NO172787B - Fremgangsmaate og innretning for mikronisering av faststoffer i straalemoeller - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for mikronisering av faststoffer i strålemøller, der faststoffene tilføres via en injektor til strålemøllen og der mikroniseringen eventuelt skjer i nærvær av oppmalings- og/eller dispergeringshjelpemidler.

Oppfinnelsen angår også en innretning for gjennomføring av denne fremgangsmåte.

Mikroniseringen av faste stoffer kan gjennomføres i stråle-møller for eksempel av typen spiral- eller motrørstråle-møller (se Winnacker Riichler: "Chemisene Technololgie", 4. opplag, bind 1, side 91-93, Carl Hanser Verlag Munchen Wien 1984). Strålemøller består av et oppmalingsrom, hvilket det blåses inn vanndamp- eller luftstråler med høy hastighet, og de faste stoffer som skal mikronieres (i det følgende også betegnet oppmalingsgods), bringes inn via injektor med en drivgass. Som drivgass anvendes derved for det meste trykkluft eller vanndamp (i det følgende kort betegnet som damp). Tilførselen av de faste stoffer i injektoren foregår vanligvis via en innløpstrakt, respektivt en innførings-karusell.

Til understøttelse av mikroniseringen tilsettes ofte også oppmalingshjelpemidler til det faste stoff. Spesielt ved pigmenter anvendes for det meste dessuten dispergeringshjelpemidler som forbedrer deres dispergerbarhet i forskjellige materialer, og samtidig også understøtter pig-mentenes mikronisering. Denne type av innføring av faste stoffer i strålemøller har den ulempe at det kan opptre oppmalingsforstyrrelser på grunn av tilstopninger av injektoren, og avlagringer av oppmalingsgodset på innløps-traktens vegger.

Disse oppmalingsforstyrrelser fører vanligvis til en nedsettelse av det mikroniserte faste stoffs kvalitet. Dessuten kan det ved disse oppmalingsforstyrrelser opptre oppmalingsgods fra den under overtrykk stående strålemølle.

Oppfinnelsens oppgave var å tilveiebringe en fremgangsmåte til mikronisering av faste stoffer i strålemøller som ikke har de omtalte ulemper.

Det er nu funnet at oppmalingsforstyrrelser og de dermed forbundne problemer opptrer når de faste stoffer tvangsmessig tilføres strålemøllens injektor.

Med begrepet "tvangsmessig tilførsel av de faste stoffer" forstås ifølge oppfinnelsen at det for de faste stoffer kun står en bevegelsesfrihetsgrad til disposisjon, det vil si at de faste stoffer transporteres i en tvungen bevegelsesretning. En utvikning av de faste stoffer i en annen bevegelsesretning slik dette var mulig ved vanlig tilførsel av de faste stoffer til injektoren via innløpstrakter, respektivt inntakskaruseller (uttreden av oppmalingsgods fra strålemøllen på grunn av tilstoppinger i apparaturen), er utelukket.

I henhold til dette angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at faststoffene tvungent og uten tilbakestøt via en innføringssklie, en utgangssluse, en gjennomblåsningssluse og en pneumatisk transportinnretning føres til injektoren bestående av en dampledning, en stråledyse, et faststoff-/damp-/ luftblanderør og en fangdyse.

Den tvangsmessige tilførsel av de faste stoffer foregår fortrinnsvis via en pneumatisk transportinnretning. Der fluidiseres de faste stoffer med en drivgass, fortrinnsvis trykkluft, og transporteres til injektoren. Fluidiseringen av de faste stoffer kan også foregå med andre gasser som for eksempel damp.

For å sikre en forstyrrelsesfri drift av den pneumatiske transportinnretning er det fordelaktig å innføre de faste stoffer tvangsmessig og tilbakestøtsfritt i denne. Dette foregår fortrinnsvis ved hjelp av en trykksluse. Derved kan det anvendes egnede trykksluser av de forskjelligste typer. Det foretrekkes trykksluser som består av en kombinasjon av en uttakssluse og en gjennomblåsningssluse.

Det er spesielt fordelaktig når inntaket av de faste stoffer i den pneumatiske transportinnretning foregår i jevn dosering.

Den jevne dosering oppnås fortrinnsvis ved doseringsvekter. Den kan imidlertid også foregå over en volummåling av de faste stoffer. Disse fremgangsmåtevarianter muliggjør overhold av definerte drivgass:faststoff-forhold i den pneumatiske transportinnretning. Alt efter kravene, kan derved drivgass:faststoff-forholdet til enhver tid tilpasses nominelle verdier ved variasjon av faststoffmengden.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen foretrekkes injektorer som ifølge fig. 1 består av en kombinasjon av en dampledning 11, en stråledyse 13, et faststoff-/damp-/luftblanderør 14, og en fangdyse 15. Denne spesielle anordning sikrer et jevnt inntak av faststoff-/bæregassblandingen i strålemøllen som står under overtrykk.

I en meget fordelaktig variant av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, overvåkes den tvangsmessig tilførsel av de faste stoffer samt eventuelt tilsetningen av oppmalings-og/eller dispergeringshjelpemidler ved trykkmåling på en innretning i strålemøllen, idet innretningen eventuelt samtidig tjener som oppmalings- og/eller dispergerings-hj elpemiddel-ifyllingsinnretningen.

Trykkmålingen foregår fortrinnsvis i målecykler, idet det mellom målecyklene ved hjelp av et trykkstøt eller ved en konstant spyleluftmengde som er overlagret mellom målecyklene et trykkstøt, hindres en tilstopping av innretningen.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan anvendes ved mikroniseringen av de forskjelligste faste stoffer. Spesielt fordelaktig kan det mikroniseres pigmenter spesielt uorgan-iske pigmenter som titandioksydpigmenter, i jernoksyd-pigmenter, kromoksydpigmenter og blandingsfasepigmenter ifølge denne fremgangsmåten. Med den spesielle oppmalings-henholdsvis dispergeringshjelpemiddel-ifyllingsinnretning i strålemøllen oppnås en jevn og homogen belegning av pig-mentene med dispergeringshjelpemidlene.

Ved gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen opptrer det ingen oppmalingsforstyrrelser med de dermed forbundne problemer.

Dessuten optimeres oppmalingsprosessen og transporten av de faste stoffer ved de angitte doserings- og overvåknings-forholdsregler. Dette muliggjør en vesentlig høyere ytelse for strålemøllen, uten at det inntrer en kval itetsminskning av det mikroniserte faste stoff.

Som nevnt ovenfor angår oppfinnelsens også en innretning for gjennomføring av den ovenfor angitte fremgangsmåte og denne innretning karakteriseres ved at den omfatter: a) en doseringsinnretning;

b) en innretning for tvungen innføring bestående av

1. en innføringssklie (6),

2. en utgangssluse (7),

3. en gjennomblåsningssluse (9) og

4. en pneumatisk transportinnretning (10),

c) en injektor bestående av

1. en dampledning (11),

2. en stråledyse (13),

3. et faststoff/damp/luftblanderør (14), og

4. en fangdyse (15), og

d) en strålemølle.

Doseringsinnretningen kan bestå av forskjelligste innretnin-ger, som muliggjør en dosering av faste stoffer. Der er fordelaktig når den ifølge fig. 1 består av en kombinasjon av et forrådskar 1, en svingskyver 2, et cellehjul 3 og en doseringsvekt 5.

Også tvangsinnføringsinnretningen, injektoren og strålemøllen kan være av forskjellige bygningstyper.

Fortrinnsvis består derved tvangsinntaksinnretningen ifølge fig. 1 av en kombinasjon av en inntakssklie 6, en uttakssluse 7, en gjennomblåsningssluse 9, og en pneumatisk transportinnretning 10.

Enkelte deler av tvansinntaksinnretningen kan erstattes med andre egnede deler henholdsvis apparatur. For eksempel kan det istedet for uttaksslusen og gjennomblåsningsslusen 9 være bygget inn trykksluser av annen type men med samme funksjons-måte .

Spesielt foretrukket er en innretning ifølge oppfinnelsen hvori injektoren ifølge fig. 1 består av en kombinasjon av en dampledning 11, en stråledyse 13, et faststoff-/damp-/luft-blanderør 14 og en fangdyse 15.

Injektoren kan imidlertid også være av vanlig konstruksjon. En slik injektor er for eksempel avbildet i Winnacker, Kuchler, "Chemische Technologie", 4. oppi., bind 1, side 93, Carl Hanser Verlag Munchen, Wien, 1984.

Spesielt foretrukket er også en innretning ifølge oppfinnelsen hvori det i strålemøllen ifølge fig. 1 er bygget inn en innretning 17, til trykkmåling som eventuelt samtidig tjener som oppmalings- og dispergeringshjelpemiddel-ifyllingsinnretning.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og den dertil hørende innretning skal forklares nærmere ved hjelp av fig. 1.

Oppmalingsgodset has i forrådskaret 1. Ved utløpet av forrådskaret "befinner det seg en svingskyver 2, hvormed utløpet kan lukkes og åpnes. Via doseringsvekten som mates av cellehjulet 3, kommer oppmalingsgodset til tvangsinntaksinnretningen. Dreietallet av cellehjulet 3 reguleres derved i avhengighet av den ønskede ifyllingsmengden av oppmalingsgodset .

Forbindelsesledningen 4 hvortil det er forbundet et støvfil-ter, tjener til utligning. I tvangsinntaksinnretningen kommer oppmalingsgodset via inntakssklier 6 inn i trykkslusen som består av en uttakssluse 7 og~^en trykkblåsesluse 9. Via disse spesielle trykksluser transporteres de faste stoffer tvangsmessig og tilbakestøtsfritt inn i den pneumatiske transportinnretning 10. I den pneumatiske transportinnretning fluidiseres oppmalingsgodset med trykkluft, og transporteres til Injektorens faststoff-/damp-/luftblanderør 14. Trykkluftmengden kan derved overvåkes med måleapparatet 8. Det fluidiserte oppmalingsgods transporteres endelig med damp som føres via dampledningen 11 og stråledyse 13, til faststoff-/damp-/luftblanderøret 14, via fangdysen 15 inn i strålemøllen 16. Dampmengden overvåkes derved med måleapparatet 12.

Ved inngangen av strålemøllen befinner det seg en innretning 17 til trykkmåling via hvilken også oppmalings- og/eller dispergeringshjelpemidler kan tilsettes. Innretningen består ifølge oppfinnelsen av flere åpninger, henholdsvis røreender, idet det til en åpning slutter seg en apparatur til trykkmåling, og der det via de andre åpninger kan tilsettes en eller flere oppmalings- og/eller dispergeringshjelpemidler til de fluidiserte faste stoffer. Tilsetning av oppmalings-og/eller dispergeringshjelpemidler foregår derved fortrinnsvis via doseringspumper.

Trykkmålingen gjennomføres i målecykler. Mellom de respek-tive målecykler gis på innretningen 17 et trykkstøt eller en konstant spyleluftmengde som er overlagrede trykkstøt, hvorved en tilstopning av innretningen med faste stoffer hindres.

Med denne spesielle innretning kan den samlede oppmalings-prosess innbefattende doseringen av oppmalingsgodset, tvangsinntaket av de faste stoffer i injektoren, driften av injektoren samt tilsetningen av oppmalings- og/eller dispergeringshjelpemidler overvåkes. Tilsetningen av oppmalings- og/eller dispergeringshjelpemidler, kan foregå ved hjelp av doseringsvekten og denne spesielle måleinn-retning, nøyaktig i avhengighet av oppmalingsgodsets vekt.

Ved avvik av trykket i møllen fra en på forhånd gitt nominell verdi, det vil si avvik fra de optimale oppmalingsbetingel-ser, kan det gjennomføres hurtige korrekturforholdsregler, hvorved man på sikker måte unngår kvalitetssvingninger for de mikroniserte faste stoffer.

Følgende eksempel viser fordelene ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen sammenlignet til en vanlig fremgangsmåte til mikronisering av faste stoffer.

Eksempel 1.

Et ifølge sulfatfremgangsmåten fremstilt titdandioksydpigment med rutilstruktur som var efterbehandlet med 0,8 vekt-% S102 og 2,2 vekt-% AI2O3, ble under tilsetning av et disperger-ings-hjelpemiddel mikronisert i en innretning ifølge oppfinnelsen som vist i fig. 1. Som dispergeringshjelpemiddel ble det anvendt i vann oppløst omsetningsprodukt av trimetylol-propan med etylenoksyd, slik det er beskrevet i DE-B-1 467 442, eksempel 2. Mengden av dispergeringshjelpemiddel utgjorde 0,25 vekt-#, beregnet på til det tørre pigment.

Innretningen består av følgende enkeltdeler:

a) en doseringsinnretning bestående av en kombinasjon av en forrådssilo 1, en svingskyver 2, et cellehjul 3 og en båndvekt 5, idet samtlige apparater var av vanlig konstruksjon; b) en tvangsinntaksinnretning bestående av en kombinasjon av en inntaksrutssklie 6 av vanlig konstruksjon, en uttakssluse 7, en gjennomblåsningssluse 9, og en pneumatisk transportinnretning 10, idet uttaksslusen og gjennomblåsningsslusen var kommersielle cellehjul av V4A-stål med en cellehjuldiameter på 300 mm, og den pneumatiske transportinnretning var en pressluftledning med måle-blende; c) en spesiell injektor med en dampledning 11 av vanlig konstruksjon, en stråledyse 13, et faststoff-/damp-/luftblanderør og en fangdyse 15, idet stråledysen var en kommersiell dyse av støpebronse, fangdysen besto av et venturirør av ST-60-stål, og faststoff-/damp-/luft-blanderøret var fremstilt av et V4A-stålrør med en

diameter på 80 mm;

d) en spiralstrålemølle 16 av vanlig bygningstype med en diameter på 915 mm, hvor det ved inngangen av møllen bak

fangdysen 15 befant seg en innretning til trykkmål ingen 17, hvorav også dispergeringshjelpemiddelifyllingen foregikk.

Dispergeringshjelpemidlet ble tilsatt i den angitte mengde, via en kommersiell doseringspumpe 10, det fluidiserte pigment. Trykkmål ingen foregikk med en trykkmåleapparatur av vanlig konstruksjon.

Den pneumatiske transportinnretning ble drevet med luft, med trykk på 4 bar. Pr. time og pr. tonn av titandioksydpigmentet ble det forbrukt 130 cm<3> (0,16 tonn) luft.

Til mikronisering var det nødvendig med 2,0 tonn damp pr. tonn av titandioksydpigmentet.

Produksjonen av titandioksydpigment utgjorde 2,0 til 2,3 tonn pr. time.

Ved drift av denne innretning opptrådte det ingen oppmalingsforstyrrelser og det mikroniserte titandioksydpigment kunne fåes i den ønskede gode kvalitet.

Eksempel 2. (sammenligningseksempel).

Det i eksempel 1 anvendte titandioksydpigment ble under tilsetning av samme dispergeringshjelpemiddel mikronisert i en vanlig innretning, slik den er avbildet i Winnacker, Ktichler, "Chemisene Technologie", 4. oppi., bind 1, side 93, Carl Hanser Verlag Miinchen, V/ien, 1984. Det ble anvendt en spiralstrålemølle av samme type som i eksempel 1.

Inntak av pigment i injektoren foregikk via en inntakssklie idet injektoren og inntakssklien var av vanlig konstruksjon. Dispergeringshjelpemiddeltilsetning foregikk på kjent måte ved kontinuerlig sprøytning av pigmentet i inntakssklien på samme måte som angitt i eksempel 1.

Ved drift av denne innretning ble det til mikronisering forbrukt 2,4 tonn damp pr. tonn titandioksyd. Produksjonen av titandioksydpigmentet utgjorde 1,5-1,8 tonn pr. time.

Det opptrådte inntil 10 oppmalingsforstyrrelser pr. dag, noe som dermed også førte til produksjon av pigment med delvis nedsatt kvalitet.

En sammenligning med eksempel 1 viser at man ved anvendelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kunne øke produksjons-ytelsen av titandioksydpigmentet økes betraktelig. Dermed kunne man spare på 0,4 tonn damp pr. tonn av titandioksydpigment, og produksjon av pigment med nedsatt kvalitet kunne unngås.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for mikronisering av faststoffer i stråle-møller, der faststoffene tilføres via en injektor til stråle-møllen og der mikroniseringen eventuelt skjer i nærvær av oppmalings- og/eller dispergeringshjelpemidler, karakterisert ved at faststoffene tvungent og uten tilbakestøt via en innføringssklie (6), en utgangssluse (7), en gj ennomblåsningssluse (9) og en pneumatisk transportinnretning (10) føres til injektoren bestående av en dampledning (11), en stråledyse (13), et faststoff-/damp-/ luftblanderør (14) og en fangdyse (15).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at tilførselen av faststoffer til den pneumatiske transportinnretning skjer med jevn dosering.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den tvunge tilførsel av faststoffer samt eventuelt tilsetningen av oppmalings- og/eller dispergeringshjelpemidler overvåkes via en trykkmål ing i en innretning i strålemøllen hvorved innretningen eventuelt også tjener som oppmalings- og/eller dispergeringshjelpemiddel-tilsetningshjelpemiddel.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at trykkmålingen skjer i målecykler og at en tilstopping av innretningen hindres mellom målecyklene ved hjelp av et trykkstøt eller ved en konstant spyleluftmengde som er overlagret mellom målecyklene.

5. Innretning for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge kravene 1 til 4,karakterisert ved at den omfatter: a) en doseringsinnretning; b) en innretning for tvungen innføring bestående av 1. en innføringssklie (6), 2. en utgangssluse (7), 3. en gjennomblåsningssluse (9) og 4. en pneumatisk transportinnretning (10), c) en injektor bestående av 1. en dampledning (11), 2. en stråledyse (13), 3. et faststoff/damp/luftblanderør (14), og 4. en fangdyse (15), og d) en strålemølle.

6. Innretning ifølge krav 5, karakterisert ved at det i strålemøllen er anordnet en innretning (17) for trykkmål ing og som eventuelt også tjener som innretning for tilførsel av oppmalings- og/eller dispergeringshjelpemidler.