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Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchführung von Reaktionen zwischen
einem pulverförmigen Gut und einem Gas im Wirbelschichtverfahren
Beim Wirbelschichtverfahren
läßt sich bei kontinuierlicher Spei!sung mit frischem Pulver und bei kontinuierlicher
Entnahme des verbrauchten Pulvers nur ein Gemisch von Plulverteilchen gewinnen,
die während sehr unterschiedlich langer Zeit in der Einrichtung verweilt haben und
die deshalb der Einwirkung des Gases in mitunter sehr unterschfedlicher Weise unterworfen
waren. Soll insbesondere ein Pulver mit einem Gas mittels Reaktionen behandelt werden,
an denen nicht nur oberflächliche Schichten der Pulverteilchen teilhaben sollen,
sondern bei denen das Gas auch in Poren der Teilchen ei.ndringen soll, oder handelt
es sich um Reaktionen, die verhältnismäßig langsam vor sich gehen, so eignet sich
das Verfahren schlecht für den kontinuierlichen Betrieb. Ebensowenig eignet sich
ein .solches Verfahren für einen allmählichen,Wärmeaustausch zwischen. Pulver und
Gas, da infolge der sehr heftigen Bewegung der Pulverteilchen die ganze Schicht
die gleiche Temperatur hat.
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Auf verschiedene Weise wurde versucht, diesem Nachteil abzuhelfen,
indem das Pulver z. B. mittels vollwandiger oder gelochter Zwischenwände teilweise
daran verhindert wurde, sich durch die ganze Reaktionszone zu bewegen, oder indem
durch Füllen des das fließbare Gemenge enthaltenden
Raumes mit Körpern
von verhältnismäßig großen Abmessungen, die vom Gasstrom nicht verschoben werden
können, das Pulver und das Gas nur durch die Zwischenräume zwischen den Füllxköfpern
strömt, was das Aufsteigen des Pulvers einigermaßen hindert. Diese Lösungen haben
den Vorteil der Einfachheit, erlauben aber keinen wirklichen Gegenstrombetrieb;
sie liefern insbesondere keine befriedigenden Ergebnisse, wenn es sich darum handelt,
verhältnismäßig langsam ablau£ende Reaktionen zwischen Gas und Pulver durchzuführen
oder wenn zwischen diesen Bestandteilen des Gemenges fühlbare Wärme ausgetauscht
werden soll.
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Man hat auch schon eine Kolonne verwendet, in- der mehrere Nvirbelscbichten
übereinanderliegen, wobei das Pulver oben in die Kolonne eintritt und durch deren
Boden austritt, während das Gas die Kolonne in umgekehrter Richtung durchströmt.
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Fig. I stellt eine solche Kolonne dar.
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Gemäß Fig. I tritt das Pulver durch ein mit einem Regelhahn 7 versehenes
Rohr I in die oberste Schicht 2 der Vorrichtung ein. Das kontinuierlich durch das
Rohr I eingeführte Pulver wird ebenfalls kontinuierlich durch das Rohr 3 abgeführt,
das als Überlauf dient und den Spiegel der flieißlbaren Schicht konstant hält, und
es tritt in die nächtstuntere Schicht 4 über, aus der es durch ein weiteres Überlaufrohr
3 in eine weitere, tieferliegende Schicht übertritt und so fort bis zur untersten
Schicht, aus der das Pulver durch das Üherlaufrohr 5 austritt. Das Gas tritt unten
in die Kolonne 10 ein und strömt durch die Zwischenböden 6 von einer Stufe zur andern
nach oben. Diese Zwischenböden müssen so ausgebildet sein, daß sie den Durchtritt
des Gases von unten nach oben erlauben, aber den des Pulvers von oben nach unten
verhindern. Zu diesem Zweck können entweder Böden mit durch Glocken geschützten
Gaseintrittsöffnungen verwendet werden, wie bei Destill-ierkolonnen, oder die Boden
können in der weiter unten zu beschr,eibenden- besonderen Bauart hergestellt sein.
In Fig. I gelangt das aus der obersten Schicht austretende Gas in eine verbreiterte
Zone I I, in der wegen der verminderten Strö'mungsgeschwindigkeit nur sehr wenig
Pulver vom Gas initgerissen wird. Dieser noch mitgerissene Staub wird mittels des
Fliehkraftabscheiders 12 ausgeschieden und durch das Rohr 13 in die oberste Schicht
zurückgeleitet, während das Gas .den Apparat bei I verläßt. Wird das Gas zwischen
zwei Zwischenböden abgezogen, so ist es im allgemeinden von Vorteil, das von ihm
mitgerissene Pulver auszuscheiden und es,gegebenenfalls in die Kolonne zurückzuleiten.
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Der Betrieb einer solchen Einrichtung bietet verschiedene Schwierigkeiten,
da es zur kontinuierlichen Durchführung von Reaktionen zwischen einem pulverförmtigen
Gut und einem Gas im Wirbelschichtverfahren notwendig ist, die Höhe der einen oder
anderen fließbaren Schicht stärker zu verändern, als dies durch Änderung der Stellung
der Absperrvorrichtungen 8 möglich wäre, ohne dabei jedoch den Gasdurchsatz zu verändern.
Zu diesem Zweck ist es nötig, die Höhenlage der oberen Mündung des Uberlaufrohres
über dem ent sprechenden Zwischenboden zu verändern, wobei die Lage der unteren
Mündung über dem unteren 7w,ischenboden.gleichbleiben muß.
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Es wurde bereits eine derartige Vorrichtung beschrieben, bei welcher
für die Regelung der jeweiligen Pulverschichthöhe das Eintritts rohr für das vom
Gasstrom zugeführte Pulver oder aber das ganze Gitter (Rost) der Wirbelschichtzone
verschoben wird. Es. hat !sich jedoch herausgestellt, daß die Durchführung solcher
Maßnahmen technisch äußerst schwierig ist und nicht zu den genvünschten Ergebnissen
führt.
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Demgegenüber wird bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung die Schichthöhenr,egelung
wesentlich einfacher bewerkstelligt, und zwar dadurch, daß .die Höhenlage des Eintrittsendes
des zur Überleitung - des Pulvers in die darunterliegende Schicht dienenden Rohres
zum angehörigen Boden in der Weise verstellbar ist, daß sich dabei dile Höhenlage
des Austrittsendes dieses Rohres zum darunterliegenden Boden nicht verändert, wobei
die Verstellung des Eintri ttsendes mittels eines beweglichen Rohrstückes erfolgt,
das konzentrisch am oberen Ende eines festen Rohres angebracht ist. Beispielsweise
wird eine Vorrichtung verwendet, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, bei der also
die Höhenlage der Pulveraustrittsrohre der einzelnen Schichten geregelt wird. In
dieser Figur bezeichnet 3 eines der am Zwischenboden 6 befestigten Überlaufrohre.
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Dieses Rohr findet seine Fortsetzung nach oben in einem Rohr 20 von
kleinerem oder größerem Durchmesser, das mittels einer Zahnstange 21 gehoben oder
gesenkt werden kann. Die Zahnstange 2-1 wird mittels eines von außen antreibbaren
Zahnrades 22 angetrieben. Da zu befürchten ist, daß sich Pulver zwischen der Zahnstange
und dem Zahnrad ablagert, ist ein Stutzen 23 vorgesehen, durch den solche Ablagerungen
im Augenblick der Betätigung mittels Druckluft oder Druckgas weggeblasen werden
können.
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Bei der Ingangsetzung derartiger bisher belçannter Vorrichtungen
tritt insofern eine Schwie -rigkeit auf, als in dem Fall, daß die Uberlaufrohre,
bevor das Gas eingeleitet wird, nicht mit Pulver gefüllt werden, das Gas den Weg
geringsten Widerstandes durch die Überlaufrohre nimmt und inlfolgedessen das Fließbarmachen
der Pulverschichten unterbleibt.
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Es ist bereits ein Wirbelschichtofen bekannt, in dem drei Schichten
iilbereinander angeordnet sind und bei welchem das pulverförmige Gut von der oberen
Schicht durch ein von außen regelbares Rohr in die jeweils darunterliegende Schicht
fällt.
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Bei diesem Ofen ist ein gasdurchlässiger Zwischen boden vorgesehen,
der durch Anordnung von Kugeln derart ausgebildet ist, daß das Pulver durch die
Gaskanäle nicht in die darunterliegende Schicht gelangen kann. Ein solches Absperrsystem
am unteren Ende der Rohre, durch die das Pulver abfließt, birgt die Gefahr in sich,
daß es im Falle einer Unterbrechung des Gasstromes versagt, indem es
in
diesem Augenhhck durch das Pulver blockiert wird und im Betrieb zu zahlreichen Störungen
Anlaß gibt Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist dieser Mangel völlig vermieden,
und zwar dadurch, daß die Überlaufrohre 3 mit einer Absperrvorrichtung 8 und das
Uberlaufrohr 5 mit einer Abisperrvorrichtung g versehen sind. Diese Absperrvorrichtungen
brauchen nicht vollkommen dicht zu schließen, und die Höhe in der sie in den Rohren
angeordnet sind, spielt keine Rolle. Sie werden am besten da angeordnet, wo sie
nach der Bauart der Kolonne am leichtesten erreichbar sind, so daß sie von außen
betätigt werden können. Insbesondere könnten die Überlaufrohre außerhalb der Kolonne
durchgeführt sein, wodurch die Absperrvorrichtungen leichter zugänglich werden,
wenn es notwenig ist, sie häufig zu betätigen. Beim Ingangsetzen bleibt jede Absperrvorrichtung
geschlossen, bis das Pulver in der nächstoberen Schicht in fließbarem Zustand eine
genügende Dicke erreicht hat.
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In diesem Augenblick wird allmählich geöffnet, bis der Zugang und
der Abgang von Pulver zur bzw. von der betreffenden Schicht sich die Waage halten
und der Spiegel gleich hoch bleibt. Zuerst wird die Schicht auf dem obersten Zwischenboden
eingestellt und hierauf der Vorgang von oben nach unten fortschreitend für jeden
Zwischenboden wiederholt.
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Solange die Höhe der fließbaren Schicht auf einem Zwischenboden nicht
ausreicht, muß die Absperrvorrichtung im zu diesem Zwischenboden gehörenden Überlaufrohr
geschlossen bleiben, damit das Gas nicht von der nächstunteren Schicht durch dieses
Rohr 3 aufsteigt, wodurch es nicht als Üb erlauf zur Wirkung käme. Die Verwendung
derartiger Absperrvorrichtungen hat übrigens einen zweiten Vorteil: Sie erlaubt,
die Dicke der nächstoberen fließbaren Schicht in gewissem Maße zu regeln.
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Die Absperrvorrichtungen 8 befinden sich gewöhnlich im Innern der
Kolonne, müssen aber mittels einer geeigneten Vorrichtung, die ohne Schwierigkeit
einfach und kräftig gestaltet werden kann, von außen betätigt werden können. Diese
Absp!errvorrichtungen und ihre Betätigungsmittel müssen kräftig gehaut sein und
sich nicht durch Pulver anlagerungen blockieren lassen. Die besten Ergiebmesse liefern
entweder einfache waagerechte oder geneigte Schieber oder Klappen, wobei alle Teile
reichlich zu bemes!sen und mit genügendem Spiel zu versehen sind, damit sie durch
Pulverablagerungen und Wärme dehnungen nicht zum Vefklemmen kommen. Selbstverständlich
müssen diese Absperrvorrichtungen und ihre Betätigungsmittel, wie auch die Rohre
und Zwischenböden, aus Werkstoffen hergestellt sein, die den Wärmebeanspruchungen
und chemischen Angriffen widerstehen, denen sie ausgesetzt sind. In Fig. 1 ist durch
Blesichtigungslöcher 16 für gute Zugänglichkeit der Absperrvorrichtungen und ihrer
Betätigungsmittel gesorgt. Die Differenzmanometer 15 dienen zur Kontrolle der Dicke
der fließbaren Schichten auf den verschiedenen Zwischenböden, namentlich bei der
Ingangsetzung.
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Die Zwischenböden 6 müssen für Gas, das etwas Pulver mit sich führt
und von unten nach oben strömt, durchlässig sein, den Durchgang von Pulver von oben
nach unten jedoch verhindern.
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Fig. 3 zeigt schematisch eine Ausführungsform solcher Zwischenböden,
die sich für Böden jeder Größe, vor allem aber für solche der größten Abmessungen
eignet. Auf Träger 40, die an den Wänden der Kolonne befestigt sind (Metall-stäbe,
feuerfeste Gewöllbebögen usw.) und in gleichmäßigen Abständen parallel zueinanderlaufen,
liegen Profil stäbe 51 von U-förmigem Quierschnitt, die durch Haltestücke 53 parallel
zueinander und in passendem Abstand gehalten werden. Der lichte Raum zwischen je
zwei Stäben. ist von einem anderen Profil stab 52 verdeckt, der kleineren, gleichen
oder größeren Querschnitt haben kann als die Stäbe 51. Die senkrecht stehenden Flansche
der höheren Stäbe sind mit Kerben 54 versehen, durch welche das vom unteren Zwischenboden
aufsteigende Gas hindurchtreten kann. Bei tieferen Arbeitstemperaturen kann bei
Zwischenböden von nicht mehr als 2 bis 5 m Durchmesser auf die Träger 40 verzichtet
werden, wobei die Profileisen unmittelbar an den Wänden der Kolonne befestigt werden.
Für höhere Arbeitstemperaturen oder bei Korrosionsgefahr können entweder Profilstäbe
aus geeignetem korrosionsbeständigem Sonderstahl oder Stücke aus keramischem Werkstoff
(wie in Fig. 4 angegeben) verwendet werden. Um jede Anhäufung von Pulver auf ihrer
Oberseite zu verhindern, weisen die unteren Profile 55 eine einfache Form auf und
werden von Stücken 56 überdeckt, die zur Auflagerung mit Querwänden 57 versehen
sind und oben eine Kante 58 aufweisen.
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Der Druckverlust des Gases in einer Pulver schicht, die vom Gas in
fließbarem Zustand gehalten wird, ist gleich dem durch die Querschnittsfläche geteilten
Gewicht der Pulvermenge. Somit 5}gewirkt eine mit Zwischenböden versehene Kolonne
einen hohen Druckverlust, falls di,e heim Fließbarmachen ühlicherwei ste angewendeten
ziemlich großen Schichtdicken gewählt werden, so daß es also vorteilhaft ist, mit
fließbaren Schichten von geringer Dicke zu arbeiten, um so den Druckverlust des
durch die Kolonne strömenden Gases gering zu halten und den Wirkungsgrad zu verbessern.
Erfordern aber die in Betracht fallenden Gas und Pulvermengen Kolonnen großen Durchmessers,
so besteht heispielsweise bei Durchmessern, die das fünf- bis zehnfache der Dicke
der fiießbaren Schicht übersteigen, die Gefahr, daß sich das Pulver auf einer Seite
des Querschnittes sammelt und das Gas auf der anderen Seite am Pulver vorbeiströmt
und einen oder mehrere Kamine bildet, was dem Kontakt zwischen Gas und Pulver nachteilig
ist.
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Erfindungsgemäß sind auf den Zwischenböden senkrechte Scheidewände
vorgesehen. Praktisch werden damit die fließbaren Schichten in eine Anzahl Felder
unterteilt, deren horizontale Aus1dehnung so klein ist, daß der genannte Nachteil
nicht auftritt. Es lassen sich auch mehrere Kolonnen, deren jede von Pulver und
Gas durchströmt wird,
in einer einzigen Einrichtung zusammenfassen,
wie in Fig. 5 dargestellt. Das Pulver tritt durch das mit einer Regelklappe 102
versehene Rohr IOI ein.
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Das Rohr 101 verzweigt sich in engere Rohre 103, deren jedes eine
Regelklappe 104 enthält und tdie in Abteile 105- des Zwischenbodens 1 i6 münden.
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Von dort gelangt das Pulver durch die mit Kegel klappen 107 versehenen
Überlaufrohre 106 in die Abteile I08 des nächstunteren Zwischenbodens.
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Aus diesen wiederum läuft das Pulver durch andere Überlaufrohre 106
zur darunterliegenden Schicht ab; diese Rohre sind gleich ausgebildet wie die vorhergehenden
und weisen ebenfalls Regeiklappen 107 auf. Das Pulver verläßt die unterste Stufe
durch die Rohre III mit den Regeiklappen 112, die zu einem einzigen Rohr 113 zusammengefaßt
sein können. Das Gas tritt von unten durch das Rohr 114 in die Kolonne 115 ein lund
steigt durch die verschiedenen Zwischenböden II6 auf. Beim Austritt durch den obersten
Zwischenboden gelangt es in einen Sammelraum II7, aus dem es durch einen Staubabscheider
IIs austritt. Dieser kann z. B. ein Fliehkraftabscheider sein, der vom Gas mitgerissenes
Pulver zurückhält und gegebenenfalls durch das Rohr 119 in die Abteile 105 zurüclcfließen
läßt. Das Gas tritt durch das Rohr 120 anis dem Abscheider aus. Der Abscheider könnte
auch außerhalb der Kolonne angeordnet sein; es ist ferner möglich, den erweiterten
Sammeiraum 117 fortzulassen. In Fig. 5 sind die einzelnen Abteile durch die Scheidewände
I2I voneinander getrennt, deren Höhe etwas großer als die größte vorgesehene Höhe
der fließbaren Pulverschicht, die durch s'ie unterteilt werden soll, ist. Die Höhe
dieser Scheidewände kann somit für die verschiedenen Zwischenböden verschieden sein;
es können auch die einzelnen Zwischenböden einer Kolonne verschiedene Durchmesser
haben. In Fig. 5 sind die Rohre 106, durch welche das Pulver von einem Zwischenboden
nach dem nächsten fließt, so angeordnet, daß ihre Regelklappen 107 sich möglichst
nahe am Umfang der Kolonne befinden, damit die Betätigungsorgane dieser Klappen
nicht zu lang werden und die Klappen durch die vorgesehenen Kontrollöffnungen I22
zugänglich bleiben. Es kann auch das Pulver jedem Abteil an der Steile zugeführt
werden, die der Mitte des Zwischenbodens am nächsten liegt, während die Abführung
des Pulvers in der Nähe des Umfanges dieses P,odens erfolgt, dabei können über dem
nächstunteren Zwischenboden die Lagen von Zu- und Abführung demgegenüber vertauscht
sein. Dadurch ergeben sich kurze, senkrecht laufende Uberlaufrohre, die eine Verminderung
des Abstandes zwischen der Oberfläche jeder fließbaren Schicht und dem nächstoberen
Zwischenboden erlauben, so daß sich die Kolonne dann auf ein Mindestmaß verkleinern
läßt.
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Es kann Vorteile bieten, das Pulver über einen längeren Weg zu führen
oder bei gleichem Gesamtweg die Zahl der Zwischenböden und damit die Druckverluste
zu vermindern. Hierzu genügt es, das Pulver nacheinander durch die verschiedenen
Abteile eines Zwischenbodens zu führen, diese Abteile also in Reihe statt parallel
zu schalten, während das Gas weiterhin die verschiedenen Abteile parallel zueinander
durchströmt. Dies läßt sich nur durchführen, wenn die Reaktionen so langsam ablaufen,
daß die aus den einzelnen Abteilen eines Zw.ischenbodens aufsteigenden Gase sich
in ihrer Zusammensetzung nicht allzustark unterscheiden.
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Diese Anordnung empfiehlt sich insbesondere für Trocknungs-, Dehydratisierungs-
und Reduktionsvorgänge. Der erwähnte Nachteil kann teilweise durch geeignete Maßnahmen
beseitigt werden, insbesondere durch Mischen der Gase zwischen den fließbaren Schichten
mittels Schikanen oder indem man das Pulver auf dem einen Zwischenboden in einen
Drehsinn, auf dem nächstoberen und dem nächstunteren Zwischenboden dagegen im umgekehrten
Drehsinn von Abteil zu Abteil führt.
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Letzteres läßt sich ohne Schwierigkeit durch geeignete Anordnung der
von einem Abteil zum andern führenden Überlaufrohre erzielen. Fig. 6 zeigt eine
solche Anordnung. Das Pulver tritt durch das mit einer Regelklappe 152 versehene
Rohr I51 ein und gelangt in das mittlere Abteil I58 auf dem ersten Zwischenboden.
Von da gelangt. es durch Einkerbungen I70, deren Querschnitt fest oder durch geeignete
Vorrichtungen regelbar sein kann, in die äußeren Abteile 154. Vom letzten Abteil
eines Zwischenbodens fließt es durch ein U1berlaufrohr I56, dessen Durchfluß menge
durch eine von außen durch die Besichtigungsöffnung I72 zugängliche Regelklappe
I57 geregelt werden kann, nach dem nächstunteren Zwischenboden ab. Vom letzten Zwischenboden
läuft das Pulver durch das Rohr 165 ab, das- mit der Regullerklappe 171 versehen
ist. Die Zahl und Anordnung der Abteile kann verschiefen sein und hängt vom Durchmesser
der Kolonne sowie von der Höhe der fließbaren Schicht ab. Bei verhältnismäßig kleinen
Durchmelssern kann auf das mittl'ere Abteil verzichtet werden. In der Kolonne weist
der Gaskreislauf einen Eintrittsstutzen 161 mit Vertelirohren 162 auf, die unter
jedem Abteil des untersten Zwischenbodens in eine kegelige Erweiterung 163 münden.
Die Zufuhr des Gases zu jedem Abteil läßt sich mittels der Klappen I64 regeln. Jeder
Zwischenboden weist wieder eine Reihe von Verteilkegeln, einen für jedes Abteil,
auf. Der Gas durchfluß durch diese Kegel kann mittels der Klappen oder Schieber
159 unterbrochen werden, die durch Klappen 173 von außen zugänglich sind. Läßt man,
während die Kolonne noch kein Pulver enthält, das Gas durchströmen und füllt zunächst
das Abteil 153 mit Pulver, so fließt überhaupt kein Gas durch dieses Abteil, da
das Gas dort vom Pulver aufgehalten wird, aber durch die übrigen, noch leeren Abteile
fließen kann.
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Um jede Stufe in Gang zu bringen, muß man zunächst alle Klappen 159
mit Ausnahme derjenigen schließen, die in der Leitung zum bereits mit Pulver beschickten
Abteil liegt. Diese eine Klappe ist dann für das Ingangsetzen zwar überflüssig,
kann aber dazu dienen, um eine gleichmäßige Regulierung des Gasdurchflusses aller
Abteile zu ermöglichen. Tritt dann das Pulver in ein weiteres
Abteil
über, so kann die entsprechende Klappe allmählich geöffnet werden; in gleicher Weise
wird bei den unteren Schichten vorgegangen, wenn das Pulver in diese übertritt.
Um zu verhinde1rn, sodaß das Gas in parallelen Strömen von einem Abteil nach dem
unmittelbar darüberliegenden fließt und daß damit fühlbare Druckunterschiede zwischen
zwei Punkten derselben Horizontalebene auftreten, können Schikanen wie der Kegel
I60 in Fig. 6 vorgesehen sein. Der Gasaustritt erfolgt wie bei einer normalen Kolonne
durch den oberen Sammelraum 166, den Abscheider I67 mit Pulverrückleitung i68 und
das Austrittsrohr I69.
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Durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung ilst ein müheloses Ingangsetzen
der anfänglich leeren Kolonne möglich, und auch das Wiederingangsetzen nach einer
unvorhergesehenen Betriebsunterbrechung bereitet keine Schwierigkeiten, weil kein
Überströmen von Pulver von einem Zwischenboden auf den nächstunteren stattfindet
und somit keine Vermischung ungleich weit behandelter Pulver teilchen stattfindet.
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Beim Fließbarmachen pulverförmigen Gutes kann die Dichte wie auch
die Porosität und selbst die Größe der Teilchen in ziemlich weiten Grenzen schwanken.
Wenn diese Schwankungen bedeutend sind, genügt es, die Geschwindigkeit des Gases,
das das Pulver fließbar erhält, durch änderung des Durchmessers der Zwischenböden
oder der Gasfördermenge entsprechend zu verändern. Bewirken jedoch die Reaktionen
oder die Temperaturverhältnisse, denen das Pulver unterworfen wird, ein Zusammenbacken
der Körner durch oberflächliches Schmelzen wie bei allen Verfahren, bei denen eine
Sinterung eines Pulvers erfolgt (Erzeugung von Zement, Sinterung von M,etallpulvern
usw.), so kann von einem Fließbarmachen nicht mehr die Rede sein, die zusammengebackenen
Teilchen fallen dann auf den Zwischenboden und können von dort nicht mehr wegbefördert
werden. Erfindungsgemäß kann diese Schwierigkeit dadurch behoben werden, daß für
die untere Schicht nicht mehr ein zylindrischer oder prismatischer Raum mit senkrechten
Wänden, sondern ein kegeliger oder pyramidenförmiger Raum mit nach unten gerichteter
Spitze verwendet wird. Das Gas tritt mit hoher Strömungsgeschwindigkeit an dieser
Spitze ein und nimmt im Laufe seines Aufstieges eine immer geringere Geschwindigkeit
an. Der Spitzenwinkel dieses Kegels oder dieser Pyramide muß ziemlich klein sein
und etwa zwischen 20 und 400 liegen.
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Auf diese Weise ergibt sich eine Aussonderung der Teilchen je nach
ihrer Größe, und es ist möglich, an der Spitze des Kegels bzw. der Pyramide zusammengebackene
Teilchen von ungefähr gleichförmiger Größe zu entnehmen, die um so kleiner sind,
je größer das Verhältnis des horizontalen Querschnittes des Kegels bzw. der Pyramide
in der Höhe des Gaseintritts zum obersten Horizontalquerschnitt ist. Somit kann
die Größe der entnommenen, durch Zusammenbacken entstandenen Teilchen beeinflußt
werden, indem man das Gas in verschiedenen Höhenlagen des Kegels eintreten läßt
und für das Gas eine gleiche Austrittsgeschwindigkeit aufrechterhält; diese Austrittsgeschwindigkeit
ist durch die Forderung begrenzt, daß die feinsten Teilchen nicht vom Gas mitgerissen
werden dürfen. Bei der in Fig. 7 gezeigten Vorrichtung befindet sich über dem Kegel
200 ein zylindrischer Sammelraum 20I, der z. B. aus feuerfesten Steinen in Form
einer Pyramide mit quadratischer Grundfläche und aufgesetztem quadratischem Prisma
gebildet sein kann. Damit sich eine Gasströmung mit gleichmäßig verteilter Geschwindigkeit
einstellt, ist es jedoch von Vorteil, das unterste Stück entweder kegelig oder als
achtkantige Pyramide auszubilden. Das zu behandelnde Pulver tritt je nach der Gesamtanordnung
durch das Rohr 202 oder durch das Rohr 203 ein. Das Rohr 202 wird beispielsweise
verwendet, wenn das Pulver aus, einer Kolonne oder von einer Schicht kommt, in der
es bereits bei einer vorangehenden Behandlung fließbar gemacht wurde. Durch das
Rohr 203 kann alsdann entweder ein zweites Pulver eingeführt werden, das mit dem
erstgenannten zur Reaktion kommen soll, oder ein Brennstoff in pulverförmigem oder
körnigem festem Zustande oder schließlich ein flüssiger Brennstoff, wobei diese
Brennstoffe im kegeligen bzw. pyramidenförmigen Raum verbrannt werden sollen. Das
Pulver und/oder der Brennstoff könnten auch mit dem Gas eintreten, dns durch die
Leitung 205 zugeführt wird und durch Düsen 208 einströmt, die an Ringleitungen 206
angeschlossen sind. Diese stehen mit der Leitung 205 über Ventile 207 in Verbindung,
die erlauben, das Gas je nach der gewünschten Größe der zusammengebackenen Teilchen
durch die eine oder andere der genannten Ringleitungen eintreten zu lassen. Ist
die Größe der Teilchen ohne Bredeutung, so kann das Gas auch durch eine einfache
Zuleitung 213 oder sogar durch die Austrittsvorrichtung 204 eingeführt werden. Die
durch das Zusammenbacken gebildeten Teilchen werden an der Spitze des Kegels bzw.
der Pyramide durch die Vorrichtung 204 nach außen befördert, die hier als sternförmiger
Drehschieber dargestellt ist. Das Gas tritt durch den Zyklon 209 aus, und durch
das Rohr 210 wird das abgeschiedene Pulver wieder in die Behandlungszone zurückgeführt.
Das Gas selbst fließt durch das Rohr 211 ab. Der Oberteil des Sammelraumes 20I ist
durch einen Deckel 212 abgeschlossen.