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Titel der Erfindung
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Anströmboden für Wirbelschichtapparate bwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Verfahrenstechnik, speziell der Wirbelschichttechnik
und kann vorzugsweise zur Behandlung körniger Substanzen mit fluiden Medien in einer
Wirbelschicht angewendet werden.
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Die dabei ablaufenden Prozesse können Trocknung, Granulierung oder
chemische Reaktionen sein.
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Charakteristik der bekanten technischen Lösungen Es sind Wirbelschichtapparate
mit homogener Durchmischung des zu wirbelnden Gutes bekannt: UdSSR Pat. 303 488
18. 4. 69 GB- Pat. 1.106.194 22. 3. 65 US - Pat. 3.890.935 27. 6. 75 US - Pat. 3.65.022
24. 9. 69 US - Pat. 3.814.176 4. 6. 74 US - Pat. 3.817.872 18. 6. 74 Ferner sind
Wirbelschichtapparate, in denen sich das Gut durch bestimmte Strömungsbedingungen
au9 kreis- oder ellipsenförmigen Bahnen bewegt, bekannt.
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BRD OS 2 326 792 v. 25. 5. 73 G3 Pat. 1.144.320 v. 13. 3. 67 DDR
Pat. 63 611 v. 14. 2. 67 BRD AS 1 442 813 v0 22.11. 62 DDR WP 119 304 v. 23. 4.
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Des weiteren werden Wirbelschichtrinnen, über die das Gut in
fluidisiertem Zustand wandert, in der Technik angewendet.
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B Patent 1 729 279 angemeldet 13. 3. 67 ausgegeben 28. 5. 75 BbAS
2 526 714 angemeldet 14. 6. 75 ausgegeben 9.12. 76 BRD-AS 2 218 034 angemeldet 14.
4. 72 bekanntgem. 9. 1. 75 BRD-AS 2 320 614 angemeldet 24. 4. 73 DDR WP 101 747
v. 20. 12. 72 DDR WP 104 720 v. 3. 10. 72 DDR WP 56 478 v. 5. 6. 67 Bei den ersten
beiden genannten Apparatetgpen kommt es durch die völlige Durchmischung der Schicht
dazu, daß auch Teilchen, die gerade erst in den Apparat gelangt sind, sofort aus
diesem wieder ausgetragen werden oder andere Teilchen überdurchschnittlich lange
im Apparat verweilen.
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Bei den Wirbelschichtrinnen wandert das Gut zwar definiert über die
Länge der Rinne, aber die l'uftverteilung unter der Rinne sowie die Randeinflüsse
werden ungünstiger mit zunehmender Länge der Rinne.
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Ziel der Erfindung Ziel der Erfindung ist es, ein Feststoffteilchengemisch,
das aus Feststoffteilchen unterschiedlicher Durchmesser besteht, so mit einem fluiden
Medium zu behandeln, daß die Verweilzeit für die großen Teilchen gleich ist und
eine Qualitätsverbesserung des Produktes erreicht wird.
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Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, einen Apparat zu schafen, der so ausgebildet ist, daß er die kleinen Teilchen
von den großen Teilchen eines Teilchengemisches trennt, wobei die kleinen Teilchen
kürzere Zeit und die großen Teilchen längere Zeit mit einem fluiden Medium in Kontakt
gebracht werden. Dieser Vorgang soll möglichst in einem kompakten Apparat durchgeführt
werden.
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Bei asn bereits bekannten Lösungen (homogene Durchmischung aer Schicht
bzw. kreis- oder ellipsenförmigen Bahn der Beststoffteilchen) kommt es durch das
Spektrum der Verweilzeit dazu, daß sowohl einzelne Feststoffteilchen den Apparat
sofort nach Eintritt in denselben wieder verlassen und somit noch nicht genügend
lange mit dem fluiden Medium in Kontakt standen, als auch andere Teilchen zu lange
im Apparat verbleiben. Dies geschieht unabhängig von der Größe der Teilchen.
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Bei den Wirbelschichtrinnen wird zwar eine annähernd gleichmäßige
Verweilzeit aller Teilchen erzielt, wobei aber die Apparate durch ihre rinnenförmige
Bauart eine ungünstige Form für die Iruftverteilung sowie erhöhte Randeinflüsse
aufweisen.
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Beschreibung im statischen Zustand Erfindungsgemäß wird die Aufgabe
dadurch gelöst, daß in einem an sich bekannten Wirbelsohichtapparat mit rechteckigem
Querschnitt ein Anströmboden aus Streckmetall angeordnet ist. Das Streckmetall ist
dabei in einzelne Segmente unterteilt.
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In den einzelnen Segmenten ist dabei die Richtung der Schlitze des
Streckmetalls unterschiedlich.
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Ebenso kann das Streokmetall in den einzelnen Segmenten unterschiedliche
Öffnungsverhältnisse besitzen. Zwischen einzelnen Segmenten sind senkrecht stehende
gasundurchlässige Ervennwände angebracht. Senkrecht zur Strömungsrichtung des Feststoffes
sind in einer Höhe von 50 bis 200 mm Prallbleche aus Streckmetall angebracht. Diese
Prallbleche besitzen ein groBes Öffnungsverhältnis und sind so angeordnet, daß die
oeffnung des Streckmetalls nach unten zeigt. Die Prallbleche sind gegenüber der
Vertikalen bis zu 450 geneigt.
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In den Ecken des Apparates, in denen der Feststoff umgelenkt wird,
sind dreieckige Umlenkbleche angebracht, wobei die o nungen unter einem Blickwinkel
von vorzugsweise 450 aus der Ecke zur Längsrichtung angeordnet sind.
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Beschreibung der Funktion Durch die genannte Anordnung verschiedener
Streckmetallsegmente auf dem Anströmboden wird auf das mit einem fluiden Medium
zu behandelnde Gut ein Transport effekt in waagerechter Richtung übertragen. Uberraschend
dabei ist, daß der Ttahsporte£îekt stärker auf die großen Teilchen eines Teilchengemisches
wirkt
und somit einerseits eine gerichtete Feststoffströmung in
einer oder mehrere gewünschte Richtungen erzielt wird und ao dererseits das Feststoffteilchengemisch
teilweise entmischt wird, wobei die kleinen Feststoffteilchen nach oben ausgetragen
werden, während die großen Teilchen au9 einer definierten Bahn, die durch die Anordnung
der Streckmetallsegmente und der zwischen ihnen angeordneten Trennwände festgelegt
werden kann, den Apparat durchlaufen. Somit haben die großen Feststoffteilchen eine
längere und definierte Verweilzeit im Apparat, während die kleinen Teilchen nur
kurz mit dem fluiden Medium in Kontakt kommen und dann sofort den Apparat über Kopf
verlassen.
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ffberraschend dabei ist ebenfalls, daß die gewünschte Ärt der Strömungsführung
durch senkrecht zur Strömungsrichtung stehet de Prallbleche aus Streckmetall verbessert
wird, wenn diese Prallbleche in einer bestimmten Höhle, vorzugsweise 200 mm, angebracht
sind.
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Ausführunsbeisiel Die Erfindung ist nachfolgend anhand schematischer
Zeichu nungen an 2 Ausführungsbeispielen näher erläutert; Das 1. Ausführungsbeispiel
wird durch die Fig. 1 - 4 dargestellt.
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Fig. 1: zeigt eine mögliche Anordnung von Streckmetallsegmenten als
Anströmboden in einem Wirbelschichtapparat Fig. ': zeigt als Längsschnitt durch
einen Wirbelsohichtapparat den eingebauten Anströmboden und die kordnung der Trennbleche
bzw. der Prallbleche sowie die Anordnung des Austrages Fig. 3t zeigt einen Schnitt
durch Fig. 2 Fig. L: zeigt einen Schnitt durch Fig. 3, an dem die Anordnung des
Guteintrages in die Wirbelschicht zu erkennen ist0 Als Beispiel wird ein Wirbelschichtapparat
9ür die Kühlung einer körnigen Substanz gewählt.
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In einem rechteckigen Wirbelsohichtapparat 1 befindet sich ein Anströmboden
2, der aus mehreren Streckmetallsegmenten 5, 6, 7 besteht. Diese Segmente 5, 6,
7 haben unterschiedliche Öî£nungsverhältnisse und unterschiedliche Schlitzrichtungen
und sind wie folgt angeordnet.
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In der DrauSsicht (Fig. 1) ist im Anströmboden 2 ein Aufgabesegment
6 mit einem Öffnungsverhältnis von 15 % angeordnet, dessen Schlitzrichtung parallel
zum unteren Bodenrand zum Zentrum zeigt.
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Die Breite dieses Segments 6 beträgt 1/4 der Bodenbreite und die Länge
des Segments 6 0,2 der Bodenlänge. Dem Aufgabesegment 6 schließt sich ein Fördersegment
7 der gleichen Breite an, das die gleiche Schlitzrichtung wie das Aufgabesegment
6 hat, das aber ein Offnungsverhältnis von 5 % hat. Dieses Fördersegment 7 endet
am Bodenende unter einem Winkel von 450 und geht in ein Umlenksegment 5 über, das
ein Offnungsverhältnis von 10 % besitzt und dessen Schlitzrichtung in Richtung der
Winkelhalbierenden zur Mitte des Apparates 1 zeigt.
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Spiegelbildlich dazu ist ein weiteres gleichartiges Umlenksegment
5 angeordnet, an das sich ein weiteres Fördersegment anschließt, dessen Schlitzrichtung
der des ersten Bördersegmentes 7 entgegengesetzt ist und das ein Offnungsverhältnis
von 5 9; besitzt. Dieses Fördersegment 7 endet analog in einem Umlenksegment 5 mit
10 % Öffnungsverhältnisf dessen Schlitzrichtung wiederum auf den Apparatemittelpunkt
1 zeigt.
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Spiegelbildlich zu dieser Anordnung ist ein zweites Fördersegmentpaar
7 mit dazugehörigen Umlenksegmenten 5 und gleichem Öffnungsverhältnis angeordnet,
wobei die Förderrichtung der Fördersegmente 7 um 1800 gedreht ist. Anstelle des
AuBgabesegmentes 6 befindet sich hierbei ein Ablaufschacht 8, der die Breite eines
Bördersegmentes 7 hat.
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Folgende Flächenverhältnisse werden bei diesem Apparat realisieht:
Fläche aller Umlenksegmente Gesamtfläche = 15,0 Fläche des Aufgabesegmentes Gesamtfläche
Fläche aller ordersermente uesamollacne
Zwischen den einzelnen Fördersegmenten
7 sind senkrecht stehende Trennwände 3 in der aus Figur 1 ersichtlichen Art angeordnet,
die eine Höhe von 1/8 der Bodenlänge haben.
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Senkrecht zu diesen Trennwänden 3 sind des weiteren Prallbleche 4
aus Streckmetall mit einem Offnungsverhältnis von 25 s so angeordnet, daß zwischen
Unterkante Prallblech 4 und Boden ein Abstand von 100 mm bleibt. Die Schlitsrichtung
des Streckmetalls zeigt dabei nach ersten, Die Erfindung soll anhand eines zweiten
Ausführungsbeispieles weiter erläutert werden. Zum 2. Ausführungsbeispiel gehören
die Fig. 6 und Fig. 6.
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Fig. 5 zeigt eine weitere Möglichkeit der Anordnung von Streckmetallsegmenten
als Anströmboden 2.
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Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch Fig. 5.
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Im 2. Ausführungsbeispiel sind die Streckmetallsegmenten so angeordnet,
daß am rechten und linken äußeren Rand des Bodens die Streckmetalle in eine Richtung
parallel zur Peripherie des Bodens zeigen. Dabei ist am Anfang jeder Seite ein Fördersegment
7 mit einem Öffnungsverhältnis von 15 %0 angeordnet. Die Breite beider Fördersegmente
7 beträgt jeweils 1/3 der Bodenbreite, ihre Länge 0,5 der Bodenbreite.
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An diese Aufgabesegmente 6 schließen sich Fördersegmente 7 an, die
ein Öffnun.gsverhältnis von 0,5 % besitzen. Die Fördersegmente 7 laufen am Ende
unter einem Winkel von 45° aus und gehen in Umlenksegmente 5 über, die in den jeweiligen
Ecken untergebracht sind und deren Schlit zrichtung unter einem Winkel von 450 aus
der Apparateecke heraus zeigt. Die Umlenksegmente 5 haben ein Öffnungsverhältnis
von 10 %. Spiegelbildlich zu den äußeren Umlenksegmenten 5 sind zwei innere Umlenksegmente
5 angebracht, deren Schlitzriohtung senkrecht au9 der Schlitzriohtung der äußeren
Umlenksegmente 5 steht und deren Öffnungsverhältnis wieder 10 % beträgt.
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An die inneren Umlenksegmente 5 schließt sich ein weiteres Fördersegment
7 an, dessen Schlitzrichtung entgegengesetzt zur Schlitzrichtung der äußeren Fördersegmente
7 angeordnet ist. Die breite dieses Fördersegmentes 7 beträgt 1/3 der Boden breite,
sein Öffnungsverhältnis beträgt 5 .
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Das mittlere Fördersegment 7 endet in einem Ablaufschacht 8.
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Folgende Flächenverhältnisse werden dabei realisiert: Fläche aller
Umlenksegmente = 10 % Gesamt fläohe Fläche der Aufgabesegmente = 20 % Gesamtfläche
Ferner sind zwischen den einzelnen Fördersegmenten 7 senkrechte gasundurchlässige
rennwände 3 nach der in Fig. 5 gezeigten Art angebracht.
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Senkrecht auf diesen Trennwänden 3 sind Prallbleche 4 aus Streckmetall
mit einem Öffnungsverhältnis von 25 % angebracht.
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Dabei zeigt die Schlitsrichtung des Streckmetalls nach unten.
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Zwischen Unterkante Prallblech 4 und Boden verbleibt eine freie Höhe
von 100 mm. Die Höhe der Prallbleche beträgt 200 mm, ihre Breite 1/3 der Bodeabreite.
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Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 - Wirbelsohichtapparat
2 - Anströmboden 3 - Trennwand 4 - Prallblech aus Streckmetall 5 - Umlenksegment
aus Streckmetall 6 - Aufgabesegment aus Streckmetall 7 - Fördersegment aus Streckmetall
8 - Ablaufsohacht 9 - Zellenradsohleuse