DE1667218B2

DE1667218B2 - Drehtrommel zur Kontaktierung von Feststoffen mit Gasen

Info

Publication number: DE1667218B2
Application number: DE1667218A
Authority: DE
Inventors: Yves Paris Berquin; Bernard Grand'couronne Quanquin
Original assignee: Azote & Produits Chimiques Sa Toulouse (frankreich)
Current assignee: Azote & Produits Chimiques Sa Toulouse (frankreich)
Priority date: 1966-03-25
Filing date: 1967-03-10
Publication date: 1973-10-18
Also published as: DK132784C; DE1667218C3; NL145770B; NL6703074A; US3398458A; OA02358A; FI47631B; FR1484699A; ES338379A1; AT271397B; FI47631C; DE1667218A1; YU32530B; YU57967A; DK132784B; GB1175384A; GR32146B; SE332616B; BE696056A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehtrommel zur Kontaktierung von Feststoffen mit Gasen, deren Trommelwand in Längsabschnitte unterteilt ist, welche Gaseinlaßvorrichtungen tragen, wobei jeder Längsabschnitt unabhängig von den anderen an (eine) Gasquelle(n) angeschlossen ist und eine Verbindung von der (den) Gasquelle(w) zur Gaseinlaßvorrichtung nur dann vorhanden ist, wenn sich der betreffende Längsabschnitt unter dem Feststoffbett befindet.

Drehtrommeln sind in der chemischen Industrie weit verbreitet und werden allgemein eingesetzt, wenn physikalische Umwandlungen, wie eine Granulierung oder Trocknung, oder chemische Reaktionen zwischen Feststoffen und flüssigen oder gasförmigen Reaktionspartnern erreicht werden oder auch physikalische und chemische Umwandlungen gleichzeitig stattfinden sollen.

In diesen Drehtrommeln wird eine Lagi. bzw. ein »Bett« aus festen Materialien durch die Reaktion der Trommel kontinuierlich umgewälzt. Bei kontinuierlichem Betrieb wird die das Bett bildende Feststoffmenge durch »Schwellen« oder ringförmige Rückhaltescheiben an beiden Enden der Trommel praktisch konstant gehalten, von denen die eine die eintretenden Feststoffe im Innern der Trommel zurückhält, während die andere als »Wehr« für den Austrag des behandelten Produktes aus der Trommel durch Überlauf dient. Die Höhe dieser »Wehre« bestimmt mithin die Tiefe des Feststoffbettes.

Wenn das feste Material bei seiner Verarbeitung in der Trommel mit ein oder mehreren gasförmigen Reagenzien behandelt werden soll, so muß man das Gas bzw. die Gase im allgemeinen direkt in das Innere des Feststoffbettes einführen, wenn die Absorption bzw. Umsetzung unter befriedigenden Bedingungen stattfinden soll. Zu diesem Zweck dienen bereits zahlreiche bekannte Gasverteilungsvorrichtungen.

Von diesen Vorrichtungen werden die Verteilerleitungen am meisten angewendet. Diese werden durch Rohre gebildet, die parallel zur Trommelachse durch das Feststoffbett hinduichgehcn und Löcher oder Schlitze mit geeignetem Abstand für den Durchtritt des Gases aufweisen. Diese Verteilerleitungen, die in der Weise gegenüber der Trommel fest angeordnet sind, daß »ic mit einer Gasquelle verbunden werden können, bilden für die Bewegungen des Feststoffbettes sehr störende Hindernisse. Sie bremsen die Rotation der Körner des festen Materials und verlangsamen ihre Vt rlagerung vor den Gaszufuhröffnungen mit der Tendenz zur Ausbildung von stationären Zonen, in denen der zu behandelnde Feststoff einem Gasunterschuß oder -Überschuß empfängt.

Außerdem werden die durch das Feststoffbett hindurchgehenden Verteilerleitungen sehr beträchtlichen mechanischen Beanspruchungen bzw. Stoßen durch das feste Material ausgesetzt. Die relativ langen Verteilerleitungen der industriell angewandten Vorrichtungen haben die Neigung, sich durchzubiegen; um das zu verhindern, müssen die Verteilerleitungen durch angemessene Vorrichtungen ausgesteift werden, wie durch Verankerungen, Rippen oder Flügel usw., die den Bettbewegungen zusätzliche Widerstände entgegensetzen.

Es sind mch senkrecht zur Rotationsachse der Trommel angeordnete Verteilerleitungen bekannt, deren fieies Ende so profiliert ist, daß die beim Eindringen in das Bett auftretenden Kräfte verringert sind. Man muß dann die Zahl der Verteilerleitungen für die Behandlung des Bettes über die gesamte Länge vervielfachen, so daß jede Verteilerleitung eine Sperre bildet, welche den normalen Vorschub des Materials in der Trommel behindert.

Unabhängig von der gewählten Form ist den in das Feststoffbett eintauchenden Verteilerleitungen ein Nachteil gemeinsam: Sie werden sehr rasch durch Ablagerungen von Feststoff umhüllt. Diese durch aufeinanderfolgende Schichten gebildeten Ablagerungen haften im allgemeinen sehr fest an den Verteilereinrichtungen, deren Raumbedarf auf diese Weise zunimmt. Sie setzen damit den Bewegungen des Feststoffes (Umwälzung und Vorschub in Längsrichtung) einen wachsenden Widerstand entgegen und werden daher wiederum stärker beansprucht, was zu Deformationen oder selbst zu einem Bruch führen kann. Außerdem passiert es häufig, daß die Ablagerungen einen Teil der öffnungen für das Einleiten von Gas teilweise oder vollständig verstopfen, so daß die Ver-

teilung des Gases in dem durch das zu behandelnde Material gebildeten Bett ungleichmäßig wird. Es ist daher notwendig, alle in das Bett eintauchenden Teile der Verteilervorrichtung häufig zu reinigen, wozu diese ausgebaut werden müssen, was wiederum längere und kostspielige Betriebspausen der Drehtrommel zur Folge hat.

Andererseits ist es allgemein bekannt, daß die Bildung von Ablagerungen und Krusten an der Trommehvand durch jedes Hindernis, das die Bewegung der Feststoffe in dem Bett hemmt, beschleunigt wird. Die für die kontinuierliche Reinigung oder Freilegung der Wände vorgeschlagenen Vorrichtungen zum Ablösen dieser Krusten nach Maßgabe ihrer Bildung sind im Betrieb heikel und von kostspieliger Wartung. Wenn dagegen keine besondere Vorrichtung vorgesehen wird, erhärten die Krusten, und man muß dann die Trommel sehr häufig für eine Reinigung stillegen und entleeren.

Schließlich sind auch Drehtrommeln der eingangs genannten Art bekannt (deutsche Patentschrift 513 123, USA.-Patentschrift 2020960. USA.-Patentschrift 2 091 850), bei der die Gaseinlaßvorrichtungen an den Längsabschnitten der Trommelwand aus schlitzartigen oder düsenartigen öffnungen bestehen, die dauernd geöffnet bleiben. Hier können also Feststoffteilchen der in der Drehtrommel befindlichen Masse nach außen dringen, solange von außen her kein ausreichender Gasdruck einwirkt, was bei Unregelmäßigkeiten der Feststoffbettdicke oder Druckabfall von Seiten der Gasquelle vorkommen kann. Die in die Gaseinlaßvorrichtungen fallenden Teilchen führen zu Störungen in den Gasleitungen und -gebläsen. Sollen diese Störungen verhindert werden, muß vorsorglich mit höherem als an sich notwendigen Gasdruck gearbeitet werden, was zu einer schlechten Gasausnutzung führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehtrommel der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß ein Eindringen von Feststoffteilchen in die Gaseinlaßvorrichtungen sicher verhindert wird und trotzdem lediglich mit einem das Gewicht des Feststoffbettes nur wenig überkompensierenden Gasdruck gearbeitet werden kann. Daneben soll eine derartige Anordnung der Gaseinlaßvorrichtungen vorgesehen werden, daß durch diese möglichst keine Ablagerungen verursacht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Innenwand der Trommel von Membranen bedeckt ist, die ventilbildende Gaseinlaßvorrichtungen aufweisen, die sich nur bei einem bestimmten, festgelegten Gasdruck öffnen.

Diese erfindungsgemäße Anordnung von Ventilen in der Trommeiwand verhindert mit Sicherheit ein Eindringen von Festteilchen in die Gasleitungen, da sich die Ventile nur öffnen, wenn ein dazu ausreichender Gasdruck auf sie einwirkt.

Vorzugsweise dienen als Ventile direkt elastische Membranen, die sich bei Gasdrücken über einem festgesetzten Wert deformieren und dabei Öffnungen für die Einführung von Gas bilden. Solche Membranen lassen sich, wie im Zusammenhang mit der Zeichnung noch erläutert wird, so in bzw. an der Trommelwand anordnen, daß Ablagerungen weitgehend vermeidhar sind.

Es sei noch bemerkt, daß jeder Längsahschnitt der Trommelwand mit einem oder mehreren reagierenden Gas(en) beschick! werden kann und daß die Gase im letzteren Falle durch die Trommelwand entwede in Form einer Mischung zugeführt werden können wenn sie nicht miteinander reagieren, oder getrennt wenn die Gefahr einer Umsetzung der einzelnen Gas( miteinander besteht. So können Gase, wie Luft um Wasserdampf, Luft und Kohlendioxyd usw., vermisch durch die Wand zugeführt werden, während Gase, wit Kohlendioxyd und Ammoniak in jedem Abschnitt ge trennt eingeführt werden müssen, selbst wenn si«

ίο gleichzeitig eingeleitet werden.

Beim Betrieb der Drehtrommel gemäß der Erfin dung werden durch das Fehlen jedes die Bewegunger des Feststoffbettes störenden Hindernisses die bester Bedingungen für eine vollkommen gleichmäßige

Kontaktierung des oder der eingeleiteten Gase(s) mi den festen Körnern geschaffen. Die bei stillstehendei Trommel praktisch ebene und horizontale Bettober fläche hat bei rotierender Trommel eine relativ starke Neigung, wie auf Fig. 1 zu sehen ist, die schematisch

einen Schnitt senkrecht zur Achse durch die Trommel zeigt. Die die Trommelwand 1 berührende Materialschicht wird durch Reibung in Rotationsrichtung (Pfeil F) mitgenommen und angehoben, bis ihre Haftung an der Wand ungenügend wird: Sie fällt dann

=>5 unter der Wirkung der Schwerkraft auf das Bett zurück, dessen freie Oberfläche 2 eine mehr oder minder starke Neigung annimmt, die vom Böschungswinkel des behandelten Materials abhängt. Gleichzeitig erneuert sich die mit der Trommelwand in Berührung stehende Schicht durch Material einer weniger tiefen Schicht des Bettes, das dann seinerseits durch Mitnahme nach oben bewegt wird und auf de Oberfläche des Bettes zurückfällt. Es bildet sich auf diese Weise eine kontinuierliche und systematische Verlagerung des Materials /wischen der freien Oberfläche des Bettes und der Trommeiwand aus.

Infolge der gemäß der Erfindung gewähllen Art der Einleitun? von Gas, bei der alle in das Bett eintauchenden Vorrichtungen vermieden werden, kann die

4" Zirkulation oder Umwälzung des festen Materials in der Trommel praktisch unter den vorstehend beschriebenen idealen Bedingungen stattfinden: Sie bleibt während der gesamten Dauer der Operationen sehr gleichmäßig und bringt eine ständig sich erneuernde Schicht der Feststoffe mit dem oder den gasförmigen Reagenzien in (ersten) Kontakt.

Die Trommelwand ist in gleiche Längsabschnitte unterteilt, deren Zahl je nach Durchmesser der Trommel und Art des zu behandelnden festen Materials veränderlich ist. Die Zahl der Längsabschnitte wird so gewählt, daß sich die jeweilige Gaszufuhr unter dem Feststoffbett über eine genügend lange Zeit erstreckt.

Wenn ein Längsabschnitt im Rahmen der Rotation

unter dem Feststoffbett ankommt, soll er erst mit Gas beaufschlagt werden, wenn er vollständig vom Bett bedeckt wird, damit vermieden wird, daß das Gas direkt in den Trommelraum entweicht, ohne durch das Bett hindurchzugehen. Die Beaufschlagung mit Gas soll aus dem gleichen Grunde genügend frühzeitig un- !erbrochen werden, wenn der Abschnitt das Bett verläßt. Die Abschnitte sind daher vorzugsweise relativ schmal und mithin zahlreicher.

Je höher allerdings die Zahl der Sektoren ist, um so größer ist auch die Zahl der Zuleitungsstutzen und die Trommel wird dann sperrig und schwer. Die in der Industrie im allgemeinen verwendeten Trommeln mit einem Durchmesser zwischen 0,80 und 4,50 m können in 6 bis 60 Länasabschnitte unterteilt sein.

So wurde beispielsweise gefunden, daß man Trommeln, die für die gleichzeitige Ammonisierung und Granulierung von Düngemitteln verwendet werden, bei einem Durchmesser von 1,10 m in 18 und bei einem Durchmesser von 4 m in 40 Längsabschnitte unterteilen kann.

Bei einigen industriellen Verfahren sollen die aus der erfindungsgemäßen Trommel austretenden Feststoffe eine weitere Behandlung, wie eine zusätzliche Trocknung, eine Abkühlung od. dgl. erfahren. Man kann dann die verschiedenen Behandlungen in einer einzigen Trommel vornehmen, die durch eine ringförmige Rückhalteplatte oder -scheibe in Längsrichtung in zwei Abschnitte unterteilt wird. Der erste Abschnitt ist dann in Längsabschnitte unterteilt, während der zweite glatte Wände hat oder mit Mitnahmeschaufeln, Förderschnecken od. dgl. versehen sein kann.

Gemäß der Erfindung kann man das Gas mit Hilfe von direkt in der Trommelwand befestigten Ventilen einführen. Vorzugsweise ist die Innenwand jedes Abschnittes mit einer Folie oder Membran aus elastischem Material bedeckt, welche die Rolle eines Ventils spielt, d. h. das Gas frei durchtreten läßt, den Durchtritt von Feststoffkörnern in die öffnungen für die Gaseinleitung jedoch verhindert. Man kann beispielsweise Membranen verwenden, die durch eine flexible metallische Folie gebildet werden, wenn das zu behandelnde Material nicht die Tendenz hat, am Metall zu haften oder das Metall anzugreifen. Im allgemeinen werden die Membranen bevorzugt aus einem weichen bzw. nachgiebigen Kunststoff hergestellt, wobei man bevorzugt Kunststoffe auswählt, die »haftfeindlich« bzw. haftabweisend wirken, wie beispielsweise Polytetrafluoräthylen oder gewisse Polyorganosiloxane. Im letzteren Fall haben die Membranen den Vorteil, daß sie gleichzeitig vor der Bildung von Ablagerungen auf der Trommelwand schützen.

Der durch das Gas auf die (vom Innenraum der Trommel aus gesehen) Außenseite der Membranen ausgeübte Druck wird praktisch durch das Gewicht des Bettes kompensiert. Der Unterschied entspricht der Summe aus dem Druckabfall im Bett und dem Druck, der notwendig ist, das Ventil zu öffnen. Die Dicke der Membranen variiert mithin je nach dem verwendeten Stoff. Man hat beispielsweise gefunden, daß man eine Membran von 2 bis 4 mm Dicke für die Behandlung von Feststoffen mit einem gasförmigen Reagenz verwenden kann. Die aus weicheren bzw. nachgiebigeren Stoffen hergestellten Membranen können dicker sein und Membranen aus bewehrtem bzw. verstärktem Kunststoff oder Kautschuk bzw. Gummi können von geringerer Stärke sein.

Diese elastischen Membranen können für die Erzielung des gewünschten Ergebnisses unterschiedlich angeordnet sein.

F i g. 2 zeigt einen Teil der inneren Oberfläche einer Trommel in abgewickelter Form und F i g. 3 einen Teil ihres Querschnitts senkrecht zur Trommelachse; diese Figuren zeigen ein Beispiel für die Anordnung der Membranen.

Gezeigt sind drei voneinander unabhängige Abschnitte oder Sektoren la, Ib und 1 c, die jeweils mehrere öffnungen 3 für die Einführung von Gas aufweisen, die über ihre Länge verteilt sind. Diese öffnungen 3 stehen über Stutzen 4 a, 4 b und 4 c (Fi g. 3) mit Leitungen für die Gaszufuhr Sa, Sb und 5 c außerhalb der Trommel in Verbindung, die wiederum mit einem (nicht gezeigten) automatischen Gasverteiler in Verbindung stehen.

Jeder Abschnitt wird von einer Membran 6 aus weichem und haftfeindlichem Kunststoff vollständig bedeckt. Diese Membran von rechteckiger Form ist an der Innenwand der Trommel nur an einer ihrei Längsseiten befestigt. Fig. 2 und 3 zeigen eine ArI der Membranbefestigung, die durch ein bevorzugt mit haftfeindlichem Kunststoff bedecktes schmales meta'lfsches Band 7 gebildet wird, das durch längs einer Mantellinie des Zylinders angeordnete Schrauben 8 an der Trommelwand befestigt ist.

Die drei übrigen Seiten der Membran sind frei in der Weise, daß sie sich durch Durchbiegen nach Art

*5 einer (Ventil)KIappe anheben kann. Bei dieser Bewegung gleiten die kleinen Seiten mit geringer Reibung an den Innenflächen der ringförmigen Rückhaltescheiben 9 und 10, die an jedem Ende der Trommel angeordnet sind; diese Flächen sind vorzugsweise mit haftfeindlichem Kunststoff bedeckt.

Fig. 3 zeigt die Orientierung der Membranen, die so gewählt ist, daß die befestigte Längsseite, bezogen auf die durch den Pfeil F angedeutete Rotationsrichtung der Trommel stets vor der freien Längsseite liegt.

Letztere überdeckt das Befestigungsband der Membran des nachfolgenden Abschnittes und legt sich an dieses wie ein Ventilkörper gegen seinen Sitz an.Unter diesen Bedingungen werden die Membranen beim Entlanggleiten unter dem Bett gestreckt, wodurch sie gut ausgebreitet gehalten werden und was ihre Auflagerung auf den (als »Sitz« dienenden) Befestigungsbändern verbessert.

Wenn ein Abschnitt unter dem Feststoffbett ankommt, drückt letzteres die Membran durch sein Gewicht gegen ihren Sitz und macht damit den Übertritt von Feststoff in die Stutzen für die Gaseinleitung unmöglich. Wenn man Gas in diesen Abschnitt schickt, hebt sich die Membran sehr leicht an, und das zwischen dieser und ihrem Sitz in feiner Schicht auftretende Gas wird über die Gesamtlänge des Bettes verteilt.

Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen eine Anordnung der Membranen, die sich etwas von der in Fig. 2 und 3 dargestellten unterscheidet. Gemäß dieser Ausführungsart sind die Membranen der verschiedenen Abschnitte an der Trommelwand an ihren vier Seiten befestigt und nicht nur an einer einzigen Längsseite Auch in diesem Falle kann die Befestigung mit Hilfe von schmalen metallischen Bändern, die mit Kunststoff bedeckt und gegen die Zylinderwand geschraubt sind, vorgenommen werden.

Jeder Abschnitt bildet so eine unabhängige Zelle, die mit dem Gasverteiler in Verbindung steht. Die abdeckende Membran hat eine gewisse Anzahl vor Schlitzen 11 mit aneinandergrenzenden Lippen, welche den Durchtritt von Gas gestatten, jedoch nicht denjenigen des Feststoffs, und über welche die Zelle mit dem Innenraum der Trommel in Verbindung steht. Unter der Wirkung des Druckes des eingeleiteten Gases wölbt sich die elastische Membran auf, was dazu führt, daß sich die Schlitze öffnen und das Gas hindurchtreten lassen. Sobald der Gasdruck nachläßt, bringt das Gewicht des Bettes die Membranen in ihre normale Lage zurück, und die Schlitze verschließen sich wieder.

Diese Schlitze sind im allgemeinen gleichmäßig über die gesamte Länge des Abschnittes oder Sektors verteilt, wobei ihre Länge und Anzahl selbstverständ-

lieh vom gewünschten Durchsatz des Gases und seinem Druck abhängt. Um zu vermeiden, daß die Schlitze die mechanische Widerstandsfähigkeit der Membranen herabsetzen, ist es von Vorteil, wenn man sie schrägverlaufend anordnet, d. h. in der Weise, daß ihre Achse mit der Längsachse der Membranen einen Winkel bildet, wie es in F i g. 4 gezeigt wird, oder wenn man sie versetzt bzw. zickzackförmig anordnet, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Man kann auch diese beiden Anordnungen miteinander verbinden: Die schrägverlaufenden Schlitze werden dann versetzt bzw. zickzackförmig angeordnet; man kann aber auch jede andere Art der Verteilung vorsehen, bei der vermieden wird, daß zwei benachbarte Schlitze direkt hintereinander der einen in der Verlängerung des anderen liegen.

Vorstehend wurde die Verwendung von elastischen Membranen für die Abdeckung jedes Abschnittes beschrieben. Es istjedoch auch möglich, steife Membranen zu verwenden, die eine gewisse Anzahl von Klappen bzw. Ventilen mit nachgiebigen Membranen aufweisen, oder jede andere Vorrichtung, die eine Verteilung des Gases im Bett ermöglichen, ohne daß der Feststoff in die Gaszufuhrleitungen eintreten kann.

Damit jeder Abschnitt während seines Durchganges unter dem Feststoffbett mit Gas beaufschlagt wird, muß die Verteilung des Gases oder der Gase nach einem bestimmten Programm erfolgen. Mehrere bekannte mechanische Vorrichtungen ermöglichen die automatische Durchführung der Gasversorgung nach einem festen Programm. Die gängigste Einrichtung ist der rotierende axiale Verteiler, der allgemein in der Industrie angewendet wird, insbesondere bei Vakuum-Drehtrommelfiltern.

Es ist bekannt, daß dieser axiale Verteiler im wesentlichen durch eine auf der Trommelachse zentrierte und mit dieser rotierende kreisförmige Platte oder Scheibe gebildet wird. Diese Platte hat über den Umfang verteilte Öffnungen, in denen auf der einen Seite der Platte die Enden der Verteilerleitungen für die Zufuhr des Gases zu den Trommelabschnitten einmünden. Die andere Fläche der Platte ist vollständig eben und plangeschliffen. Gegen diese wird beispielsweise durch eine Feder eine ebenfalls vollständig bearbeitete und an ihrer Berührungsfläche geschliffene Gegenpialle gedrückt; diese beiden Platten sind untereinander genau zentriert.

Die Gegenplatte hat Löcher und/oder Aussparungen, die durch nicht ausgenommene bzw. »volle« Zwischenräume voneinander getrennt und längs eines Umfanges mit gleichem Mittelpunkt und gleichem Durchmesser angeordnet sind, wie die Löcher der (mit den Verteilerleitungen verbundenen) Platte; jedes Loch oder jede Ausnehmung ist mit einer Druckgasquelle verbunden. Die Gegenplatte wird so festgehalten, daß bei einer Rotation der Trommel und der Platte eine leichte Reibung zwischen den beiden Platten auftritt, deren Gesamtheit eine dichte Drehverbindung bildet. Wenn ein oder mehrere Löcher der Platte einem Loch oder einer Ausnehmung der Gegenplatte gegenüberstehen, ist die entsprechende Leitung bzw. sind die entsprechenden Leitungen für die Versorgung eines bestimmten Abschnittes mit einer Gasquelle »leitend« verbunden. Wenn diese Löcher der Platte dagegen einem nicht ausgenommenen Teil der Gegenplatte gegenüberstehen, ist die Verbindung mit der Gasquelle unterbrochen.

Es gehört zum Können des Fachmannes, die An

ordnung der Löcher und/oder Ausnehmungen, die Anzahl der Löcher und/oder die Länge der Ausnehmungen so zu wählen, daß ein oder mehrere Gase über einen eingestellten Zeitraum eingeleitet werden und diese Einleitung wieder unterbrochen wird, in der Weise, daß jeder Abschnitt mit Gas versorgt wird, wenn er eine vorbestimmte Position einnimmt.

Die mit einer Vorrichtung zum Einleiten von Gas durch die Wand gemäß der Erfindung ausgerüsteten Drehtrommeln können zur Ausführung jeder Reaktion zwischen einem mehr oder minder feuchten gekörnten und nichtgekörnten festen Material und einem oder mehreren gasförmigen Reagenzien verwendet werden, vorausgesetzt, daß dieses feste Material

•5 angemessen zerteilt ist und eine genügende Affinität gegenüber dem oder den gasförmigen Reagenzien hat. Gleichzeitig mit der Reaktion Gas - Feststoff kann man andere Behandlungen vornehmen, wie beispielsweise eine Granulierung und/oder eine Trocknung.

Die erfindungsgemäße Drehtrommel ist mithin in der chemischen Industrie allgemein anwendbar, sie ist jedoch für die Düngemittelindustrie von ganz besonderem Interesse, wo sehr häufig gasförmige Reagenzien in ein Bett aus festen Materialien eingebracht werden sollen. So ist dieses Verfahren besonders vorteilhaft für die Einführung von Ammoniak in einer Ammonisierungs- oder Ammonisierungs-Granulierungstrommel, wie sie bei zahlreichen Operationen der Düngemittelherstellung verwendet werden, wie bei der Ammonisierung von Massen, die durch Aufschluß natürlicher Phosphate mit Salpetersäure erhalten werden, der gegebenenfalls andere Mineralsäuren beigemischt sind, bei der Ammonisierung von Superphosphaten, der Herstellung von konzentrierten Düngemitteln auf der Basis von Ammonsalzen von beispielsweise Phosphaten und/oder Nitraten und/ oder Sulfaten durch Reaktion von Ammoniak mit der entsprechenden Säure oder den entsprechenden Säuren in einem Bett aus rückgeführtem Feinkorn-Produkt od. dgl. Man kann dieses Verfahren auch für die Durchführung der letzten Stufe der Herstellung zusammengesetzter Düngemittel nach dem Carbonat-Nitrat-Verfahren anwenden, bei dem der vom Angriff von natürlichen Phosphaten herstammende und durch Ammoniak neutralisierte Brei abschließend mit Kohlendioxyd und Ammoniak zur Umwandlung von Calciumnitrat in Calciumcarbonat und Ammoniumnitrat behandelt wird. Im letzteren Falle werden die beiden reagierenden Gase getrennt aber gleichzeitig in die Ruaktionsmischung während ihrer Granulierung eingeführt.

Es ist klar, daß die Einführung der gasförmigen Reagenzien gemäß der Erfindung stets mit Vorrich tungen kombiniert werden kann, die üblicherweise in Trommeln vorgesehen werden und außerhalb des Feststoffbettes angeordnet sind. So können beispielsweise Verteilerleitungen für ein Zerstäuben oder Versprühen flüssiger Reagenzien, zu granulierender Sub- stanzen in flüssiger Form oder als Suspension usw. oberhalb des Feststoffbettes angeordnet sein.

Eine solche Kombination ermöglicht beispielsweise die Herstellung von Düngemittelkörper durch Aufsprühen der zu behandelnden Lösung bzw. der Auf- schlämmung auf ein Bett der sich bildenden Körner und systematische Einwirkung des oder der gemäß der Erfindung eingeführten Gase(s) mit der frisch abgelagerten Schicht des aufgesprühten Materials. Bei einer

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solchen Arbeitsweise kann man Feststoffkörner bzw. -teilchen erhalten, die durch aufeinanderfolgende Schichten jeweils gleicher Zusammensetzung gebildet werden oder durch aufeinanderfolgende Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung. Im letzteren Falle wird das in der Trommel enthaltene Bett durch kleine Feststoffteilchen oder Kerne gebildet, die vorangehend in irgendeiner Granuliervorrichtung (Mischwerk, Teller u. dgl.) hergestellt wurden und die in der Trommel durch Ablagerung aufeinanderfolgender Schichten ein oder mehrere Substanzen mit einer gegenüber den Kernen unterschiedlichen Zusammensetzung gebildet werden.

Gaszuführungen können ebenfalls an einem Ende der Trommel vorgesehen sein, wie beispielsweise eine Einleitung von Wasserdampf in einen Granulierungsprozeß oder von kalter oder warmer Luft zur Erleichterung des Trockenvorganges von Feststoffen. Für die Einführung von Gasen, die gegenüber den behandelten festen Materialien inert sind, wird jedoch mit Vorteil das gleiche (bereits vorhandene) Verteilungssystem verwendet, wie für das Einleiten gasförmigei Reaktionspartner: Es genügt dann, das Programm für die Zufuhr der Gase in der Weise festzulegen, daß die inerten Gase in diejenigen Abschnitte geschickt werden, die gerade nicht mit dem Feststoffbett in Kontakt sind.

Beispiel

Als Vorrichtung wird eine Drehtrommel mit einem Innendurchmesser von 1,15 m und einer Länge von 5 m verwendet, die in Längsrichtung in zwei Abschnitte von 2,50 m unterteilt ist. Der erste Abschnitt der Trommel neben der Feststoffzuführung ist in 18 Längsabschnitte unterteilt, die mit Polytetrafluoräthylenmembranen von 0,19 m Breite und 3 mm Dicke bedeckt sind, die 8 Schlitze von 0,05 m Länge aufweisen, welche in der Weise schräg angeordnet sind, daß ihre Achse mit der Achse der Membranen einen Winkel bildet.

Man bringt in die Trommel 2800 kg/h rückgeführtes Endprodukt-Feinkorn und 344 kg/h Kaliumchlorid mit 60% K₂O in der Weise, daß ein Bett von 30 cm Tiefe aufrechterhalten wird. Man sprüht auf dieses Bett mit Hilfe von zwei Zerstäubern bzw. Sprühvor-

•5 richtungen 376 kg/h Phosphorsäure mit 55% P₂O₅ und mit Hilfe von zwei weiteren Sprühvorrichtungen eine Lösung von Ammoniumnitrat mit 80 % NH₄NO₃, die in einer getrennten Reaktionsvorrichtung durch Umsetzen von 684 kg/h Salpetersäure mit 53 % NHO₃ und 98 kg/h Ammoniak und Abdampfen von überschüssigem Wasser hergestellt worden war. Die für das Versprühen des Ammoniumnitrats und der Phosphorsäure verwendeten Sprühvorrichtungen sind abwechselnd angeordnet.

*5 Man bringt gleichzeitig durch die Schlitze der jeweils unter dem Bett befindlichen Membranen 56 kg/h Ammoniak unter einem Druck von 60 g/cm² ein. Man erhält 1200 kg/h gekörntes Düngemittel mit 17,2% Stickstoff, 17,2% Phosphor, berechnet als P₂O₅, und 17,2% Kalium, berechnet als K₂O, mit einer Korngröße von 2 bis 4 mm.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Pate ntansprüche:

1. Drehtrommel zur Kontaktierung von Feststoffen mit Gasen, deren Trommelwand in Längsabschnitte unterteilt ist, welche Gaseinlaßvorrichtungen tragen, wobei jeder Längsabschnitt unabhängig von den anderen an (eine) Gasquelle(n) angeschlossen ist und eine Verbindung von der (den) Gasquelle(n) zur Gaseinlaßvorrichtung nur dann vorhanden ist, wenn sich der betreffende Längsabschnitt unter dem Feststoffbett befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Trommel von Membranen bedeckt ist, die ventilbildende Gaseinlaßvorrichtungen auf- ^J5 weisen, die sich nur bei einem bestimmten, festgelegten Gasdruck öffnen.

2. Drehtrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Innenwand der Trommel bedeckenden Membranen 16) aus einem elastischen Material bestehen und direkt als Ventile dienen.

3. Drehtrommel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Membran (6) jedes Längsabschnittes (la, 1 b...) rechteckig und an der Trommelwand nur an einer ihrer beiden Längsseiten befestigt ist, die in Rotationsrichtung der Trommel vor der gegenüberliegenden freien Längsseite Hegt, welch letztere den befestigten Teil der Membran des nachfolgenden Abschnitts bedeckt und mit diesem ein durch Gasdrücke über einem bestimmten Wert schützartig zu öffnendes Ventil bildet.

4. Drehtrommel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Seite der Membran (6) an der Trommelwand mit einem schmalen metallischen Band (7) befestigt ist, das mit einem haftfeindlichen Kunststoff bedeckt ist.

5. Drehtrommel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Membran (6) an rechteckig ist und der Trommelwand an allen ihren Seiten befestigt ist und einen oder mehrere Schlitze (11) aufweist, die sich bei einer gasdruckbedingten Deformation der Membran öffnen.

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