JP5086365B2 - 粉末状の材料を製造しかつ/または状態調節するための方法および装置 - Google Patents
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たとえばドイツ民主共和国特許出願公開第285724号明細書に基づき公知であるような噴霧乾燥器では、材料負荷された高温のガス流内に、固体含有の液体が噴霧される。ガス流内での乾燥によって、中空球形状またはその数分の一を有する材料粒子が形成される。この形成された材料粒子は比較的大きな粒度を有していて、たいてい好ましくない再分散特性を有している。公知先行技術による噴霧乾燥器は、取り囲まれたスペースに課せられる大きな要求と、大きなエネルギ要求とを伴った極めて大きなひいては高価な装置である。公知の噴霧乾燥器は、極めて小さな固体粒子を製造するために適していない。噴霧乾燥器内での、製造された粒子の付加的な熱処理が不可能となる。
たとえば米国特許第6187238号明細書に基づき公知であるような、不活性層を備えた流動層装置は、ガス透過性の流動層底部を有している。下方から供給されたガスによって、流動層底部の上方に、流動化された材料層が形成される。この材料層には、相応の不活性体も存在している。しかし、公知の流動層装置によっても、約100μm未満の極めて微細な粒子を製造することができない。なぜならば、不活性粒子に作用する衝撃が、流動層の存在範囲での不活性粒子の主に鉛直方向の昇降運動によってしか規定されていない、すなわち、流動点と搬出点との間でしか規定されておらず、これによって、蒸発可能な/揮発可能な液体から微細な固体粒子を製造するための要求に対して不十分となるからである。不活性体表面での、内部にもたらされた液体に含有された固体の乾燥のほかに、所定の流動層段では、更なる熱処理が不可能となる。
たとえばドイツ民主共和国特許出願公開第272576号明細書に基づき、噴霧塔も公知である。この公知の噴霧塔はその下側の端部で流動層によって運転される。この場合、この流動層は不活性体を備えて運転することができるかまたは不活性体なしに運転することができる。ここでは、熱的なまたは機械的な後処理に起因して、相応の摩耗によって、噴霧塔から落下させられる粒子が可能となる。この場合、熱的な後処理時に種々異なるガス流の混合が生ぜしめられることが不利である。この組合せでも、微細な粒子の製造が、上述した原因から制限されている。
不活性層・噴流層段では、不活性粒子に加えられ得る衝撃が、同じ不活性体を備えた流動層よりも著しく大きい。なぜならば、噴流領域で粒子速度が粒子の搬出速度よりも著しく大きく(たとえば10倍大きい)、にもかかわらず、噴流装置典型的な構成のため、粒子が搬出されないからである。(ドイツ民主共和国特許出願公開第225630号明細書、ドイツ民主共和国特許出願公開第224233号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公告第10303836号明細書)に基づき、粉末状の材料を製造するための噴流層装置が公知である。この場合、鉛直方向に回転する噴流層を発生させるために、噴流層装置に下方からガス流が高い速度で供給される。固体含有の液体は、たとえば一成分ノズル、二成分ノズルまたは多成分ノズルによって下方、上方または側方から噴流チャンバ内に噴射され、これによって、液体が可能な限り常に不活性粒子表面を湿潤する、すなわち、オーバフローが存在しない。固体含有の液体、たとえばスラリは、適切な圧送装置、たとえばウォームおよび/またはスラリ分配器、たとえば回転するホイールによって、運動させられる不活性層に装入されてもよい。不活性粒子として、適切な粒度、形状、表面性状および密度の、噴流層内に位置する噴流球、セラミックス球またはテフロン粒子が使用される。高温のガス流によって、液体が蒸発させられ、これによって、1つには、乾燥した材料粒子と、不活性粒子で接触乾燥させられた材料とが形成される。材料粒子と、接触乾燥させられた固体とは、噴流円筒形状で運動させられる不活性粒子によって摩耗され、粉塵の形状(たとえば<50μm)で噴流チャンバから搬出される。粉塵は、通常、生成物として、同じタイプまたは種々異なるタイプ(サイクロン、フィルタ)の、外部に位置する個々のまたは多重に直列接続された種々異なる固体分離器で分離される。噴流層装置の後方での粉塵分離器の多重直列接続によって、ますます小さな粒子寸法の粉塵状の生成物を、1つの不活性層・噴流層段の性能に相応して得ることができる。所望の小さな粒度が、著しく僅かな量でしか生ぜしめられないことが不利である。さらに、粉塵分離器の直列接続がエネルギ消費的ひいては高価である。
Claims (16)
- 獲得したい粒子サイズを、噴流層内で互いに運動し合う材料粒子と、不活性層粒子との摩耗によって生成し、最終生成物を分離器で分離して、不活性層粒子を備えた噴流層で粉末状の材料を製造しかつ/または状態調節するための方法において、材料の二段階のまたは多段階の処理時に、第1の噴流層(4)で前処理された、組み込まれた粉塵分離装置(7)でより粗い材料粒子から分離された粉末状の材料を、第1の噴流層(4)から流出する材料ガス流れ(15)としてのガス流れによって、第1の噴流層(4)の上方に位置する、更なる粉砕および状態調節のための第2の噴流層(4)に供給し、より粗い材料粒子からの、組み込まれた粉塵分離装置(9)での分離後、より粗い材料粒子を再び第2の噴流チャンバ(8)の噴流層(4)に供給する間、ガス流れによって、極めて小さな粒径を備えた粉末状の材料として、二段階の噴流層処理装置から搬出し、
噴流チャンバ(6)にガス流れまたは材料ガス流れ(12)をかつ噴流チャンバ(8)に材料ガス流れ(15)をほぼ中心で供給し、噴流層装置(1)の外側の側壁(3)の方向に変向させ、これによって、噴流チャンバ(6,8)の軸方向に位置する、外側の側壁(3)で上方に向けられた円筒状の流れ(13)を生ぜしめることを特徴とする、不活性層粒子を備えた噴流層内で粉末状の材料を製造しかつ/または状態調節するための方法。 - 粉塵分離装置(7)で分離されたより粗い材料粒子を再び第1の噴流チャンバ(6)の噴流層(4)に供給する、請求項1記載の方法。
- 噴流チャンバ(6)および/または噴流チャンバ(8)にノズル(10)を介して液体または固体含有の液体を供給する、請求項1または2記載の方法。
- 噴流チャンバ(6,8)の噴流層(4)を材料の熱処理のために間接的にかつ調整可能に加熱する、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
- 噴流チャンバ(6)および/または噴流チャンバ(8)に供給される液体が、該液体に溶解された塩を含有している、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。
- 噴流チャンバ(6,8)の噴流層(4)内に位置する不活性層粒子および/または不活性層粒子の被覆層が、高周波電流で加熱可能な材料から成っている、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
- 二段階の噴流層処理装置から搬出された乾燥した粉末状の材料を、所望の目的サイズを備えた最終生成物を分離するための最終分離器に供給する、請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。
- 噴流層装置によって粉末状の材料を製造しかつ/または状態調節するための装置であって、噴流層装置が、噴流チャンバから成っており、該噴流チャンバが、下方から供給されるガス流れの流れ方向で外方に傾けられた側壁を有しており、噴流層装置の上側の領域が、分離室として形成されている形式のものにおいて、組み込まれた粉塵分離装置(7)を備えた第1の噴流チャンバ(6)に、該第1の噴流チャンバ(6)の上方に位置する、組み込まれた粉塵分離装置(9)を備えた第2の噴流チャンバ(8)が配置されており、両噴流チャンバ(6,8)が、一緒に噴流層装置(1)を形成しており、
噴流チャンバ(6,8)の開口(2)の上方に、楔状に形成された組込み部材(5)が配置されており、該組込み部材(5)の下側の壁が、通路(16)のそれぞれ1つの側壁を形成していることを特徴とする、噴流層装置によって粉末状の材料を製造しかつ/または状態調節するための装置。 - 噴流チャンバ(6,8)が、下側の領域に、ほぼ中心に配置された開口(2)を有しており、該開口(2)が、側壁(3)の方向に向けられた通路(16)に両側で開口している、請求項8記載の装置。
- 噴流チャンバ(6;8)の上方に配置された粉塵分離装置(7;9)が、ジグザグ型に形成されている、請求項8または9記載の装置。
- 噴流層装置(1)が、両側で対称的な方形の横断面を有している、請求項8から10までのいずれか1項記載の装置。
- 前記組込み部材(5)内に、材料の熱処理のための調整可能な加熱装置(11)が配置されている、請求項8から11までのいずれか1項記載の装置。
- 楔状の組込み部材(5)の側壁が、真っ直ぐな輪郭または内方に湾曲させられた輪郭を有しており、組込み部材(5)の側壁と底面との間の角度(A)が、約45°〜60°の間にある、請求項8から12までのいずれか1項記載の装置。
- 噴流チャンバ(6)および/または噴流チャンバ(8)に、液体または固体含有の液体、たとえば懸濁液、溶液、融液またはスラリに対するノズル(10)が配置されている、請求項8から13までのいずれか1項記載の装置。
- 粉塵分離装置(9)が、粉塵分離装置(7)よりも高い分離度を有している、請求項8から14までのいずれか1項記載の装置。
- 噴流層装置(1)に分離器が後置されている、請求項8から15までのいずれか1項記載の装置。
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