DE1242574B

DE1242574B - Device for loosening a layer of bulk material that is chemically or physically reacted with gases or liquids

Info

Publication number: DE1242574B
Application number: DEB54951A
Authority: DE
Inventors: Dr Helmut Bayer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-09-26
Filing date: 1959-09-26
Publication date: 1967-06-22

Description

Vorrichtung zur Auflockerung einer Schüttgutschicht, die mit Gasen oder Flüssigkeiten chemisch oder physikalisch umgesetzt wird Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Auflockerung einer Schüttgutschicht, die mit Gasen oder Flüssigkeiten chemisch oder physikalisch umgesetzt werden soll, bestehend aus einem konischen, offenen oder mit Entlüftungseinrichtung versehenen Behälter mit Zu- und Ableitungen für Schüttgut und Gas und elastischen, dehnbaren oder entfaltbaren, in der Schüttgutschicht angeordneten, ihr Volumen ändernden Organen, dadurch gekennzeichnet, daß die Organe so gestaltet sind, daß ihre Volumenänderung mindestens ein Zehntel des Schichtvolumens beträgt und daß Steuereinrichtungen vorgesehen sind, die eine periodische Volumenänderung maximal zweimal in der Sekunde bewirken.Device for loosening a layer of bulk material, which is filled with gases or liquids chemically or physically reacted is the subject of the invention is a device for loosening a bulk material layer that is filled with gases or Liquids to be converted chemically or physically, consisting of a conical, open or provided with a venting device with inlet and Discharges for bulk and gas and elastic, stretchable or expandable, organs which are arranged in the bulk material layer and change their volume, characterized in that that the organs are designed so that their change in volume is at least a tenth of the layer volume is and that control devices are provided which one Cause periodic volume changes a maximum of twice a second.

EineVielzahl chemischer oder physikalischer Vorgänge spielt sich in einer Schicht ab. Bei vorliegender Erfindung handelt es sich um solche Schichten, die von festen Körpern gebildet werden oder falls flüssige Stoffe gleichzeitig anwesend sind, um Schichten, die ihre kennzeichnenden Eigenschaften von den beteiligten festen Körpern aufgeprägt erhalten. A large number of chemical or physical processes take place in one shift. In the present invention, it concerns such layers, which are formed by solid bodies or if liquid substances are present at the same time are fixed to layers that distinguish their distinctive properties from those involved Get impressed on bodies.

Der Ablauf chemischer oder physikalischer Umsetzungen in solchen Schüttgutschichten wird bekanntlich dadurch beschleunigt oder verbessert, wenn man die gegenseitige Berührung der Reaktionsteilnehmer erhöht, beispielsweise durch Rühren, Schütteln, Vibrieren oder Rotieren.The course of chemical or physical reactions in such bulk material layers is known to be accelerated or improved by the mutual Touching the reactants increased, for example by stirring, shaking, Vibrate or rotate.

Ein anderes häufig angewendetes Mittel zur Erhöhung der gegenseitigen Berührung der Reaktionsteilnehmer und zur Auflockerung einer Schüttgutschicht ist die Wirbelschicht. Diese bereitet jedoch dort Schwierigkeiten, wo die Teilchen ungleichmäßige Größe haben oder stark zum Verfilzen neigen; dadurch entstehen sogenannte Kanäle, durch welche die Gase vorzugsweise entweichen und wodurch die Wirbelschicht gestört wird und die nunmehr ruhenden Festkörperteilchen zusammenkleben können. In solchen Fällen hat man versucht, Abhilfe durch den Einbau von Rührern in die Wirbelschichtvorrichtungen zu schaffen oder durch Verwendung vibrierender oder intermittierender Gasströme. Another commonly used means of increasing mutual Touching the reactants and loosening up a layer of bulk material the fluidized bed. However, this causes difficulties where the particles are uneven Are large or have a strong tendency to matting; this creates so-called channels, through which the gases preferentially escape and whereby the fluidized bed is disturbed and the solid particles that are now at rest can stick together. In such In some cases, attempts have been made to remedy this by installing stirrers in the fluidized bed devices or by using vibrating or intermittent gas flows.

In schwierigen Fällen, wo auch die letztgenannten Wirbelschichtvorrichtungen versagen, kann man zum Erfolg kommen, wenn man erfindungsgemäß so vorgeht, daß man eine Vorrichtung zur Auflockerung einer Schüttgutschicht, die mit Gasen oder Flüssigkeiten chemisch oder physikalisch umgesetzt werden soll, bestehend aus einem konischen, offenen oder mit Entlüftungseinrichtung versehenen Behälter mit Zu- und Ableitungen für Schüttgut und Gas und elastischen, dehnbaren oder entfaltbaren, in der Schüttgutschicht angeordneten, ihr Volumen ändernden Organen, anwendet, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Organe so gestaltet sind, daß ihre Volumenänderung mindestens ein Zehntel des Schichtvolumens beträgt und daß Steuereinrichtungen vorgesehen sind, die eine periodische Volumenänderung maximal zweimal in der Sekunde bewirken. In difficult cases, where also the latter fluidized bed devices fail, one can succeed if one proceeds according to the invention in such a way that one a device for loosening a bulk material layer, which with gases or liquids is to be converted chemically or physically, consisting of a conical, open or ventilated container with inlet and outlet lines for bulk and gas and elastic, stretchable or unfoldable, in the bulk layer arranged organs changing their volume, which are characterized is that the organs are designed so that their volume change is at least a tenth of the layer volume is and that control devices are provided which one Cause periodic volume changes a maximum of twice a second.

Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung wird in A b b. 1 gezeigt. Dort besteht sie aus einem langgestreckten oder breiten zylindrischen, vorzugsweise aber konischen Behälter a, der die Schüttgutschicht aufnimmt und der nach oben hin eine Öffnung b hat zum Entweichen der Gase ins Freie oder üblicherweise in einen angeschlossenen Staubabscheider, aus einem sein Volumen änderndes Organ c, einer Einfülleinrichtung d, einem Schauglas f, einer Entleerungseinrichtung g, einem mit einer Klappe h versehenen Abschlußkasten i, einem Einleitungsrohr k1 für das Gas zum Aufblähen des Organs c, einem Einleitungsrohr k2 für die Zufuhr von Gasen zur Schüttgutschicht, einem Gasauslaßstutzen 1, der Steuereinrichtung m1 zur periodischen Gaszufuhr in das Organ c, der Steuereinrichtung rn für die Zufuhr von Gasen zur Schüttgutschicht und den Unterbrecherventilen nf, n2 und n3. An exemplary embodiment of the invention is shown in A b b. 1 shown. There it consists of an elongated or broad cylindrical, but preferably conical container a, which receives the bulk material layer and the towards the top has an opening b for the gases to escape into the open air or usually into a connected dust collector, from an organ that changes its volume c, a filling device d, a sight glass f, an emptying device g, a closure box i provided with a flap h, an inlet pipe k1 for the gas for inflating the organ c, an inlet pipe k2 for the supply of Gases to the bulk material layer, a gas outlet 1, the control device m1 for periodic gas supply into the organ c, the control device rn for the supply of Gases to the bulk material layer and the interrupter valves nf, n2 and n3.

Die Steuereinrichtung ml ist so eingestellt, daß sie bei geschlossenem Unterbrecherventil 7/S und geöffnetem Unterbrecherventil n1 Gas durch das Einleitungsrohr n1 in den Abschlußkasten i zum Organ c läßt und anschließend bei geschlossenem Unterbrecherventil n1 und geöffnetem Unterbrecherventil n3 Gas durch den Gasauslaßstutzen I entweichen läßt. The control device ml is set so that when it is closed Interrupter valve 7 / S and open interrupter valve n1 gas through the inlet pipe n1 in the terminal box i to the organ c and then with the interrupter valve closed n1 and open interrupter valve n3 gas escape through the gas outlet nozzle I. leaves.

Die Steuereinrichtung 77z2 öffnet je nach Bedarf und Einstellung das Unterbrecherventil n2, um über das Einleitungsrohr k2 der Schüttgutschicht Gas zuzuführen. Zur besseren Gasverteilung wird man in der Praxis nicht nur, wie gezeigt, ein einziges Gas- einleitungsrohr k2 vorsehen, sondern mehrere, welde über der Umfangslinie des Behälters a angebracht sind. The control device 77z2 opens depending on requirements and settings the interrupter valve n2 to gas via the inlet pipe k2 of the bulk material layer to feed. In practice, for better gas distribution, not only, as shown, a single gas provide for inlet pipe k2, but several, welde are attached above the circumference of the container a.

Ein wichtiger Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das sein Volumen ändernde Organ. Im einfachsten Fall besteht es aus einer elastischen, dehnbaren oder entfaltbaren Membran. Wird auf diese von unten durch Druckluft, hydraulisch oder mechanisch, Druck ausgeübt, dann bläht sie sich auf, wölbt sich nach oben und überträgt seine Bewegung auf die dort lagernde Schüttgutschicht, welche ihrerseits nach oben gehoben wird. Läßt der Druck von unten nach, indem beispielsweise die Drtickluft durch den Gasauslaßstutzen entspannt wird, dann sinkt die Schicht wieder nach unten. Dadurch werden die Schüttgutteilchen gegeneinanderbewegt und die Schicht wird, zumal wenn der verwendete Behälter sich nach oben konisch erweitert, periodisch ausgedehnt und aufgebrochen; dabei erfolgt gleichzeitig eine Umwälzung und Durchmischung in der Schüttgutschicht. Werden gleichzeitig Gase oder Dämpfe der Schüttgutschicht von unten zugeführt, dann werden entstehende Kanäle rasch zum Einsturz gebracht. Dabei erzielt man nur dann einen brauchbaren Effekt, wenn sich das volumenändernde Organ mindestens um ein Volumen ausdehnt oder entfaltet, das größer ist als ein Zehntel des Volumens der Schüttgutschicht selbst. An important part of the device according to the invention is that of being Volume changing organ. In the simplest case it consists of an elastic, stretchable or deployable membrane. Is on this from below by compressed air, hydraulically or mechanical, pressure applied, then it inflates, bulges upwards and transfers its movement to the bulk material layer stored there, which in turn is lifted upwards. If the pressure is released from below, for example by the Compressed air is relaxed through the gas outlet, then the layer sinks again downward. As a result, the bulk material particles are moved towards one another and the layer becomes, especially if the container used widens conically upwards, periodically expanded and broken up; at the same time, circulation and mixing take place in the bulk material layer. Are gases or vapors of the bulk material layer at the same time fed in from below, then the resulting canals are quickly brought to collapse. A useful effect can only be achieved if the volume changes Organ expands or unfolds by at least a volume that is larger than a Tenth of the volume of the bulk material layer itself.

Das sein Volumen ändernde Organ kann beispielsweise aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk bestehen oder aus Kunststoffolien; es kann auch gasdurchlässig sein, beispielsweise als perforierte oder geschlitzte Folie oder als Gewebe aus natürlichen oder synthetischen Fasern oder aus Glas-, Asbest- oder Graphitfasern. The organ changing its volume can, for example, be made of natural or synthetic rubber or plastic films; it can also be gas-permeable be, for example as a perforated or slotted film or as a fabric natural or synthetic fibers or made of glass, asbestos or graphite fibers.

Ein anderer wichtiger Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Steuereinrichtungen m1 und m-, welche den Zu- und Abfluß der Gase regeln. Die Steuereinrichtung m1 öffnet und schließt die Unterbrecherventile n1 und n periodisch in der Weise, daß sich das volumenändernde Organ c periodisch aufbläht und wieder zusammenzieht. Dieser periodische Vorgang findet erfindungsgemäß maximal zweimal in der Sekunde statt und richtet sich im übrigen nach den spezifischen Eigenschaften der Schüttgutschicht. Bei manchen sehr zum Zusammenkleben neigenden Schüttgütern wird man das Ausdehnen und Zusammensinken bis zu zweimal in der Sekunde ablaufen lassen; in anderen Fällen ist es günstiger, wenn sich dieser Vorgang beispielsweise auf vier oder mehr Sekunden verteilt. Another important part of the device according to the invention are the control devices m1 and m-, which regulate the inflow and outflow of the gases. The control device m1 opens and closes the interrupter valves n1 and n periodically in such a way that the volume-changing organ c inflates periodically and again contracts. According to the invention, this periodic process takes place a maximum of twice takes place in the second and is otherwise based on the specific properties the bulk material layer. For some bulk goods that tend to stick together you will expand and collapse up to twice a second permit; in other cases it is more beneficial if this process takes place, for example spread over four or more seconds.

Claims

The control device m1 can also be set so that the Time for the expansion and collapse of the organ c is different from time for the breaks in between. For example, the entire process can be for stretching and collapsing take 2 seconds, followed by a break of for example 5 seconds occurs.

The control device m regulates the supply of gases into the bulk material layer and can be opened or closed within wide limits and as required of the interrupter valve n2 via the gas inlet pipe k of the bulk material layer gases, but also supply vapors and liquids. When using gas-permeable organs c the gas supply can be carried out simultaneously or exclusively through the organs take place.

The organ that changes its volume does not necessarily have to be a part of the Be the container wall, but can also be independent of it. As in A b b. 2 shown it can be designed, for example, as an expandable or expandable bladder-shaped organ be that is surrounded on all sides by the bulk material layer; its periodic changes in volume then cause the bulk material layer to move and loosen up. It can also be beneficial be, two or more such volume-changing organs at the same time on the container a to attach. Gases, vapors or liquids can pass through the bladder-shaped organ, if this is perforated or otherwise permeable, conducted or also through a special feed line k2 via the sieve bottom or the like.

Applications for the use of the device according to the invention are the drying of powdery bulk goods with warm air, the moistening of crystalline ones Bulk goods with steam and the spraying of granules with liquids; that too Dissolving salts with water can be advantageous with the present device be performed.

The device according to the invention can also be operated continuously are continuously fed by bulk material through the filling device d is and finished treated bulk material through the emptying device g continuously is discharged.

Example One brings into a device as shown in A b b. 1 shown and which has a capacity of 516 liters, moist crystallized disodium phosphate (NaaHPO4-12H2O). Then you adjust the control device m so that the volume-changing Organ c expands within 1 second by a fifth of the volume of the bulk material layer and immediately afterwards back to its initial state within 3 seconds contracts; after a pause of 6 seconds, this process starts again and repeats itself for a total of 1 hour. The control device m2 is set in such a way that that during the pauses of the organ c they have a strong flow of warm air through the interrupter nerve passes through the inlet pipe k2 into the bulk material layer and during the movement of the organ c throttles this flow of hot air to a third of its strength; Furthermore the strength of the hot air flow is such that the layer is never reached the state of the vortex point. The temperature of the hot air flow is like this chosen that the product temperature below to maintain the water of crystallization 300 C remains.

After a drying time of one hour, the device is over the emptying device g emptied and charged with the next product filling.

Claims: 1. Device for loosening a bulk material layer, which is to be chemically or physically reacted with gases or liquids, consisting of a conical, open or provided with a venting device Containers with supply and discharge lines for bulk goods and gas and elastic, stretchable or unfoldable, arranged in the bulk material layer, changing their volume Organs, characterized in that the organs are designed in such a way that their volume changes is at least one tenth of the layer volume and that control devices are provided that cause a periodic change in volume a maximum of twice a second.

2. Device according to claim 1, characterized by a gas-permeable, organ provided with pores, holes or slits.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized by one of the walls of the container independent, surrounded on all sides by the bulk material layer Organ.

Considered publications: German Patent Specifications No. 282 370, 389294, 543 776, 718 624, 720 368, 823 290, 1,028,541; German interpretative publications No. 1 002 687, 1052364.