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DE1507890A1 - Verfahren und Vorrichtung zum pneumatischen Mischen,Trocknen oder Befeuchten von pulverfoermigem Gut - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum pneumatischen Mischen,Trocknen oder Befeuchten von pulverfoermigem Gut

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DE1507890A1
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DE
Germany
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displacement body
jet
valve
designed
air
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DE19651507890
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English (en)
Inventor
Lippert Dr Dipl-Ing Axel
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Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
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Publication date
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    • F26B3/06—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried
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    • F26B3/0926—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried so as to loosen them, e.g. to form a fluidised bed agitating the fluidised bed, e.g. by vibrating or pulsating by pneumatic means, e.g. spouted beds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description

■ . . ■ 150789Q
FARBENFABPJKEN BAYER AG
t E V E R K U S E N · Bavturverk P 15 07 89O.7 Patent-Abteilung 16. SepO.
Neue Unterlagen fur Offenlegung
Verfahren und Vorrichtung zum pneumatischen Mischen, !Trocknen oder Befeuchten von pulverf öriBigem Gut
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum pneumatischen Mischen, Trocknen oder Befeuchten von pulverförmigem Gut, bei dem daß auf einem Belüftungsboden befindliche Gut fluidisiert wird, und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.
Es sind Mischverfahren bekannt, bei denen das im Mischraum ruhende Gut mit Hilfe von starken intermittierenden Luftstößen fluidisiert wird, die durch Düsen in das Schüttgut geblasen worden. Es muß stoßweise geblasen werden, da sich anderenfalls oberhalb der Düse ein Kanal durch das Schüttgutbett bilden würde, durch den die Dusenlu^t abströmt, ohne das Material zu bewegen.
Die Düsensysteme, z, B. Laveldüsenkränze, deren Öffnungen gegen das Schüttgutbett gerichtet sind, müsr-en mit Sintermetalleinsätzon'gegen rückfließendes Gut geschützt werden. Zur intermittierend stoßweisen-Aufwirbelung des. gesamten Schüttbettes müssen jeweils große Luftmengen mit hohem Druck ein·*· geblasen worden.
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Bekannt sind im Mischbehälter angeordnete Düsenkränze, deren Ausblasrichtung tangential schräg zur Behälterachse nach aus-sen führt, sodaß das Gut mit jedem Luftstoß an der Behälterwand hochgetrieben wird und in die Mitte des Behälterraumes zurückfällt. Bei zu kurzer Stoßfolge tritt entsprechend einer Zyklonwirkung eine Entmischung auf, wobei die groben Teilchen zur Behälterwand und die feinen Teilchen nach der Behältermitte zu wandern.
Es sind außerdem Mischer mit porösem Boden bekannt, bei denen das auf dem porösen Boden befindliche Gut durch unterschiedliche Bodenbelüftung umgewälzt wird.
Meistens ist der Boden in für sich separat belüftete Sektionen aufgeteilt. Die Umwälzbewegung des Gutes im Fließbett ist unregelmäßig, bewirkt jedoch durch häufiges Wiederholen eine relativ gute Grobmischung. Eine Feinmischung wird nicht erreicht,, da die Fluidisierung nicht ausreicht, um die zum Aufreißen der Agglomerate erforderlichen Schubkräfte aufzubringen. Nachteilig sind auch hier der erforderliche hohe Gas- oder Luftdurchsatz und damit die schwierige Abluftreinigung sowie der unrationelle Energieaufwand.
Es wurde nun gefunden, daß eine Feinmischung des pulverförmiger Gutes im Fließbett mit rationellem Aufwand erzielt wird, wenn erfindungsgemäß in das im fluidisierten Zustand gehaltene Gut mindestens ein Treibstrahl
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aus Luft oder Gas im Gleichstrom mit den Bodenbelüftungsstrahlen, jedoch mit wesentlich höherer Geschwindigkeit als diese kontinuierlich eingeblasen wird. Der Treibstrahl wird vorzugsweise mit mindestens Schallgeschwindigkeit eingeblasen. Hierdurch wird die dem Fließbett charakteristische unregelmäßige Bewegung der Teilchen in eine regelmäßige, gleichförmige Umwälzbewegung gezwungen, wobei in der Nähe der Einblasstelle des Treibstrahles eine Zone großer Scherkräfte erzeugt wird, in der Agglomerate aufgerissen werden und eine besonders intensive Mischung des Gutes bewirkt wird. Die Stärke der Hischturbu* lenz läßt in dem Maße nach, wie sich der Abstand von der
Binbloaofitello doa Ereibotrahls im Fließbett vergrößert. Das Einblaeorgan des Treibstrahls ist als ein im Belüftungsboden eingeordnetes federgespanntes Rückschlagventil ausgebildet, dessen Ventilkörper so gestaltet 4-st, daß bei lüftung des Ventils der Treibstrahl über eine möglichst große Fläche des Ventilkörpers ausgebreitet einströmt und sich dann zu einem zentralen Aufwärtsstrom sammelt.
Der Körper des Ventils ist zu diesem Zweck als Doppelkegel mit in entgegengesetzte Richtungen weisende Kegel-
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spitzen ausgebildet, der an seinem größten Durchmesser ab-, gerundet ist. Der Ventilkörper kann auch als Kugel oder als prismatische Leiste für eine schlitzartige Ventilöffnung ausgebildet sein. Zur Führung des Feststoffstromes ist zweckmäßig an der dem Fließbett zugewandten Seite des Ventilkörpers ein leitring angeordnet.
Um eine Staubbenetzung mit Flüssigkeiten durchführen zu können, sind Flüssigkeitszuführungsleitungen angeordnet, die in unmittelbarer Nähe des Ventilsitzes in den Durchflußspalt des Treibstrahles münden.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von zur Ausübung des Verfahrens dienenden Vorrichtungen schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt das Strömungsbild des Gutes in einem mit Frittenboden und darin eingebauten, in Belüftungsstellung sich befindenden Treibstrahlventil.
Fig» 2 zeigt in vergrößertem Maßstab den Spalt zwischen angehobenem Ventilkörper und Ventilring nebst den Stromfäden, des Treibstrahls und des fluidisierten Gutes.
Fig. 3 veranschaulicht einen FlieJsbettbehälter mit drei Treibstrahleinblasorganen.
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Fig. 4 zeigt ein als Rückschlagventil ausgebildetes Einblaseorgan, für den Treibstrahl.
Fig· 5 zeigt ein Einlaßventil für den Treibstrahl mit Flüssigkeitszuleitungen im Ventilsitz.
Fig. 6 zeigt ein Einlaßventil für den Treibstrahl mit am Ventilkörper angeordnetem Leitring für das fluidisierte Gut·
Gemäß Pig* T und Fig. 3 ist der Behälter 1 mit einem oder mehreren Prittenbpden 2 und einem oder mehreren nach oben ins Fließbett mündenden Zulaufkanälen 3 für den Treibstrahl verseilen. Jeder Zuiaufkanal 3 ist durch ein Rückschlagventil 4· abschließbar. Die Rückschlagventile sind in Offenstellung dargestellt. Mit 12 ist in Pig. 1 der Luftanschluß für die Bodenbelüftung zur Fluidisierung des auf dem Boden 2 "befindlichen Gutes bezeichnet. Die'bei Einführung des Treibstrahles ins Fließbett in gleichförmigen Bahnen sich einstellende Umwälzstromung des fluidisierenden Gutes ist durch die Linien 6 dargestellt. Um Zonen weniger guten Mischung zu vermeiden, ist der Belüftungsboden 2 in Richtung auf den Zulaufkanal 3 schwach geneigt. Der mit hoher Geschwindigkeit z. B. mit mindestens Schallgeschwindigkeit durch den Spalt 13.(Fig. 2) in das in fluidisiertem Zustand im Behälter sichbefindende ^Gut eintretende Treibstrahl 5 legt sich an der konkav gewölbten Wand des Ventilkörpers 4
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rings um an und wird unter dem Einfluß der Grenzschiehtwirkung zur Spitze des Ventilkörpers 4 wieder zusammengeführt,. Direkt oberhalb des Spaltes 13 erzeugt der Treibstirahl 5 eine schnelle Wirbelbewegung des fluidisierten Gutes. Der an der Spitze des Ventilkörpers 4 wieder zusammengefaßte Ireibstrahl ist kräftig genug, um den ihn umgebenden Feststoff anzusaugen und zu beschleunigen. Dadurch verbreitert sich der Strahl allmählich und gibt seinen gesamten Impuls an den ihn umgebenden Peststoff ab, der damit an die Oberfläche des Pließbettes getragen wird. Gleichzeitig wandert in der vom Treibstrahl entfernteren Umgebung der Feststoff nach untenj. wird unten durch den kontinuierlich ins Fließbett eingeführten Strahl wieder erfaßt und nach oben getragen usw. wie in den Strömungslinien 6, Pig 1, dargestellt ist. Beim Rückschlagventil nach Fig* 4 kann der Ventilkegel 4 den Ringspalt erst bei einem gewählten Vordruck freigeben, wenn er durch eine Feder 7 gegen seinen Ventilring 8 gepreßt wird. Der Vordruck durch Federspannung muß so hoch gewählt werden, daß bei Anheben des Kegels sofort so erhebliche Austrittsgeschwindigkeiten entstehen, daß sich das im fluidisierten Zustand befindliche Gut nicht im Spalt festsetzen kann. :
lim eine bequeme Entnahme des fertig gewünschten bzw. behandelten Produktes nach Stillsetzen des Betriebes zu ermög-
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lichen, ist wie Pig, 5 zeigt, das gesamte RücKsehlagventil 4 mit samt dem Zulaufkanal 3 in axialer Richtung im Sintenboden 2a verschiebbar angeordnet. Pur den Fall, daß Pulver mit flüssigen Stoffen benetzt werden soll, sind. FlüssigkeitsZuleitungen 9 angeordnet, die über einen Ringkanal 10 gespeist werden und am Ventilsitz ausmünden.
Pig, 6 zeigt einen zur Pührung des Peststoffstromes 6 dienenden Leitring 11, der am Kopf des Ventilkörpers 4 befestigt ist..Mit 2a ist der Sinterboden des Behälters (nicht dargestellt) angedeutete
Der kontinuierliche, dünne, eine hohe Mischwirkung hervorrufende Treibstrahl benötigt auch unter Berücksichtigung der erforderlichen Flietobett-Luftmenge einen wesentlich geringeren Luftdurchsatz als Luftstrahlen, die auf dom Boden ruhendes Pulver stoßweise aufwirbeln müssen, Vorteilhaft gegenüber der stoßweisen Arbeitsweise mit starkenNStaubwolkenbildung und hoch beanspruchten Abluftreinigungssystemen ist die wesentlich geringere Staubwolkenbildung, die eine Anwendung einfacher, weniger beanspruchten Staubabscheider erlaubt.
Das Mischverfahren gemäß der Erfindung ist auch geeignet, Probleme des Wärmeübergangs und des Stoffaustausche zu lösen. Durch die Düsenströiomg innerhalb des Pließbetts
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ergibt sich ein erzwungenes, erheblich stabileres Fließbett. Die Umwälzbewegung erzeugt eine eigene Charakteristik des Wärme- und Stoffaustausche hoher Wirksamkeit. Insbesondere die heterogene Katalyse ist vorteilhaft nach diesem System zu beherrschen. Dabei wirkt sich die Düsenströmung als eine Art "stabiler Flamme aus, deren Reaktionskomponenten am 11 Flammenrand" durch die Umwälzbewegung ständig aufgefrischt werden. Die sonst üblichen Schwierigkeiten im Fließbett durch ' Unregelmäßigkeiten der Feststoff- und Gutbewegung werden überwunden. Der Wärmeübergang am Festkörper wird einfacher, da durch die Umwälzbewegung die Wärmeübergangszahlen von der Orientierung des Festkörpers im Fließbett unabhängig werden, was insbesondere für den Vergütungssektor interessant ist.
Sehr vorteilhaft läßt sich nach diesem System auch die Staubbenetzung durchführen ζ. B. mit Fetten oder sonstigem Medium, indem die Flüssigkeit kurz oberhalb des zwischen angehobenen Ventilkörper und Ventilring gebildeten Spaltes in den Gasstrom hoher Geschwindigkeit eingedüst wird. Der Strahl wird aufgerissen und sofort fein auf die in fluidisierten Zustand sich befindenden Teilchen verteilt.
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Claims (4)

■·■♦·*■ ι .·'" »» · . W- t t ■ . I .t I t ι . ι t ι ·. :■ ■ Ζ./"- . · · 3 V · 1507890 ι ■ Patentansprüche;
1. Verfahren zum pneumatischen Mischen, Troclmen oder Benetzen von pulverförrnigem oder körnigem Gut, bei dem das auf einem Belüftungsboden befindliche Gut fluidisiert wird und mindestens an einer Stelle des Belüftungsbodens ein Luft- oder Gasstrahl direlr: in das Mischgut eingeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, dai3 dio: Strahl -als Ringstrahl mit dünner Wandstärke mit mindestens Überschallgeschwindigkeit eingeblasen wird.
2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens,, bestehend aus eine;.! Behälter mit pneumatischem Belüftungsboden, durch den mindestens ein Luft- oder Gasrohr hindurchgeführt ist und unmittelbar in der: Gutraum mündet, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mühdung dieses •Rohres (3) ein als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildeter Verdrängerkörper (4) angeordnet ist, wobei'im Betriebszustand ein feiner Spalt zwischen Verdrängerkörper (4) und Rohrmündung (3) verbleibt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkörper (4) als Doppelkegel ausgebildet ist. :
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß cUr Verdrängerkörper (4) als Kugel ausgebildet ist. . |
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Unteriägen TArtV St Ab3.2 MM Sa* $ des Änderung. V. 4.Λ1Μ71
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkörper (4) als prismatische Leiste für eine schlitzartige Ventilöffnung ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5> dadurch gekennzeichnet daß an der dem Guträum zugewandten Seite des Verdrängerkörpers (4) ein Leitapparat angeordnet ist.'
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in unmittelbarer Nähe des Verdrangerkorpers (4) Flussigkeitsleitungen angeordnet sind, die in den Durchflußspalt des Gasstrahles münden.
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DE19651507890 1965-09-18 1965-09-18 Verfahren und Vorrichtung zum pneumatischen Mischen,Trocknen oder Befeuchten von pulverfoermigem Gut Pending DE1507890A1 (de)

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