DE1141981B - Verfahren zum UEberziehen von koernigen Stoffen in Drehtrommeln - Google Patents

Description

• Verfahren zum Überziehen von körnigen Stoffen in Drehtrommeln Die Aufgabe, wäßrige Lösungen einzudampfen oder Schmelzen, beispielsweise von Hydraten, zu trocknen oder zu calcinieren und in körnige Produkte überzuführen, stellt sich in der Technik sehr häufig.
• Dabei geht man oft so vor, daß ein fester Träger in einer von außen beheizten Trommel mit verhältnismäßig konzentrierten Lösungen oder Schmelzen besprüht wird und durch die zugeführte Wärme das Lösungsmittel verdampft oder die betreffende Substanz calciniert wird. Da die Raumzeitausbeute solcher Einrichtungen gering ist, hat man auch schon vorgeschlagen, das Trägerbett aus körnigen Stoffen, auf das die Lösungen oder Schmelzen aufgespritzt werden, unmittelbar mit einer Flamme oder hocherhitzten Gasen zu beheizen. Diese Arbeitsweise führt zwar schon zu einer erheblichen Steigerung der Raumzeitausbeute im Vergleich zu dem Verfahren mit indirekter Beheizung des Trägerbettes. Der Beheizung durch eine einzige das Bett überstreichende Flamme haften aber noch die folgenden erheblichen Mängel an: Die Verbrennung der gasförmigen oder flüssigen Brennmaterialien erfolgt beispielsweise bei Verwendung eines Drehrohrofens meist in einer der Drehtrommel vorgebauten Brennkammer, die mit feuerfestem Material ausgekleidet ist. Die dabei erzielten hohen Verbrennungstemperaturen können häufig nicht voll ausgenutzt werden, weil das zu örtlichen Überhitzungen führt, wobei die durch Aufsprühen von Lösungen hergestellten Salze aufschmelzen, Verbackung eintritt und so schon nach kurzer Zeit der kontinuierliche Betrieb des Ofens behindert wird. Die Korrosionsbeanspruchung der Ofenauskleidung, der Sprühdüsen und der sonstigen Ofeneinbauten durch die heißen Verbrennungsgase und durch örtliches Schmelzen der Salze ist außerordentlich hoch, so daß zum Teil hochwertigste und damit sehr kostspielige Werkstoffe eingesetzt werden müssen. Die Schwierigkeiten, die sich durch die örtliche Überhitzung ergeben, hat man durch die Zufuhr von Sekundärluft zu verringern versucht, was jedoch zu einer beträchtlichen Senkung des Wärmewirkungsgrades führt. Auch sind die Wärmeverluste durch Abstrahlung der Brennkammer und des ihr benachbarten Ofenteils recht beachtlich. Außerdem sind durch das bei vorgebauter Brennkammer im Innern des Ofens auftretende große Temperaturgefälle keine gleichmäßigen Einspritzungen über die ganze Ofenlänge hin möglich, sondern die Leistung wird zum Ofenende hin sehr gering.
• Es wurde nun gefunden, daß sich alle diese Schwierigkeiten vermeiden lassen und sich die Leistung gegenüber dem alten Prinzip auf das Dop- pelte bis Vierfache steigern läßt, wenn das Überziehen von körnigen Stoffen in Drehtrommeln durch Aufsprühen von wasserhaltigen Lösungen oder Schmelzen anorganischer Substanzen auf ein durch Flammeneinwirkung direkt aufgeheiztes Bett von körnigen Stoffen gleicher oder verschiedener Art so vorgenommen wird, daß die Beheizung durch eine größere Anzahl von einzelnen Flammen erfolgt, deren Austrittsöffnungen über die ganze oder einen wesentlichen Teil der Länge des Materialbettes ver teilt sind.
• Die unmittelbar auf das Material zu richtenden Heißgasströme oder Flammen können durch einzelne Düsen bzw. Brenner oder Brennergruppen (Reihenbrenner) erzeugt werden, wobei die Zuführung von Brennmaterial - es kann mit flüssigen sowie mit gasförmigen Brennstoffen gearbeitet werden - und Primärluft zu jedem Brenner separat erfolgen kann und jeder Brenner für sich regelbar ist. Die Brenner können jedoch auch gemeinsame Zuleitungen haben, die gleichzeitig als Träger für die Brenner fungieren.
• Die Zuleitungen können nebeneinander oder konzentrisch ineinander angeordnet sein und außerhalb des Drehrohrofens bzw. der Drehtrommel zu Ringleitungen zusammengeschlossen werden oder können an beliebiger Stelle in der Drehtrommel in zwei oder mehrere Abschnitte unterteilt sein, wobei dann die Zuführungen in jedem Abschnitt getrennt erfolgen können. Auch ist durch verschiedene Gruppierung oder Dimensionierung der Düsen oder Brenner oder durch beide Maßnahmen die Möglichkeit gegeben, die Materialtemperatur an jeder Stelle in der Drehtrommel weitgehend den Erfordernissen des zu verarbeitenden Materials anzupassen und so örtliche Überhitzungen und ein Verbacken des Materials und Zusetzen des Ofens zu vermeiden.
• Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, als Gefäß zum Eindampfen, Trocknen oder Calcinieren eine Drehtrommel bzw. einen Drehrohrofen zu verwenden, bei dem das Brennerrohr oder der Träger, an dem die Brenner befestigt sind, durch den ganzen Ofen und vorteilhaft auch noch durch das Auslaufgehäuse und den den Ofen am anderen Ende abschließenden Kopfteil hindurch reicht. Es ist vorteilhaft, dieses Trägerrohr außerhalb des Ofens so zu lagern, daß es leicht, auch während der Ofen in Betrieb ist, gedreht, gehoben und seitlich verschoben werden kann, um einen optimalen Abstand zwischen Brennern und Material zu erzielen.
• Das vorgelegte Bett aus körnigem Material und die einzudampfende Lösung oder die zu trocknende oder zu calcinierende Schmelze können entweder von gleicher oder auch von verschiedener stofflicher Zusammensetzung sein. Ein Beispiel für das Überziehen der vorgelegten Körner mit der stofflich gleichen Substanz ist die bekannte Herstellung von granuliertem Calciumchlorid oder Magnesiumchlorid. Das Überziehen des Trägermaterials mit einer stofflich anderen Substanz wird beispielsweise bei der Herstellung von Katalysatoren angewandt, bei denen häufig ein indifferentes Trägermaterial mit den katalytisch wirksamen Substanzen überzogen wird. Die wesentlichen Vorzüge dieses Verfahrens sind höhere Verdampfungsleistung des Ofens, höherer Wännewirkungsgrad infolge Wegfallens der Sekundärluft und verringerter Wärmeabstrahlung, verminderter Platzbedarf und besserer Einblick in den Ofen durch Fortfall der Brennkammer sowie gleichmäßige Verteilung bzw. Regelbarkeit der Temperaturen in den verschiedenen Ofenzonen.
• Beispiel 1 In einem Drehrohrofen von 7,5 m Länge und 1,5 m Durchmesser, der mit Blechen aus rostfreiem Stahl ausgekleidet ist, werden 1,5 t granuliertes Chlorcalcium mit mindestens 750/0 CaCl2 eingefüllt, wobei dieses Chlorcalciumbett eine Tiefe von 30 bis 50 cm erreicht. Das Material wird durch vierzig direkt darauf gerichtete Flammen über die ganze Ofenlänge gleichmäßig erhitzt. Es werden Flammentemperaturen von etwa 1600 bis 19000 C erreicht.
• Die Beheizungseinrichtung besteht aus zwei konzentrisch ineinanderliegenden, durch den Ofen hindurchgeführten Rohren, die den vierzig Brennern Heizgas und Luft von beiden Rohrenden her zuführen. Bei Verwendung von Wasserstoff als Heizgas werden mit etwa 350 m3 je Stunde aus 300/oiger Chlorcalciumlösung etwa 550 kg Wasser je Stunde verdampft. Die Verdampfungsleistung fällt bei sonst gleichen Verhältnissen für 500/oige Chlorcalciumlösung auf etwa 500 kg je Stunde, so daß die einzuspritzende Menge je nach Konzentration zwischen 615 und 660 1 je Stunde beträgt. Die Lösung wird durch zehn Düsen, die an einer gemeinsamen, durch den Ofen hindurchgelegten Druckleitung sitzen, gleichmäßig auf das Material aufgesprüht, wobei bei kontinuierlichem Austrag von granuliertem Calciumchlorid nur der letzte Meter des Materialbettes vor dem Ofenaustrag nicht mit Chlorcalciumlösung besprüht wird. Das sehr rasch auftrocknende Chlorcalcium überzieht das vorgelegte Material, wobei sich kugelförmige Körper bilden, deren Dicke zum Ofenaustrag hin zunimmt.
• Gleichzeitig bildet sich aus dem Abrieb und abplatzenden Kugelschalenteilchen neues Kleinmaterial.
• Das Erzeugnis besteht aus Stücken von 1 bis etwa 40 mm Durchmesser und enthält weniger als 0,50/0 Wasser. Es kann auch mit weniger als 0,1 o Wasser erhalten werden. Die Abgase verlassen den Ofen mit 150 bis 2000 C. Der Ofen kann bei richtiger Bemessung von Beheizung und Einspritzung der Lösung mehrere Wochen ohne Auswaschen betrieben werden.
• Beispiel 2 In dem im Beispiel 1 beschriebenen Drehrohrofen wird in der gleichen Weise Chlormagnesiumlauge zu hochkonzentriertem oder wasserfreiem Festprodukt verarbeitet. Die Verdampfungsleistung beträgt etwa 100/o weniger als für eine Chlorcalciumlösung der gleichen Konzentration.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Überziehen von körnigen Stoffen in Drehtrommeln durch Aufsprühen von wasserhaltigen Lösungen oder Schmelzen anorganischer Substanzen auf ein durch Flammeneinwirkung direkt aufgeheiztes Bett von körnigen Stoffen gleicher oder verschiedener Art, dadurch ge kennzeichnet, daß die Beheizung durch eine größere Anzahl von einzelnen Flammen erfolgt, deren Austrittsöffnungen über die ganze oder einen wesentlichen Teil der Länge des Materialbettes verteilt sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 899 648, 651 839, 555136, 525370,521100; USA.-Patentschrift Nr. 1564 730.