FI113629B - Process and plant for carrying out physical and chemical processes - Google Patents
Process and plant for carrying out physical and chemical processes Download PDFInfo
- Publication number
- FI113629B FI113629B FI20001447A FI20001447A FI113629B FI 113629 B FI113629 B FI 113629B FI 20001447 A FI20001447 A FI 20001447A FI 20001447 A FI20001447 A FI 20001447A FI 113629 B FI113629 B FI 113629B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- rotor
- fluid
- gas
- multirotor
- powder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Description
113629113629
Menetelmä ja laitteisto fysikaalisten ja kemiallisten prosessien suorittamiseksiMethod and apparatus for performing physical and chemical processes
Esillä olevan keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista menetelmää fysikaalisten ja/tai kemiallisten prosessien suorittamiseksi iskusekoittimessa.The present invention relates to a process according to the preamble of claim 1 for performing physical and / or chemical processes in a percussion mixer.
5 Tällaisen menetelmän mukaan prosessit suoritetaan fluiditilassa laiteyhdistelmällä, joka muodostuu moniroottorikoneikosta ja sen ulkopuolisista laitteista.According to such a method, the processes are carried out in a fluid state with a combination of devices consisting of a multi-rotor assembly and external devices.
Keksintö koskee myös patenttivaatimuksen 7 johdannon mukaista laitteistoa.The invention also relates to an apparatus according to the preamble of claim 7.
10 iskusekoittimia on käytetty mm. kiinteiden aineiden liettoon, kiinteiden, nestemäisten ja kaasumaisten aineiden kemialliseen prosessointiin, lietteiden kuivatukseen sekä kaasujen pesuun. Iskusekoittimet voivat olla varustettuja kahdella tai useammalla pyörivällä roottorikehällä. Esimerkkinä tekniikan tason ratkaisuista mainittakoon julkaisuissa Fl 15 71588 ja Fl 9439914 sekä US 5 813 758, CH 372 537 ja GB 783 712 esitetyt laitteet.10 impact mixers have been used e.g. for solids removal, chemical processing of solid, liquid and gaseous materials, sludge drying and gas scrubbing. Impact mixers may be provided with two or more rotating rotor rings. Examples of prior art solutions include the devices disclosed in F1 1571588 and F1 9439914 and US 5,813,758, CH 372 537 and GB 783 712.
Tyypillisissä nykyisissä moniroottorisekoittajissa pulveri tulee ruuvi- tai hihna-annostelijasta ja ennen sekoittajaan tuontia siihen suihkutetaan vettä. Roottorisekoittajan ensimmäiset siipikehät hajottavat pulveripaakut, minkä jälkeen sekoittaminen alkaa.In typical current multi-rotor mixers, the powder comes from a screw or belt dispenser and is sprayed with water before being introduced into the mixer. The first impellers of the rotor mixer disintegrate the powder coats, after which mixing begins.
2020
Tunnettuihin ratkaisuihin liittyy huomattavia epäkohtia. Niinpä nykyisissä roottorisekoitti-missa on roottoriston ympärillä pesä, jossa on purkuaukko. Pesän ja uloimman roottorin välys on vain 2-10 mm, mikä aiheuttaa kitkaa etenkin diletanteilla aineilla. Kitkan osuus on saattanut lisätä tehontarvetta jopa 50 %.There are significant drawbacks to known solutions. Thus, the current rotor mixer has a housing with a discharge opening around the rotor. The clearance between the housing and the outer rotor is only 2 to 10 mm, which causes friction, especially with dilute substances. The proportion of friction may have increased the power requirement by up to 50%.
! : 25! : 25
Purkuaukollisessa roottorisekoittajassa partikkelit ovat saaneet erilaisen viipymäajan ja käsittelyn sen mukaan, onko partikkeli tullut ulos uloimmalta roottorikehältä purkuaukon kohdalla vai juuri sen jälkeen, jolloin partikkeli joutuu viipymään pesässä roottorin kierroksen ajan suurien leikkausvoimien alaisena.In the discharge orifice rotor mixer, the particles have a different residence time and treatment, depending on whether the particle has come out of the outermost rotor periphery at or just after the discharge is required to remain in the housing under high shear during rotor rotation.
: 30 ' ’ Eri suuntiin pyörivien, noin 40 - 50 mm:n siipikehien siipien väli on 2 - 3 mm, jolloin ,: siipien jättöpää toimii vain noin 20 mm:n matkalta filmin muodostajana. Siiven etuosa ei : oleellisesti osallistu koko sekoitustapahtumaan.: 30 '' The spacing between the wings of the rotating blades, about 40 to 50 mm, is 2 to 3 mm, whereby: the blade leaving end acts only as a film maker about a distance of about 20 mm. Wing front: Not substantially involved in the whole mixing event.
* » 113629 2* »113629 2
Kuten yllä todettiin, laitteita on käytetty kemialliseen prosessointiin, josta esimerkkinä voidaan mainita karbonointi.As stated above, the devices have been used for chemical processing, for example carbonation.
Karbonoitaessa kalsiumhydroksidia fluidissa roottorisekoittajassa tai sekoittajayhdistel-5 mässä on haittana fluidin muuttuminen pääosin lietteeksi sekoituspesän ulkokehällä ennen kuin se pääsee poistumaan kehän poistoaukosta ulos. Samoin käsiteltävät partikkelit viipyvät sekoitustilassa eripituiset ajat. Viipymäero vaihtelee jopa 70 %:!la sen mukaan, pääseekö partikkeli uloimmalta siipikehältä suoraan poistoaukkoon vai joutuuko se kiertämään koko sekoitustilan kehän mitan.When carbonating calcium hydroxide in a fluid in a rotor mixer or mixer compound, the disadvantage is that the fluid is mainly converted into slurry on the outer periphery of the mixing chamber before it can exit the peripheral outlet. Similarly, the particles to be treated stay in the mixing state for different lengths of time. The delay difference varies up to 70% depending on whether the particle reaches the outlet directly from the outermost wing or has to rotate the entire circumference of the mixing chamber.
1010
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnettuun tekniikkaan liittyvät epäkohdat ja saada aikaan aivan uudenlainen ratkaisu fyskaalisten ja/tai kemiallisten prosessien toteuttamiseksi iskusekoittimessa.It is an object of the present invention to overcome the drawbacks of the prior art and to provide a completely novel solution for carrying out physical and / or chemical processes in a blow mixer.
15 Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että prosessoitava tuote, pulveri tai liete käsitellään roottoritilan syklisen fluidin lisäksi poisto ja/tai tulo puolella fluiditilassa. Moniroottoritilan sekoitusosaan tuodaan prosessoitava pulveri fluidina ja siihen sumutetaan neste.The invention is based on the idea that the product, powder or slurry to be processed is treated, in addition to the cyclic fluid in the rotor space, in the discharge and / or inlet side of the fluid space. The processor powder is introduced into the mixing section of the multi-rotor space as a fluid and sprayed with a liquid.
Laitteistona käytetään moniroottorikoneistoa, josta on poistettu roottoreita välittömästi 20 ympäröivä pesä ainakin osittain, edullisesti kokonaan. Tällöin sekoittimeen johdettava materiaali voidaan poistaa sekoittimen kehältä monesta kohtaa tai edullisesti koko kehältä. Poisto on jatkuvaa ja jokaista osaa materiaalista on käsitelty samalla tavalla. Laite toimii tällöin eräänlaisena spray-kuivaimena, jossa on siivet. Ratkaisun avulla tuotteesta saadaan varsin homogeeninen.The apparatus utilizes a multi-rotor mechanism with the housing immediately surrounding the rotors at least partially, preferably completely, removed. In this case, the material introduced into the mixer can be removed from the periphery of the mixer at many points or preferably from the entire circumference. Removal is continuous and every part of the material is treated in the same way. The appliance then acts as a kind of spray dryer with wings. The solution makes the product quite homogeneous.
: ‘ 25 ·· : Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnus- • · : ^ omaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.More precisely, the method according to the invention is essentially characterized by what is stated in the characterizing part of claim 1.
·' Keksinnön mukaiselle laitteistolle on puolestaan tunnusomaista se, mikä on esitetty pa- ··* 30 tenttivaatimuksen 7 tunnusmerkkiosassa.The apparatus according to the invention, in turn, is characterized by what is stated in the characterizing part of claim 7.
' ··’ Esillä olevalla keksinnöllä saavutetaan huomattavia etuja. Niinpä menetelmällä poistetaan ··** nämä haitat sekä saadaan aikaan tehokkaampi karbonointitulos, kun kalsiumhydroksidi, . vesi ja C02 -fluidi jatkaa reaktiota ulkoisessa tilassa ja syntyvän reaktiolämmön vaikutuk- : · 35 sesta vesi osin höyrystyy ja hajottaa pisarat kasvattaen reaktiopinta-alaa. Lisäksi keksin- 3 113629 nön mukainen menetelmä mahdollistaa suuremman hiilidioksidikierron roottoristossa sekä lisäkaasun syötön ohjauskaasuna, mikä nopeuttaa reaktiota, koska lisähiilidioksidilla saadaan syrjäytetyksi prosessissa syntyvää vesihöyryä.The present invention achieves considerable advantages. Thus, the method removes · · ** these disadvantages and provides a more efficient carbonation result when calcium hydroxide,. water and CO 2 fluid continue the reaction in the outer space and under the effect of the reaction heat generated: · 35 partially evaporates and decomposes the droplets, increasing the reaction area. In addition, the process according to the invention enables a greater circulation of carbon dioxide in the rotor system as well as the supply of additional gas as a control gas, which speeds up the reaction since additional carbon dioxide is used to displace the water vapor generated in the process.
5 Keksinnön mukaisessa siipikonstruktiossa siipikehän siivet on kavennettu teholliseen leveyteen esim. noin 20 mm (eli noin puolet siitä, mitä tavanomaisissa sekoittimissa) ja sii-piväli on noin 10-20 mm. Siipivälissä pääsee syntymään turbulenssi joka atrition avulla hajottaa pulveriaklomeraatteja. Seurauksena sekoitettavan tuotteen homogeenisuuden paraneminen ja tehon tarpeen pieneneminen noin 10-20 % 10In the impeller design of the invention, the impeller blades are narrowed to an effective width of, e.g., about 20 mm (i.e., about half that of conventional mixers) and the blade spacing is about 10 to 20 mm. Between the wings, turbulence can occur, which, by means of atrophy, breaks down the powder clumps. As a result, the homogeneity of the product to be mixed and the need for power is reduced by about 10-20% 10
Yhteenvedon omaisesti voidaan vielä esittää seuraavat keksinnön edut: 1 .Fluiditilan säilyttäminen siirron , prosessoinnin ja jälkiprosessoinnin ajan mahdollistaa täydellisemmän prosessoinnin.Briefly, the following advantages of the invention may be summarized: 1. Maintaining the fluid state during transfer, processing, and post-processing allows for more complete processing.
15 2.Uloimmalta kehältä prosessoidun tuotteen poisto koko kehän mitalta antaa homogeeni-semman tuotteen koska prosessiaika partikkelitasolla on lähes sama.2. Removal of the processed product from the outer periphery over the entire circumference gives a more homogeneous product because the process time at the particle level is nearly the same.
3.Prosessoidun tuotteen poistuminen uloimman roottorin koko kehän mitalta mahdollistaa suuret materiaalivirrat pienemmällä energian tarpeella kuin perinteisillä poistoaukollisilla sekoittimilla.3.The removal of the processed product over the entire circumference of the outermost rotor allows high material flows with less energy consumption than conventional outlet open mixers.
20 4. Eksotermisessa reaktiossa prosessin jatkuminen roottorikäsittelyn jälkeen hajottaa flui- dikaasussa olevia pisaroita syntyvän höyrynpaineen avulla ja mahdollistaa fluidikaasun ja partikkelien välisen reaktion jatkumisen.4. In the exothermic reaction, the continuation of the process after the rotor treatment decomposes the droplets in the fluid gas by the resulting vapor pressure and allows the reaction between the fluid gas and the particles to continue.
5.Prosessoitavan aineen kuiva-ainepitoisuutta voidaan säätää suhteellisen suurissa rajoissa fluidikaasun ja suihkunohjauskaasun lämpötilalla , määrällä ja vaikutusajalla.5. The solids content of the material to be processed can be controlled within a relatively large range of temperature, amount and time of operation of the fluid gas and the jet gas.
: ' · 25 6.Menetelmässä voidaan prosessointi tehdä tarvittaessa helposti ali-tai ylipaineessa.: '· 25 6.The process can easily be performed under reduced pressure or overpressure, if necessary.
7.Perinteisissä sekoittimissa joskus esiintyvä pölyäminen jälkisekoittimessa poistuu koska liete purkautuu uloimmalta roottorikehältä ulkoiseen tilaan jossa on vesisumua.7.Dusting sometimes occurring in conventional mixers is eliminated as the slurry is discharged from the outermost rotor ring to an external space containing water mist.
"· 8.Ulkoisen tilan alaosalla voidaan korvata Netossa käytetty erillinen jälkisekoitinsäiliö."· 8.The lower part of the external space can be used to replace the separate after-mixer tank used on the Net.
:9.Roottorijärjestelmän tarvitsema tehontarve alenee kun kitka roottoripesän ja uloimman 30 roottorin väliltä poistuu.: 9.The power requirement of the rotor system is reduced as the friction between the rotor housing and the outermost rotor 30 is removed.
10.Roottorisiiven leveyden rajoittaminen teoreettiseen leveyteen ja siipivälin kasvattami- i * t nen turbulenssiosuuden lisäämiseksi vähentää tehon tarvetta.10. Limiting the rotor blade width to the theoretical width and increasing the blade spacing to increase the turbulence rate reduces the need for power.
» I»I
11Moniroottoristen laitteistojen aiheuttaman äänen eristys on ollut erittäin hankalaa, kek-; sinnön mukaisessa konstruktiossa se on yksinkertaista koska sekoitus tapahtuu hyvin 35 suljetussa tilassa.11 The sound insulation caused by multi-rotor equipment has been extremely difficult, in the construction of the invention it is simple because the mixing takes place well in a closed state.
I * · » I · · , » · • · 113629 4 12. Peräkkäisiä roottoreita on mahdollista lisätä tai vähentää kun roottoripesä ei rajoita halkaijan muutosta.I * · »I · ·,» · • · 113629 4 12. It is possible to increase or decrease the number of successive rotors when the rotor housing does not limit the diameter change.
13. Fluidissa tuotua kuiva-ainetta voidaan lisätä tasaisesti jo valmiiseen lietteeseen.13. The powder introduced in the fluid can be added evenly to the ready slurry.
14. Dispergointiaineet ovat pitkäketjuisia polymeerejä ja pilkkoutuvat helposti roottoreiden 5 rajussa käsittelyssä, nyt dispergointiaine voidaan tuoda ohjauskaasuun sumutettuna roottorista tulevaan fluidiin.14. Dispersants are long chain polymers and are readily cleaved upon vigorous handling of the rotors 5, now the dispersant can be introduced into the control gas by spraying into the fluid coming from the rotor.
15. Keksintöön liittyvällä pneumaattisella pulverin siirrolla mahdollistetaan sekoittimen vapaa sijoittelu esim. liettämössä ,kun aikaisemmin sijoittelua on rajoittanut ruuvi-hihna ym. mekaaniset syöttölaitteet. Joissakin tapauksissa voidaan sekoitin asentaa suoraan va- 10 rastosäiliön yläosan.15. The pneumatic powder transfer associated with the invention allows free placement of the mixer, e.g. in a slurry, where previously placement has been limited by screw-belt and other mechanical feeders. In some cases, the mixer may be mounted directly on the top of the storage tank.
16. Keksintöön liittyvällä pneumaattisella pulverin siirrolla tehostetaan sekoitusta koska kuljetus rikkoo pulverissa olevat paakut jo kuljetuksen aikana kun ne muuten hajoaisivat vasta ensimmäisillä kehillä lisäksi fluidikuljetus helpottaa veden syöttöä ja tasaista jakautumista pulverin sisään ennen roottorisekoitusta.16. The pneumatic powder transfer associated with the invention enhances agitation because the transport breaks the lumps in the powder already during transport, as they would otherwise only disintegrate on the first rings, and the fluid transport facilitates water delivery and uniform distribution within the powder prior to rotor mixing.
15 17.Roottorin akseli voi olla vaaka tai pystyakselinen tai jokin välimuoto riippuen käyttötar peesta. Keksintöön liittyvällä pneumaattisella pulverin siirrolla mahdollistetaan roottorin vapaa toiminta-asento esimerkiksi syöttö altapäin myös pulvereilla.15 17.The rotor shaft can be horizontal or vertical or any intermediate depending on the application. The pneumatic powder transfer associated with the invention enables the rotor to operate in a free operating position, e.g.
18.Fluidina tuotu pulveri ei aiheuta veden roiskumista sumutustilassa josta seuraa syöttötilan tahriintumista ja tukkeutumista.18. Fluid imported powder does not cause water splashing in spray area resulting in smudging and clogging of feed space.
20 19.Tiivistysongelmat poistuvat roottoriston ja pesän väliltä.20 19.Sealing problems are removed between the rotor and the housing.
20.Yksinkertainen rakenne etenkin roottori/staattori rakenteena20.Simple construction, especially as a rotor / stator structure
Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan yksityiskohtaisen selityksen avulla oheisiin piirustuksiin viitaten.The invention will now be further explored by means of a detailed description with reference to the accompanying drawings.
: ‘ ' 25 ., : Kuviossa 1 on esitetty halkileikattuna sivukuvantona keksinnön mukaisen sekoituslait- ,, . teiston ensimmäisen sovellutusmuodon periaatteellinen rakenne, ’’ ' kuviossa 2 on esitetty halkileikattuna sivukuvantona keksinnön mukaisen iskusekoittajan : 1 edullinen sovellutusmuoto, - » : 30 kuviossa 3a on esitetty sekoittajan siivistä saatavan fluidin reaktio, kuviossa 3b on esitetty edellisen kuvion yksityiskohta,Fig. 1 is a sectional side elevational view of a mixing device according to the invention. Fig. 2 is a sectional side elevational view of a preferred embodiment of a blow mixer according to the invention: - Fig. 3a shows the reaction of the fluid obtained from the blades of the mixer, Fig. 3b is a detail of the previous figure,
> I> I
kuviossa 4 on esitetty halkileikattuna sivukuvantona keksinnön mukaisen sekoituslaitteis- · » » ton toisen sovellutusmuodon periaatteellinen rakenne, joka eroo kuviossa 1 esitetystä rakenteesta siten, että säiliön pohjaosa on kartiomainen, » I » > 1 1 • · » · » 5 113629 kuviossa 5 on esitetty halkileikattuna sivukuvantona liettolaitteisto, joka käsittää keksinnön ensimmäisen sovellutusmuodon mukaisen rakenteen, johon on yhdistetty kuivan jauheen syöttölaitteisto sekä erilliset syöttökanavat eri aineille (kaasut, nesteet ja kiinteät aineet), ja 5 kuviossa 6 on esitetty halkileikattuna sivukuvantona keksinnön mukaisen sekoituslaitteis-ton kolmannen sovellutusmuodon periaatteellinen rakenne, joka eroaa kuviossa 1 esitetystä rakenteesta pääosin sikäli, että sekoitettavat aineet syötetään ylhäältäpäin sekoitti-meen.Fig. 4 is a sectional side elevational view of another embodiment of a mixing apparatus according to the invention, differing from the structure shown in Fig. 1 in that the bottom of the container is conical; Figs. Fig. 6 is a cross-sectional side view of a third embodiment of a mixing apparatus according to the first embodiment of the invention, comprising a dry powder feed apparatus and separate feed channels for different substances (gases, liquids and solids); which differs essentially from the structure shown in Figure 1 in that the substances to be mixed are fed from above to the mixer.
10 Piirustuksissa käytetään seuraavia viitenumerolta.10 The following reference numerals are used in the drawings.
IFIuidisiirtolaitteisto 1.1 Pneumaattinen siirto 1.2 Siirtokaasun lämpötilan säätö 15 1.3 Fluidikaasun ja pulverin säätö 1.4 Mahdollisten lisäaineiden annostelu 1.5 Pulverin säätö 2. Moniroottorikoneikko 20 2.1 Roottorikehät 2.2 Roottorisiipi 2.3 Pulverin sisääntulotila 2.4 Voimansiirto 3. Roottorithan ulkoinen tila 25 4.Suihkun ohjaaja 5. Pisaraluokitus 6. Lietteen poisto 7. Pulverin poisto 8. Säiliö 30 ♦ . Esillä olevan keksinnön mukainen laiteyhdistelmä käsittää moniroottorikoneikon 2, joka on sijoitettu säiliöön 8. Moniroottorikoneikko 2 oheislaitteineen muodostaa moniroottorilait-teiston. Yhdistelmä mahdollistaafluiditilan käytön koko moniroottorilaitteistossa. Moni- | * . ·. roottorikoneikon roottoreissa 2.1, 2.2 on syklinen fluidi-filmi tila ja uloimman roottorikehän ·. 35 ulkopuolella on vapaa fluiditila.IFIid Transmission Equipment 1.1 Pneumatic Transmission 1.2 Transmission Gas Temperature Control 15 1.3 Fluid Gas and Powder Adjustment 1.4 Powder Additive Dispensing 1.5 Powder Adjustment 2. Multi Rotor Assembly 20 2.1 Rotor Hoops 2.2 Rotor Wing 2.3 Powder Inlet Mode 4. Power Transmission Mode 3. Rotary Power Control 3. Rotor Power Mode 3. Rotor Wing Mode removal 7. Powder removal 8. Container 30 ♦. The device assembly of the present invention comprises a multi-rotor assembly 2 housed in a container 8. The multi-rotor assembly 2 and its peripherals form a multi-rotor assembly. The combination enables the use of the fluid mode in all multi-rotor equipment. Multiple | *. ·. rotors 2.1, 2.2 of the rotor assembly have a cyclic fluid-film space and an outer rotor ·. Outside 35 there is a free fluid space.
··, Erona tunnettuihin sekoittimiin, esillä olevassa koneikossa ei ole pesää, joka ympäröi Λ t · ··. roottoristoa. Tavanomaisissa iskusekoittimissa sekoittimen sisäseinämä sijaitsee noin 1 - i t · *, 10 mm:n päässä uloimman sekoitinkehän ulkoreunasta. Pesän seinämään on tällöin » · 40 muodostettu poistoaukko. Keksinnön mukaisessa laitteessa poistoaukkoja ei sinänsä ole (keksintö voidaan kuitenkin myös toteuttaa käyttämällä pesärakennetta, jossa on lukuisia I I · • · 113629 6 poistoaukkoja tasaisesti jakautuneina pesän seinämän kehälle). Koneistoa ympäröi säiliö 8, jonka sisäseinämä on kuitenkin niin kaukana roottoreista, että alla kuvattavan kaasuvirtauksen avulla voidaan estää käsitellyn materiaalin iskeytyminen seinämää vasten. Tyypillisesti säiliön sisäseinämän ja roottorien ulkokehän välinen etäisyys on 5 ainakin 50 mm, edullisesti ainakin 100 mm.··, Unlike known mixers, the present machine does not have a housing that surrounds Λ t · ··. roottoristoa. In conventional impact mixers, the inner wall of the mixer is located about 1 - i t · *, 10 mm from the outer edge of the outermost mixer ring. The outlet wall is then provided with a · · 40 outlet. The device according to the invention does not have outlet openings per se (however, the invention can also be implemented using a housing structure having a plurality of I 1 · 113629 6 outlet openings evenly distributed around the periphery of the housing wall). The machine is surrounded by a tank 8, the inner wall of which, however, is so far away from the rotors that the gas flow described below can prevent the treated material from striking the wall. Typically, the distance between the inner wall of the container and the outer periphery of the rotors is at least 50 mm, preferably at least 100 mm.
Roottorisiipikehien 2.1 etäisyydet säteensuunnassa ovat 0,1-5 mm ja siipien 2.2 etäisyydet säteensuunnassa 10-40 mm.The distances of the rotor blades 2.1 in the radial direction are 0.1-5 mm and those of the blades 2.2 in the radial direction 10-40 mm.
10 Roottorien pyörimisnopeus on yleensä noin 100 -10.000 rpm, edullisesti noin 500 - 5.000 rpm, ja kehänopeus on ainakin noin 50 m/s. Laitteiston sisällä vallitsee ylipaine. Se on sopivimmin noin 2- 50 bar, edullisesti noin 5- 20 bar, tyypillisesti noin 10 bar. Materiaalin ulostulonopeus on noin 10- 500 m/s, tyypillisesti noin 20 - 300 m/s, edullisesti noin 30 -150 m/s.The rotors generally have a rotational speed of about 100 to 10,000 rpm, preferably about 500 to 5,000 rpm, and a peripheral speed of at least about 50 m / s. There is excess pressure inside the system. It is preferably from about 2 to about 50 bar, preferably from about 5 to about 20 bar, typically about 10 bar. The outlet velocity of the material is about 10-500 m / s, typically about 20-300 m / s, preferably about 30-150 m / s.
1515
Moniroottorikoneikon siipien välisessä tilassa syntyy turbulenssi ja siipien pinnassa filmi, kuten kuviossa 3A on esitetty.In the space between the blades of the multi-rotor assembly, turbulence is created and a film is formed on the surface of the blades, as shown in Figure 3A.
Materiaalin sisääntulotiessä 2.3 muodostetaan fluidi, joka sisältää moniroottorikoneikossa 20 prosessoitavat aineet. Kyseiseen tilaan voidaan sumuttaa prosessoitava liete fluidikaasuun tai fluidiin, joka sisältää pulveria. On myös mahdollista tuoda sisääntulotilaan pulveri, vesi ja kaasu (ks. kuvio 5). Moniroottoritilan sekoitusosaan I · . tuotava fluidikaasu voi esim. osallistua prosessiin joko kemiallisesti tai lämmön avulla.At the material inlet 2.3, a fluid is formed containing the materials to be processed in the multi-rotor assembly 20. In this space, the slurry to be processed can be atomized into a fluid gas or fluid containing powder. It is also possible to bring powder, water and gas into the inlet space (see Figure 5). To the multi-rotor mixing section I ·. the fluid gas to be introduced may e.g. be involved in the process either chemically or by heat.
· " : 25 Prosessoitava tuote, pulveri tai liete voidaan käsitellä roottoritilan syklisen fluidin lisäksi poisto- ja/tai tulopuolella fluiditilassa.· ": 25 The product, powder or slurry to be processed may be treated in addition to the cyclic fluid in the rotor space on the outlet and / or inlet fluid space.
» ·»·
Syklinen fluidi-filmi tila muodostetaan roottorikehissä ja fluiditila jatkuu uloimman roottorin ulkopuolella (ks. kuvio 3A). Sekoitusosasta fluidi siirtyy roottorien sykliseen fluidi-filmi 30 tilaan, ja lopuksi ulos fluiditilassa ulommaisen roottorin koko kehän matkalta.The cyclic fluid-film space is formed in the rotor frames and the fluid space extends outside the outer rotor (see Figure 3A). From the mixing section, the fluid moves into the cyclic fluid film 30 of the rotors, and finally out of the fluid state over the entire circumference of the outer rotor.
,: Koneiston roottorit on sopivimmin sovitettu pyörimään oleellisesi pystysuuntaisen > keskiakselin ympäri vaakatasossa. Koneistoa voidaan kuitenkin kääntää siten, että : roottorien keskiakseli muodostaa halutun, esim. 1 - 99 asteen, kulman pystytason kanssa.,: The rotors of the machine are preferably arranged to rotate about a substantially vertical axis in the horizontal plane. However, the actuator may be rotated such that: the central axis of the rotors forms a desired angle, e.g., from 1 to 99 degrees, with the vertical plane.
35 113629 735 113629 7
Keksinnön edullisen sovellutusmuodon mukaan, jossa keskiakseli on pystytason suuntainen, syötettävät lähtöaineet voidaan tuoda sekoittajaan alhaaltapäin. On kuitenkin mahdollista syöttää ne sinänsä tunnetulla tavalla ylhäältä.According to a preferred embodiment of the invention, in which the central axis is perpendicular to the vertical plane, the feed materials can be introduced into the mixer from below. However, it is possible to feed them from above in a manner known per se.
5 Moniroottorikoneikon uloimmasta kehästä purkautuvaan suihkuun suunnataan suihkun ohjaavasta 4 ohjauskaasusuihku. Kaasuna voidaan esimerkiksi käyttää ilmaa tai typpeä tai jotain muuta inerttikaasua. Suihku, johon ohjauskaasu on suunnattu, hajoaa hajoaa edullisesti partikkelipisarakoon mukaan ja suihku jaetaan pisaranerottimella 5. Ohjaus-kaasu voi sisältää prosessiin vaikuttavia aineita tai ohjauskaasun lämpötilalla tai relatiivi-10 sella kosteudella vaikutetaan prosessin kulkuun.5 A jet of control gas 4 is directed from the outermost peripheral jet of the multi-rotor unit to the jet which guides the jet. For example, air or nitrogen or some other inert gas may be used as the gas. Preferably, the jet to which the control gas is directed decomposes according to the particle droplet size, and the jet is distributed by droplet separator 5. The control gas may contain process agents or the process gas temperature or relative humidity will influence the process flow.
Edellä kuvattua laitteistoa voidaan käyttää siten, että laitteiston sisäinen paine poikkeaa ulkoisesta paineesta.The apparatus described above can be used in such a way that the internal pressure of the apparatus differs from the external pressure.
15 Fluidikaasu poistetaan lietepinnan läheisyydestä. Pulverimainen tuote ja fluidikaasu poistetaan sopivimmin sykloniin ja pulverierottimeen. Näitä ei ole kuvioissa erikseen esitetty.15 Fluid gas is removed in the vicinity of the slurry surface. The powder product and the fluid gas are preferably removed to the cyclone and the powder separator. These are not shown separately in the figures.
Esimerkkejä keksinnön käytöstä 20Examples of the use of the invention 20
Kalkin sammutus prosessointilaitteessa yhtälön Ca0+H,0 —> Ca(OH), mukaisesti.Lime slaking in the processor according to the equation Ca0 + H, 0 → Ca (OH).
Esijauhettu kalsiumoksidi tuodaan kaasuun sekoitettuna fluidina moniroottori prosessointi : ' 25 laitteen sisääntulotilaan jossa fluidiin suihkutetaan vettä. Roottoreissa tapahtuu siipien * pinnassa filmin muodostus ja siiven jättöreunalla pisaran muodostus siipien väliseen tur- ,, ,* bulenssiosaan toistuen niin monta kertaa kuin siipikehiä on. Uloimmalta roottorilta jo pää- ' · ’ osin reagoinut kalsiumoksidipitoinen liete jatkaa reaktiota jälkifluiditilassa. Suihkunohjaus- * .* kaasu sisältää sumumaista vettä ja mahdollisesti dispergointi ym.lisäaineita. Sumun * 30 muuttuminen höyryksi poistaa tehokkaasti prosessilämpöä. Höyry kulkeutuu pois fluidi- kaasun mukana.The pre-ground calcium oxide is introduced into the gas as a mixed fluid in a multi-rotor processing: an inlet of the apparatus where water is injected into the fluid. In the rotors, a film is formed on the surface of the wings * and a drop is formed on the trailing edge of the wing at the bulwark between the blades, repeating as many times as there are blades. The calcium oxide slurry, which has already largely reacted from the outermost rotor, continues the reaction in the post-fluid state. The jet control *. * Gas contains mist water and possibly dispersants and other additives. Conversion of mist * 30 to steam effectively removes process heat. The vapor is carried away with the fluid gas.
* · » $ - i · ',Kuvauksen mukaisella prosessilla saadaan erittäin hienojakoista alle 10 pm kalsiumhyd-> ; roksidia.* · »$ - i · ', The process described below yields very finely divided calcium hydroxide> 10; hydroxide.
I | ·I | ·
Iti I · I · I I · * I t » I » · » i |M { · 113629 8Iti I · I · I I · * I t »I» · »i | M {· 113629 8
Prosessoinnin jälkeen syntyneen kalsiumhydroksidin annetaan seisoa säiliössä jonkin aikaa reaktion kovalenttisidoksisen osuuden reagoimista varten.After processing, the resulting calcium hydroxide is allowed to stand in the tank for some time to react with the covalent bond portion of the reaction.
Karbonointi prosessointilaitteessa yhtälön CaO+HX) —> Ca(OH)·, + CO, —> CaCQ, + 5 H,0 mukaisestiCarbonization in the processor according to the equation CaO + HX) -> Ca (OH) ·, + CO, -> CaCQ, + 5 H, 0
Kalsiumhydroksidi pumpataan sumutussuuttimen läpi prosessointilaitteen sisääntulotilaan jossa sumuun sekoitetaan C02 kaasua. C02-kaasu tai osa siitä voidaan syöttää myös 10 kalsiumhydroksidisuuttimen kautta tehostamaan sumutusta. Roottoreissa tapahtuu siipien pinnassa filmin muodostus ja siiven jättöreunalla pisaran muodostus siipien väliseen tur-bulenssiosaan toistuen niin monta kertaa kuin siipikehiä on. Uloimrmalta roottorilta jo pääosin reagoinut kalsiumhydroksidipitoinen sumumainen liete jatkaa reaktiota jälkifluiditilas-sa.Calcium hydroxide is pumped through the atomizer nozzle to the inlet of the processor, where CO2 is mixed with the mist. The CO 2 gas, or a portion thereof, may also be introduced through 10 calcium hydroxide nozzles to enhance spraying. In the rotors, a film is formed on the surface of the wings, and a droplet is formed on the blade leaving edge in the turbulence between the blades, repeating as many times as there are blades. The calcium hydroxide-containing foggy slurry, which has already largely reacted from the outer rotor, continues the reaction in the post-fluid state.
1515
Suihkunohjauskaasu joka on C02 sisältää sumumaista vettä ja mahdollisesti dispergointi ym.lisäaineita.The jet control gas, which is CO 2, contains mist water and possibly dispersants and other additives.
Täysin tai lähes täysin reagoinut kalsiumhydroksidipitoinen liete ohjataan suihkunohjaus-20 kaasun avulla säiliön pohjalle josta liete pumpataan jatkokäsittelyyn tai varastointiin.The fully or nearly completely reacted calcium hydroxide-containing slurry is directed by means of a jet control-20 gas to the bottom of the tank from which the slurry is pumped for further treatment or storage.
Lietteen kuivatus prosessointilaitteessa .:, Kuivattava liete tuodaan pumppaamalla sekoitustilaan ennen roottoreita olevaan osaan ja 25 sumutetaan suihkun ympärillä olevaan kuumaan kaasuun.Drying sludge in the processing unit:, The sludge to be dried is introduced by pumping into the mixing space in the part before the rotors and spraying with hot gas around the jet.
• »· * * • *. Roottorisiipikehät kasvavat ulkokehää kohti ja vastaavasti siiven pintaan tiivistyvä lietekal- /· ·. vo ohenee.Viimeiseltä kehältä ulos sinkoutuva lietefilmi kuroutuu pisaroiksi joiden suuruus riippuu filmin paksuudesta. Filmin paksuus riippuu siivestä ja lietteen pintavoimista. Käy- .···. 30 tännön raja-arvona voidaan pitää 10 - 30 pm jonka jälkeen filmi alkaa kuroutumaan ka- • · _···. peammiksi Tainoiksi.• »· * * • *. The rotor blades grow towards the outer periphery and the sludge fish / · ·, respectively, sealing on the wing surface. The volume of the slurry flung out of the last circumference reaches into droplets the size of which depends on the film thickness. The film thickness depends on the blade and the surface forces of the slurry. Visit ···. The 30 practical limit can be considered as 10 to 30 pm after which the film begins to taper. my main Tainos.
* · # Ohjauskaasuvirta jatkaa kuivaustapahtumaa ja liete muuttuu pulverimuotoon.* · # The control gas stream continues the drying process and the slurry changes to a powder form.
M* ‘ *·* Haluttaessa poistaa suurikokoiset pisarat joista muodostuu suuria pulveriaklomeraatteja : 35 käytetään ohjauskaasun yhteydessä pisaraluokitusta.M * '* · * If you wish to remove large droplets that form large powdery aggregates: 35 droplet classification is used for control gas.
113629 9113629 9
Kaasun määrä ja lämpötila määräytyy suhteessa kuivattavan lietteen kuiva-ainepitoisuuteen.The amount of gas and the temperature are determined in relation to the dry matter content of the slurry to be dried.
Lietteestä haihtuvan veden höyrystymislämpö laskee lämpötilaa ja näin vältytään roottori-5 en lämpötilan noususta yli 100 °C.The heat of evaporation of the water evaporated from the sludge lowers the temperature and thus avoids the temperature rise of the rotor 5 above 100 ° C.
Kuivatuksessa voidaan hyödyntää sekoituksesta sekä mahdollisesta eksotermisestä reaktiosta syntynyt lämpö.Heat from the mixing and possible exothermic reaction can be utilized in the drying process.
10 Esimerkki 1Example 1
Roottorin ulkoisen tilan käyttö karbonoinnissa.Use of external rotor space for carbonation.
Laitteet: 1. 2-roottorisekoittaja , roottoriston ulkohalkaisija 300 mm 15 2. Säiliö, halkaisija 1500 mm korkeus 1700 mm 3. Roottoriston vaippa , halkaisija 420 mm 4. Ca(OH)2:n ja C02:n syöttölaitteetEquipment: 1. 2-rotor mixer, external rotor diameter 300 mm 15 2. Container, 1500 mm diameter height 1700 mm 3. Rotor casing, diameter 420 mm 4. Feeders for Ca (OH) 2 and CO 2
Koejärjestely: 20 Sekoittaja asennettiin säiliön yläosan sisälle syöttöpuoli alaspäin .Peruskokeessa oli roottorin ympärillä vaippa joka poistettiin vertailukokeessa .muuten kokeen syöttö ym. asetukset olivat samat molemmissa kokeissa. Koetta varten sammutettiin CaO:a niin että siitä saatiin molempiin kokeisiin samanlaista Ca(OH)2:a.Molemmissa kokeissa karbonoi-tua Ca(OH)2:a pumpattiin alussa 10 minuuttia pois ennen näytteen ottoa jotta saavutettiin ' “ t 25 käyttölämpötila.Experimental Arrangement: 20 The mixer was mounted inside the top of the tank with the inlet side down. In the basic experiment, there was a sheath around the rotor which was removed in the comparative experiment. Otherwise the test feed and other settings were the same in both experiments. For the experiment, CaO was quenched to give the same Ca (OH) 2 for both experiments. In both experiments, carbonated Ca (OH) 2 was initially pumped out 10 min before sampling to reach operating temperature.
, , Peruskokeen mittaustulokset:,, Measurement results of the basic test:
Ca(OH)2: kuiva-ainepitoisuus 16,2 % 30 Ca(OH)2: n karbonaattipitoisuus 7 % s 1Ca (OH) 2: dry matter content 16.2% 30 Ca (OH) 2 carbonate content 7% s 1
Ca(OH)2: n lämpö ennen karbonointia 64 °C Ca(OH)2: n lämpö karbonoinnin jälkeen 45 °C '··1 Ca(OH)2: n karbonaattipitoisuus karbonoinnin jälkeen 39 % i · I t · : : : 35 Vertailukokeen mittaustulokset: tl··· • · 113629 10Heat of Ca (OH) 2 before carbonation 64 ° C Heat of Ca (OH) 2 after carbonation 45 ° C '·· 1 Ca (OH) 2 carbonate content after carbonation 39% i · I t ·:: 35 Comparison test results: teaspoon · ·· • · 113629 10
Ca(OH)2: kuiva-ainepitoisuus 16,2 %Ca (OH) 2: 16.2% solids
Ca(OH)2: n karbonaattipitoisuus 7 %Carbonate content of Ca (OH) 2 7%
Ca(OH)2: n lämpö ennen karbonointia 60 °C 5 Ca(OH)2: n lämpö karbonoinnin jälkeen 50 °CHeat of Ca (OH) 2 before carbonization at 60 ° C 5 Heat of Ca (OH) 2 after carbonization at 50 ° C
Ca(OH)2: n karbonaattipitoisuus karbonoinnin jälkeen 74 %Carbonate content of Ca (OH) 2 after carbonation 74%
Kuten edellä esitetyistä tiedoista käy ilmi, keksinnön avulla saadaan aikaan huomattavasti tehokkaampi karbonointi. 1 t I I ·As can be seen from the above information, the invention provides a much more efficient carbonation. 1 h I ·
Claims (20)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20001447A FI113629B (en) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | Process and plant for carrying out physical and chemical processes |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20001447A FI113629B (en) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | Process and plant for carrying out physical and chemical processes |
FI20001447 | 2000-06-16 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20001447A0 FI20001447A0 (en) | 2000-06-16 |
FI20001447A FI20001447A (en) | 2001-12-17 |
FI113629B true FI113629B (en) | 2004-05-31 |
Family
ID=8558582
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20001447A FI113629B (en) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | Process and plant for carrying out physical and chemical processes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI113629B (en) |
-
2000
- 2000-06-16 FI FI20001447A patent/FI113629B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI20001447A0 (en) | 2000-06-16 |
FI20001447A (en) | 2001-12-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI62868C (en) | SAETT OCH ANORDNING FOERDELNING OCH INBLANDNING AV GAS OC / ELLER VAETSKA I MASSASUSPENSIONER AV HOEG KONCENTRATION | |
US8771524B2 (en) | Vortex mixer and method of obtaining a supersaturated solution or slurry | |
US4390285A (en) | Method and apparatus for mixing solids with liquids, in particular for gluing wood chips | |
US7175337B2 (en) | Method and apparatus for mixing pulverous material with liquid | |
FI105179B (en) | Process and equipment for the preparation of precipitated calcium carbonate | |
US10974993B2 (en) | Calcined gypsum treatment device and calcined gypsum treatment method | |
JPH0557102A (en) | Method for obtaining substantially dried solid from powdery state having narrow particle distribution | |
CN101094955A (en) | Method and apparatus for pretreating fibre material for the production of paper, cardboard or the like | |
JP2009156509A (en) | Rotary blade type stirring device and material drying method by rotary blade type stirring device | |
US4141783A (en) | Spray drying atomizer wheel | |
CA1237872A (en) | Liquid spraying | |
WO2009098274A1 (en) | Vortex mixer and method of obtaining a supersaturated solution or slurry | |
CN210729194U (en) | Powder slurrying device | |
CN208200760U (en) | A kind of tower multistage digester | |
CN106237912A (en) | A kind of Liqiud-gas mixing device produced for liquid fertilizer | |
DK141793B (en) | Gas distribution device for supplying a treatment gas with adjustable flow direction to an atomization chamber. | |
US3502304A (en) | Process and apparatus for producing agglomerates | |
FI113629B (en) | Process and plant for carrying out physical and chemical processes | |
CN101119923B (en) | Apparatus and process for cooling and de-steaming calcined stucco | |
EP1732676A1 (en) | Process for the formation of particulate material | |
US4203228A (en) | Contacting and drying of material in a spouted system | |
US20030226908A1 (en) | Apparatus for spraying of liquids and solutions containing solid particles such as paper manufacturing fibers and fillers | |
CN108704518A (en) | A kind of coating material production agitation mixer with steel ball agitation | |
EP0142377A2 (en) | Spray device and method of spraying a slurry | |
CN207872093U (en) | Wet granulation coating machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MA | Patent expired |