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Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung chemischer Produkte
Dem eigentlichen
Herstellungsverfahren fast aller chemischen Stoffe wird eine Nachbehandlung angeschlossen,
mit deren Hilfe ihre endgültige Gel>rauclisform festgelegt wird Auf diese Weise
führt man z.n. I)astige noch geringe Feuchtigkeitsmengen entllaltell(le Stoffe in
dell trockenen und granulierten, d. h. feinkörnigen Zustand über. Gleichzeitig hiermit
kann ein iNfisch- und Homogenisierungsvorgang durchgeführt werden. wenn chemische
Stoffe verschiedener Art und Herkunft zu einer gleichmäßigen, sich nicht mehr entmischenden
Klasse verarl)eitet werden sollen. Diese Arbeitsweise findet beispielsweise Anwendung,
wenn anorganische Salze oder Salzgemische löslicher oder ultlöslieller Art ocler
organisclle Verbindungen und ihre Mischungen mit anderen Stoffen in eine staubfreie,
nicht backende und gut verteilbare Form übergeführt werden sollen. Künstliche Düngemittel
und Mischdünger, z. B. Kalkammonsalpeter, werden vorzugsweise auf diesem Wege fertiggestellt.
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Auch für viele chemische Zwischenprodukte ist eine körnige und staubfreie
Form von höchster Bedeutung, weil sie die Löse- und Reaktionsfähigkeit wesentlich
erhöht. Von besonderer Bedeutung ist eine derartige physikalische Beschaffenheit
z.B. für Filter-, Dekantierungs- und Flotationsschlämme, wenn sie nachgeschaltete
Löse- und Auslaugungsprozesse oder thermische Behandlungen, z. B.
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Schmelz-, Röst-, Reduktions- oder Oxydationsvorgänge, durchlaufen
sollen oder zu diesem Zweck durch Brikettierung verfestigt werden müssen.
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Es wurde gefunden, daß man diese vielfältigen, im wesentlichen auf
eine Entwässerung, Vermischung, Homogenisierung und Granulierung hin-
auslaufenden
Behandlungsvorgänge in einer Transportschnecke durchführen kann, in die von unten
her Luft oder andere Gase eingeblasen werden. Die Gaszufuhr kann sowohl tangential
durch einzelne Düsen als auch mit Hilfe eines Siebbodens erfolgen.
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Eine zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung,
die im nachfolgenden kurz als Granulierschnecke bezeichnet werden soll, ist in der
Zeichnung beispielsweise dargestellt.
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Fig. 1 zeigt eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht
der erfindungsgemäßen Granulierschnecke.
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Fig. 2 und 3 erläutern an Hand von Vertikal schnitten verschiedene
Ausführungsmöglichkeiten für die Luft- und Gaseinblasung.
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Es ist I (Fig. 1) ein muldenförmiger Trog, der an seinen Stirnwänden
und in der Mitte Lagerstellen 2 besitzt. In diesen Lagern drehen sich die Zapfen
einer Vierkantwelle 3, die durch eine Getriebevorrichtung 4 mit etwa 50 Umdr./Min.
in Umdrehung versetzt wird.
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Auf der Vierkantwelle 3 sind schräg zur Wellenachse zahlreiche Kratzflügel
5 von möglichst kräftiger Bauart angebracht. Mit ihren Umfangskanten berühren sie
den Boden des Schneckentroges 1. Die Kratzflügel 5 arbeiten die im Schneckentrog
I befindliche Masse innig durch und schieben sie infolge ihrer schrägen Stellung
allmählich in axialer Richtung dem Schneckenende zu. An Stelle der Kratzflügel 5
kann auch eine mehr oder weniger zusammenhängende ein- oder mehrgängige Transportschnecke
verwendet werden.
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Tn seinem oberen Teil ist der Schneckentrog 1 von aufklappbaren Blechhauben
6 abgeschlossen. Die zu behandelnden oder miteinander zu vermischenden Stoffe werden
durch Zulaufrohre 7 und 8 eingetragen. Durch eine Rohrleitung 9, die oberhalb der
Kratzflügel 5 im Innern des Troges 1 in einzelne Düsenöffnungen enden, kann man
Flüssigkeiten oder geschmolzene Stoffe in die zu behandelnden Materialien einleiten.
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Die erfindungsgemäße Luft- oder Gaszufuhr erfolgt durch Rohrleitung
lo, an die unter Vermittlung von biegsamen Schlauchstücken 11 Düsen 12 angeschlossen
sind. Diese Einblasedüsen können beispielsweise aus einem kurzen Rohrstück von 50
mm Durchmesser bestehen, das durch eine mit zahlreichen Oeffnungen besetzte Düsenplatte
abgeschlossen ist.
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Statt mit einzelnen Düsenplatten dieser Art kann die Gaszufuhr auch
durch einen Siebboden erfolgen.
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Zu diesem Zweck wird der Boden des Schneckentroges 1 (Fig. 3) mit
zahlreichen engen Offnungen 17 versehen und außerdem ein zweiter Boden 18 angebracht,
an den das Gaszuleitungsrohr 19 angeschlossen ist. Die lichte Weite und Anzahl der
Bodenöffnungen 17 sind von den in Frage kommenden Arbeitsbedingungen und den Eigenschaften
des zu verarbeitenden Materials abhängig.
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Die zugeführten oder während des Behandlungsvorganges etwa entstehenden
Gase werden durch seitliche Schlitze 13 (Fig. 1) durch die Hauben 14 und die Rohrleitung
15 abgesaugt. Das fertige Endprodukt fällt am Ende des Troges I in einen Rdhrschacht
16 und gelangt von dort aus entweder unmittelbar zur Verladung oder in die Speicher-
bzw.
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Verpackungsräume.
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Die zugeführte Preßluft strömt in feiner Verteilung durch die Löcher
der Düsenplatten oder des Trogbodens in die zu behandelnde Masse hinein, wobei diese
beständig emporgewirbelt wird. Hierbei findet unter inniger Durchmischung eine Aufteilung
zu feinen Granalien oder Körnern statt.
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Gleichzeitig entwässert der Luftstrom den Troginhalt, wobei eine Kühlwirkung
(Verdampfungswärme) eintritt. Hierdurch findet in gewisser Weise eine Abschreckung
des pastenförmigen und heißen Gutes statt, was die Kornbildung außerordentlich günstig
beeinflußt.
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Ein weiterer Vorteil der Luft- oder Gaseinblasung besteht darin,
daß der Schneckentrog völlig frei von Krusten und festen Salzansätzen bleibt. Bei
den heute üblichen Kühlschnecken ist dies nicht der Fall. Hier bilden sich vielmehr
starke Krusten, die einen großen Reibungswiderstand verursachen, so daß die Kratzflügel
schnell verschleißen und zur Rotation der Kratzerwelle ein erheblicher Kraftaufwand
erforderlich ist. Zur Beseitigung dieser Nachteile müssen die bisher üblichen Mischschnecken
in kurzen Abständen außer Betrieb genommen und mit Meißel und Hammer mühsam von
den harten Salzansätzen befreit werden. Aus diesem Grunde hat man zur Durchführung
von' Granuliervorgängen bisher im allgemeinen nur rotierende Trommeln verwendet.
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Besonders gut ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung
von Kalkammonsalpeter aus Kalksteinmehl und Ammonnitratschmelze geeignet.
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Hierbei kann unter Zumischung von Rücklaufstaub gearbeitet werden.
Dieser Rücklaufstaub ergibt sich, wenn das fertige Produkt zwecks Abtrennung der
staubförmigen Anteile einer Siebsichtung unterworfen wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann nicht nur zur physikalischen
Nachbehandlung von Stoffen und Stoffgemischen dienen, mit ihrer Hilfe können auch
chemische Wirkungen hervorgebracht werden.
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Hierzu können die eingeleiteten Gase in kaltem oder heißem Zustande
zugeführt werden. Auch der Schneckentrog kann durch eine äußere Heizvorrichtung
auf hohe Temperaturen gebracht werden.
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Unter diesen Umständen können mit Hilfe der erfindungsgemäßen Granulierschnecke
Röstvorgänge bis zu etwa 800 bis I000° durchgeführt werden, wenn man den Schneckentrog,
die Kratzflügel und die Antriebswelle aus hochhitzebeständigen Sonderstählen anfertigt.
Bei diesen Prozessen kann auch mit chlorierender Wirkung gearbeitet werden, wenn
den einzublasenden Gasen Chlor beigemischt wird. Schließlich lassen sich auch Gasanlagerungen
durchführen, wie sie beispielsweise erforderlich sind, wenn Kalkstickstoff aus Calciumkarbid
und gasförmigem Stickstoff gewonnen wird. Infolge der Gaseinblasung sind die -Reibungswiderstände
so
gering, daß man zur Erzielung ausreichender Reaktionszeiten Granulierschnecken
von sehr großer Baulänge verwenden kann.
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Beis p ieI X Zur Herstellung von Kalkammonsalpeter wird am Eintragsende
der Granulierschnecke durch Zulaufrohr 7 Rücklaufstaub der Kalkammonsalpeterherstellniig
zugeführt, wie er sich bei der Absiebung des fertigen Materials ergibt. Gleichzeitig
leitet man mit Hilfe der Rohrleitungg eine Ammonnitratschmelze zu, die eine Temperatur
von etwa 1300 besitzt und noch etwa 4 bis 6 ovo Wasser enthält. In der Mitte des
Schneckentroges I wird durch das Rohr X feingemahlener kohlensaurer Kalk eingetragen.
Durch den Sielboden 17 oder durch Düsen 12 leitet man komprimierte Luft von Raumtemperatur
ein. Am Auslaufende der Schnecke ergibt sich ein trockener und granulierter Kalkammonsalpeter,
dessen Stickstoffgehalt durch entsprechende Bemessung der zugeführten Mengen an
Ammonnitratschmelze, Rücklaufstaub und kohlensauren Kalk auf jede gewünschte Höhe
eingeregelt werden kann. Der Wassergehalt der völlig homogen erzeugten Mischung
beläuft sich auf etwa 0,5 O/o, so daß die Masse nach Absiebung der in geringer Menge
vorhandenen staubförmigen Anteile, die durch Rohr 7 zurückgeführt werden, sofort
verladen werden kann.
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Beispiel 2 Zur Herstellung von feingekörntem Ammonsalpeter wird der
erfindungsgemäßen Granulierschnecke eine heiße Ammonsalpeterschmelze zugeführt.
Außerdem trägt man etwa abgesiebten staubförmigen Ammonsalpeter in die Schnecke
ein. Von unten her wird Preßluft von gewöhnlicher Temperatur zugeleitet. Am Auslaufende
der Schnecke ergibt sich ein gut gekörnter Ammonsalpeter, der etwa 0,3 O/o Wasser
enthält. Mit einer normalen Kühl schnecke, die ohne erfindungsgemäße Lufteinblasung
arbeitet, läßt sich nur ein pulverförmiges, staubiges Salz herstellen, weil wegen
der nur allmählichen Kristallisation und Abkühlung und wegen der fehlenden Abschreckwirkung
des Luftstromes durch die reibende Arbeit der Transportschnecke die Zerkleinerungswirkung
zu groß ist.
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PATENTANSPROCHE: I. Verfahren zur Behandlung chemischer Produkte,
insbesondere zum Entwässern, Vermischen, Homogenisieren, Granulieren und zur Anlagerung
oder Abspaltung gasförmiger Bestandteile, dadurch gekennzeichnet, daß die Produkte
eine Transport schnecke durchlaufen, in die von unten her Luft oder andere Gase
eingeblasen werden.