DK149737B - Fremgangsmaade og apparat til behandling af et pulver- eller partikelformet materiale med gas for dannelse af et fluidiseret leje samt lejepladetil brug i apparatet - Google Patents

Description

149737 Nærværende opfindelse omhandler en fremgangsmåde til behandling af et pulver- eller partikelformet materiale med gas, ved hvilken fremgangsmåde materialet kontinuert tilføres ved den ene ende af en langstrakt lejeplade, strømme af gas ledes opad gennem åbninger i leje-5 pladen, så at materialet derover fluidiseres, det fluidiserede materiale transporteres langs lejepladen i længderetningen til den anden, modstående ende af lejepladen, og materialet kontinuert udtages fra lejepladen.

Behandlingen af det pulver- eller partikelformede materiale kan fx 10 være en agglomerering og/eller tørring, og fluidiseringsgassen varm luft. Den nævnte behandling kan imidlertid være en hvilken som helst anden type behandling, ved hvilken et pulver- eller partikelformet materiale skal bringes i god kontakt med gas. Yderligere kan lejepladen være stationær eller vibreret.

15 I et kontinuert arbejdende fluidiseret leje bliver det behandlede materiale normalt udtaget gennem et overløb, og dette overløbs niveau bestemmer højden eller tykkelsen af det fluidiserede leje af materiale på lejepladen. Materialets gennemsnitlige opholdstid i det fluidiserede leje er bestemt af tilførselshastigheden af materialet til lejepladen, 20 fordi udtagningshastigheden vil være lig med tilførselshastigheden, når ligevægt er nået.

Det er ønskeligt at opnå hovedsagelig samme opholdstid i det fluidiserede leje for alle partiklerne af det materiale, som behandles. Det ville derfor være ønskeligt at opnå såkaldt stempelstrøm af materialet 25 gennem det fluidiserede leje. For at få en selvrensende eller selvtømmende virkning kan åbningerne i lejepladen imidlertid udformes således, at der tildeles gasstrømmene, som ledes derigennem, en vandret strømningskomposant, rettet mod lejepladens udløbsende. Lejeplader med sådanne gælleformede åbninger, som alle er rettede mod 30 udløbsenden af pladen, er kendte fx fra US patenter nr. 3.821.342 og 4.033.555.

149737 2 Sådanne gælleformede åbninger rettede mod udløbsenden af lejepladen fremmer væsentligt transport i den nævnte retning af det fluidiserede materiale eller produkt, som befinder sig i nærheden af pladen, og denne bevægelse af materiale i den ned-:5 re del af det fluidiserede leje frembringer en bevægelse af materiale i den øvre del af det fluidiserede leje i den modsatte retning, hvilket forårsager en højst uønsket tilbageblanding af det fluidiserede materiale.

Det er kendt at nedsætte tilbageblandingen af fluidiseret ma-10 teriale ved langs lejepladen at anbringe med afstande i længderetningen tværgående overløb, hvorved det fluidiserede leje bliver delt i et antal kortere zoner, så at tilbageblandingen kun kan finde sted inden for de enkelte zoner. I et fluidiseret leje af den type må man med visse tidsintervaller løfte de •15 tværgående skilleplader, fordi de tungere materialepartikler, som er vanskelige at fluidisere, efterhånden samler sig ved bunden af hver af de skilleplader, som danner overløbene. En lignende på tilbageblandingen nedsættende virkning kan opnås ved at anvende en lejeplade med gælleformede åbninger og med 20 tværgående korrugering som beskrevet i US patentskrift nr.

4.305.210.

Nærværende opfindelse anviser en fremgangsmåde, ved hjælp af hvilken tilbageblanding af det fluidiserede materiale kan reduceres væsentligt uden brug af lejeplader med mekaniske midler 25 til modvirkning af tilbageblanding af det fluidiserede materiale.

Nærværende opfindelse vedrører således en fremgangsmåde af ovennævnte art, som er kendetegnet ved, at gasstrømmene fra i det mindste to tværliggende zoner af lejepladen er rettede således, at der opnås en strømningskomposant i retning mod 30 den nævnte anden ende af lejepladen og, at gasstrømmene fra 3 143737 i det mindste een anden tværgående/ imellem og op ad et tilsvarende par af de førstnævnte zoner liggende zone af fordelerpladen er rettede således, at der opnås en væsentlig reduceret strømningskomposant i den nævnte retning, hvorved tilbageblan-5 ding af materiale mellem henholdsvis de førstnævnte og de andre zoner reduceres. Medens åbningerne i de førstnævnte tværzoner er rettet således, at der frembringes selvtømning eller selvrensning af lejepladen, når materialetilførslen dertil er blevet standset og overløbet ved udtagsenden af lejepladen ‘10 fjernet, er åbningerne i de andre mellemliggende tværzoner rettede således, at den fremadgående bevægelse af materiale i den nedre del af det fluidiserede lag af materiale reduceres, hvorved også tilbageblanding af det fluidiserede materiale reduceres. De opad,· igennem åbningerne rettede gasstrømme i den •15 eller de mellemliggende tværzone(r) udgør en slags pneumatisk/ tværstillet skot eller overløb, som imidlertid ikke hindrer bevægelse af tunge, ikke-fluidiserede partikler langs lejepladen.

I princippet kan de vandrette komposanter af gasstrømmene 20 have forskellige retninger i den samme zone. I den foretrukne udførelsesform er imidlertid åbningerne i alle de nævnte zoner udformet, så at de frembringer opadrettede gasstrømme, som er hovedsagelig parallelle med et lodret plan i den nævnte længderetning.

25 Medens gasstrømmene fra de førstnævnte tværzoner er rettede således, at der opnås en strømningskomposant i retning mod udløbsenden af lejepladen, skulle gasstrømmene fra den anden eller de andre mellemliggende zone(r) gerne modvirke denne strømningskomposant hen imod udløbsenden af lejepladen. Dette 30 kan for eksempel opnås ved at rette gasstrømmene fra den anden mellemliggende zone hovedsagelig lodret, så at strømnings-komposanten hen imod udløbsenden af lejepladen er praktisk taget nul i den eller de mellemliggende zone(r). I den fore- 4 ΤΑ 97 3 7 .'truKne udførelsesform er gasstrømmene fra den anden mellemliggende zone imidlertid rettede således, at der opnås en strømningskomposant i retning mod den nævnte første ende eller indløbsenden af lejepladen, hvorved et mere effektivt, 5 pneumatisk skot eller overløb opnås mellem det tilstødende par af de førstnævnte tværzoner.

Opfindelsen vedrører også et apparat med et fluidiseret leje (i det følgende kaldet en fluid bed) til behandling af et pulver- eller partikelformet materiale med gas og omfatten-• 10 de en langstrakt, hovedsagelig vandret, med et stort antal tætliggende dyser eller åbninger forsynet lejeplade, et materialeindløb ved den første ende af lejepladen, et materialeudløb ved den anden, modstående ende af lejepladen, organer til at blæse gas gennem dyserne eller åbningerne i pladen, 15 så at materialet derover fluidiseres og transporteres i en længderetning hen ad pladen fra det nævnte indløb til det nævnte udløb, og fluid bed'en ifølge opfindelsen er kendetegnet ved, at lejepladen indeholder mindst to tværgående zoner med åbninger udformede således, at der frembringes opadrettede gasstrømme 20 med en vandret strømningskomposant, rettet hen imod nævnte anden ende af lejepladen, og mindst een anden tværgående zone, som er beliggende imellem og stødende op til et tilsvarende par af de førstnævnte zoner, og som har åbninger, udformede således, at der frembringes gasstrømme med en væsentlig mindre 25 vandret strømningskomposant i den nævnte retning.

Opfindelsen vedrører også en lejeplade til brug i apparatet, hvilken lejeplade er ejendommelig ved det i krav 14's kendetegnende del angiver.

30 Åbningerne i de førstnævnte tværgående zoner er fortrinsvis af den gælleformede type, men kan have en hvilken som helst anden form, som giver den ønskede strømningskomposant hen imod lejepladens udløbsende. Åbningerne i den anden eller de andre nævnte, mellemliggende zone(r) kan være af den plane, udstansede art, som tilvejebringer hovedsagelig lodrette gasstrømme, men er fortrinsvis udformede således, at de frem- 149737 5 bringer gasstrømme med en vandret/ imod lejepladens ene ende eller indløbsende rettet strømningskomposant. I sidstnævnte tilfælde kan åbningerne i den mellemliggende zone være af den gælleformede type. Lejepladen er normalt anbragt hovedsagelig 5 vandret, men kan om ønsket være hældende. Som nævnt ovenfor kan lejepladen være stationær eller vibreret for at fremme fluidisering af det pulver- eller partikelformede materiale eller produkt. Lejepladen er fortrinsvis hovedsagelig plan, men lejepladen kan være udformet med korrugeringer i tværgå-·. 10 ende retning. Sådanne korrugeringer bidrager til at reducere tilbageblanding af materialet som nævnt ovenfor.

I de forskellige tværzoner af lejepladen kan åbningerne have forskellig størrelse og kan være placeret i forskellig indbyrdes afstand i det tilfælde, hvor åbningerne i den anden 15 eller de andre tværzone(r) er udformede med henblik på at lede gasstrømmene i en hovedsagelig lodret retning eller i en retning, der giver en ret lille strømningskomposant hen imod lejepladens indløbsende. Den nævnte anden zone eller de andre zoner kan have en længde i lejepladens længderetning, som 20 overstiger de nævnte første zoners længde. I den foretrukne udførelsesform er åbningerne i lejepladen imidlertid af ensartet størrelse og ensartet placeret, men rettede modsat i de forskellige zoner, og længden af hver af de førstnævnte zoner i den nævnte længderetning overstiger længden af den tilstøden-25 de mellemliggende zone. Forholdet mellem længderne af henholdsvis de førstnævnte og de andre zoner kan for eksempel være 3:1, 2:1 eller 1,5:1. Som eksempel kan hver mellemliggende zone have en udstrækning i længderetningen på 20 cm og indeholde 24 tværgående rækker af gælleformede åbninger rettede mod leje-30 pladens indløbsende, medens hver af de førstnævnte zoner kan have en udstrækning i længderetningen på 30, 40 eller 60 cm og indeholde 36, 48 eller 72 tværgående rækker af gælleformede 'åbninger rettede mod lejepladens udløbsende.

149737 6

Den relative udstrækning i længderetningen af de mellemlig-lende zoner kan reduceres, hvis gassen, som blæses gennem åbningerne tilføres ved højere tryk end den gas, som føres til de tilstødende førstnævnte zoner. Eksempelvis kan hver 5 af de nævnte mellemliggende zoner være i form af een eller flere tværgående rækker af dyser eller åbninger, som er rettede mod lejepladens indløbsende, og til hvilken gas føres med et tryk, som er væsentlig højere end det tryk, hvormed gas føres til de tilstødende førstnævnte zoner.

10 Opfindelsen vil nu blive yderligere beskrevet med henvisning til tegningerne, hvor fig. 1 er et sidebillede og et delvist snitbillede af en første udførelsesform af et tørreapparat med en fluid bed ifølge opfindelsen, 15 fig. 2 er et sidebillede og et delvist snitbillede af en anden udførelsesform af et tørreapparat med en fluid bed ifølge opfindelsen, fig. 3 er en fordelerplade, set fra oven, som kan anvendes i det på fig. 1 viste apparat, og 20 fig. 4 og 5 viser alternative udførelsesformer af en del af lejeplader, som kan anvendes i det på fig. 1 viste apparat.

Hver af figurerne 1 og 2 viser en fluid bed tørrer, som for eksempel kan anvendes til tørring af pulver- eller partikelformet materiale eller produkt, som er fremstillet for eksem-25 pel ved en spraytørringsproces, og som stadig er fugtigt, når det føres til fluid bed tørreren.

De på fig. 1 og 2 viste fluid bed tørrere består af et langstrakt kammer 10, som er stationært fastgjort på en ikke vist understøtning. Kammerets indre er adskilt i øvre og nedre rum, 30 henholdsvis 11 og 12, ved hjælp af en perforeret lejeplade 13, som er fastgjort til kammerets indervægge. Opvarmet gas eller 7 149757 luft kan føres til det nedre rum 12 af kammeret 10 igennem gasledninger 14, og brugt tørregas udtages fra kammerets Øvre rum 11 gennem gasafgangsledningen 15, som kan stå i forbindelse med for eksempel en ikke vist cyklon, fra hvil-5 ken den brugte tørregas kan ledes ud i atmosfæren. X den ene ende er kammeret 10 forsynet med et produktindløb 16, som udmunder i det øvre rum 11, afgrænset over den perforerede fordelerlejeplade 13, og ved den anden ende er kammeret 10 forsynet med et produktudløb 17, som ligeledes står i for-10 bindelse med det øvre rum 11.

Et fugtigt pulver- eller partikelformet produkt P, som kan leveres f.ex. fra et konventionelt spraytørringssystem, og som skal tørres yderligere i en fluid bed tørrer, ledes kontinuert til kammerets 10 produkttilgang 16 som angivet ved 15 en pil 18. Opvarmet tørregas eller -luft blæses samtidig ind i kammerets nedre rum 12, og den opvarmede gas passerer opad gennem perforeringerne i lejepladen og ind i det øvre rum 11 som et stort antal gasstrømme, der fluidiserer produktet P på lejepladen 13. Tykkelsen eller højden af det fluidiserede 20 produktlag er bestemt af højden af et bevægeligt spjæld eller plade, som danner et overløb ved udløbsenden af kammeret 10. Som følge heraf vil der, når der er indtrådt ligevægt, fra udløbet 17 som angivet ved en pil 20 blive afgivet en mængde tørt produkt, der svarer til den mængde fugtigt 25 produkt, som ledes gennem indløbet 16. Under driften af fluid bed tørreren vil der derfor bibringes det fluidiserede produktlag, som er understøttet af lejepladen 13, en kontinuert bevægelse fra indløbet 16 til udløbet 17 som angivet ved en pil 21. Når man ønsker at afbryde driften af tørreren, 30 standses tilførsel af fugtigt eller vådt materiale til indløbet 16, og siden hen bevæges spjældet eller overløbspladen 19 til en sådan stilling, at næsten al produktet kan strømme fra lejepladen ind i udløbet 17.

149737 8

For at sikre at også resterende mængder af produkt P fjernnes fra lejepladen, når spjældet eller overløbspladen 19 er åbnet, er perforeringerne i lejepladen sædvanligvis udformede således, at de tilvejebringer opad rettede fluidiserings-5 gasstrømme, som har en vandret strømningskomposant, rettet imod produktudløbet 17. Perforeringerne eller åbningerne 22 er i så fald normalt af den såkaldte gælletype. En sådan åbning kan frembringes ved at lave et indsnit gennem pladen og nedtrykke den op til indsnittet græhsende del af pladen på 10 den ene side heraf. Sådanne gælleåbninger frembringer fluidi-seringsgasstrømme, som effektivt fjerner al resterende mængde af produkt fra lejepladen 16, når spjældet eller overløbspladen er åbnet. Under normal drift af tørreren frembringer imidlertid de imod udløbet 17 rettede gælleåbninger eller per-15 foreringer en temmelig kraftig bevægelse af produktet hen imod udløbet i den nedre del af det fluidiserede produktlag, og følgelig strømmer det fluidiserede produkt i den øvre del af laget i den modsatte retning imod indløbet 16. Dette frembringer en uønsket tilbageblanding af materiale i det 20 fluidiserede leje således, at opholdstiden af produktpartiklerne i det fluidiserede leje vil variere betydeligt. I den på tegningen viste tørrer er lejepladen 13 modificeret på en sådan måde, at tilbageblandingseffekten er modvirket, medens såvel selvtømnings- eller selvrensningseffekten som den sa-25 nitære udførelse er bevaret.

Fig. 3 viser, set fra oven, lejepladen 13 af det på fig. 1 viste tørreapparat. Alle åbningerne eller perforeringerne 22 i pladen er af gælletypen. Pladen er imidlertid, som bedst vist på fig. 3, inddelt i et antal tværgående zoner 23 og 24.

30 I zonerne 23 er gælleåbningerne 22 udformede således, at derigennem strømmende gas er rettet imod udløbet 17 på sædvanlig måde. I de mellemliggende zoner 24 derimod er gælleåbningerne 22 modsat rettede.

149737 9

Den aksiale længde af de mellemliggende zoner 24 er mindre end længden 1 af zonerne 23, På den i fig. 3 viste udførelsesform er zonernes 24 længde kl. Idet fluidiseringsgas-strømmene fra de mellemliggende zoner 24 er rettede imod ind-5 løbet 16, vil de modvirke den af fluidiseringsgasstrømmene fra zonerne 23 forårsagede bevægelse af produktet. Som illustreret på fig. 1 frembringer de modsat rettede gasstrømme et slags pneumatisk overløb i grænseområdet mellem nabozonerne 23 og 24, hvor de hinanden modsat rettede gasstrømme mødes.

10 Disse pneumatiske overløb inddeler lejepladen i et antal sektioner og, som angivet med pile på fig. 1, kan tilbageblanding kun finde sted inden for hver enkelt af en sådan sektion.

Da længden af de mellemliggende zoner 24 er væsentlig mindre end længden af zonerne 23, vil lejepladen stadig være selvren- 15 sende.

Fig. 4 viser en del af en alternativ udførelsesform af den på fig. 3 viste lejeplade. På fig. 4 er perforeringerne eller åbningerne i de mellemliggende zoner 24 plane, udstansede, cirkulære åbninger 25, medens perforeringerne eller åbninger- 20 ne 22 i de tilstødende zoner 23 er af gælletypen, som frembringer fluidiseringsgasstrømme hen imod produktudløbet 17.

I dette tilfælde kan den aksiale længde af de mellemliggende zoner være lig med eller endog overstige den aksiale længde af de tilstødende zoner 23 med gælleformede åbninger.

25 pig. 5 viser en del af en yderligere modifikation af den på fig. 3 viste lejeplade. På fig. 5 er lejepladen 13 forsynet med i tværretningen forløbende korrugeringer, som i og for sig er kendt fra USA patentskrift nr. 4.305.210. Sådanne korrugeringer reducerer tilbageblandingseffekten yderligere.

30 i den på fig. 2 viste udførelsesform er alle perforeringerne eller åbningerne 22 i fordelerpladen 13 af gælletypen, der frembringer fluidiseringsgasstrømme hen imod produktudløbet 17. På fig. 2 er de mellemliggende zoner 24 erstattet af i 149737 ίο tværretningen anbragte raskker af gasdyser 26, som rager op igennem lejepladen 13 og er rettede opad og hen imod lejepladens indløbsende. Gasdyserne 26 står i forbindelse med et kammer 27, til hvilket opvarmet gas kan ledes gennem en 5 gastilførselsledning 28. Gastrykket i kammeret 27 er fortrinsvis større and gastrykket i det nedre rum 12 af kammeret 10, så at fluidiseringsgasstrømmene fra dyserne 26 er kraftigere end fluidiseringsgasstrømmene fra de gælleformede åbninger 22 i fordelerpladen 13. Gasstrømmene fra dyserne 26 er der-10 for i stand til at frembringe pneumatiske overløb af den i forbindelse med udførelsesformen på fig. 1 beskrevne type.

Det er underforstået, at forholdet mellem dimensionerne af léjepladen, og mellem antallet og størrelsen af perforeringerne eller åbningerne 22, som vist på tegningerne, ikke er 15 korrekt. I praksis har hver lejeplade 13 et meget større' antal perforeringer og fortrinsvis tillige med et større antal mellemliggende zoner 24. For eksempel kan den aksiale længde af hver mellemliggende zone 24 være omkring 20 cm og kan indeholde 24 tværgående rækker af gælleformede åbnin-20 ger 22, og længden af zonerne 23 er da 40 cm, og hver zone kan indeholde 48 tværgående rækker af gælleformede åbninger.

Det er underforstået, at forskellige ændringer og modifikationer af de ovenfor beskrevne udførelsesformer kan laves inden for nærværende opfindelses område. For eksempel behø-25 ver perforeringerne 22 ikke nødvendigvis være af den såkaldte gælleformede type, men kan være af en hvilken som helst anden type, som tilvejebringer fluidiseringsgasstrømme med en vandret strømningskomposant. Yderligere behøver lejepladen 13 ikke være vandret, man kan danne en lille vinkel med 30 et vandret plan.

Claims (8)

1. Fremgangsmåde til behandling af et pulver- eller partikelformet materiale (P) med gas, ved hvilken fremgangsmåde materialet kontinuert tilføres ved den ene ende af en langstrakt lejeplade (13), strømme af 5 gas ledes opad gennem åbninger (22, 25) i lejepladen (13), så at materialet derover fluidiseres, det fluidiserede materiale transporteres langs lejepladen (13) i længderetningen til den anden, modstående ende af lejepladen, og materialet kontinuert udtages fra lejepladen ved den anden ende af denne, 10 kendetegnet ved, at gasstrømmene fra mindst to tværliggende zoner (23) af lejepladen (13) er rettede således, at der opnås en strømn i ngskomposant i retning mod den anden ende af lejepladen, og at gasstrømmene fra i det mindste én anden tværgående, imellem og op ad et tilsvarende par af de førstnævnte zoner (23) liggende 15 zone (24) af iejepladen er rettede således, at der opnås en væsentlig reduceret strømningskomposant i den nævnte retning, hvorved tilbageblanding af materiale mellem henholdsvis de førstnævnte og de andre zoner reduceres.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, 20 kendetegnet ved, at gasstrømmene fra den mellemliggende zone (24) er rettede hovedsagelig lodret.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendeteg n et ved, at gasstrømmene fra den mellemliggende zone (24) er rettede således, at der opnås en strømningskomposant i 25 retning mod den nævnte første ende af lejepladen.

4. Fluid bed til behandling af pulver- eller partikelformet materiale med gas og omfattende en langstrakt, hovedsagelig vandret, med et stort antal tætliggende dyser (26) eller åbninger (22, 25) forsynet lejeplade (13), 149737 et materialeindløb (16) ved den ene ende af lejepladen, et materialeudløb (17) ved den anden, modstående ende af lejepladen, organer (14) til at blæse gas op gennem dyserne eller åbningerne i pladen, så at materialet derover fluidiseres og transporteres i en 5 længderetning langs pladen fra det nævnte indløb (16) til det nævnte udløb (17), kendetegnet ved, at lejepladen (13) har mindst to tværgående zoner (23) med åbninger (22) udformede således, at der frembringes opad rettede gasstrømme med en vandret strømningskomposant 10 rettet hen imod den nævnte anden ende af lejepladen, og mindst én anden tværgående zone (24), som er beliggende imellem og støder op til et tilsvarende par af de førstnævnte zoner, og som har åbninger (22, 25) udformede således, at der frembringes gasstrømme med en væsentlig mindre vandret strømningskomposant i den nævnte retning.

5. Fluid bed ifølge krav 4, kendetegnet ved, at åbningerne (22, 25) i alle de nævnte zoner er udformede således, at der frembringes opad rettede gasstrømme, som er hovedsagelig parallelle med et lodret plan i den nævnte længderetning.

6. Fluid bed ifølge krav 4 eller 5, kendetegnet ved, at åbningerne (22) i de nævnte tværliggende zoner (23, 24) er af den gælleformede type.

7. Fluid bed ifølge krav 4 eller 5, kendetegnet ved, at åbningerne (25) i den nævnte mellem-25 liggende zone (24) er af den almindelige, udstansede type.

8. Fluid bed ifølge et hvilket som helst af kravene 4-6, kendetegnet ved, at åbningerne (22) i den mellemliggende zone (24) er udformede således, at der frembringes gasstrømme med en vandret imod den nævnte ene ende af lejepladen (13) rettet 30 strømningskomposant.