist.

3. Wendelrührer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Wendel 1 an ihrem freien Ende keilförmig nach außen verjüngt.

4. Wendelrührer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich- \ / net, daß der Wendelquerschnitt mit Schott—blechen 8 versehen ist, welche etwa im Abstand einer Wendelbreite angebracht sind.

134/76 - 2 -

7722777 03.1177