DK155035B

DK155035B - Fremgangsmaade til at bringe partikelformet materiale i kontakt med et fluidum

Info

Publication number: DK155035B
Application number: DK507377AA
Authority: DK
Inventors: Henri Gibert; Jean-Louis Baxerres
Original assignee: Anvar
Priority date: 1976-11-17
Filing date: 1977-11-16
Publication date: 1989-01-30
Also published as: DK155035C; IT1095800B; SE432888B; GB1575087A; US4165568A; FR2371227A1; JPS6038971B2; FR2371227B1; DE2750003C2; DE2750003A1; ES464192A1; JPS5386679A; SE7712959L; DK507377A; NL7712373A

Description

1 DK 155035B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til at bringe partikelformet materiale i kontakt med et fluidum, ved hvilken én eller flere faser, hver bestående af et fast produkt, der fremtræder i findelt tilstand i form af store partikler, bringes i suspension og i naturlig cirkulation i en af et fluidum bestående fase.

Fremgangsmåden kan anvendes til arbejder såsom tilvejebringelse af homogene blandinger af produkter i findelt tilstand, eller omvendt adskillelse af produkter i findelt tilstand og med forskellig massefylde, nedslibning af et produkt i findelt tilstand, varmebehandling og mere almindeligt operationer, som iværksætter overføringer af materiale, varme og bevægelsesmængde.

2

DK 155035 B

Man er for nærværende i stand til at "fluidisere" produkter i findelt tilstand, som fremtræder i form af små partikler med en kornstørrelse under ca. 2 mm. Fluidiseringen består i at bringe partiklerne i suspension, idet man lader laget af opdelt produkt gennemstrømme af et fluidum med en hastighed, der er større end den "minimale fluidiseringshastighed", en hastighed V^, som kendetegner produktet i findelt tilstand. Når fluidets hastighed overskrider denne værdi, svulmer produktlaget op, og partiklerne underkastes ustandselige og uregelmæssige bevægelser. Laget får da egenskaber svarende til en væskes, og særdeles effektive udvekslinger, især termiske, med fluidet kan finde sted deri. Dette fænomen udnyttes i et stort antal industrielle anvendelser.

Alligevel har man hidtil ikke kunnet fluidisere store partikler, hvis kornstørrelse overstiger ca. 2-3 mm. De forsøg, der er udført, viser, at der i dette tilfælde dannes "stempler" af fluidum, som periodisk hæver sig i laget, idet de løfter det i dets helhed. Der er ikke længere nogen virkelig intim kontakt mellem fluidet og partiklerne, og de særlige fordele ved fluidiseringen går således tabt.

Man har anbefalet to løsninger til afhjælpning af denne vanskelighed. Disse løsninger gør det muligt at bringe en faststof-fase i findelt tilstand i kontakt med en gasformig fase, men uden at der er tale om fluidisering i egentlig forstand. Den første består i, at man anbringer produktet i et lag med meget ringe tykkelse, idet denne højst er lig med tre gange et korns dimension. Denne løsning er meget besværlig, da den for en given produktmængde kræver meget store apparatflader og altså som følge heraf store fluidummængder. Yderligere er udvekslingerne mindre gode end ved fluidisering, idet der konstateres en meget svag vandret diffusion af partiklerne .

Den anden løsning består i, at man anvender "strålelag", som tilvejebringes ved, at man i lagets midte danner en fluidumbane med praktisk talt konstant tværsnit, i hvilken partiklerne stiger opad med stor hastighed i en fortyndet fase. Efter at være udslynget fra banen falder de derpå i faststoffase atter ned langs væggene. Strålelagene løser dog ikke problemet på tilfredsstillende måde, idet de har følgende mangler: Dårlig udveksling i laget som følge af, at dette ikke er homogent, idet der findes såvel en tættere fase som 3

DK 155035 B

en fortyndet fase, og dårlig udnyttelse af fluidet, hvoraf en del undslipper ved banens øvre ende, uden at have været i virkelig kontakt med partiklerne.

Det bør endvidere nævnes, at der foreligger to patentskrifter, som beskriver apparater, der frembyder lighedspunkter med det eller de apparater, der anvendes til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, nemlig fransk patentskrift nr. 1.363.939 og tysk patentskrift nr. 530.977. Ikke desto mindre er de i patentskrifterne omtalte fremgangsmåder ved brugen af disse apparater meget forskellige fra fremgangsmåden ifølge opfindelsen, og de muliggør ikke dannelsen af et lag, som er ækvivalent med et fluidiseret lag.

Fransk patentskrift nr. 1.363.939 beskriver en fremgangsmåde, som består i, at man lader fine partikler med en kornstørrelse under 50 μ cirkulere oppefra nedefter ved tyngdekraftens hjælp i en gas-formig strøm, der bevæger sig med meget store hastigheder i forhold til den hastighed, hvormed partiklernes pneumatiske transport finder sted ( størrelsesorden 40 gange større). De fine partikler rives med af gassen i en cyklonbevægelse og slynges imod skrå vægge, langs hvilke de glider nedad. Man får således en fortyndet fase i cyklonens midte og en tættere fase langs væggene, og kontakten mellem partikler og fluidum er særdeles middelmådig. Desuden er det under disse forhold ikke muligt at opnå en stationær funktion uden tilførsel og aftapning, da partiklerne hurtigt samler sig i apparatets neder-ste del.

Tysk patentskrift nr. 530.977 beskriver et apparat, i hvilket et fast stof i findelt tilstand ved tyngdekraftens hjælp falder i kaskade fra én skråtstillet etage til en anden, mens en gas med ringe hastighed sendes gennem bunddelen med henblik på en tørring.

De skråtstillede etager tjener som prelplader, der forlænger partiklernes fald for at forøge det tidsrum, i hvilket der er kontakt med fluidet. Der tilvejebringes ikke noget lag, der er ækvivalent med et fluidiseret lag, og den omtalte proces nyder ikke godt af den fortrinlige kontakt, der tilvejebringes med disse lag. Desuden er en stationær funktion uden tilførsel og uden aftapning ligeledes umulig under de i dette patentskrift omtalte betingelser.

Det er opfindelsens formål at afhjælpe manglerne ved de kendte fluidiseringsfremgangsmåder i forbindelse med store partikler, hvis kornstørrelse i det mindste er lig med en værdi af størrelsesordenen 1 mm.

4

DK 155035 B

Opfindelsen tager i særdeleshed sigte på at gøre det muligt i et fluidum at bringe ét eller flere faste produkter i suspension og i naturlig cirkulation, hvilke produkter fremtræder i findelt tilstand i form af store partikler, med henblik på, at sikre en intim kontakt mellem faserne og på ny i industriens forskellige sektorer, at opnå de traditionelle fordele ved fluidiseringen.

En andeii fordel er, at muliggøre en stationær funktion gennem ubegrænsede tidsrum, hvorunder de store partikler forbliver i suspension i fluidet med en på det nærmeste ensartet massefylde.

En yderligere fordel er, at muliggøre et valg alt efter anvendelsen af partiklernes cirkulationsretning i forhold til fluidet, nemlig såvel i cirkulation i strømningsretningen som i cirkulation imod strømningsretningen.

Disse fordele opnås ved hjælp af en fremgangsmåde, der i-følge opfindelsen er ejendommelig ved, at produktet tilvejebringes i form af store partikler med en kornstørrelse, der i det mindste er lig med 1 mm, at nævnte store partikler bringes i suspension og i hvirvlende cirkulation i hvert kammer, idet der anvendes ét eller flere kamre, som benævnes cirkulationsceller og er forsynet med én eller flere skærme, som hver i forhold til vandret hælder i en vinkel a, der i det mindste er lig med det findelte produkts naturlige skridningsvinkel, mens hver celles skærm eller skærme er indrettet til ved dens nederste del at afgrænse et sådant indløbstværsnit s, at 0,12— I — 0,60, og idet der til hver celle tilføres en sådan mængde opdelt produkt, at højden af produktet i hviletilstand i cellen i det højeste er lig med en grænseværdi, der groft tilnærmelsesvis er af samme størrelsesorden som skærmens højde Hc, og idet der til hver celle tilføres fluidum gennem dens fri tværsnit s med en sådan strømningsmængde pr. tidsenhed, at hastigheden V af fluidet i niveau med tværsnittet S på den ene side i det mindste er lig med den mindste fluidiseringshastighed V^, som karakteriserer det findelte produkt, og på den anden side er mindre end den hastighed Vt, hvormed store partikler pneumatisk transporteres af fluidet.

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere forklaret under henvisning til tegningen, som viser udførelsesformer for appara-tet ifølge opfindelsen, og hvori fig. 1 skematisk og i tværsnit viser en grundcelle, fig. 2 skematisk og i tværsnit en kolonne med flere oven på hinanden anbragte celler.

5 DK 155035 B

fig. 3 og 4 to muligheder for kontinuerlig anvendelse af denne kolonne, fig. 5 skematisk og i skrå afbildning med bortskårne dele et rum med flere celler anbragt ved siden af hinanden, fig. 6 et tværsnit i en anden udførelsesform et rum med flere celler anbragt ved siden af hinanden, fig. 7 en mulighed for kontinuerlig anvendelse af dette sidste rum, og fig. 8 skematisk et tværsnit gennem et rum med flere celler anbragt oven på og ved siden af hinanden.

Fig. 1 viser et snit gennem en grundcelle i drift. Man ser på denne figur en fordeler 1, under hvilken det tilførte fluidum ankommer, og en kanal 2 med tværsnitsareal S, der danner cellen, og ne-derst i denne en skærm 3, der er anbragt i den ene side af kanalen, og som har en overside, der hælder i en vinkel α i forhold til vandret. Partikler 4 har en kornstørrelse, som er større end 1 mm.

Når fluidumtilstrømningen når en sådan værdi, at dens hastighed V i kanalen 2 bliver større end Vm^, men stadig ligger under hastigheden V^, kan det konstateres, at partiklerne underkastes en hvirvelcirkulation i den med en pil R viste retning. Denne bevægelse skyldes - dels virkningen af en pneumatisk medrivning i en zone ab med reduktion af partiklernes hastighed i afhængighed af stigningen (idet fluidets hastighed selv aftager som følge af forøgelsen af tværsnitsarealet i niveau med skærmen fra indløbstværsnitsarealet s indtil tværsnitsarealet S), - dels et fænomen, som består i, at partiklerne falder tilbage i en zone bc, der er beliggende over skærmen, hvad der skyldes, at fluidets bæreevne er blevet formindsket.

Man får således et lag, der er ækvivalent med et fluidiseret lag, i hvilket hver partikel er i dynamisk ligevægt i fluidets indre og flyder i dette fluidum med en næsten ens partikelmassefylde.

Hastighedsforholdene er væsentlige for opnåelsen af dette resultat. En hastighed, der er lavere end den minimale fluidiserings-hastighed V bevirker ingen "cirkulation", og partiklerne falder simpelt: hen under virkningen af deres vægt ned i cellens bund uden at nyde godt af de forskellige fluidiseringsfordele, som vil blive omtalt nedenfor. I tilfælde af, at hastigheden er højere end den pneumatiske transporthastighed Vfc, optræder der en ustabil tilstand, i flp.t oartiklerne i nnlrist fasp. mpdri ves οσ foires ud af cellen.

6 DK 155035 B

Den minimale fluidiseringshastighed V ^ og den pneumatiske transporthastighed Vt for et produkt i findelt tilstand er karakteristiske parametre for dette produkt, som for de fleste gængse produkters vedkommende er fagmanden velbekendt. Således er for et materiale i findelt tilstand, som fremtræder i form af store, sfæriske partikler, den pneumatiske transporthastighed omkring 9 gange større end dets minimale fluidiseringshastighed .

Fluidumstrømningsmængden justeres fortrinsvis således, at dets hastighed V i niveau med kanalen S ligger mellem 1,5 Vmf og 2,5 V f. Ved forsøg har det vist sig, at partiklernes hvirvelbevægelse i dette optimale interval foregik under gunstige betingelser og forblev stabil uden risiko for, at det omtalte stempelfænomen skulle optræde.

Uden for dette intervals overgrænse begynder stempelfænomenet at vise sig, og det medfører en vis instabilitet i lagets overside, og partiklernes rotationsbevægelse bremses en smule ved deres mangfoldige anslag imod cellens vægge.

Det vil ses, at forholdet § ligeledes er afgørende for mu-ligheden af, at opnå en stabil hvirvel med intim kontakt mellem faserne. Under værdien ·|· = ca. 0,12 har fluidet en for stor hastighed i niveau med skærmen og danner en bane, hvori det faste stof transporteres i opløst fase. Man får atter de fænomener, der knytter sig til strålelaget, og de ovenfor omtalte ulemper. Over en værdi, der tilnærmelsesvis er lig med 0,60, er skærmens virkning for svag til at kunne bevirke dannelse af en hvirvel, og man får på ny de klassiske problemer, der optræder i forbindelse med flui-disering af store partikler.

I øvrigt har det ved iagttagelser ligeledes vist sig, at hvirvelbevægelsen ikke kunne opstå, når produktmængden i cellen var for stor. I praksis må man derfor begrænse højden af produktet, der antages at befinde sig i hvile i cellen, til skærmens højde H , for

O

at få et godt resultat.

I øvrigt er skærmens hældningsvinkel α ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen indstillet på en værdi, der er større end produktets naturlige skridningsvinkel. Ved denne foranstaltning elimineres enhver risiko for ansamling af partikler til højre for skærmen.

De nedenfor angivne parameterværdier, som kendetegner fremgangsmåden, er opnået af eksperimentel vej og skal selvfølgelig betragtes som tilnærmelsesvis. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen gør 7

DK 155035 B

det muligt i forbindelse med store partikler at opnå alle fluidi-seringens fordele og navnlig - en fortrinlig koefficient for overføring af varme eller af materiale mellem fluidet og partiklerne på grund af den intense turbulens, som hersker i lagets indre og i hele laget.

- at alle lagets partikler bringes i suspension, uden at der forekommer en tæt eller fast zone.

Denne sidste egenskab er eksperimentelt bekræftet ved registrering af det tryktab, der forekommer hos fluidet under passagen gennem partikellaget. Som det er tilfældet for fluidiseringens vedkommende, er dette tryktab tilnærmelsesvis lig med vægten af partikler pr. vinkelret snitarealenhed i cellen. For så vidt angår "strålelag" er fluidets tryktab betydeligt lavere end vægten af partikler pr. vinkelret snitarealenhed i kolonnen, hvad der viser, at partiklerne ikke alle er bragt i suspension.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan man i øvrigt fortrinsvis anvende celler, hvis dimensioner langs de tre akser hver for sig i det mindste er lig med ti gange det findelte produkts kornstørrelse. Man begrænser på denne måde den virkning af væggen, som afbremser partiklernes hvirvelbevægelse.

For at bringe et produkt, hvis naturlige friktionsvinkel er mindre end 45°, i suspension og i naturlig cirkulation, justeres forholdet § mellem det fri tværsnit og cellens tværsnit med fordel b 1 til en værdi, der tilnærmelsesvis er lig med ^, idet hver skærms hældningsvinkel α er af størrelsesordenen 45°. Cellen har således en geometri, der er særlig gunstig for tilvejebringelse af en stabil hvirvelbevægelse.

De ovenomtalte fordele gør det muligt at iværksætte fremgangsmåden ifølge opfindelsen ved mange anvendelser, hvor der forekommer produkter i findelt tilstand i form af store partikler. Tværsnittet af hver celle kan i afhængighed af den tilsigtede anvendelse have forskellige former som cylindrisk form med en skærm af cylin-derudsnitform, rektangulær form med skærm af form som et lige prisme, ringform med skærm af form som et ringformet udsnit osv.

Det er muligt at anvende et rum, som indeholder én eneste cirkulationscelle, eller i modsætning dertil et rum, som indeholder flere celler. I dette sidste tilfælde kan cellerne være anbragt oven på hinanden til dannelse af en kolonne, som strækker sig lodret, idet fluidet successivt passerer fra én celle til den anden fra den neder- 8

DK 155035 B

ste til den øverste.

Cellerne kan ligeledes være anbragt ved siden af hinanden, idet de støder op til hinanden i ét og samme niveau og forsynes med fluidum i parallel.

Det er endvidere muligt, at kombinere de to arrangementer til opnåelse af et rum i flere etager, som hver er dannet af flere celler ved siden af hinanden.

Den i fig. 2 viste kolonne består af flere cirkulationsceller såsom 5a, 5b, 5c osv., der er anbragt oven på hinanden. X hver celle findes en enkelt skærm såsom 6a, 6b, 6c osv., der er placeret asymmetrisk til den ene side for dennes akse og strækker sig til dens sidevæg. Kolonnen kan have cylindrisk form, og i så fald består denne skærm af et cylinderudsnit, eller den kan have en rektangulær form, og i dette tilfælde består skærmen af et lige prisme, som strækker sig fra dens ene ende til den anden. De forskellige cellers skærme er anbragt forskudt overfor hinanden på en sådan måde, at de hvirvlende bevægelser af partiklerne i to celler, som grænser op til hinanden, sker i indbyrdes modsatte retninger. I det viste eksempel tillukker disse skærme halvdelen af cellens tværsnit, og deres overside skråner i en vinkel på 45° i forhold til vandret.

Forneden i kolonnen tjener en rist 7 som fluidumfordeler og forhindrer, at partikler af fast produkt passerer ind i en kanal 8, gennem hvilken et fluidum, eksempelvis luft, ankommer i en sådan strømningsmængde, at fluidets hastighed er af størrelsesordenen 2 V ^ i det pågældende tværsnit af hver celle.

For at sætte partiklerne i stand til at fordele sig i cellerne uden direkte pneumatisk transportvirkning og uden stempelvirkning ligger hver celles højde fra dens indløbstværsnit indtil den næste overliggende celle tilnærmelsesvis mellem højden H af dens

O

skærm og en grænseværdi af størrelsesordenen 2D, hvor D er den mindste dimension af en celle i vandret snit, diameter eller bredde. En værdi Ht af størrelsesordenen 1,2 til 1,5 D giver udmærkede resultater. Der regnes med en dimension D, der er større end 10 gange middelkornstørrelsen for de partikler, der skal behandles.

Kolonnen med over hinanden anbragte celler kan med fordel benyttes, hver gang man ønsker i videst muligt omfang at formindske den fluidummængde, der er nødvendig for at bringe det faste stof i suspension og i cirkulation, eller for at drage størst mulig fordel af fluidummængden (maksimal sænkning af fluidets temperatur under varmeudvekslingerne, vidtgående ekstraktion af en bestanddel under 9

DK 155035 B

separationsprocesserne osv.)· Denne udformning er optimal i henseende til energiforbrug.

Denne kolonne lader sig anvende til kontinuerlig drift og er lige så velegnet for bevægelse af fluidum og faste partikler i samme retning som for modstrømsbevægelse.

Pig. 3 viser skematisk et anlæg, hvor de to bevægelser sker i samme strømningsretning. Tilførselen til cellerne sker ved, at det findelte produkt kontinuerligt indsprøjtes i den nederste celle 5a over dennes skærm 6a, og skridt for skridt ved transport fra én celle til en overliggende celle.

Produktet vender således i hvirvelbevægelse tilbage i den nederste celle, og der opstår en statistisk tilfældig bevægelse af partiklerne i retning mod de øvre celler.

Produktet kan kontinuerligt aftappes fra den øverste celle efter behandlingen.

I det i fig. 3 viste eksempel sker tilførselen fra en tragt 9 med en doseringsventil 10, og aftapningen sker ved overløb fra den øverste del af den øverste celle til en ledning 11. Fluidet leveres ved hjælp af en kapselblæser 12 i passende mængde. Denne mængde måles ved måling af trykfaldet i et venturirør 13. I tilfælde af en termisk udveksling mellem fluidum og partikler anbringes der termometre 14 og 15 på de steder, hvor fluidet strømmer ind og bort, for at gøre det muligt, at konstatere den udvekslede varmemængde. Ydelsen kan optimeres ved en regulering af fluidumstrømningsmængden omkring de ovenomtalte værdier og ved en regulering af den indsprøjtede mængde findelt produkt.

Ved forsøg har det kunnet konstateres, at muligheden for at bestemme varigheden af produktets ophold i kolonnen forbedres, jo større antallet af celler er. Spredningen af partikelopholdstiderne omkring en middelværdi er mindre, jo større antallet af celler er. Denne middelværdi er tilnærmelsesvis lig med forholdet mellem lagets totale volumen og det tilførte volumen af produkt i fast form.

Pig. 4 viser skematisk et anlæg, hvor partiklernes bevægelse sker i retning modsat fluidets. Tilførselen af produkt til cellerne sker ved, at produktet kontinuerligt indsprøjtes i den øverste celle på højre side af dennes skærm ved hjælp af en tragt 16 og efterhånden ved tyngdekraftens hjælp fra den ene celle til den under denne liggende celle.

10

DK 155035 B

Med henblik på visse anvendelser, hvor der er tale om adskillelse af findelte produkter, hvad der vil blive omtalt nedenfor, kan der ved kolonnens øverste ende være tilvejebragt en cyklon 18 til opsamling af de partikler, der har den mindste massefylde.

Fig. 5 og 6 viser eksempelvis to varianter af rum med celler, der er anbragt ved siden af og stødende op til hinanden, 19a, 19b, 19c....... henholdsvis 20a, 20b, 20c osv. Disse celler forsy nes parallelt med fluidum gennem en fordeler 21 eller 22 og via deres indløbstværsnit, der omtrentligt ligger i samme niveau.

I den i fig. 5 skematisk viste variant består cellernes skærme 23 af et lige prisme, der strækker sig over hele rummets længste dimension.

I den variant, der skematisk er vist i fig. 6, består skærmene 24 af flere lige prismer, der er anbragt parallelt med hinanden i de forskellige celler. Det bemærkes, at skærmene i en anden variant kan være anbragt to og to med ryggen mod hinanden. I øvrigt kan de forskellige arrangementer være kombineret på én etage med det formål at opnå et rum, der strækker sig vandret i to på hinanden vinkelrette dimensioner.

For hver af de skematisk viste udformninger er partiklernes hvirvelbevægelser symboliseret med en pil på de pågældende figurer.

For at sætte partiklerne i stand til at fordele sig i cellerne ved overløb fra den ene celle til den anden har skillevæggene 25, henholdsvis 26, en højde H , som ligger mellem skærmenes 3? højde H og en grænseværdi af størrelsesordenen 2D, hvor D er den w mindste dimension af et vandret snit gennem cellen.

De netop beskrevne rum, navnlig det rum, der skematisk er vist i fig. 6, kan bringes til at fungere kontinuerligt, idet partiklernes bevægelse foregår fra de celler, som er beliggende i den ene side, i retning mod cellerne i den modsatte side.

Fig. 7 viser skematisk et anlæg, hvor bevægelsen sker fra venstre mod højre. Cellernes forsyning med findelt produkt tilvejebringes ved, at produktet kontinuerligt indsprøjtes i mindst én celle, som ligger i rummets ene side, og stadig videre ved overløb over skillevæggene mellem cellerne. Det findelte produkt aftappes kontinuerligt i mindst én celle, som er beliggende i den side, der ligger over for tilførselscellen. Tilførselen og aftapningen kan ske ved hjælp af organer af den i det foregående beskrevne art.

Tilførselen af fluidum sker gennem fordelere 22', der er

u DK 155035 B

anbragt i niveau med cellernes indløbstværsnit, og som er indrettet til at tilvejebringe et trykfald, der ligger væsentligt højere end en tærskel svarende til vægten af partikler pr. tværsnitsarealenhed i et vinkelret snit gennem en fyldt celle. Man reducerer på denne måde ved processens begyndelse udviklingen af foretrukne fluidumpassager ind i de celler, som endnu ikke er fyldt. Derudover sikrer en sådan fordeler en bedre funktionsstabilitet for den af cellerne bestående helhed under processens forløb.

Fig. 8 viser skematisk et rum, der er forsynet med et antal cirkulationsceller i lighed med de allerede beskrevne, som på én gang er anbragt oven på og ved siden af hinanden i et tredimensionalt arrangement.

Som eksempler uden begrænsende virkning vil flere anvendelser af opfindelsen blive beskrevet i det følgende. De findelte produkter er i samtlige tilfælde produkter, der optræder i form af store partikler, hvis kornstørrelse i det mindste er lig med 1 mm,og fluidet er en gas.

Eksempel 1

Fremgangsmåden kan udøves med det formål, at danne en homogen blanding af mindst to faste produkter af forskellig art.

Gassens strømningsmængde pr. tidsenhed indstilles på en sådan værdi, at dens hastighed V i cellernes tværsnit S forbliver lavere end den pneumatiske transporthastighed for alle produkterne. Der opnås på denne måde en fuldstændig blanding af partiklerne af de forskellige produkter, selv om disse har forskellige fysiske karakteristika såsom diameter, form etc.

Eksempel 2

Fremgangsmåden kan ligeledes iværksættes med to faste produkter med forskellig massefylde med det formål at adskille dem.

Gassens strømningsmængde pr. tidsenhed indstilles da på en sådan værdi, at dets hastighed V i cellernes tværsnit S er højere end den pneumatiske transporthastighed for det ene produkt og lavere end medrivningshastigheden for det andet. Det første produkt medrives i stadig højere grad af gassen, mens det andet forbliver i hvirvlende bevægelse i cellerne.

Eksempel 3

Fremgangsmåden kan endvidere iværksættes med henblik på op-

12 DK 155035 B

Ved en første udformning af fremgangsmåden er cellernes vægge dækket med en slibende beklædning, som bevirker slibning af partiklerne ved successive anslag mod dem.

Ved en anden udformning af fremgangsmåden blandes et slibende produkt i findelt tilstand med det produkt, som skal behandles, med henblik på at opnå slibningen ved indbyrdes sammenstød mellem partiklerne.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan iværksættes med henblik på gennemførelse af' en termisk behandling af et produkt i findelt tilstand, idet fluidet bringes på den temperatur, som er passende for udførelsen af nævnte behandling. Den termiske behandling kan være en dybfrysning, en blanchering, en kogning, en sterilisation, en stegning etc.

De specielle fordele ved fremgangsmåden er følgende: Ensartet behandling af kornene uanset kornstørrelse inden for de angivne grænser, god nyttevirkning af operationen i sammenligning med de klassiske metoder som følge af de fortrinlige termiske overførsler mellem fluidet og kornene, mulighed for kontinuerlig drift, ingen ændring af kornenes vævsbeskaffenhed, mulighed for sænkning af driftstemperaturen i forhold til den temperatur, hvormed der arbejdes ved de klassiske metoder, og reduktion af mængden af udstrømmende væske.

Fremgangsmåden kan endvidere iværksættes med henblik på operationer, hvorved der samtidig overføres materiale og varme. Det typiske eksempel herpå er tørring af produkter i fast eller endog i flydende form. Forsøg har vist, at ud over reduktion af driftstemperaturen og behandlingstiden i sammenligning med de traditionelle metoder gør denne fremgangsmåde det muligt, at undgå dannelse af agglomerater som følge af indbyrdes sammenklæbning af kornene.

Det er ligeledes muligt at tænke sig tørring af flydende eller halvflydende produkter såsom slam ved direkte at indsprøjte dem i et lag bestående af inaktive partikler.

Claims

1. Fremgangsmåde til at bringe partikelformet materiale i kontakt med et fluidum, hvilken fremgangsmåde er af den art, ved hvilken man anvender et rum, der forneden er forsynet med en fluidumfordeler (1,7,21,22), og som indeholder mindst ét grundkammer (2), der er dannet af en kanal med et tværsnitsareal S, og som forneden har mindst én i forhold til kanalens akse usymmetrisk anbragt skærm (3), og hvor man til hvert kammer tilfører en mængde findelt produkt og til hvert kammer tilfører fluidum i opadstigende retning, kendetegnet ved, at produktet tilvejebringes i form af store partikler med en kornstørrelse, der i det mindste er lig med 1 mm, at nævnte store partikler bringes i suspension og i hvirvlende cirkulation i hvert kammer, idet der anvendes ét eller flere kamre (2,5,19,20), som benævnes cirkulationsceller og er forsynet med én eller flere skærme (3,6,23,24) , som hver i forhold til vandret hælder i en vinkel a, der i det mindste er lig med det opdelte produkts naturlige skridningsvinkel, mens hver celles skærm eller skærme er indrettet til ved dens nederste del at afgrænse et sådant indløbstværsnitsareal s, at 0,12=^-|r ^=- 0,60, og idet der til hver celle tilføres en sådan mængde findelt produkt, at højden af produktet i hviletilstand i cellen i det højeste er lig med en grænseværdi, der groft tilnærmelsesvis er af samme størrelsesorden som skærmens højde Hc, og idet der til hver celle tilføres fluidum gennem dens fri tværsnit s med en sådan strømningsmængde pr. tidsenhed, at hastigheden V af fluidet i niveau med tværsnittet S på den ene side i det mindste er lig med den mindste fluidiseringshastighed Vmf, som karakteriserer det findelte produkt, og på den anden side er mindre end den pneumatiske transporthastighed Vt, hvormed store partikler kan transporteres af fluidet.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at indstrømningen af fluidum i hver celle (2) er tilpasset på en sådan måde, at fluidets hastighed V i niveau med tværsnitsarealet S er mellem 1,5 og 2,5 V £.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at man anvender celler (2), hvis dimensioner langs de tre· akser hver for sig i det mindste er lig med 10 gange det findelte produkts kornstørrelse.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, 2 eller 3 til at bringe et produkt, hvis naturlige skridningsvinkel er mindre end 45°, i oiiomanfiiftn r\n -i nafnrl irr r· ϊ v tn 1 a +· i on . lfflnHptAfTrpf τγααλΙ _ a+-

5. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1, 2, 3 eller 4, kendetegnet ved, at man anvender celler (2,19,20), der hver har en enkelt skærm (3,23,24), som er anbragt uden for cellens akse, og som strækker sig til dens væg.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, at man anvender celler (5), hvis højde Ht fra indløbstværsnittet i den pågældende celle indtil den overliggende celles bund tilnærmelsesvis ligger mellem højden Hc af dens skærm og en grænseværdi på 2D, hvor D er den mindste dimension af kolonnen i vandret snit.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 5, ved hvilken der anvendes en kolonne, der er forsynet med et antal over hinanden anbragt forskudt overfor hinanden, hvori produktet bringes til at bevæge sig i kolonnen i samme retning som fluidet, kendetegnet ved, i kolonnen i samme retning som fluidet, kendetegnet ved, at cellernes forsyning med findelt produkt tilvejebringes ved, at dette produkt kontinuerligt indsprøjtes i den nedre celle (5a) over dennes skærm (6a), og idet det findelte produkt gradvis transporteres fra celle til celle op til den øvre celle, hvorfra det aftappes kontinuerligt.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 1, 2, 3, 4 eller 5, kendetegnet ved, at man anvender et rum, som strækker sig i vandret retning, og som er forsynet med et antal ensartede cirkulationsceller (19a-19d,20a-20d), der er anbragt ved siden af op til hinanden, og som forsynes parallelt med fluidum gennem deres indløbstværsnit, der i det væsentlige ligger i samme niveau.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 8, kendetegnet ved, at man anvender et rum, i hvilket cellerne (20a-20d) er adskilt af vægge (26) med en højde H , som ligger mellem skærmenes hr højde H og en grænseværdi af størrelsesordenen 2D, hvor D er O den mindste, dimension af en celle i vandret snit.

10. Fremgangsmåde ifølge krav 9, hvor„p£oduktet bringes til at bevæge sig i rummet fra en af dettes sider mod den modstående side, kendetegnet ved, at cellernes forsyning med findelt produkt sker ved, at der kontinuerligt indsprøjtes produkt i mindst én celle (20a), som er beliggende i en side af rummet, DK 155035 B og produktet videreføres gradvis ved overløb over cellernes skillevægge (26), idet det findelte produkt kontinuerligt aftappes i mindst én celle (20d), der er beliggende på siden modsat tilførselscellen, idet fluidumforsyningen sker gennem fordelere (22), der er anbragt i niveau med cellernes indløbstværsnit og er indrettet til at tilvejebringe et tryktab, som ligger over en tærskel svarende til vægten af partikler pr, vinkelret snitarealenhed i en fyldt celle.

11. Fremgangsmåde ifølge krav 1, 2, 3, 4 eller 5, kendetegnet ved, at man anvender et rum, som er forsynet med et antal ensartede cirkulationsceller, som på én gang er anbragt over hinanden i overensstemmelse med fremgangsmåden ifølge krav 6 eller 7 og anbragt ved siden af hinanden i overensstemmelse med fremgangsmåden ifølge krav 8, 9 eller 10 (fig. 8).

12. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at den iværksættes for at tilvejebringe en homogen blanding af mindst to produkter med forskellige egenskaber, idet fluidets strømningsmængde pr. tidsenhed er indstillet på en sådan værdi, at dets hastighed V gennem celler med tværsnitsareal S forbliver lavere end hastigheden af den pneumatiske transport af alle produkternes partikler.

13. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-11, kendetegnet ved, at den iværksættes med to produkter med forskellig massefylde med henblik på at adskille dem, idet fluidets strømningsmængde pr. tidsenhed er indstillet på en sådan værdi, at dets hastighed V i cellernes tværsnit S er højere end hastigheden af den pneumatiske transport af ét produkt og lavere end det andet produkts pneumatiske transporthastighed.

13 DK 155035 B PATENTKRAV.

14. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-11, kendetegnet ved, at den iværksættes for at tilvejebringe en slibning af et produkt i findelt tilstand.

14 DK 155035 B g man anvender celler (2) , i hvilke forholdet -g mellem det fri indløbstværsnitsareal og cellens tværsnitsareal er justeret til en værdi, der tilnærmelsesvis er lig med idet hver skærms (3) hældningsvinkel α er af størrelsesordenen 45°.

15. Fremgangsmåde ifølge krav 14, kendetegnet ved, at man anvender celler, hvis vægge er dækket med en slibende beklædning, som bevirker slibningen af det i findelt tilstand værende produkt ved successive anslag mod de nævnte vægge.

16 DK 155035 B

16. Fremgangsmåde ifølge krav 14, kendetegnet ved, at et slibende produkt i opdelt tilstand er blandet med det produkt, som skal behandles, med det formål at bevirke slibningen ved partiklernes indbyrdes sammenstød.

17. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-11, kendetegnet ved, at den iværksættes med henblik på en termisk behandling af et produkt i findelt tilstand, idet fluidet bringes på den temperatur, som er egnet til behandlingens udførelse.

18. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-11, kendetegnet ved, at den iværksættes med henblik på gennemførelse af samtidige operationer, hvorved materiale og varme overføres mellem et produkt i findelt tilstand og et fluidum, især for at sikre en tørring af produktet.