DE2044318C3 - Verwendung eines Differential-Schneckenmischers zur kontinuierlichen Herstellung eines Salzes in granulierter Form - Google Patents

Description

Es ist bekannt. Salze aus deren Ausgangsprodukten unmittelbar in granulierter Form kontinuierlich zu erzeugen. Bei einem bekannten Verfahren dieser Art zur kontinuierlichen Herstellung von Alkalimetall-Karbonaten in granulierter Form (GB-PS 7 76 331) werden die Ausgangsprodukte, Kohlendioxyd und Lauge, in einem aus granuliertem Alkalimetall-Karbonat bestehenden Wirbelschichtbett zur Reaktion gebracht. Zu diesem Zweck wird das Kohlendioxyd bzw. kohlendioxydhaltiges Gas von unten durch einen Rost in eine Wirbelkammer eingeblasen, wodurch zugleich das über dem Rost befindliche fertige Granulat aufgewirbelt wird. Das entstehende Reaktionsprodukt kann kontinuierlich über eine Entnahmeleitung aus der Wirbelkammer entnommen werden. Ein Teil des Reaktionsproduktes entsteht dabei in Staubform und wird über eine weitere Entnahmeleitung aus der Wirbelkammer entnommen und in einem Staubabscheider gewonnen.

Diese bekannte Vorgangsweise setzt entweder eine gasförmige Komponente als Ausgangsprodukt für die durchzuführende Reaktion voraus oder sie erfordert einen inerten Trägergasstrom, der zur Erzeugung des Wirbelschichtbettes dient. Das ist von der Anlagenseite her aufwendig, weil entsprechende Einrichtungen zur Erzeugung und Einleitung des Trägergasstromes mit ausreichend hohem Druck vorgesehen werden müssen. Auch die Anordnung des Staubabscheiders der gewöhnlich im Naßverfahren arbeitet, bedeutet eine zusätzliche Erhöhung des apparativen Aufwandes. Weiterhin läßt sich nicht vermeiden, daß in der granulierten Fraktion auch ein bestimmter Anteil von staubförrnigem Reaktionsprodukt verbleibt, das durch den Trägergasstrom nicht mit in den Staubabscheider mitgerissen wird. Da Staubanteile das Zusammenbacken von granulierten Salzen bei der Lagerung außerordentlich begünstigen, ist das nach dem bekannten Verfahren hergestellte Reaktionsprodukt qualitativ nicht für eine längere Lagerung geeignet.

Es sind auch bereits Granuliereinrichtungen bekannt, in denen neben der Erzeugung des Granulats auch eine chemische Reaktion der das Granulat bildenden Ausgangsprodukte stattfindet (»Chemical Engineering« 4. Dez. 1967, S. 164, 165; DE-PS 1140 210). Diese Granuliereinrichtungen sind jedoch nur zur Verarbeitung von Ausgangsprodukten geeignet, von denen mindestens eines in Festkörperform vorliegt, wobei dann die in die Einrichtung eingesprühte flüssige Reaktionskomponente zugleich zur notwendigen Benetzung des Festkörperanteils dient Die in der Granuliereinrichtung gegebenenfalls ablaufende chemische Reaktion läßt sich jedoch nur schwer steuern, da die darin befindliche Masse des Granulats sich nicht gleichförmig abwälzt, sondern die einzelnen Partikel statistisch und unkontrollierbar ihre Lage in der Masse verändern, woraus eine unterschiedliche Verweilzeit resultiert Das führt dazu, daß beispielsweise zur Beherrschung der Temperatur bei exothermen Prozessen Vorreaktionen einzelner Reaktionsausgangsprodukte in vorgeschalteten Verfahrensschritten ausgeführt werden müssen.

Der Erfindung liegt ausgehend von diesem Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, von der Anlagenseite her eine Möglichkeit zu schaffen, das eingangs geschilderte bekannte Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Salzen in granulierter Form einfacher und billiger zu gestalten und die Reaktionsprodukte als staubfreies Granulat zu erhalten.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß in der Verwendung eines Differential-Schneckenmischers mit einem durch eine Längswand mit endseitigen Querdurchlässen unterteilten Trog, in dem nebeneinander zwei in Gegenrichtung zueinander fördernde Mischschnecken mit schneckenartig angeordneten einstellbaren Förderschaufeln und einstellbaren Rückwurfschaufeln angeordnet sind und der einer einstellbaren Niveauschieber zur kontinuierlichen Entnahme des geförderten Gutes aufweist, zur kontinuierlichen Herstellung eines Salzes in granulierter Form, bei der die Reaktionsprodukte, insbesondere Säure und Lauge, in einem vorgelegten Reaktionsbett aus dem fertigen Granulat zur Reaktion gebracht werden.

Ein Differential-Schneckenmischer, wie er im Rahmen der Erfindung zur Anwendung für die Salzherstellung kommt, ist bereits bekannt und in der DE-PS 8 38 443 beschrieben. Die Ausgangsprodukte können ohne Einhaltung eines bestimmten Druckes an der Aufgabestelle in das in dem Differential-Schneckenmischer eingebrachte Reaktionsbett aus fertigem Granulat eingetropft, eingesprüht oder eingeblasen werden. An dem Niveauschieber kann dann das Reaktionsprodukt, das die ursprüngliche Charge in Form des Reaktionsbettes überschießt, kontinuierlich entnommen werden. Das Reaktionsprodukt fällt unmittelbar in granulierter Form und mit weitgehend konstanter Korngröße ohne Staubanteile an. Von der Anlagenseite her ist somit die vorgeschlagene Verfahrensdurchführung einfacher und billiger und das Endprodukt ist qualitativ besser.

Durch eine entsprechende Einstellung der Rückwurfschaufeln des Differential-Schneckenmischers ist es darüber hinaus möglich, die Durchführung des Verfahrens der jeweiligen ablaufenden chemischen Reaktion in weiten Grenzen anzupassen. Hierdurch wird die Fördergeschwindigkeit des Reaktionsbettes und der darin reagierenden Ausgangsprodukte durch die beiden Teiltröge des Differential-Schneckenmischers an die jeweiligen Bedingungen angepaßt, so daß die Zeit vorherbestimmt werden kann, nach welcher fertiges Reaktionsprodukt am Niveauschieber entnommen werden kann. Außerdem ist es möglich, weitere Verfahrensmaßnahmen, wie Beheizung, Kühlung oder Zuführung einer weiteren Reaktionskomponente, an exakt bestimmbaren Stellen des Verfahrensablaufes auszuführen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine angepaßte Ausführungsform des Differential-Schneckenmischers, bei der der über dem Einlauf hegende Deckel abgebrochen dargestellt ist;

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 11-11 in F i g. 1;

F i g. 3 eine vergrößerte Darstellung im Längsschnitt längs der Linie IiI-III durch den aus F i g. 1 ersichtlichen Überlauf trog und

F i g. 4 einen Querschnitt durch den in F i g. 3 dargestellten Oberlauftrog.

Gemäß dt.· Darstellung in den F i g. 1 und 2 besteht der Differential-Schneckenmischer im wesentlichen aus einem Trog 1, der durch eine innere Längswand 2 mittig unterteilt ist und in dem in den beiden durch die Längswand 2 unterteilten Abschnitten Mischnecken 3 und 4 umlaufen. Die Mischschnecken werden durch einen nicht im einzelnen dargestellten Motor und ein dazwischen geschaltetes Getriebe angetrieben. An dem dem Motor und dem Getriebe gegenüberliegenden Ende des Troges 1 ist ein weiteres Getriebe angeordnet, welches dafür sorgt, daß die beiden Mischschnecken 3 und 4 mit gleicher Drehzahl und gegensinnig zueinander laufen.

An den beiden Enden der Längswand 2 im Trog 1 sind nicht näher dargestellte Querdurchlässe vorgesehen, vor denen jeweils Schaufelräder 5 arbeiten, von denen eines aus F i g. 2 ersichtlich ist. Die Schaufelräder 5 sind mit den Flügeln der Mischschnecken 3, 4 auf der gleichen Welle angeordnet und sitzen jeweils an einem Ende dieser Wellen. Die Mischschnecken 3, 4 sind darüber hinaus in bekannter Weise zusätzlich zu den einstellbaren Förderschaufeln mit einstellbaren Rückwurfschaufeln versehen, die eine teilweise Rückförderung des von den Förderschaufeln vorwärts beförderten Gutes bewirken und dadurch die Mischung intensivieren. Insoweit entspricht jedoch der Aufbau demjenigen der bekannten Differential-Schneckenmischer, z. B. gemäß der deutschen Patentschrift 8 38 443, und braucht deshalb hier nicht im einzelnen erläutert zu werden.

Wie insbesondere aus F i g. 2 ersichtlich ist, ist in einer Seitenwand des Troges 1 eine Auslauföffnung 6 ausgebildet, an die sich eine Auslaufleitung 7 anschließt. In der Auslaufleitung 7 ist die Betätigungsmechanik für einen verstellbaren Niveauschieber der Auslauföffnung 6 so einzustellen, daß innerhalb des Troges 1 im Betrieb eine bestimmte Füllhöhe bzw. ein bestimmter Füllgrad aufrechterhalten wird, bevor Reaktionsprodukte durch die Ablauföffnung 6 hindurchtreten können. Der Niveauschieber 8 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel flächig ausgebildet und längs der Auslauföffnung 6 verschiebbar. In äquivalenter Weise können an dessen Stelle andere Konstruktionen treten, z. B. kükenartig betätigte Regelglieder, die den beabsichtigten Zweck erfüllen.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, besteht der Trog 1 aus einem unteren, die Mischschnecken enthaltenden Teil 9 und einem mit diesem Teil vorgeflanschten Einlaufkasten 10, der durch einen ebenfalls angeflanschten Deckel 11 verschlossen ist. In der dem Auslauf 6, 7 gegenüber liegenden Troghälfte ist der Einlauf angeordnet, durch den die zu mischenden oder miteinander umzusetzenden Ausgangsprodukte zugeführt werden. Die Zuführung dieser Produkte erfolgt über den Deckel 11 durchsetzende Rohrleitungen 12. Die Rohrleitungen 12 können mit der oberen Deckelfläche verschraubt oder verschweißt sein. Sie münden über einem teilweise im Deckelteil 11 und teilweise im Einlaufkasten 10 angeordneten Überlauftrog 13, der deutlicher aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist Der Überlauftrog 13 ist mittels Winkeln 14 so im Einlaufkasten 10 bzw. im Deckelteil 11 gehalten, daß er zwischen seinen und den Wänden des Einlaufkastens einen EintrittsspaJt 15 frei läßt

Der Überlauf trog 13 ist durch Querwände 16 in drei Fächer 17 etwa gleicher Größe unterteilt und über jedem der Fächer 17 mündet eine Rohrleitung 12. Der rundumlaufende obere Rand des Überlauftroges 13 ist mit spitzwinkligen Einschnitten oder Einkerbungen 18 versehen und der Querschnitt des Überlauftroges 13 ist, wie die F i g. 4 zeigt, trapezförmig in der Weise gestaltet, daß die Tiefe des Überlauftroges auf einer Seite größer ist als auf der gegenüberliegenden. Die auf der tieferen Seite des Überlauf troges 13 liegende Längswand ist bei 19 nach unten verlängert und bildet auf diese Weise eine Ablauf- oder Tropfkante.

Außer den in dem dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigten Zu- und Ableitungen zum bzw. aus dem Trog 1 können nicht dargestellte weitere Leitungen vorgesehen sein, die z. B. dazu dienen, bei der Umsetzung der Ausgangskomponenten entstehende Gase, Dämpfe oder Wasser abzuführen. Darüber hinaus sind, wie aus F i g. 2 hervorgeht, an die Außenwand des Troges 1 Kühl- oder Heizrohre 20 angeschweißt, die über einen Zulauf 21 und einen Ablauf 22 mit Kühl- oder Heizmedium versorgt werden. Dadurch wird der E'genart der sich in dem Trog vollziehenden Reaktion zwischen den Ausgangskomponenten Rechnung getragen und entstehende Reaktionswärme entweder abgeführt oder die für die Reaktion notwendige Temperatur durch Zuführung von Wärme aufrecht erhalten.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der

Überlauftrog 13 drei Fächer 17 auf. Selbstverständlich wird jedoch die Anzahl dieser Fächer der jeweiligen Anzahl von Ausgangskomponenten zur Reaktion angepaßt. Es ist jedoch zweckmäßig, bei einem besonders großen Durchsatz die Abmessungen der Fächer 17 nicht zu groß werden zu lassen, sondern dann z. B. die doppelte Anzahl an kleineren Fächern auszubilden. Dadurch ist es möglich, die Ausgangsprodukte gleichmäßiger über die Länge des Überlauftroges in das Innere des Troges 1 einfließen zu lassen.

Gemäß der Darstellung in Fig.2 sind in einem bestimmten, unmittelbar unter und auf den Einlauf folgenden Bereich des Troges 1 die Flügel der Mischschnecke 3 an ihren äußeren Enden 23 scharfkantig und gezahnt ausgebildet. In gleicher Weise sind die Außenkanten der Schaufeln mindestens des in Förderrichtung auf den Einlauf folgenden Schaufelrades 5 scharfkantig und gezahnt ausgebildet. Zusätzlich können, wie bei 24 angedeutet ist, die Rücken der Flügel bzw. Schaufeln der Mischschnecke 3 bzw. des Schaufelrades 5 mit längs-, schräg- und querlaufenden Schneiden versehen sein. Diese Ausbildung dient dazu, die sich in einem bestimmten Bereich nach dem Einlauf bildende teigige Granulatmasse zu lockern und festgebackenes Material stets von neuem abzuschneiden.

Das Verfahren läuft unter Verwendung des Differential-Schneckenmischers folgendermaßen ab:

Vor dem Anlaufen der Mischschnecken 3,4 wird der Trog 1 bei abgenommenem Deckelteil 11 mit einer solchen Menge an granuliertem Reaktionsprodukt gefüllt, daß zumindest die Spitzen der Schnecken- und Querschubflügel bedeckt sind, vorzugsweise jedoch das Granulat sogar noch etwas darüber liegt. Daraufhin

wird der Niveauschieber 8 so eingestellt, daß seine Oberkante der Höhe der im Trog 1 befindlichen Granulatmenge entspricht. Wird nunmehr ohne Zuführung weiterer Substanzen der Mischer in Betrieb genommen, so erfolgt lediglich eine intensive Durchmischung des Granulates, aus dem Auslauf 6 tritt jedoch nichts aus.

Nunmehr wird über die Rohrleitungen 12 in die Fächer 17 des Überlauftroges 13 jeweils eine Komponente der miteinander umzusetzenden Stoffe eingeleitet, z. B. Lauge, Säure und zur Einstellung der Konzentration dienendes Wasser. Nach dem Füllen der Fächer 17 treten die Ausgangsprodukte bei weiterer Zufuhr durch die Rohrleitung 12 über den mit den Einkerbungen 13 versehenen Rand über und laufen an den Außenwänden des Überlauftroges 13 herab. Aufgrund der Neigung des Bodens des Überlauftroges 13 fließt Säure, Lauge und Wasser in einem dünnen Schleier zu der Tropfkante 19 hin und von dort ebenfalls in einem Schleier in das im Trog 1 befindliche Granulat. Durch die Mischwirkung der rotierenden Mischschnekken werden die Ausgangskomponenten in innigen Kontakt gebracht und die Umsetzung beginnt. Dabei dient das in dem Trog 1 vorhandene Granulat als Tropfpolster. Zugleich wird durch die Förderbewegung der Mischschnecken das Granulat und das sich bildende Reaktionsprodukt, im vorliegenden Falle Salz, im steten Kreislauf geführt, dadurch intensiv durchgemischt, so daß sich von selbst eine bestimmte Korngröße einstellt. Durch zunehmende Erzeugung von Reaktionsprodukt steigt die Füllhöhe im Trog 1 über den durch den Niveauschieber 8 eingestellten Wert an, so daß nunmehr über die obere Kante des Niveauschiebers 8 granuliertes Reaktionsprodukt auszutreten beginnt. Wird jetzt kontinuierlich über die Rohrleitungen 12 weiterhin Säure, Lauge und Wasser eingespeist, so läßt sich dementsprechend kontinuierlich aus dem Auslauf 7 fertiges rieselfähiges Endprodukt abführen.

Mit dem Differential-Schneckenmischer ist es möglich, so zu arbeiten, daß entsprechend den Bedürfnissen eines bestimmten chemischen Prozesses die eine Seite, z. B. der eine Trog, gekühlt, die andere Seite dagegen beheizt wird. Weiterhin ist auch eine solche Vorgangsweise denkbar, bei der zuerst eine Flüssigkeit im Differential-Schneckenmischer vorgelegt wird, z. B. Säure. Lauge, Alkohol od. dgl. und erst anschließend eine Zugabe von Feststoffen erfolgt. In diesem Falle kann der Einlaufkasten eine dachförmige oder einseitig schräge Form erhalten.

Da die Anordnung von Zugängen im Deckel der Tröge die Möglichkeit gewährleistet, das ablaufende chemische Verfahren in verschiedenen Verfahrensstadien zu beeinflussen, ist es z. B. auch möglich, dem nach dem Durchlaufen des einen Troges hergestellten Fertigprodukt eine weitere Komponente zuzuführen, die das Fertigprodukt in irgend einer Form verändert. So kann z. B. das entstehende Granulat eingepudert oder eingefärbt werden.

Es hat sich gezeigt, daß sich die vorstehend geschilderte Vorgangsweise insbesondere zur Herstellung von Resorcin aus dessen Ausgangsprodukten eignet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verwendung eines Differential-Schneckenmischers mit einem durch eine Längswand mit endseitigen Querdurchlässen unterteilten Trog, in dem nebeneinander zwei in Gegenrichtung zueinander fördernde Mischschnecken mit schneckenartig angeordneten einstellbaren Förderschaufeln und einstellbaren Rückwurfschaufeln angeordnet sind und der einen einstellbaren Niveauschieber zur kontinuierlichen Entnahme des geförderten Gutes aufweist, zur kontinuierlichen Herstellung eines Salzes in granulierter Form, bei der die Reaktionsprodukte, insbesondere Säure und Lauge, in einem vorgelegten Reaktionsbett aus dem fertigen Granulat zur Reaktion gebracht werden.