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e 5 ehre i bung Verfahren und Einrichtung zum Erzeugen von igglomeraten
bzw. Granulaten aus Suspensionen.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen relativ
schwerer Agglomerate bzwO Granulate, die aus einem oder mehreren festen Stoffen
bestehen, aus einer Suspension des Stoffs bzw. der Stoffe in einer Flüssigkeit;
zu dem genannten Zweck wird die Suspension in eine turbulente Bewegung versetzt,
und zwar in Gegenwart eines oder mehrerer Hilfsstoffe, durch die eine Agglomeration
gefördert wird; hierbei führt man die Suspension und den Hilfsstoff bzw. die Hilfsstoffe
der Anlage kontinuierlich zu. Werner betrifft die Erfindung eine Einrxchtung, mittels
deren das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Der Ausdruck relativ
schwere Agglomerate bew. Granulate" bezeichnet hier solche Agglomerate, die eine
höhere Dichte bzw. ein höheres spezifisches Gewicht haben, als die sie umgebende
Flüssigkeit.
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Es ist seit langer Zeit bekannt, daß man Agglomerate in der vorstehend
beschriebenen Weise erzeugen kann. Ein wichtiges
Anwendungsgebiet
für solche Verfahren ist die Herstellung sogenannter Pellets aus Ruß oder feinkörnigem
Kohlenstaub aus einer Suspension des Materials in Wasser, bei der erwähnte Hilfsstoff
durch einen schweren Kohlenwasserstoff gebildet wird. Auf diesem Arbe-itsgebiet
werden die wässerige Suspension und der flüssige Hilfsstoff getrennt kontinuierlich
in einen Behälter eingeleitet, in welchem das Gemisch in Bewegung versetzt wird,
z.B. mit Hilfe eines Propellerrührwerks. Auf dise Weise ist es möglich, einen Wasserstrom
zu erzeugen, der Pellets enthält, die dann leicht von dem Wasser getrennt werden
können. Eine ähnlich arbeitende zweckmäßige Einrichtung zum DurchfUhren diesses
Verfahrens ist in dem britischen Patent 1 024 475 beschrieben. Als Hilfsstoff kann
man auch ein schweres Heizöl, ein Bitumen oder einen Kohlenteer verwenden. Ferner
ist es möglich, mit mehreren Hilfsstoffen zu arbeiten. Der Hilfsstoff benetzt die
festen Teilchen und treibt hierdurch die Flüssigkeit - im wesentliche.
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Wasser- aus, in der das feste Material suspendiert ist. Der Hilfsstoff
wirkt nach Art eines Klebstoffs, so daß sich die mit dem Hilfsstoff benetzten Teilchen
zusammenballen, wenn sie sich berühren, so daß eine Agglomeration eintritt.
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Wendet man das vorstehend geschilderte Verfahren an, zeigt es sich,
daß sich beim Einleiten der Suspension und des Hilfestoffs eine klebrige Masse bildet,
und daß sich diese klebrig Masse leicht an den Wänden der Einrichtung festsetzt.
Daher besteht die Gefahr, daß die Einlässe, über die die Suspension zugeführt wird,
durch die klebrige Masse verstppft werden.
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Die Erfindung wieht nunmehr Verfahren und Einrichtungen vor, die
es ermöglichen, die vorstenend erwähnten Nachteile zu vermeiden.
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Genauer gesagt sieht die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen relativ
schwerer Agglomerate bzw. Granulate aus einem oder mehreren festen Stoffen aus eines
Suspension dieser Stoffe in einer Flüssigkeit vor, gemäß welchem der Suspension
in Gegenwart eines oder mehrerer Hilfsstoffe, die die Granulatbildung fördern, eine
turbulente Bewegung mitgeteilt wird. Die Suspension und der Hilfsstoff bzw. die
Hilfsstoffe werden kontinuierlich zugeführt, und bei dem Verfahren nach der Erfindung
wird die Suspension über eine sich drehende zylindrische Kammer zugeführt, deren
gekrümmte Fläche mit Öffnungen versehen ist, die Auslässe bilden; eine der beiden
Stirnflächen dieser zylindrischen Kammer ist mit einem Einlaß für die Suspension
versehen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden der Hilfsstoff oder die Hilfsstoffe
über einen oder mehrere Kanäle zugeführt, die in der Nähe der gekrümmten Fläche
der zylindrischen Kammer münden.
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Die Drehbewegung der zylindrischen Kammer bewirkt, daß die Suspension
ber die erwähnten Offnungen aus der Kammer herausgeschleudert wird. In der unmittelbaren
Umgebung der Kammer wird eine kräftige Rührbewegung dadurch herbeigeführt, daß sich
die Kammer dreht, und daß die Suspension aus den Öffnungen herausgeschleudert wird.
Dies wirkt sich günstig aus, da auf diese Weise die Entstehung großer klebriger
Massen verhindert werden kann. Gewöhnlich kommt der Hilfsstoff mit der Suspension
erst in einem gewissen Abstand von den Auslässen der Kammer in Berührung, so daß
nur eine sehr geringe Gefahr besteht, daß sich die Auslässe der Kammer verstopfen0
Die sich bildenden Agglomerate bewegen sich in der umlaufenden Flüssigkeit von der
zylindrischen Kammer weg, wenn die Dichte der Agglomerate höher ist
als
die Dichte der Flüssigkeit. Wenn trotzdem eine gewisse Menge des schon entstandenen
Agglomerats in Berührung mit der zylindrischen Kammer kommt,wird außerdem ein Festhaftet
des Agglomasts an der Wand der Kammer dadurch verhindert, daß das Agglomerat der
Wirkung von Filekrätften ausgesetzt wird, sobald es in Berührung mit der Kammer
kommt, Dadurch, daß man dafür sorgt, daß die Hilfsstoffe in der Nähe der zylindrischen
Kammer zugeführt werden, z.B. en einem gewissen Abstand von der gekrum. ten Fläche
und in Richtung auf diese Pläche, wobei zu diesem Zweck gleichmäßig verteilte Auslässe
benutzt werden, wird gewährleistet, daß der Agglomerationsvorgang an allen Punkten
innerhalb der Einrichtung in der gleichen Weise einsetzt. Auf diese Weise wird die
Herstellung eines Erzeugnisses von konstanter bzw. gleichmäßiger Zusammensetzung
eingeleitet.
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Eine der Stirnflächen der zylindrischen Kammer ist geschlossen, während
die andere Stirnfläche mit einem Einlaß für die Suspension versehen ist Die Suspension
wird der zylindrischen Kammer vorzugsweise über ein Rohr zugeführt, das gleichzeitig
die Welle bildet, mittels deren die zylindrische Kammer gedreht wird.
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Alternativ ist es möglich, die Suspension der zylindrischen Kammer
über ein ortsfestes Rohr zuzuführen, das gleichachsig mit der zylindrischen Kammer
angeordnet ist0 Auf diese Weise wird der Neigung der Teilchen, sich in dem Zuführungsrohr
infolge von Fliehkräften von der Suspension zu trennen, entgegengewirkt. In diesem
Pall kann es zweckmäßig sein, die Suspension mit Hilfe einer sich drehenden Schnecke
durch das ortsfeste
Rohr zu fördern. Bei dieser Anordnung wird dem
Verstopfen des Rohrs durch sich aus der Suspension absetzende Teilchen entgegengewirkt.
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Vorzugsweise wird die Umlaufgeschwindigkeit der' zylindrischen Kammer
so hoch angesetzt, daß die Flüssigkeit oder die festen Teilchen, die mit der gelochten
zylindrischen Wand in Berührung'kommen, einer Beschleunigung von mindestens 10 g
ausgesetzt werden, denn es hat sich gezeigt, daß eine so hohe Beschleunigung bzw.
eine noch höhere Beschleunigung gewährleistet, daß das Festhaftet von Teilchen an
der zylindrischen Wand verhindert wird. Beschleunigungen der genannten Größenordnung
lassen sich leicht erzielen. Wenn z. B. eine zylindrische Kammer benutzt wird, deren
Radius 25 mm beträgt, und die mit 1000 U/min umläuft, wird bereits eine Beschleunigung
von 25 g erzielt.
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Zur burcWfiihrung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man eine
Einrichtung benutzen, die einen Behälter umfaßt, der mit einer Vorrichtung zum Zuführen
der Suspension und einer Vorrichtung zum Zuführen eines oder mehrerer Hilfsstoffe
zur Förderung der Agglomeration umfaßt, ferner eine Vorrichtung zum Abgeben der
entstehenden Agglomerate und der Flüssigkeit; hierbei ist der Behälter mit einer
Vorrichtung versehen, die es ermöglicht, der Suspension eine turbulente Bewegung
zu erteilen; bei dieser erfindungsgemäßen Einrichtung umfaßt die Vorrichtung zum
Zuführen der Suspension eine innerhalb des Behälters angeordnete Kammer, die durch
eine zylindrische Wandfläche und zwei Stirnflächen abgegrenzt ist; die zylindrische
Wandfläche ist mit Öffnungen versehen, und eine der Stirnflächen steht in
Verbindung
mit einem Rohr zum Zuführen der Suspension zu der Kammer in Verbindung; ferner ist
eine Vorrichtung vorgesehen, die es ermöglicht, die Kammer um ihre Achse zu drehen;
in der Nähe der zylindrischen Wandfläche der Kammer sind ein oder mehrere Auslässe
der Vorrichtung zum Zuführen des Hilfsstoffs bzw. der Hilfsstoffe angeordnet. Die
Öffnungen in der zylindrischen Wandfläche können als kreisrunde Löcher ausgefuhrt
sein9 Auch Schlitze erweisen sich als sehr zweckmäßig, wenn die größte Abmessung
der Schlitze im wesentlichen parallel zur Achse der Kammer verläuft. imatürlich
muß man die Abmessungen der Löcher bzw. der Schlitze so wählen, daß die gewünschte
Menge der Suspension, die durch ihre Viskosität und ihre Teilchengröße gekennzeichnet
ist, aus der Kammer austreten kann.
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Die zylindrische and der Kammer kann mit nach außen ragenden Vorsprüngen
oder dergleichen versehen sein. Hierdurch wird die turbulente Bewegung der Suspension
in der näheren Umgebung der umlaufenden zylindrischen Kammer noch verstärkt Die
zylindrische Kammer kann mit der Vorrichtung gekuppelt sein, mittels deren die Suspension
in turbulente Bewegung versetzt wird. Diese Vorrichtung umfaßt im wesentlichen umlaufende
Bauteile, z.B. ein Rührteil oder einen langen Zylinder, der erforderlichenfalls
mit Rührflügeln besetzt ist0 Die Verwendung einer solchen Kupplung führt zu einer
sehr einfachen Konstruktion der Einrichtung. Man kann entweder eine direkte Kupplung
vorsehen oder ein Getriebe benutzen, mittels dessen die Drehzahl der Kammer den
jeweils erwünschten Betriebsbedingungen angepaßt werden kann.
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Die Erfindung wird im tolgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung.
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Fig. 2 zeigt im Schnitt eine weitere Ausführungsiform einer Einrichtung
nach der Erfindung.
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In Fig. 1 erkennt man einen Behälter 1, in dem das Agglomeratiohsverfahren
durchgeführt wird. Der Hilfsstoff wird dem Behälter über Leitungen 2 zugeführt.
Innerhalb des Behälters 1 ist eine zylindrische Kammer 3 vorgesehen, die mit einem
Rohr 4 verbunden ist, das aus dem Behälter herausragt. Das Rohr 4 ist in einem Lager
5 gelagert. Die Kammer 3 und das Rohr 4 können über ein Getriebe 6 von einem Motor
7 aus angetrieben werden, der auch dazu dient, Rührflügel 8 anzutreiben. Die Suspension
des festen Stoffs in einer Flüssigkeit wird dem einen Einlaß bildenden oberen Ende
9 des Rohrs zugeführt, so daß sie aus der Kammer 3 über Löcher 10 in der zylindrischen
Wand der Kammer entweichen kann. Die Austrittsenden der Leitungen 2 liegen in der
Nähe der Kammer 3. Wegen der turbulenten Bewegung des Inhalts des Behälters bilden
sich Agglomerate, die z. B. die Form von Pellets annehmen. Ferner ist gemäß Fig.
1 eine Abgabevorrichtung 11 vorgesehen, durch die Flüssigkeit strömt welche die
Pellets mitführt. Die Flüssigkeit wird über einen Auslaß 12 abgeführt, während die
Pellets die Abgabevorrichtung über einen Auslaß 13 verlassen.
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Fige 2 zeigt eine weitere Ausführungstorm der Erindung mit einem
Behälter 14 in dem sich die Agglometation abspielt.
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In diesem Fall hat der Behälter die Form eines langgestreckten liegenden
Zylinders In dem Behälter 14 ist ein zylindrischer Läufer 15 vorgesehen, der über
eine Welle 16 angetrieben werden kann, Der Läufer 15 ist starr mit einer zylindrischen
Kammer 17 verbunden, so daß sich die Kammer gleichzeitig bzw. zusammen mit dem Läufer
15 dreht. Die zylindrische Wand der Kammer 17 weist schlitzförmige Öffnungen 18
auf. Die Suspension wird über ein ortsfestes Rohr 20 von einem Einlaß 19 aus der
Kammer 17 zugeführt. Eine durch eine Welle 22 angetriebene Förderschnecke 21 verhindert,
daß sich festes Material aus der Suspension in dem Rohr 20 ablagert. Die Suspension
entweicht über die Schlitze 18 aus der Kammer. Der Hilfsstoff wird dem Behälter
14 über eine Rohrleitung 23 mit mehreren Auslässen 24 zugeführt. Die drehbare Kammer
17 trägt Fortsätze 25 in Pbrm von Stangen, durch die die turbulente Bewegung der
Suspension in der Umgebung der Kammer verstärkt wird. Schließlich ist ein Abgaberohr
26 vorgesehen, in das ein Sieb 27 eingebaut ist, so daß die erzeugten Pellets von
der Flüssigkeit getrennt werden können.
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Patentansprüche :