KR100372620B1 - 유동층스프레이제립과정으로과립을생산하기위한방법및장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유동층 스프레이 제립 과정으로 과립을 생산하기 위한 방법 및 그 방법을 실행하기 위한 장치에 관한 것이다. 액체 시작재료는 유동층 스프레이 제립과정으로 과립으로 전환될 수 있다. 높은 재료 산출량을 보장하기 위해, 차단에 민감한 다수의 노즐 및 덮개가 설치되어야 한다. 본 발명은 적어도 부분적으로 향하는 둘이상의 스프레이 노즐(8)이 배열되고 스프레이 양은 스프레이가 유동층 내에서 만나며 유동층과 접하거나 또는 유동층으로 부터의 표면(4) 상에 실질적인 오버스프레이가 없도록 세팅된다는 점에서 종래 기술 방법의 단점을 극복할 수 있다. 두 대향하는 스프레이 노즐로 부터의 스프레이는 180°이하의 각도를 에워싸거나 정면으로 만나며; 이 각도는 양호하게는 150°과 180°사이의 각도이다. 본 발명의 장치는 측면 스프레이 노즐(8)을 갖는 유동 채널(1)을 포함함으로써, 두 개의 정확히 대향하거나 또는 갈짓자로 대향하는 스프레이 노즐은 스프레이가 유동충 내에서 만나는 방식으로 안내된다.

Description

유동층 스프레이 제립 과정으로 과립을 생산하기 위한 방법 및 장치
독창적인 액체 생성물, 특히, 용해물(melts)을 제외한 현탁액과 용액은 유동층 스프레이 제립에 의해서 자유 유동하는, 적은 먼지의 과립형태의 고체(이하, "과립"이라고 한다)로 전환될 수 있다. 유동층 스프레이 제립에 있어서, 실질적으로 생산될 입자 보다 작은 고체 입자들은 입자들이 바람직한 그레인 사이즈(grain size)를 가질 때까지 액체 시작재료(a liquid starting material)로 스프레이 되어서 그와 동시에 건조된다. 용어 "실질적으로"는 상기 기술된 더욱 작은 입자들 이외에 바람직한 그레인 사이즈의 입자들이 제공될 수 있음을 의미하며, 이것은 핵인(nuclei)를 포함한다. 연속적인 방법을 보장하기 위해, 유동층 내로 핵인이 일정하게 도입되거나 상기 핵인이 유동층에 직접 형성되고 유동층으로부터 과립을 뽑아내는 것을 확실히 수행해야 한다. 좁은 그레인 사이즈의 범위를 갖는 과립을 얻기 위해, 재료가 종류되로 유동층으로부터 방출되거나 종래 기술의 외부 압축공기식 분리기(pneumatic classifiers)를 사용하여 분리된다; 분리 과정 동안, 얻어진 세밀한 입자들이 바람직한 그레인 사이즈가 아니면 핵인과 같이 유동층으로 재도입된다. 보통 크기 보다 작은 입자들을 분류 및 재순환하여 방출하는 경우에 있어서, 유동층은 핵인들로부터 바람직한 그레인 사이즈까지 모든 그레인 사이즈의 단편을 함유한다. 화학 공업 기술지 62(1990) 제 10 번, 822 내지 834 페이지에서 에이치 울만 씨가 연속적인 유동층의 스프레이 제립을 검토하고; 본원에 포함되는 상기 문헌은 유동층 스프레이 제립의 원칙과, 그레인 성장 및 유동의 특성과, 유동체 스프레이 제립기의 구성 요소 및 변형된 다양한 방법에 대해서 기재되어 있다.
유동층 스프레이 제립기의 설계에 따라, 용해된 및/또는 부유 고체 또는 용해물을 함유하는 액체 시작재료는 상부 및, 측부 또는 하부로부터 유동층으로 스프레이된다. 충분한 재료의 처리량을 보장하기 위해, 장치에 배열된 스프레이 노즐은 전체 유동층을 커버해야 하고, 균일한 표면 부하(surface loading)를 달성해야 한다. 이러한 목적을 위해 많은 노즐을 설치해야 하며, 파이프 기구(pipework)와 필요한 측량 및 제어 수단의 사용으로 인하여 상당한 자금을 필요로 한다. 또한, 상당히 많은 노즐들은 막히거나 덮개로 덮혀질 수 있어서, 청소를 위해 작업 중지되는 사항이 빈번하다.
본 발명은 유동층 스프레이 제립 과정에 의해서 과립(granulates)을 생산하기 위한 방법과 그 방법을 실행하기에 특히 적당한 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 유동 채널을 부분적으로 개방한 상태를 도시한 투시도.
본 발명의 목적은 유동층 스프레이 제립을 위한 개선된 방법을 제공하는 것이며, 이 방법은 상기 기술된 단점을 제거할 수 있다. 일정한 산출량의 물방울 직경에서 스프레이 추진력의 초비례적인 증가와 노즐 사이즈가 증가함에 따라서 더욱 커진 분출물의 살포로 인하여, 스프레이 분출물이 위에서 아래로 분무되는 경우에 바닥을 타격하거나 측부로부터 스프레이될 때 정상부 아래로 부터 제립 장치의 벽을 타격하거나 또는 아래로부터 위로 스프레이될 때 실제 유동층 위의 가스 공간으로 침입 하는 것을 방지하는 방법을 찾아야 하는데, 이러한 타격(striking through)은 일반적으로 본 방법의 효과를 신속히 약화시킬 수 있다.
스프레이 노즐을 사용함으로써 하나 이상의 액체 시작재료를 생산하고자 하는 과립 보다 실제로 작은 고체 입자들을 함유하는 유동층으로 스프레이하는 단계와, 스프레이된 시작재료(들)의 휘발성 성분을 증발시키는 단계와, 핵인을 유동층 안으로 도입하거나 유동층 내에 핵인을 형성하는 단계와, 유동층으로부터 과립을 방출하는 단계를 포함하며, 유동층 스프레이 제립으로 과립을 생산하기 위한 방법으로 본 발명의 목적을 달성할 수 있으며, 상기 방법은 각각의 경우에 있어서 둘 이상의 스프레이 노즐이 서로에 대해서 적어도 부분적으로 향하도록 배열되고 그 스프레이 분출물이 유동층 내에서 충돌하는 방식으로 스프레이의 양을 조절하며 따라서 유동층의 범위를 정하는 표면 또는 유동층의 외부에서 실제로 액체의 타격이 발생하지 않도록 하는 것을 특징으로 한다. 종속항은 본 발명에 따른 방법의 양호한 실시예에 관한 것이다.
적어도 서로에 대해서 부분적으로 향하는 두 스프레이 노즐로부터의 스프레이 분출물은 유동층 내에서 정면으로 또는 180°이하의 각도, 양호하게는 90°와 180°의 사이, 특히 150°와 180°사이의 각도에서 충돌함으로써 스프레이 분출물의 추진력의 방향에 변화가 생긴다. 서로 대향하여 안내되는 두 스프레이 노즐을 대신해서, 세개 이상의 스프레이 노즐이 별 형태(star configuration)로 배열될 수 있으며, 여기서, 스프레이 노즐이 평면으로 배열될 경우 스프레이 분출물은 별 형태의 중심에서 충돌하고, 스프레이 노즐이 원뿔형으로 배열될 경우 원뿔의 정점에서 충돌한다. 각각의 경우에 있어서, 두 스프레이 노즐은 적어도 부분적으로 서로를 향하여 양호하게 안내된다. 충돌하는 스프레이 분출물의 전체 추진력과 그 방향은 대향하는 벽, 유동층의 바닥부 또는 실제 유동층 위에 있는 공간으로의 액체가 타격하는 것을 거의 예방하는 방식으로 서로에 대해 조절된다. 비록, 유동층 밑과 유동층 위에서 스프레이할 수 있지만, 노즐은 서로에 대해 옆으로 정확하게 쌍으로 배열되거나 선택적으로 갈짓자 형태로 배열되어서, 유동층은 측부로부터 스프레이된다. 측부로부터 스프레이 될 때, 스프레이 분출물의 방향은 수평으로 또는 약간 아래로 또는 약간 위로 향할 수 있다. 서로 향하여 안내되는 두 스프레이 노즐을 결합한 라인에 의해서 형성된 삼각 표면과 그 스프레이 분출물은 0°과 +90°, 특히 0°과 +15° 사이의 수평면에 대해서 각도를 형성하고; 따라서, 삼각 표면의 향점(스프레이 분출물의 접촉점)은 위를 향한다. 각각의 경우에서 적어도 부분적으로 서로를 향해 안내되는 스프레이 노즐로부터의 스프레이 분출물이 유동층 내에서 충돌한다는 사실로 인하여, 한편으로 스프레이 분출물이 부가적으로 파괴되고 또한 스프레이 분출물로 부터의 액체 물방물로 유동층의 핵인을 완전히 적실 수 있다. 서로 대향하게 안내되는 두 노즐이 모서리에서 함께 스프레이되는 곳에서, 스프레이 분출물에 의해 형성된 모서리의 정점이 향하는 방향으로 입자들을 운반하도록, 합성 벡터는 유체 재료 상에 추진력을 작용시킨다. 유동층 스프레이의 제립 과정에 사용되는 장치의 설계에 따라서, 스프레이 분출물은 정면으로 또는 180°,또는 180°이하의 각도에서 충돌할 수 있다. 적어도 부분적으로 서로 대향하게 안내되는 두스프레이 노즐로부터의 각 스프레이 분출물의 전체 추진력은 용이하게 실제로 동일하며; 이것은 같은 노즐과 같은 노즐의 작동 파라미터(양과 액체 압력 및 가스 압력)를 사용함으로써 간단히 성취할 수 있다. 액체 시작재료를 스프레이하는데 있어 단일 유체 노즐 또는 두 유체 노즐을 사용할 수 있다. 바람직한 두 유체 노즐을 사용하는 경우에 있어서, 제 2 유체는 통상적인 공기, 증기 또는 불활성 가스이 이고, 노즐을 출발해서 분출물을 분쇄하여 작은 물방울로 분산시킨다. 단일 액체 시작재료를 대신해서, 과립을 생산하기 위해 둘 이상의 액체 시작재료를 유동층 내로 스프레이 할 수 있으며, 이러한 경우에 있어서, 최초의 액체 시작재료가 과립내에서 동시에 발생하거나 시작재료가 스프레이된 후 및/또는 과립이 형성되는 동안에 즉시 서로 반응할 수 있다. 예를 들어, 물 또는 용매에 용해되거나 떠있는 요소와 함께 액체 초기 반응 요소로부터 그와 같은 반응 생성물을 생산하기 위해, 세 유체 노즐과 추진용 가스를 사용함으로써 두 액체 시작재료를 유동층 안으로 스프레이하는 것이 양호하다. 노즐 몸체 내에 있는 반응 요소들이 너무 빨리 반응하는 것을 피해야 할 때, 반응 요소들의 외부 혼합을 보장하는 세개의 유체 노즐을 사용하는 것이 양호하다. 이 목적에 적합한 세개의 유체 분무 노즐은 노즐 몸체와 노즐 꼭지를 포함하며, 여기서, 노즐 꼭지는 중심 튜브와 중심 튜브 주위에 동축으로 배열된 두 재킷 튜브를 포함하고 중심 튜브는 노즐 팁에서 재킷 튜브의 단부를 지나서 연장된다. 반응 요소들은 필요한 화학량론의 비율에 따라서 세개의 유체 노즐 안으로 도입된다.
상기 기술된 세개의 유체 노즐을 사용하는 본 발명에 따른 방법은 나트륨 과붕산염과 나트륨 과탄산염 및 그 수산화물과 같은 과립의 활성 산화 합성물을 생산하는데 있어 특히 적합하다. 나트륨 과탄산염은 수성 소다 용액과 수성 산화 과산화물 용액으로 제조될 수 있다. 식 2Na2CO3·3H2O2의 나트륨 과탄산염은 그 내용이 본원 내용에서 포함된 독일 특허 출원 제 43 29 205 호에 따른 방법과 유사하지만, 세개의 유체 노즐은 본 발명에 따라 배열된다.
유동층 스프레이 제립 과정을 연속으로 실행하기 위해, 바람직한 과립 보다 작은 핵인 및/또는 다른 입자들의 충분한 수가 유동층에 일정하게 제공되어야 한다는 사실을 보장해야 한다. 핵인은 예를 들어, 제립기로부터 아래에 있는 분말 분리기에 덮혀진 분말의 형태로 및/또는 과립으로부터 분리된 작은 크기의 재료 형태로 유동층에 도입되고 유동층으로부터 방출될 수 있다. 분류 작용을 갖는 과립 방출이 사용될 때, 상기 작은 크기의 재료는 유동층에 남아 있거나 또는 다른 방안으로 과립 방출로부터 종래 압축 공기식 분류기에서 아래로 분리되어 유동층으로 복귀될 수 있다. 또한, 핵인은 유동층 내에 직접 형성될 수 있고; 한편으로, 건조되기 전에는 다른 핵인들과 만나지 않는 물방울로부터 발생하며, 다른 한편으로는 입자 운동으로 인한 마찰 및 파손에 의해 발생하고; 더욱이, 입자들을 분쇄하는 장치는 유동층 내에서 설치될 수 있으며, 이 장치에 의해서 큰 입자들로부터 더욱 작은 입자를 생산할 수 있다. 결국, 두 스프레이 노즐의 본 발명에 따른 장치와 유동층 내에서 다소간 정면으로 충돌하는 스프레이 분출물은 스프레이 분출물의 상승 추진력의 결과로서 제트 분쇄기 효과를 일으켜서 핵인을 형성한다. 제트 분쇄기 효과의 크기는 스프레이 노즐을 통해 흐르는 가스의 양, 즉, 주어진 노즐의 가하학적인 형태에서의 압력과, 서로 대향하게 안내되는 스프레이 노즐로 부터의 스프레이 분출물이 충돌하는 각도에 의해서 조절될 수 있다.
유동층은 그 자체로 적당한 유체 가스, 통상적으로 공기를 사용함으로써 공지된 방식으로 유지된다. 액체 시작재료와 함께 도입되는 휘발성 구성물은 유동층의 스프레이 제립 과정 동안 증발되어 날아가야 되기 때문에, 이러한 목적을 위해 필요한 건조 에너지는 관습적으로 유체 가스와 함께 도입된다. 유체 가스의 온도는 액체 주입량과 함께, 합성 유동층 온도가 시작재료와 생산되는 과립에 악영향을 미치지 않는 방식으로 선택된다. 상기 기술된 나트륨 과탄산염과 같이 열에 민감한 재료들의 경우에 있어서, 유동층의 온도는 실제로 사용된 초기 생성물과 생성되는 과립의 분해 온도 밑에 있어야 한다.
본 발명에 따른 방법은 예를 들어, 상기 기술된 문헌에서 언급한 바와 같이 유동층 제립을 위한 종래 장치에서 실행될 수 있다. 본 발명에 따른 방법의 양호한 실시예에 따라서, 하기에서 유동 채널로 불리우는 유동층 건조기가 사용되며, 이 유동층 건조기의 바닥부는 유체 베이스판으로 배열되고 유동층 건조기는 서로에 대향하게 또는 서로에 대해서 약간 갈짓자로 선택적으로 배치된 유동 채널을 따라서 스프레이 노즐을 옆으로 배열한다. 노즐은 관습적으로 유동 채널을 따라서 측벽에 배치되며, 양호하면서 정확하게 서로 대향한다. 서로에 대해서 정확하게 대향하거나 갈짓자 형태로 배치된 노즐의 노즐 축은 스프레이 분출물이 수직으로 충돌하고 양호하게 둔각을 형성하는 방식으로 방향이 설정될 수 있으며, 적어도 부분적으로서로를 향해 안내되는 두 노즐에 의해 형성된 삼각형부와 노즐 분출물의 만나는 지점 유동층 내에 놓일 수 있고; 삼각형부는 수평으로 또는 약간 위로 상승하게 또는 아래로 하강하도록 방향이 설정될 수 있다.
유동층 스프레이 제립의 불편없는 자유로운 작동을 위하여, 구멍형 공기 출구를 갖는 유체 베이스판을 사용하는 것이 편리한 것으로 입증되었으며; 과립들은 상기 출구를 통해서, 바닥부에 인접한 유동층 영역에서 수평에 대해 90°이하의 각도로 비스듬하게 유동되어서 과립들을 이 지역으로 운반한다. 부분적으로 서로를 향해 안내되는 두 노즐로부터 발생하는 상기 노즐의 추진력은 상기 바닥 유동과 대향하는 방향으로 또는 동일한 방향으로 안내될 수 있다. 후자의 경우에 있어서, 유동층에서 입자들이 체류하는 시간은 연장된다. 다른 양호한 실시예에 따라서, 바닥부 상의 입자들은 과립의 방출 방향으로 순환되고 유동층의 상부 영역에서는 유동 채널의 시작부를 향하는 방향으로 순환된다.
유동 채널은 단일 챔버의 형태를 취하거나 둘 이상의 챔버로 나누어질 수 있다. 언더플로 위어(weir)와 오버플로 위어는 챔버 사이에서 분리기로 작용하며; 종래 발전에 따라 상기 위어는 팽창된 유동층의 깊이와 바닥부에서 수평의 슬롯을 가진다. 바닥부에 인접하게 집합된 더욱 큰 입자들은 노즐 추진력 및/또는 유체 베이스판을 통해서 안내되는 가스 후미 유동에 의해서 위어를 향해 운반되고 하부 슬롯을 통과하여 다음 인접한 챔버 내로 들어간다. 유동층의 액체와 같은 작용으로 인하여, 이것은 필연적으로 상부 슬롯에서 양호하게 발생하는 고체의 복귀 유동을 발생시킨다. 만약, 벡터가 바람직한 반환 유동으로 동일한 방향으로 안내된다면, 상기 반환 유동은 두 스프레이 분출물의 충돌로부터 발생하는 상기 벡터에 의해 강화될 수 있다. 유동층의 상부 영역에서 고체의 반환 유동을 강화하는 다른 가능성은 챔버 내의 압력을 감소시키고 다음 인접한 챔버의 압력을 축소시킴으로써, 유동층 위에 있는 슬롯을 통해서 상류 챔버 안으로 즉, 유동층의 바닥부에서 작용하는 유동 방향의 반대 방향으로 압축 공기식으로 운송한다.
본 발명에 따른 방법을 실행할 때, 단일 유동 채널을 대신하여, 예를 들어, EP-B 0 332 929 호로부터 공지된 것과 같은 방식으로 인접 모듈로써 둘 이상의 채널을 배열할 수 있다. 상기 문헌의 실시예와는 대조적으로, 본 발명에 따른 방법의 스프레이 노즐은 유동층 베이스판에 있지 않지만, 평행하게 배열된 모듈의 범위를 한정하는 측벽의 유동층 깊이 내에서 개개의 모듈 사이의 노즐을 위한 적당한 밑받침과 함께 있다.
상기 기술된 바와 같이, 본 발명에 따른 방법은 스프레이 분출물의 충돌로 인하여 각 스프레이 분출물의 추진력 방향을 변경시키기 위해, 각각의 경우에서 둘 이상의 스프레이 노즐이 서로를 향해 적어도 부분적으로 안내되도록 배열된다면 유동층의 스프레이 제립을 위한 공지된 장치에서 자체적으로 실행될 수 있다. 스프레이 노즐은 이 노즐이 장치의 측부로부터 유동층 내로 스프레이되는 방식으로 양호하게 배열될 수 있다.
본 발명에 따른 방법을 실행하기에 매우 적합한 장치는 서로 평행하게 배열된 유동 채널 타입의 모듈로 구성되고 유동층 베이스판과, 유체 가스를 위한 입구 및 출구 장치와, 하나 이상의 액체 시작재료를 스프레이하기 위한 둘 이상의 스프레이 노즐과 함께 과립을 방출하고 필요하다면 핵인 및/또는 생산되는 과립 보다 작은 다른 입자를 도입하기 위한 장치를 수용하는 직사각형 유동층 제립기 또는 유동 채널을 포함하며, 스프레이 노즐이 유동층 베이스판 위와 유동층의 상부 한계선 밑에서 유동 채널 또는 유동 채널 타입의 모듈의 양 측부를 따라 배열되고, 각각의 경우에서, 정확하게 대향하거나 또는 갈짓자 형태로 배치된 두 스프레이 노즐은 적어도 부분적으로 서로를 향해 안내되는 상기 스프레이 노즐의 분출물이 유동층 영역 내에서 충돌하는 방식으로 방향을 설정한 것을 특징으로 한다. 종속항은 양호한 실시예에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 유동 채널을 부분적으로 개방한 상태를 도시한 투시도이며; 유동 채널(1)은 공기 박스(2)를 포함하고, 입구에 있는 공기는 입구 공기 포트(6)를 통해서 공기 박스(2) 안으로 도입된다. 관통된 베이스판의 형태를 갖는 유체 베이스판(3)은 공기 박스 위에 배치되며, 여기서 타격부는 타격부가 유체 공기의 수직 유동 또는 비스듬한 유동을 허용하는 형태로 구성된다. 또한, 유체 베이스판은 양호하게 비스듬한 출구를 갖는 회전 관통 베이스판 형태를 취한다. 유동 채널은 (대향하는) 측벽(4,4')에 의해 유동 방향을 따라 제한되며, 여기서 바닥부로부터 커버(5)까지의 상기 측벽은 밖으로 경사지거나 수직 및 밖으로 경사지게 수직으로 배열될 수 있다. 유체 공기는 포트(6)를 통해서 도입되고 포트(7)(배기 공기 포트)를 통해서 방출된다. 4개의 스프레이 노즐(8.1, 8.2, 8.3 및 8.4)은 현재의 경우에서 유체 베이스판 약간 위에 있는 측벽(4)에 배열되고; 각 노즐을 향해 안내되는 다른 노즐은 대향 측벽(4') 상에 배열된다[단지, 노즐(8.4')만 도시된다]. 양호한 실시예에 따라서, 노즐은 관절부(9) 주위에서 위로, 아래로, 앞으로 및 뒤로 방향이 설정될 수 있으며[관절부(9)와 회전 방향은 단지 노즐(8.3)에 대해서만 도시되었다]. 외부 핵인은 입구 장치(10)를 경유하여 유동층 내로 도입된다. 과립은 유동층으로부터 방출 장치를 통해서 방출되며[이 경우 세개의 튜브(11.1, 11.2, 11.3)], 여기서 상기 기술된 튜브는 직접 유체 베이스판과 인접한다. 도면에서, 방출 튜브는 분류된 공기가 라인(12.1, 12.2, 12.3)을 경유하여 방출 장치 내로 도입되는 분류 작용을 갖는 장치의 형태로 구성된다. 스프레이 노즐은 단일 또는 멀티 유체 노즐의 형식을 취할 수 있고; 본 도면에서 상기 노즐은 3-유체 노즐의 형식을 취하며, 여기서, 한 액체 시작재료는 각 라인(13,14)을 통해서 도입되고 스프레이 가스는 라인(15)을 통해서 도입된다[ 입구 라인(13,14,15)은 단지 노즐(8.1)에 대해서만 도시되었으며 명확히 도시하기 위해 나머지 노즐을 생략하였다]. 유동 채널은 벽(16,17)에 의해서 상단부 및 하단부에서 한정된다. 서로를 향해 안내되는 스프레이 분출물로부터 발생하는 벡터는 유동 채널의 개방 섹션에서 개략적으로 도시된다.
과립의 그레인의 균일성에 대해서 특별히 엄밀한 조건이 행해지지 않거나 또는 압축공기식 분류기가 방출부의 하류에 배치된다면, 생산 방출부(11.1, 11.2,11.3)는 단일 튜브의 형식을 취한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 방출부가 분류 작용으로 실행되는 경우에는 종래의 압축공기식 분류기는 예를 들어, 지그재그식의 압축 공기에 의한 분류 원칙을 사용하는 작동과 같은, 이러한 목적에 적합하다. 통합된 또는 하류 분류기는 관습적으로 기준 보다 작은 크기의 재료를 유동층으로 반환하기 위한 장치를 가진다.
다른 실시예에 따른, 유동 채널은 둘 이상의 챔버로 세분되며, 각 경우에서 격벽은 결합된 언더플로 및 오버플로 위어의 형태를 취하며; 상기 위어들은 예를 들어, 팽창된 유동층의 깊이 및 바닥부에서 수평 슬롯을 가진다.
유동 채널 또는 유동 채널 타입 모듈의 양 측부 상에 배열된 스프레이 노즐은 스프레이 분출물이 유동층 내에서 충돌하는 방식으로 방향이 설정된다면 갈짓자 형태로 배치될 수 있다. 사실, 분출물이 수직으로 또는 양호하게는 150°과 180°의 각도 사이에서 충돌하는 방식으로 노즐 분출물의 방향이 설정되지만, 양호하게는 스프레이 노즐이 정확히 서로 대향하게 배열된다.
본 발명에 따른 방법에 의해서, 노즐의 갯수에 대해서 저비용으로 상승된 공간-시간 산출량의 단순 설계의 유동 채널에서 유동층 과립을 얻을 수 있다. 의외로, 유동층 스프레이 장치를 청소하기에 필요한 시간을 작게 하기 위해 노즐 상에는 덮개를 하지 않는다. 대향하는 노즐의 방향을 적당히 설정하고 스프레이 가스의 선택적인 압력으로 각 스프레이 분출물의 추진력을 조절함으로써, 제트 분쇄기 효과를 이용하고 유동층 내의 핵인의 수와 과립의 사이즈를 신뢰성 있게 조절할 수 있다. 이러한 관계에서 특정 크기의 스프레이 가스 압력도 역시 생산된 물방울의사이즈 범위에 영향을 미칠 수 있다. 본 발명에 따른 장치의 특별한 장점은 간단한 설계와 본 발명에 따른 장치를 신뢰성 있게 실행할 수 있다는 것이다. 또한, 본 발명에 따른 노즐 설비는 노즐을 서로 대향하는 쌍으로 옆으로 배열함으로써, 유동층 스프레이 제립 과정을 위해 존재하는 장치와 즉시 일체로 만들 수 있다.
도 1에 도시된 장치에서 실행되는 다음 보기는 본 발명에 따른 방법을 설명한다.
＜ 보기 ＞
나트륨 과탄산염은 도 1에 따른 장치의 스프레이 제립 과정으로 생산된다. 유동층 건조기는 1 m의 너비에서 3.3 m2의 베이스 면적을 가진다. 3개의 노즐은 측벽의 수직 섹션에서 각 측부 상에 배열되고 벽을 길이에 걸쳐 균일하게 분배되며 서로 직접 대향한다. 노즐의 출구는 유체 베이스판 위의 100 mm이고 유동층의 측벽으로부터는 50 mm에 있으며, 노즐은 수평면에 대해서 위로 거의 10°만큼 기울어졌으며 운송 방향으로 거의 15°만큼 기울어졌다. 외부에서 병립하는 3 유체 노즐이 사용된다. 일단, 처음으로 도입된 층의 내용물이 유동하면 스프레이가 실행되고, 과립은 공기의 분류 흐름을 거쳐서 건조기의 단부에서 유체 베이스판과 함께 배열된 3개의 오리피스를 통해서 방출된다.
안정한 상태의 시험 동작 동안 작동 및 분석 데이터는 하기 테이블에서 확인될 수 있다.
시작재료:
수성 소다 용액(30 wt.% 소다, 1 wt.% 나트륨 물 글래스)
용적 측정의 유동 비율/노즐: 145 l/h
수성 수소 과산화물(70 wt.%)
용적 측정의 유동 비율/노즐: 30 l/h
노즐 공기의 압력: 3.5 바(bar)(과도한 압력)
노즐 공기의 양: 150 Nm3/h 와 노즐
작동 데이터:
유체 공기의 양: 10000 Nm3/h
유체 공기의 온도: 205℃
핵인 공급: 대략 10 kg/h (평균 그레인 직경 0.1 mm)
층 내용물: 대략 800 kg
이러한 세팅에서, 대략 485 kg/h의 생산 산출량이 얻어졌다. 입자 사이즈의 분포는 선별하여 결정되고, 다음의 결과를 제공한다:
＞ 0.8 mm 18%
＞ 0.5 mm 51%
＞ 0.3 mm 26%
＜ 0.3 mm 5%

Claims (14)

  1. 스프레이 노즐을 사용함으로써 하나 이상의 액체 시작재료를 생산되는 과립 보다 실제로 작은 고체 입자들을 함유하는 유동층으로 스프레이하는 단계와, 스프레이된 시작재료(들)의 휘발성 성분을 증발시키는 단계와, 핵인을 유동층 안으로 도입하는 단계 및 유동층 내에 핵인을 형성하는 단계와, 유동층으로부터 과립을 방출하는 단계를 포함하며, 유동층 스프레이 제립 과정으로 과립을 생산하기 위한 방법에 있어서,
    각각의 경우에서 적어도 부분적으로 서로를 향하여 안내되는 둘 이상의 스프레이 노즐은, 충돌하는 스프레이 분출물이 90°와 180°사이의 각도를 형성하는 방식으로 방향이 설정되고, 그 스프레이 분출물이 유동층 내에서 충돌하는 방식으로 스프레이의 양을 조절하며, 실제로 유동층의 범위를 정하는 표면 또는 유동층으로 부터의 표면 상으로 액체가 타격하지 않는 것을 특징으로 하는 과립의 생산 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 스프레이 분출물은 150°와 180°사이의 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 과립의 생산 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 서로를 향해 안내되는 두 스프레이 노즐을 결합한 라인에 의해 형성되는 삼각 표면과 그 스프레이 분출물은 0°과 +90°, 특히 0°과 +15°사이의 수평면에 대해서 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 과립의 생산 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 각각 충돌하는 스프레이 분출물의 전체 추진력은 실제로 동일한 것을 특징으로 하는 과립의 생산 방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 유동층 스프레이 제립 과정은 유동 채널을 따라 옆으로 배열된 스프레이 노즐을 갖는 유동 채널에서 실행되는 것을 특징으로 하는 과립의 생산 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 서로 대향하는 하나 이상의 노즐 쌍은 유동층의 깊이 내에서 유동 채널을 따라 배열되는 것을 특징으로 하는 과립의 생산 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 압축공기에 의한 분류 작업은 과립의 방출 및 작은 크기의 과립들이 유동층으로 반환되는 동안 또는 그 후에 실행되는 것을 특징으로 하는 과립의 생산 방법.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 둘 이상의 챔버로 세분되는 유동 채널이 사용되며,
    챔버 사이의 분벽은 팽창된 유동층의 깊이와 바닥부에서 모두 수평 슬롯을 갖는 위어의 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 과립의 생산 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 사용된 스프레이 노즐은 세개의 유체 노즐이며, 이 노즐들에서 두 액체 시작재료는 가스에 의해서 스프레이되고 스프레이된 액체 시작재료는 노즐 밖으로 나올 때까지 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 과립의 생산 방법.
  10. 서로 평행하게 배열된 유동 채널 타입의 모듈로 구성되고 유동층 베이스판(3)과, 유체 가스를 위한 입구 및 출구 장치(6,7)와, 하나 이상의 액체 시작재료를 스프레이하기 위한 둘 이상의 스프레이 노즐(8)과 함께 과립(11)을 방출하고 필요하다면 핵인 및/또는 생산되는 과립 보다 작은 다른 입자를 도입하기 위한 장치를 수용하는 직사각형 유동층 제립기 또는 유동 채널(1)을 포함하며, 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하는 것을 목적으로 하는 유동층 스프레이의 제립을 위한 장치에 있어서,
    스프레이 노즐은 유동층 베이스판 위와 유동층의 상부 한계선 밑에서 유동 채널 또는 유동 채널 타입의 모듈의 양 측부(4,4')를 따라 배열되고,
    각각와 경우에서, 정확하게 대향하거나 또는 갈짓자 형태로 배치된 두 스프레이 노즐(8.4 및 8.4')은 적어도 부분적으로 서로를 향해 안내되는 상기 스프레이 노즐의 분출물이 유동층 영역 내에서 충돌하는 방식으로 방향을 설정한 것을 특징으로 하는 유동층 스프레이의 제립을 위한 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 적어도 부분적으로 서로를 향해 안내되는 두 스프레이 노즐은 정확히 서로 대향하며 노즐 분출물이 150° 내지 180°의 각도에서 충돌하는 방식으로 방향이 설정되는 것을 특징으로 하는 유동층 스프레이의 제립을 위한 장치.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 모듈로서 구성되는 유동층 제립기 또는 유동 채널은 일체로된 압축공기식 분류기와 작은 크기의 재료를 유동층으로 반환하기 위한 장치를 갖는 과립 방출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 유동층 스프레이의 제립을 위한 장치.
  13. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 유동 채널은 둘 이상의 챔버로 세분되며 분벽은 결합된 언더플로 및 오버플러 위어의 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 유동층 스프레이의 제립을 위한 장치.
  14. 스프레이 노즐을 사용함으로써 하나 이상의 액체 시작재료를 생산되는 과립 보다 실제로 작은 고체 입자들을 함유하는 유동층으로 스프레이하는 단계와, 스프레이된 시작재료(들)의 휘발성 성분을 증발시키는 단계와, 핵인을 유동층 안으로 도입하는 단계 및 유동층 내에 핵인을 형성하는 단계와, 유동층으로부터 과립을 방출하는 단계를 포함하며, 각각의 경우에서 적어도 부분적으로 서로를 향하여 안내되는 둘 이상의 스프레이 노즐은, 충돌하는 스프레이 분출물이 150°와 180°사이의 각도를 형성하는 방식으로 방향이 설정되고, 그 스프레이 분출물이 유동층 내에서 충돌하는 방식으로 스프레이의 양을 조절하며, 실제로 유동층의 범위를 정하는 표면 또는 유동층으로 부터의 표면 상으로 액체가 타격하지 않는, 유동층 스프레이 제립 과정으로 과립을 생산하기 위한 방법에 있어서,
    유동층 스프레이 제립 과정은 유동 채널을 따라 옆으로 배열된 스프레이 노즐을 갖는 유동 채널에서 실행되는 것을 특징으로 하는 과립의 생산 방법.
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