NO158605B

NO158605B - Fremgangsmaate for behandling av kornformet materiale samt innretning derfor.

Info

Publication number: NO158605B
Application number: NO822197A
Authority: NO
Inventors: Christopher Edward Dodson
Original assignee: Torftech Ltd
Priority date: 1981-06-29
Filing date: 1982-06-28
Publication date: 1988-07-04
Also published as: US4559719A; GR74928B; AU554537B2; ES513564A0; AU8540982A; US4479920A; CA1190382A; EP0068853A2; NO158605C; EP0068853B1; NO822197L; DE3275631D1; ES8304807A1; EP0068853A3

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for behandling av kornformet materiale, innbefattende tilveiebringelse av en omkretsrettet fluidstrøm i et behandlingsområde, tilfør-ing av kornformet materiale til behandlingsområdet, behandling av dette kornformede materiale i fluidstrømmen, og uttaging av behandlet materiale fra behandlingsområdet.

Vanligvis utføres slike prosesser i innretninger som omtales som ovner med et fluidiserende sjikt eller en fluidiserende bed. En vanlig slik ovn innbefatter et hus med et behandlingskammer som er delvist fylt med ildfaste partikler. Kammerets bunn danner en perforert flate og ved bruk av ovnen føres en blanding av gass og forbrenningsluft opp gjennom denne platen. Som følge herav, vil partiklene i kammeret sveve og danne en turbulent masse som kan sammenlignes med en kokende væske. Det er denne turbulente masse som danner det fluidiserte sjikt eller den fluidiserte bed. Oppvarmingen av sjiktet skjer enten ved en forebrenning av gass/luftblandingen under platen før blandingen går inn i kammeret, eller ved en forbrenning av blandingen i sjiktet.

Stoffene som skal behandles, tilføres sjiktet og blandes med

de hete partikler ved hjelp av turbulensen i sjiktet. Stoffene bringes således i intim kontakt med de hete partikler og oppvarmes effektivt i dette miljø, samtidig som stoffene underkastes en behandling. Etter behandlingen tas stoffene ut fra sjiktet.

I teorien danner et fluidisert sjikt en effektiv varmeover-føringsmekanisme som byr på fordeler for flere termiske behandlingssystemer.

I praksis er imidlertid anvendelsen av fluidiserte sjikt begrenset som følge av vanskeligheter med hensyn til temperaturreguleringen og varmeoverføringen inne i sjiktet, og som følge av problemer i forbindelse med separeringen av produktene i visse termiske prosesser fra sjiktet i det riktige øyeblikk.

Slike ulemper har flere årsaker:

Varmetilføringen til sjiktet er i hvert fall i en viss ut-strekning av lokal art. Sjiktet som sådan forblir statisk og fluidiseringen oppnås med en vertikal strøm av gass/ luftblandingen inne i behandlingskammeret, og sjiktpartiklenes sidebevegelse vil derfor være tilfeldig. Som følge herav vil varmeoverføringen til noen områder av sjiktet være begrenset, med det resultat at det oppnås en ujevn varmefordel-ing .

Den tilfeldige partikkelbevegelse har også en tendens til

å gi ujevn horisontal blanding av partiklene og stoffene,

og dette påvirker varmevekslingen mellom partikler og stoffer.

Strømmene inne i sjiktet kan dessuten aktivt motvirke eller hindre uttrekkingen av de behandlede stoffer når behandlings-produktet innbefatter faststoffer. Da strømmene ikke har noen fast retning vil faststoffene ikke ha en naturlig tendens til migrering til et bestemt område av kammeret, hvor stoffene tas ut, og de vil heller ikke ha en naturlig tendens til separering fra sjiktpartiklene når de er klare for uttrekking. Man har derfor en usikker styring av uttrekkingen av faststoffprodukter fra kammeret og usikkerhet med hensyn til oppholdstiden i sjiktet.

Disse faktorer gir ikke bare en ineffektiv drift, men de gjør også ovnen uegnet for anvendelser i de tilfeller hvor temperaturstyringen eller oppholdstiden for faststoffene er kritisk.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det en fremgangsmåte som angitt innledningsvis, hvilken fremgangsmåte er kjennetegnet ved at fluidumstrømmen bringes til å hvirvle inne i behandlingsområdet, idet denne hvirvlende fluidumstrøm benyttes for å påvirke det kornformede materiale slik at det samler seg i et kompakt turbulent bånd og sirkulerer om en akse i behandlingsområdet. Fordelaktige videreutviklinger av denne fremgangsmåte er angitt i de uselvstendige krav 2-6.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det en innretning som nevnt innledningsvis, hvilken innretning er kjennetegnet ved at styreanordningen innbefatter flere radielt utover rettede, skrå vinger anordnet for slik styring av fluidumstrømmen inn i behandlingsområdet at det kornformede materiale innfanges i fluidumstrømmen, og i behandlingsområdet bringes til å sirkulere i hovedsaken i et kompakt turbulent bånd om behandlingsområdets akse.

Ytterligere trekk ved innretningen er angitt i de uselvstendige krav 8-16.

Innretningen ifølge oppfinnelsen er utført slik at den fremmer dannelsen av en turbulent sirkulerende partikkelmasse og understøtter den naturlige stoffseparasjon.

Hver partikkel vil bevege seg frem og tilbake inne i behandlingsområdet over hele lengden av dét kompakte bånd, og man kan oppnå en jevn behandlingstilstand. Partiklenes bevegelse bestemmes av de kombinerte virkninger av fluidumstrømmen, tyngdekraften og sentrifugalkraften som tilveiebringes ved hvirvlingen av fluidet. Resultatet er en gjennomgående og kontinuerlig blanding av disse partikler og stoffer som skal behandles, når stoffene tilsettes partikkelbåndet. Som følge herav, kan man oppnå en meget effektiv prosess under utnyttelse av et grunt eller tynt partikkelbånd.

Med oppfinnelsen tilveiebringes det et miljø hvor behandlingen av stoffene og deres uttrekking etter behandlingen, kan styres relativt enkelt.

Stoffene innleires og sentrifugalholdes inne i det kompakte,

men turbulente partikkelbånd som sirkulerer om en aske. Når behandlingen er ferdig, blir produktene automatisk skilt ut fra den kornformede masse ved at de fanges opp i en fluidumstrøm som forlater massen. Oppfinnelsen egner seg således særlig godt for behandling av stoffer hvis reaksjon på krefter, så som gravitasjonskrefter og sentrifugalkrefter, varierer under behandlingen .

Fordelene ved oppfinnelsen vil bli nærmere belyst nedenfor i forbindelse med en beskrivelse av foretrukne utførelsesformer.

Oppfinnelsen har flere anvendelsesmuligheter, både innenfor termisk behandling og kjemiske prosesser, og også innenfor andre tekniske områder, såsom slipeprosesser. Eksempelvis kan oppfinnelsen utnyttes i termiske prosesser som innbefatter gassdannelse av faste fossile brennstoffer og ekspansjon av f.eks. leca, perlitt, sand og vermikulitt. Oppfinnelsen kan også finne anvendelse ved varmetørkning av stoffer,

sliping av stoffer, og blanding av stoffer.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor:

Fig. 1 viser et snitt gjennom en første utførelsesform av

en innretning ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser utsnitt av samme innretning i større målestokk,

i området ved behandlingskammeret,

fig. 3 viser et delvis gjennomskåret oppriss av en ytterligere

utførelsesform av en innretning ifølge oppfinnelsen,

fig. 4 viser et utsnitt i perspektiv av en detalj av innretningen i fig. 3,

fig. 5 viser et tverrsnitt gjennom en ytterligere utførelse

av en innretning ifølge oppfinnelsen,

fig. 6 viser et snitt gjennom innretningen i fig. 5, og fig. 7 viser et strømningsskjerna for en prosess for ekspandering av perlitt under utnyttelse av foreliggende oppfinnelse.

I fig. 1 og 2 er det vist en ovn for ekspandering av perlitt. Ovnen består av et i hovedsaken rørformet hus 10 med vertikal akse. En sentral konstruksjon 12 inne i huset samvirker med huset for dannelse av et ringformet behandlingskammer 14 og en fluidumstrømningsbane 16 som går gjennom kammeret 14. Strømningsbanen 16 har et nedre parti 18 for tilføring av

en blanding av gass og forbrenningsluft i hovedsaken i retning oppover og inn i ringkammeret 14, og et øvre parti 20 hvor avgassene går ut fra kammerets 14 øvre område.

Som vist i fig. 1 og 2 dannes strømningsbanens nedre parti

18 av en traktformet del 22 av huset 10 og en konisk del

24 av den sentrale konstruksjon 12. Såvel trakten som det koniske parti utvider seg i retning mot ringkammeret 14 og som følge herav vil strømningstverrsnittet, som er ringformet, avta i retning mot kammeret 14.

I husdelen 22 er det anordnet en brenner 26, nederst i den trangere enden av husdelen. Forbrenningsluft tilføres gjennom husets viste trange ende og blander seg med gass fra brenneren 26 og strømmer så oppover til ringkammeret 14. Som følge av at strømningsbanens tverrsnitt avtar øker fluidumhastigheten i retning mot ringkammeret.

Fluidet går inn i kammeret 14 gjennom en ringformet innløps-åpning 28 som utgjør en del av strømningsbanen 16.

I innløpsåpningen er det plassert flere vinger eller skovler 30 for å gi en rotasjonsbevegelse til fluidet som strømmer inn i kammeret 14, slik at fluidet vil sirkulere rundt kammeraksen på sin vei oppover. Vingene utgjør deler av en sirkulær skive 3 2 som er plassert i den øvre enden av husdelen 2 2 og danner en opplagring for den sentrale konstruksjon inne i huset 10, idet den er montert mellom den koniske del 24 og resten av den sentrale konstruksjon 12. Vingene ligger fordelt rundt omkretsen til skiven 32 og er vinklet i retning fra resten av skiven, om i hovedsaken radielt forløpende linjer i skive-planet (se fig. 2). Som vist overspenner hver vinge 30 innløps-åpningene 28 i radialretningen, og vingene er jevnt avstands-fordelt rundt i åpningen 28, slik at fluidumtilførselen til kammeret 14 vil være jevn over omkretsen.

Dette er et viktig trekk ved innretningen.

Kammeret 14 begrenses av et sylindrisk parti 34 av huset 10

og et midjeparti 36 i den sentrale konstruksjon 12. Midjen 38 i partiet 36 i konstruksjonen 12 bevirker at kammeret 14

har en radielt innoverrettet utvidelse i et område mellom sine aksiale ender. Som følge herav vil fluidets vertikale hastighetskomponent i kammeret 14 først avta og deretter øke igjen under passeringen av kammeret.

Den kombinerte virkning av de skrå vinger i innløpsåpningen

28 og midjen 38 i den sentrale konstruksjon 12 medfører at fluidet i strømningsbanen 16 vil få en høyturbulent hvirvling i kammeret 14.

I kammerets øvre ende er det en ringformet utløpsåpning 40

som utgjør en del av strømningsbanen 16. Strømningsbanens øvre parti 20 dannes av en omvendt traktformet del 42 av huset 10 og en konisk del 44 av den sentrale konstruksjon 12. De motliggende overflater til henholdsvis husdelen 42

og den koniske del 44 er i hovedsaken parallelle, med konver-gens i retning fra kammeret 14. Disse elementer danner således et ringområde hvor strømningsbanen får avtagende tverrsnitt og hvor således fluidumhastigheten øker etter hvert som strømmen fjerner seg fra kammeret 14.

I veggen til det sylindriske husparti 34 er det anordnet en eller flere innløpsåpninger til kammeret 14. En tilførsels-renne 48, eksempelvis fra en ikke vist beholder, fører til innløpet eller til innløpene, for tilføring av ildfaste partikler og deretter perlitt til kammeret 14.

Innretningen virker på følgende måte:

I den nedre del av strømningsbanen 16 tilveiebringes det ••

en oppadstigende strøm av oppvarmet fluidum derved at forbrenningsluft tilføres gjennom den trange enden av husdelen 22, gass tilføres brenneren 26, og en forbrenning startes i nærheten av brenneren 26. Fluidumhastigheten øker i retning mot kammeret 14.

Når det hete fluidum treffer vingene 30 vil fluidet avbøyes inn i kammeret 14 og bringes til å rotere rundt kammeraksen, med fortsatt stigning. Fluidet hvirvler på turbulent måte rundt i kammeret 14 og går ut fra kammeret gjennom utløps-åpningen 40.

Kornformet materiale føres inn i kammeret 14 gjennom rennen eller rennene 48. Under påvirkning av fluidet i kammeret 14 tilveiebringes det en turbulent masse som oppvarmes- av fluidet. Den turbulente masse inntar formen av et kompakt toroidalt bånd 50 hvori partiklene sirkulerer.

I dette båndet vil det oppstå komplekse strømninger under de kombinerte virkninger av tyngdekraften, sentrifugalkraften og gasstrømmen, og partiklene vil sirkulere både om kammerets 14 akse og frem og tilbake inne i båndet 50.

Selv om man ennu ikke har full oversikt over de teoretiske forhold bak bevegelsene i den turbulente masse 50, så antas det at den sirkulasjon som oppstår i den turbulente masse har en første strømningskomponent og i noen tilfeller, men ikke i alle, også en andre strømningskomponent.

Disse to strømningskomponenter er vist i fig. 1 og 2 ved hjelp av piler.

Den første strømningskomponent er i nærheten av veggen i det sylindriske husparti 34. Partikler løftes opp mot denne vegg av den oppadstigende gasstrøm og vil i den øvre del av den turbulente masse falle innover, men fremdeles nært inntil veggen. Samtidig forflyttes partiklene i omkretseretningen som'følge av fluidets rotasjonsbevegelse i kammeret;

De partikler som sirkulerer i samsvar med den andre strømnings-komponent vil følge en bane som er rettet innover og oppover i fra innløpsåpningen sammen med det inngående fluidum. Når partiklene når den innerste kanten til den turbulente masse 50:. vil sentrifugalkrefter overta og presse det utover igjen. Partiklene beveges utover og også i omkretsretningen helt til de.møter og går sammen med partiklene i den første strømnings-komponent. Nå vil tyngekraften være den dominerende og partiklene vil falle ned mot bunnen av sjiktet for resirkulering.

Observasjoner av massen 50 under forsøk tyder på at denne teori er riktig, men nøyaktige partikkelbaner har man ennå ikke kunne fastlegge.

Det antas at ved innstilling av fluidumhastigheten inn i kammeret 14 og innstilling av vingene 30 kan sirkulasjonen av partiklene i kammeret 14 modifiseres slik at den første strømningskomponent vil være den fremherskende, mens den andre nesten blir borte. Partiklene vil da strømme opp langs utsiden av massen 50, i omkretseretningen og nedover i massens øvre område i retning mot det indre område, og vil til slutt gå utover og i omkretsretningen, for gjentagelse av syklusen.

I alle tilfeller vil partikkelbevegelsen i det toroidale bånd 50 gi en meget gjennomgående blanding og en jevn for-

deling av varme gjennom båndet.

Så snart den sirkulerende masse 50 har oppnådd en tilstrekkelig hly temperatur tilføres perlitt til kammeret 14 gjennom rennen eller fennene 48. Perlitten faller ned i det turbulente bånd og holdes der under påvirkning av tyngdekraften mens det skjer en blanding med partiklene med tilhørende oppvarming.

Ved oppvarmingen vil perlitt ekspandere og vil i stadig større grad påvirkes av den oppadstigende fluidumstrøm som går gjennom kammeret 14, som følge av endringer i tettheten. Resultatet er at perlitt vil ha en tendens til å migrere i hovedsaken oppover mot toppen av den turbulente masse sammen med fluidum-strømmen. Her skjer det en lokalisering av perlitten i retning mot kammerets 14 aksiale sentrum, hvor fluidets vertikal-hastighet begynner å øke. Perlitten fanges opp i fluidet og løftes mot det ringformede utløp 40 med stadig økende hastig-het og støtes ut fra kammeret 14 sammen med avgassene.

Innretningen har to betydelige fordeler. For det første vil den sterke turbulens i partikkelmassen 50 og partiklenes sirkulasjon i kammeret 40 i omkretseretningen medføre en jevn temperaturfordeling i massen og en meget effektiv varmeover-føring mellom partiklene, fluidum og perlitten. For det andre vil fullt ekspandert perlitt separeres på en naturlig og automatisk måte, såvel fra den sirkulerende masse som fra stoffer som ennu ikke er ferdigbehandlet.

En ytterligere, foretrukket utførelse av oppfinnelsen er vist

i fig. 3 og 4. Selvom utførelsen av denne innretning ad-skiller seg fra den foran beskrevne er arbeidsprinsippet det samme.

I et hus 100 er det anordnet en sentral konstruksjon 102 hvorved det dannes et ringformet behandlingskammer 104 hvori-gjennom en fluidumstrømningsbane 106 strekker seg vertikalt. Som foran er den sentrale konstruksjon 102 forsynt med et midjeparti som danner et radielt innover utvidet område i kammeret 104 mellom kammerets aksiale grenser. En ringformet innløpsåpning 108 for fluidum er plassert i bunnen av kammeret 104 og her er det også plassert flere overlapp-ende vinger 110. Kammeret avsmalner oppover mot et ringformet utløp 112 for utgående fluidum og ekspandert perlitt.

Nedre deler 114 og 116 av henholdsvis huset 100 og den sentrale konstruksjon 102 danner sammen en nedre del 118 av strømningsbanen 106. Denne nedre del 118 av strømningsbanen 106 har i hovedsaken ringform og avtar i tverrsnitt i retning mot kammeret 104. Forbrenningsluft tilføres det nedre område av denne strømningsbanedel 118 i et område hvor det er plassert en brenner 120 som brenner luften sammen med gassen og tilveiebringer en het fluidumstrøm som stiger opp og inn i kammeret 104.

Når det hete fluidum går inn i kammeret vil det avbøyes i omkretsretningen under påvirkning av vingene 110. Inne i kammeret vil det skje en hvirvling og man vil få en turbulens som følge av midjepartiet 122 i den sentrale konstruksjon 102.

Som hittil beskrevet er innretningen i fig. 3 og 4 i hovedsaken bygget opp på samme måte som innretningen i fig. 1 og 2. En forskjell finner man i hovedsaken i det tilførings-arrangement som benyttes for tilføring av kornformet materiale og perlitt til behandlingskammeret, og i den konstruktive utførelse av vingenes bærekonstruksjon og utløpsdelen av strømningsbanen 106.

Ovnen har en kontinuerlig ringformet innløpsåpning 124 for

det kornformede materiale og senere for perlitten. Åpningen 104 er plassert i den sentrale konstruksjon 102, ved dennes midjeparti 122. Kornformet materiale og perlitt tilføres åpningen 124 gjennom en renne 126, og et fordelingsarrangemnt

128 er plassert inne i den sentrale konstruksjon 102.

Den sentrale konstruksjon 102 er delt opp i to adskilte deler

i dette tilfelle. Således innbefatter den en nedre del 130 som innbefatter den nedre del 116 av konstruksjonen 102 og en øvre del 132. Begge disse deler bæres av og er fast i forhold til huset.

Den nedre del 130 har en bærer 134 for en dreibar skive 136

og en motor 132. Motoren tjener til å dreie skiven. Skiven 136 har en sentral forhøyning 140 som vist i fig. 3. Skivens periferi faller sammen med den øvre kanten til en i hovedsaken stumpkonisk ytre vegg 142 som inngår i den nedre del 130.

En del av denne vegg 142 tjener som den nedre del av den radielt sett indre vegg i kammeret 104 under midjepartiet 122. Den øvre del 132 av den sentrale konstruksjon 102

tjener til å bære renne 125 over forhøyningen 140 i skiven 136 og har en stumpkonisk vegg 143 som danner den øvre del av den radielt sett indre vegg i kammeret 104 over midjepartiet 122.

Under drift av innretningen settes skiven 136 i dreiebevegelse ved hjelp av motoren 138. Kornformet materiale tilføres gjennom renne 126. Partiklene faller ned på forhøyningen 140 og slynges utover i retning mot omkretsen til skiven 13 6. Fra skivens omkrets vil partiklene falle ned langs veggen 142

i form av et tynt slør som går inn i kammeret 104. Partiklene fordeles således jevnt rundt kammeret 104.

Det opphetede fluidum drives oppover og inn i kammeret 104

og partiklene vil danne en opphetet turbulent toroidal masse som oppfører seg på den måte som er beskrevet foran i forbindelse med omtalen av fig. 1 og 2.

Perlitt føres så inn i kammeret 104 gjenom renne 126 og over den roterende skive 13 6. På samme måte som det kornformede materiale vil perlitt falle som et tynt slør inn i kammeret 104 med jevn fordeling rundt dette. Dette fremmer en særlig effektiv blanding av perlitt og den turbulente masse.

I fig. 4 er vingekonstruksjonen for avbøyning av fluidum-strømmen i kammeret 104 i omkretsretningen vist nærmere Vingekonstruksjonen innbefatter en indre ving 144 som utgjør en del av den nedre del 130 av den sentrale konstruksjon 102, og en ytre ring 146 som utgjør en del av huset 100. De to ringer 144, 146 vender mot hverandre og har i sine motstående flater spor 148 som har like innbyrdes avstander. Sporene 148 er anordnet i par, med et spor i henholdsvis ringen 144 og 146, og sporene skrår i forhold til ringenes plane flater. I hvert sporpar er det innpasset en vinge 150. Som vist overlapper vingene hverandre i betydelig grad og mellom vingene dannes det smale strømningspassasjer 152 som går fra den ene side av vingekonstruksjonen til den andre. Dette fremmer en ren og jevn fluidumstrøm inn i kammeret 104. En slik styrt strømning bidrar til å holde den turbulente torodiale masse over vingene 110 og til å hindre partikler i å falle ned gjennom vingene og inn i strømningsbanens 106 nedre del 118.

Strømningsbanens 106 utgangsdel er utført på følgende måte: Ved den øvre enden av kammeret 104 er strømningsbanen 106 rettet radielt inn i en spiralhusformet øvre del 152 av huset 100. Den ekspanderte perlitt som forlater kammeret 104 slynges utover og inn i den husdel 152 og strømmer rundt og til en ikke vist utløpsåpning ved ytterenden. Hvirvelbeveg-elsen til fluidet og den ekspanderte perlitt som forlater kammeret 104 bidrag til å bære partiklene frem til dette huset.

Denne utførelsen av oppfinnelsen er særlig fordelaktig av flere grunner. Åpningene inni og ut fra kammeret 104 trekker seg over hele kammeromkretsen, slik at man får en jevn til-førsel av fluidum og andre stoffer inn i kammeret og jevn utstrømming av produkter fra kammeret. Som følge herav vil man få en effektiv behandling. En annen fordel er den tidlig-ere omtalte fordel som oppnås med den spesielle vingekonstruk-s jon.

Fig. 5 og 6 viser en alternativ utførelse av en innretning ifølge oppfinnelsen.

Innretningen har et ytre hus 200. Huset 200 inneholder et forbrenningskammer 202 og et oppvarmingskammer 204. I kammeret 204 er det et behandlingskammer 206 som dannes av et relativt grunt eller lavt, i hovedsaken sylindrisk hult lege-me 208.

Huset 200 er utført slik at det er kontakt med legemet 208

i topp og bunn, og slik at det mellom huset 200 og legemets 208 omkretsvegg 212 dannes en spiralformet strømningsbane 210 fra forbrenningskammeret 202 og til en innløpsåpning 214 i veggen 212.

Gass og forbrenningsluft tilføres til kammeret 42 hvor forbrenning skjer. Fluidet sirkulerer så rundt omkretsen til legemet 208 før det går inn i behandlingskammeret 206. På denne måten varmes yttersiden av legemet 208 opp. For å få

en jevn temperatur i veggen 212 er det anordnet flere ringformede ribber 216. Legemet 208 og ribbene 216 er i hovedsaken utformet i et materiale så som støpejern eller kera-mikk .

De varme gasser som går inn i behandlingskammeret 214 på en •

i hovedsaken tangensiell måte gjennom innløpet 204, vil deretter ha en tendens til å følge innsiden av veggen 212. Fluidet går ut fra kammeret 206 gjennom et utløp 218 utformet i toppen av legemet 208, i dettes aksiale retning.

Et ekstra innløp 220 går inn i kammeret 202 gjennom toppen av legemet 208 og den hosliggende vegg i huset 200.

Dette innløp 220 tjener til innføring av kornformet materiale og deretter for innføring av perlitt i kammeret 220. Innløpet 220 er anordnet radielt innenfor veggen 212 og retter det kornformede materiale og perlitten tangensielt inn i kammeret.

Denne drift bringes opphetet fluidum til å strømme rundt yttersiden og deretter langs innersiden av veggen 212 før fluidet går ut gjennom utløpet 218. Kornformet materiale tilføres kammeret 206, og under påvirkning av fluidumstrømmen vil det kornformede materiale samle seg langs innsiden av veggen 212

og strømme på en tubulent måte rundt i behandlingskammeret 206. Fluidum som roterer om aksen i kammeret 206 vil bevirke at den turbulente masse roterere og kontinuerlig presses oppover mot veggen 212. Massen danner således et kompakt torodialt bånd 222.

Dette bånd 222 oppvarmes både ved varmeoverføring gjennom veggen 212 og ved varmeoverførin<g-> fra fluidet som sirkulerer i kammeret 206.

Når perlitt tilsettes kammeret 206 vil perlitten slynges kraf-tig utover mot og inn det turbulente bånd 222 og oppvarmes deri. Når perlitten ekspanderer vil den få en tendens til å arbeide seg i retning mot innerkanten av båndet 222 og fanges der opp av fluidumstrømmen som går til utløpet 218.

Fluidum og ekspandert perlitt går ut sammen fra kammeret.

En prosess for ekspandering av perlitt under utnyttelse av foreliggende oppfinnelse er vist skjematisk i fig. 7.

Et forråd av perlitt i naturlig tilstand føres til en tørke

og til et forbehandlingskammer, på i og for seg kjent måte.

I forbehandlingskammeret oppvarmes perlitten til en temperatur på 250 - 300 ° C, og forberedes for innføring i ekspansjonsovnen ifølge oppfinnelsen.

Gass og forbrenningsluft tilføres fra respektive forråd og drives inn i ekspansjonsenheten hvor det skjer en forbrenning for oppnåelse av en temperatur i området 900 - 1100 ° C. Perlitt som tilføres ekspansjonsovnen vil oppvarmes og ekspandere og danne et isolasjonsmateriale.

En strøm av het fluidum av gass tar med seg ekspandert perlitt og forbrenningsprodukter fra ekspansjonsovnen og inn i en varmegjenvinningsenhet. Der trekkes varme ut og føres til bake til forvarmekammeret for den begynnende oppvarming av perlitten. Varmen føres også tilbake til forbrenningsluft-forrådet for forvarming av luften.

Den avkjølte avgass fra ekspansjonsovnen går så til en syklon hvor ekspandert perlitt skilles ut fra fluidet og eventuelle små forurensende partikler. Fluidet går ut i atmosfæren gjennom et filter, som benyttes for oppfanging av slike forurensende partikler, og den ekspanderte perlitt går gjennom en kjøler til en pakkemaskin.

Vermikulitt kan også ekspanderes i ovnene i fig. 1-6 og i et system som vist i fig. 7.

Andre anvendelsesområder for oppfinnelsen innbefatter forgas-sing av faste fossile brennstoffer. I så tilfelle benyttes en av de to ovner som er beskrevet i fig. 1-4. Istedenfor at forbrenningen av gass/luftblandingen skjer i den nedre del av forbrenningsbanen og under vingene i innløpet til behandlingskammeret, tennes blandingen inne i den turbulente masse i kammeret.

Den beskrevne innretning kan også benyttes for slipeformål.

Fluidum som tilføres behandlingskammeret kan være i kald eller varm tilstand, men strømningshastigheten må styres slik at man er sikret en meget hurtig sirkulasjon av det kornformede materiale i den turbulente masse. Når stoffer som skal behandles tilføres til kammeret og innleires i den kornformede masse vil de friksjonskrefter som tilveiebringes som følge av partiklenes sterke turbulensbevegelse gi en sliping av stoffene som skan behandles, med reduksjon til pulverform.

Ved forsøk utført med innretningene i fig. 1-4 har man funnet

at man i virkeligheten vil kunne behandle visse stoffer, eksempelvis perlitt og vermikulitt i fravær av det torodiale bånd av kornformet materiale. Når det føres inn i behandlingskammeret vil stoffene som skal behandles i seg selv danne et turbulent torodialt bånd som underkastes en behandling, eksempelvis ved oppheting, helt enkelt under påvirkning av den hvirvlende fluidumstrøm. Totalt sett får man ikke en fullt så effektiv prosess, men som sagt kan man foreta en behandling på denne måten.

Selv om forbrenningen av gass og luft skjer utenfor behandlingskammeret, så er dette i og for seg kritisk. Forbrenningen kan eventuelt finne sted inne i kammeret.

I oppbyggingen av innretningene kan man også tenke seg ulike modifikasjoner.

Eksempelvis kan man istedefor å utforme midjepartiet i den sentrale konstruksjon, på den måten som er vist i fig. 1, 2, og 3, hvor to stumpkoniske veggpartier møtes og danner et markert vin-kelhjørne i kammeret, kan midjepartiet dannes av en radielt innover krummet veggdel av den sentrale konstruksjon. Det skal her også bemerkes at når midjepartiet dannes som vist av stumpkoniske veggpartier i den sentrale konstruksjon, kan keglevinklene til de to partier være lik eller ulik.

Alternative arrangementer for vingene i de to ovnene i fig, l" 4 er også mulig. I fig. 1-4 er hver vinge skråstilt bare om en radielt forløpende linje. Imidlertid kan hver vinge også løftes ved sin ytterkant slik at den skrår såvel radielt som i omkrets-^ retingen. Dette gir en endring i partikkelstrømmen inne i den turbulente torodiale masse, men vil allikevel gi en høy bland-ingsgrad for partiklene.

En annen modifikasjon kan foretas derved at det anordnes et ekstra utløp ved eller nær den nedre enden av det ringformede behandlingskammer i ovnene i fig. 1-4. Under henvisning til fig. 1 kan således eksempelvis husets ti sylindriske parti 34 være litt utvidet i forhold til den brede enden av husdelen 22, slik at det ved den nedre ytterkant av behandlingskammeret 14 dannes en i hovedsaken ringformet åpning. Relativt tunge stoffer eller partikler i det sirkulerende bånd av kornformet materiale vil ha en tendens til å gå til dette området og falle ut fra kammeret 14. Ovnskonstruksjonen i fig. 3 kan endres på lignende måte. Slike arrangementer er fordelaktig med hensyn til separasjon av relativt tunge partikler av behandlede stoffer eller avfallstoffer fra det torodiale bånd på en måte som ikke medfører blokkering av det ringformede innløp til behandlingskammeret. Slike arrangementer kan således med fordel benyttes eksempelvis hvor det eller noen av de behandlede stoffer er for tunge til at de lett kan trekkes ut i fra be-handlingskammere ved oppfanging i den utgående gasstrøm, eller når de tilhørte stoffer er forurenset.

De foran beskrevne konstruksjoner muliggjør et kompakt og derfor lett isolerbart apparat. En stabil temperatur kan oppnås i behandlingskammeret og det oppnås også en gjennomgående blanding av stoffer som skal behandles med partiklene i den turbulente masse. Stoffenes oppholdstid i den turbolente masse kan bestemmes temmelig nøyaktig, for oppnåelse av optimale resul-tater. Som følge herav kan man på en praktisk måte oppnå en effektiv og virkningsfull behandling.

Claims

1. Fremgangsmåte for behandling av kornformet materiale, innbefattende tilveiebringelse av en omkretsrettet fluidstrøm i et behandlingsområde (14;104), tilføring av kornformet materiale til behandlingsområdet, behandling av dette kornformede materiale i fluidstrømmen, og uttaging av behandlet materiale fra behandlingsområdet, karakterisert ved at fluidstrømmen bringes til å hvirvle inne i behandlingsområdet, idet denne hvirvlende fluidstrøm benyttes for å påvirke det kornformede materiale slik at det samler seg i et komptakt turbulent bånd og sirkulerer om en akse i behandlingsområdet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det tilveiebringes et andre kornformet materiale i behandlingsområdet, at fluidstrømmen utnyttes for påvirkning av dette andre kornformede materiale slik at det samler seg i et kompakt turbulent bånd og sirkulerer om en akse i behandlingsområdet, til-føring av det førstnevnte kornformede materiale som skal behandles inn i det nevnte andre kornformede materiale, behandling av det førstnevnte kornformede materiale inne i det nevnte andre kornformede materiale, og uttaging av behandlet førstnevnte materiale fra det nevnté andre kornformede materiale.

3 . Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at fluidumhastigheten varieres i behandlingsområdets (14;104) aksialretning for derved å tilveie-bringe den hvirvlende fluidumstrøm og bevirke dannelsen av det kompakte turbulente bånd og dets sirkulasjon om en akse i behandlingsområdet.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at det benyttes et ringformet behandlingskammer (14;104) for dannelse av behandlingsområdet, utformet med et midjeparti (38;122) i en radielt sett indre vegg, for variering av fluid-umstrømhastigheten.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at behandlingskammeret (14;104) plasseres med aksen i hovedsaken vertikalt, og at den hvirvlende fluidumstrøm bringes til å gå i hovedsaken vertikalt gjennom dette behandlingskammer.

6. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at det tilveiebringes en utgående fluidum-strøm idet behandlet materiale innfanges i denne utgående strøm for derved å trekke det behandlede materiale ut fra behandlingsområdet (14;104).

7. Innretning for behandling av kornformet materiale, innbefattende en anordning (10,12;100,102) som danner et i hovedsaken ringformet behandlingsområde (14;104) for mottagelse av materi-alet , en anordning (16;106) for tilføring av en fluidstrøm inn i og gjennom behandlingsområdet, en styreanordning (30;110) anordnet rundt behandlingsområdets nedre del for styring av fluidstrømmen inn i behandlingsområdet med både vertikale og tangensielle komponenter, og anord-ninger (46 , 40;124,112) for innføring av kornformet materiale til behandlingsområdet og for utføring av behandlet materiale fra behandlingsområdet, karakterisert ved at styreanordningen (30; 110) innbefatter flere radielt utover rettede, skrå vinger anordnet for slik styring av fluidstrømmen inne i behandlings- området at det kornformede materiale innfanges i fluidstrøm-men og i behandlingsområdet bringes til å sirkulere i hovedsaken i et kompakt turbulent bånd om behandlingsområdets akse.

8. Innretning ifølge krav 7,karakterisert ved en struktur (10,12;100,102) som inneholder behandlingsområdet og danner et i hovedsaken ringformet behandlingskammer (14;

104) mellom en radielt sett ytre vegg (34) og en radielt sett indre vegg (36).

9 . Innretning ifølge krav 8,karakterisert ved at behandlingskammeret (14;104) utstrekker seg radielt innover i retning fra styreanordningen (30;110).

10. Innretning ifølge krav 8 eller 9, karakterisert ved at den nevnte radielt sett indre vegg (36) er utformet ved et midjeparti (38;122).

11. Innretning ifølge krav 10,karakterisert ved at den radielt sett indre vegg (36) innbefatter to stumpkoniske partier som er snudd i forhold til hverandre, for derved å danne det nevnte midjeparti (38;122).

12. Innretning ifølge et av kravene 8-11, karakterisert ved at den nevnte radielt sett ytre vegg (34) utstrekker seg i hovedsaken perpendikulært på behandlings-kammerets (14;104) bunnparti.

13 . Innretning ifølge et av de foregående krav 7-12, karakterisert ved at vingene (30;110) er anordnet med innbyrdes overlapping.

14. Innretning ifølge et av de foregående krav 7-13, karakterisert ved at anordningen for innføring av kornformet materiale til behandlingsområdet innbefatter en ringformet innløpsåpning (124).

15. Innretning ifølge krav 14, i avhengig-het av krav 10, karakterisert ved at den ringformede innløps-åpning er plassert i midjepartiets (122) radielt sett indre vegg.

16 . Innretning ifølge et av de foregående krav 7-15, karakterisert ved at anordningen for utføring av behandlet materiale fra behandlingsområdet (14; 104) innbefatter en ringformet utløpsåpning (40;112) ved en øvre ende av behandlingsområdet (14;104).