EP0352642A2 - Method for dispersing, comminuting or de-agglomerating and screening solids - Google Patents

Method for dispersing, comminuting or de-agglomerating and screening solids Download PDF

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EP0352642A2
EP0352642A2 EP89113382A EP89113382A EP0352642A2 EP 0352642 A2 EP0352642 A2 EP 0352642A2 EP 89113382 A EP89113382 A EP 89113382A EP 89113382 A EP89113382 A EP 89113382A EP 0352642 A2 EP0352642 A2 EP 0352642A2
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dispersion
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BASF SE
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
    • B02C19/06—Jet mills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/18—Adding fluid, other than for crushing or disintegrating by fluid energy
    • B02C23/24—Passing gas through crushing or disintegrating zone
    • B02C23/30—Passing gas through crushing or disintegrating zone the applied gas acting to effect material separation

Definitions

  • the invention relates to a process for dispersing, comminuting or deagglomeration and classifying solids and a classifier jet mill for carrying out the above process measures.
  • the selection of the processes or equipment to be used is based on various criteria, for example the particle size and nature of the solids.
  • a classifier mill is described in the brochure 23 / 1d of the company Alpine AG, Augsburg, in which the combined grinding and classifying of the raw products or end products is achieved by means of a machine unit.
  • the product feed 1 takes place via the product feed 2 via injector gas 3 into the dispersion chamber 4, which is delimited by the cover 5, grinding ring 6 and base plate 7.
  • the grinding gas 8 at the same time also sight gas, is fed into the dispersion chamber via a distribution chamber 9 and nozzles 10 arranged in the grinding ring, and there - depending on the form, gas quantity and nozzle geometry - ensures the targeted solids stress, residence time and separation limit.
  • the residence time and separation limit can also be varied within wide limits by supplying secondary gas 11 - which is divided by the cone 12 and flows through the concentric gap 13.
  • Coarse or hard-to-disperse solid 14 leaves the dispersion chamber through the gap and is separated in the collecting container 15.
  • the fine material or the easily dispersible solid 16 leaves the dispersion chamber together with the exhaust air stream via the fine material exhaust air outlet 18. Fine material and exhaust air are separated in known separator systems connected downstream.
  • the classifying jet mill according to the invention can be used to specifically influence the solids residence time and stress by supplying an adjustable secondary gas flow possible through the gap.
  • the secondary gas flow changes the likelihood of passage into the collecting container and shifts the separation limit within the dispersion room to coarser values.
  • the coarse or difficult to disperse portions can be continuously drawn off through the concentric gap of variable width into the collecting container.
  • this collecting container can be replaced by a cone with a suitable discharge element, for example a rotary valve. This means that the size reduction and separation results can be influenced within wide limits by varying the grinding gas pressure, the grinding gas volume flow through the grinding ring and various nozzle geometries, round to gap, as well as by supplying more or less secondary gas.
  • classifier jet mill according to the invention is not limited to the features and construction described above, but can be varied within the scope of procedural and structural details.

Abstract

Verfahren zur Dispergierung, Zerkleinerung bzw. Desagglomeration und Sichtung von Feststoffen, wobei zur Durchführung der Verfahrensmaßnahmen eine Apparateeinheit (Sichterstrahlmühle) verwendet wird, bei der eine Strahlmühle und ein Spiralstromsichter kombiniert werden.Process for the dispersion, comminution or deagglomeration and screening of solids, an apparatus unit (classifier jet mill) being used to carry out the process measures, in which a jet mill and a spiral flow classifier are combined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dispergierung, Zerkleinerung bzw. Desagglomeration und Sichtung von Feststoffen und eine Sichterstrahlmühle zur Durchführung obiger Verfahrensmaßnahmen.The invention relates to a process for dispersing, comminuting or deagglomeration and classifying solids and a classifier jet mill for carrying out the above process measures.

Für obige Verfahrensmaßnahmen werden in der Verfahrenstechnik zahlreiche bekannte Verfahren bzw. apparative/maschinelle Einrichtungen eingesetzt.Numerous known processes or apparatus / machine devices are used in process engineering for the above process measures.

Die Auswahl der anzuwendenden Verfahren bzw. Einrichtungen richtet sich nach verschiedenen Kriterien, beispielsweise der Partikelgröße und Beschaffenheit der Feststoffe.The selection of the processes or equipment to be used is based on various criteria, for example the particle size and nature of the solids.

Die bekannten Verfahren bzw. Einrichtungen sind in der Fachliteratur oder in Firmenunterlagen detailliert beschrieben.The known methods and devices are described in detail in the specialist literature or in company documents.

So wird im Lehrbuch Vauck/Müller, "Grundoperationen chemischer Verfahrenstechnik", 6. Auflage, im Kapitel "Zerkleinern" dargelegt:

  • a) Zerkleinerung von Feststoffen mittels eines geschlossenen Kreislaufs (Seite 228), und
  • b) Zerkleinerung von Feststoffen mittes Kugelmühlen, Schlag- und Schleudermühlen und Strahlmühlen (Seite 247 ff).
For example, in the textbook Vauck / Müller, "Basic Operations of Chemical Process Engineering", 6th edition, in the "Shredding" chapter:
  • a) comminution of solids by means of a closed circuit (page 228), and
  • b) Crushing solids using ball mills, impact and centrifugal mills and jet mills (page 247 ff).

In demselben Lehrbuch werden im Kapitel "Klassieren" verschiedene Spiralstromsichter beschrieben (siehe Seite 297 ff).In the same textbook, different spiral flow classifiers are described in the "Classifying" chapter (see page 297 ff).

In dem Prospekt 23/1d der Firma Alpine AG, Augsburg, wird eine Sichter­mühle beschrieben, bei der die kombinierte Mahlung und Sichtung der Rohprodukte bzw. Endprodukte mittels einer Maschineneinheit erreicht wird.A classifier mill is described in the brochure 23 / 1d of the company Alpine AG, Augsburg, in which the combined grinding and classifying of the raw products or end products is achieved by means of a machine unit.

Die bisher beschriebenen und praktizierten Verfahren bzw. Einrichtungen haben jedoch verschiedene Nachteile, so beispielsweise, daß entweder zuviel Grobanteil und damit Materialverlust entsteht, oder daß durch die erforderliche hohe Energiezufuhr bei der Zerkleinerung die gut disper­gierbaren Produktanteile geschädigt werden, oder daß aufgrund von explosionsfähigen Produkten die teure Inertgasfahrweise oder ebenfalls teure druckstoßfeste Anlagen erforderlich sind.However, the processes and devices described and practiced so far have various disadvantages, for example that either too much coarse fraction and thus loss of material arises, or that the highly dispersible product fractions are damaged by the high energy input required during comminution, or that due to explosive products expensive inert gas operation or also expensive pressure shock-proof systems are required.

Es stellte sich daher die Aufgabe, folgende technische und wirtschaftliche Anforderungen bei der Dispergierung, Zerkleinerung bzw. Desagglomeration und Sichtung von Feststoffen zu erfüllen:

  • 1. selektive Zerkleinerung der leicht dispergierbaren Anteile ohne Produktschädigung
  • 2. gezielte Beeinflussung der Feststoff-Verweilzeit und -Beanspruchung im Dispergierraum, d.h. kontinuierliche und einstellbare Ausschleusung der schwer dispergierbaren Bestandteile bzw. Fremdstoffe aus dem Dispergierraum
  • 3. keine drehenden Teile zur Vermeidung von Explosionsgefahren.
It was therefore the task to meet the following technical and economic requirements for the dispersion, comminution or deagglomeration and screening of solids:
  • 1. Selective crushing of the easily dispersible fractions without damage to the product
  • 2. Targeted influencing of the solids residence time and stress in the dispersion room, ie continuous and adjustable removal of the difficult to disperse constituents or foreign substances from the dispersion room
  • 3. no rotating parts to avoid explosion hazards.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Durchführung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Verfahrensmaßnahmen eine Apparateeinheit (Sichterstrahlmühle) verwendet wird, bei der eine Strahlmühle und ein Spiralstromsichter kombiniert werden.This object is achieved in that an apparatus unit (classifier jet mill) is used to carry out the method measures mentioned in the preamble of claim 1, in which a jet mill and a spiral flow classifier are combined.

Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Sichterstrahl­mühle zur Durchführung des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.Further features of the method according to the invention and the classifier jet mill for carrying out the method are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Sichterstrahlmühle ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend bzgl. Wirkungsweise und Aufbau beschrieben:The classifier mill according to the invention is shown in the drawing and is described below with regard to mode of operation and structure:

Die Produktzufuhr 1 erfolgt über die Produktaufgabe 2 via Injektorgas 3 in den Dispergierraum 4, der durch Deckel 5, Mahlring 6 und Bodenplatte 7 be­grenzt wird. Das Mahlgas 8, gleichzeitig auch Sichtgas, wird über einen Verteilerraum 9 und im Mahlring angeordnete Düsen 10 in den Dispergierraum geleitet, und sorgt dort - je nach Vordruck, Gasmenge und Düsengeometrie - für die geziele Feststoffbeanspruchung, Verweilzeit und Trenngrenze. Ver­weilzeit und Trenngrenze können weiterhin durch Zufuhr von Sekundär­gas 11 - das durch den Kegel 12 aufgeteilt wird und durch den konzen­trischen Spalt 13 strömt - in weiten Grenzen variiert werden. Grobgut bzw. schwer dispergierbarer Feststoff 14, verläßt den Dispergierraum durch den Spalt und wird im Auffangbehälter 15 abgeschieden. Das Feingut bzw. der leicht dispergierbare Feststoff 16 verläßt den Dispergierraum zusammen mit dem Abluftstrom über den Feingut-Abluftaustritt 18. Feingut und Abluft werden in nachgeschalteten bekannten Abscheideranlagen getrennt.The product feed 1 takes place via the product feed 2 via injector gas 3 into the dispersion chamber 4, which is delimited by the cover 5, grinding ring 6 and base plate 7. The grinding gas 8, at the same time also sight gas, is fed into the dispersion chamber via a distribution chamber 9 and nozzles 10 arranged in the grinding ring, and there - depending on the form, gas quantity and nozzle geometry - ensures the targeted solids stress, residence time and separation limit. The residence time and separation limit can also be varied within wide limits by supplying secondary gas 11 - which is divided by the cone 12 and flows through the concentric gap 13. Coarse or hard-to-disperse solid 14 leaves the dispersion chamber through the gap and is separated in the collecting container 15. The fine material or the easily dispersible solid 16 leaves the dispersion chamber together with the exhaust air stream via the fine material exhaust air outlet 18. Fine material and exhaust air are separated in known separator systems connected downstream.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist unter Verwendung der erfin­dungsgemäßen Sichterstrahlmühle eine gezielte Beeinflussung der Feststoff­verweilzeit und -beanspruchung durch Zufuhr eines einstellbaren Sekundär­ gasstromes über den Spalt möglich. Der Sekundärgasstrom verändert die Durchtrittswahrscheinlichkeit in den Auffangbehälter und verschiebt die Trenngrenze innerhalb des Dispergierraumes zu gröberen Werten. Des weite­ren ist ein kontinuierlicher Abzug der groben bzw. schwer dispergierbaren Anteile durch den konzentrischen Spalt variabler Breite in den Auffang­behälter möglich. Für den kontinuierlichen Betrieb kann dieser Auffang­behälter durch einen Konus mit einem geeigneten Austragsorgan, beispiels­weise einer Zellenradschleuse, ausgetauscht werden. Damit kann sowohl durch Variation des Mahlgasdruckes, des Mahlgasvolumenstromes durch den Mahlring und verschiedene Düsengeometrien, rund bis Spalt, als auch durch die Zufuhr von mehr oder weniger Sekundärgas das Zerkleinerungs- und Trennergebnis in weiten Grenzen beeinflußt werden.By means of the method according to the invention, the classifying jet mill according to the invention can be used to specifically influence the solids residence time and stress by supplying an adjustable secondary gas flow possible through the gap. The secondary gas flow changes the likelihood of passage into the collecting container and shifts the separation limit within the dispersion room to coarser values. Furthermore, the coarse or difficult to disperse portions can be continuously drawn off through the concentric gap of variable width into the collecting container. For continuous operation, this collecting container can be replaced by a cone with a suitable discharge element, for example a rotary valve. This means that the size reduction and separation results can be influenced within wide limits by varying the grinding gas pressure, the grinding gas volume flow through the grinding ring and various nozzle geometries, round to gap, as well as by supplying more or less secondary gas.

Es versteht sich von selbst, daß die erfindungsgemäße Sichterstrahlmühle nicht auf vorstehend beschriebene Merkmale und Konstruktion beschränkt ist, sondern im Rahmen verfahrenstechnischer und konstruktiver Details variiert werden kann.It goes without saying that the classifier jet mill according to the invention is not limited to the features and construction described above, but can be varied within the scope of procedural and structural details.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Sichter­strahlmühle sind nachstehend aufgeführte Vorteile zu erreichen:
- Selektive Zerkleinerung,
- einstellbare Feststoffverweilzeiten und -beanspruchungen,
- keine Aufkonzentrierung schwer zerkleinerbarer Bestandteile und damit keine instationären Bedingungen, die zur Verschlechterung der Feinheiten führen,
- hohe Durchsatzleistungen bei geringen Energiekosten, da Grobgut, Schmutz, schwer dispergierbare Bestandteile nicht zerkleinert werden müssen, sondern aus dem Prozeß ausgeschleust werden,
- einfache Einstellung der Endproduktqualität durch Veränderung von Gasdruck- und Volumenströmen und Änderungen der Geometrien,
- weder Inertisierung noch druckstoßfeste Ausführung bei explosionsfähigen Aufgabenmaterialien erforderlich, da bewegte bzw. drehende Teile fehlen,
- kompakter Aufbau, der Förderung und Zwischenabscheidung vermeidet, dadurch auch geringe Investitions- und Reinigungskosten,
- einfache Maßnahmen bei Maschinenauskleidungen für kohäsive und schleißende Aufgabematerialien, und
- kostengünstiger Umbau bereits vorhandener Strahlmühlen und Spiralstromsichter.The advantages listed below can be achieved with the method according to the invention and the classifier jet mill according to the invention:
- selective crushing,
- adjustable solids residence times and stresses,
- no concentration of components that are difficult to shred and therefore no transient conditions that lead to a deterioration in the fineness,
- high throughputs with low energy costs, since coarse material, dirt, and difficult to disperse components do not have to be crushed, but are removed from the process,
- simple adjustment of the end product quality by changing gas pressure and volume flows and changing the geometries,
- Neither inertization nor pressure shock-proof design is required for explosive task materials, since moving or rotating parts are missing,
- compact construction, which avoids conveyance and intermediate separation, thereby also low investment and cleaning costs,
- simple measures for machine linings for cohesive and abrasive feed materials, and
- Cost-effective conversion of existing jet mills and spiral flow classifiers.

Claims (4)

1. Verfahren zur Dispergierung, Zerkleinerung bzw. Desagglomeration und Sichtung von Feststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung der Verfahrensmaßnahmen eine Apparateeinheit (Sichterstrahlmühle) verwendet wird, bei der eine Strahlmühle und ein Spiralstromsichter kombiniert werden.1. A process for dispersing, comminuting or deagglomeration and screening of solids, characterized in that an apparatus unit (classifier jet mill) is used to carry out the process measures, in which a jet mill and a spiral flow classifier are combined. 2. Sichterstrahlmühle zur Dispergierung, Zerkleinerung bzw. Desagglo­meration und Sichtung von Feststoffen, bestehend aus der Kombination einer Strahlmühle und eines Spiralstromsichters.2. Classifier jet mill for dispersion, comminution or deagglomeration and screening of solids, consisting of the combination of a jet mill and a spiral flow classifier. 3. Sichterstrahlmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine kontinuierliche und einstellbare Ausschleusung der schwer dispergier­baren Bestandteile bzw. Fremdstoffe erreicht wird.3. classifier jet mill according to claim 2, characterized in that a continuous and adjustable discharge of the difficult to disperse constituents or foreign substances is achieved. 4. Sichterstrahlmühle nach den Ansprüchen 2 und 3, bestehend aus
- einem Dispergierraum (4), begrenzt durch einen Deckel (5), einen mit Düsen (10) ausgerüsteten Mahlring (6) und einer Bodenplatte (7)
- einem in den Deckel mündenden Injektorrohr (17) für Injektorgas (3) mit dazugehörender Produktaufgabe (2)
- einem zentral in den Deckel mündenden Rohr (18) für Feingut-/Abluftaustritt (16),
- einem um den Dispergierraum angeordneten Verteilerraum (9) für die Verteilung von Mahl- bzw. Sichtgas (8)
- einem in den Verteilerrraum mündenden Rohr (19) für Mahl- bzw. Sichtgas
- einem im Boden befindlichen konzentrischen Spalt (13) für Grobgutaustritt und Sekundärgaseintritt
- einem an den Dispergierraum anschließenden Auffangbehälter (15) für Grobgut (14)
- einem unterhalb der Bodenplatte in den Auffangbehälter hineinragenden, an der Bodenplatte angebrachten Kegel (12)
- und einem zentral, unterhalb des Kegels, endenden Rohr (20) für Sekundärgas (11).4. classifier mill according to claims 2 and 3, consisting of
- A dispersion chamber (4), delimited by a cover (5), a grinding ring (6) equipped with nozzles (10) and a base plate (7)
- an injector tube (17) for injector gas (3) opening into the cover with the associated product task (2)
- a pipe (18) opening centrally into the lid for fine material / exhaust air outlet (16),
- A distribution space (9) arranged around the dispersion space for the distribution of grinding or classifying gas (8)
- A pipe (19) opening into the distributor space for grinding or classifying gas
- A concentric gap (13) in the bottom for coarse material outlet and secondary gas inlet
- A collection container (15) for coarse material (14) adjoining the dispersion chamber
- a cone (12) protruding below the base plate into the collecting container and attached to the base plate
- And a centrally, below the cone, ending tube (20) for secondary gas (11).
EP19890113382 1988-07-27 1989-07-21 Method for dispersing, comminuting or de-agglomerating and screening solids Withdrawn EP0352642A3 (en)

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DE3825469 1988-07-27

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