DE2307525A1

DE2307525A1 - Verfahren und vorrichtung zur waermeuebertragung auf ein oder von einem material

Info

Publication number: DE2307525A1
Application number: DE19732307525
Authority: DE
Inventors: Dennis Charles Dent; Alan Barmforth Whitehead
Original assignee: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Current assignee: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Priority date: 1972-02-15
Filing date: 1973-02-15
Publication date: 1973-08-30
Also published as: US3983931A; JPS48104140A; GB1397184A; FR2177748B3; FR2177748A1; IT978953B; CA978515A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen und Verfahren zur Wärmeübertragung auf ein oder von einem in einem Gefäß oder Behälter befindlichen Material und ist insbesondere auf Mittel gerichtet, durch die sich die mechanischen Spannungen in derartigen Gefäßen erheblich vermindern lassen, so daß es möglich wird, mit extremen räumlichen Dimensionen, extremen Temperaturen und unter extremen Betriebsbelastungen, etwa in korrodierender Atmosphäre, zu arbeiten.

Die Verwendung von Fließbetten zur Wärmeübertragung auf Oberflächen eines in dem Bett angeordneten kinetischen Wärmetauschers ist zwar bekannt, jedoch arbeiten alle derartigen Anordnungen mit einem Fluidum in den Wärmetauscher und eignen sich deshalb nicht zum indirekten Trocknen oder Gefrieren von partikelförmigen Feststoffen.

Andererseits sind auch indirekt beheizte feste Retorten mit statischen oder sich bewegenden Ladungen bekannt, beispielsweise Kohlengaserzeugunrjs- oder Zinkverdanpfungs-Retorten; die Notwendigkeit, komplizierte mechanische Einrichtungen zu verwenden, um die Feststoffe in diese Retorten einzuleiten und daraus zu entnehmen, schränkt jedoch ihren Verwendungsbereich ein.

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Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Wärmeübertragung auf den bzw. von dem statischen oder relativ unbeweglichen Inhalt derartiger Retorten nur mit geringen Wirkungsgrad erfolgt. Bekannt sind ferner direkt oder indirekt beheizte äöhröfen; die Notwendigkeit, den Inhalt umzurühren oder aufzukratzen, bringt jedoch beträchtliche technische Schwierigkeiten instesondere bei hohen Temperaturen und korrodierender Atmosphäre mifc sich. In ähnlicher 'Veise vermitteln zwar rotierende Darröfen and Gefriertunnel bekannte Mittel, um die Stoffe umzurühren und eine leistungsfähige Y/ärmeübertragung hervorzurufen, jedoch sind, die mit der direkten gasförmigen Heizung oder Kühlung verbundenen Probleme notwendigerweise vorhanden. Darüberhinaus sind häufig die mechanischen Schwierigkeiten kritisch, derartige große Darröfen bei hohen Temperaturen in korrodierender Atmosphäre zu betreiben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Vorrichtungen zu schaffen, die die Vorteile der genannten Systeme nach dem Stand der Technik kombinieren und gleichzeitig deren 21 achteile, wenigstens teilweise vermeiden.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Gefäß oder der Behälter mindestens teilweise auf oder in einem Fließbett aus partikelförmigem Feststoffmaterial mit geeignetem Schüttgewicht schwebend gehalten, das das Gewicht des Gefäßes mindestens teilweise trägt und gleichzeitig als Wärmeübertragungsmedium dienen kann, durch das die Wärme auf das oder von dem Gefäß übertragen werden kann. Bei geeigneter Wahl der Geometrie des Fließbetts hat sich überraschenderweise gezeigt, daß selbst große und schwere metallische oder keramische Reaktionsgefäße mit voller Beladung des zu behandelnden Stoffes vollkommen schwebend gehalten werden können. In diesem Zusammenhang mag gemeinhin die Ansicht bestehen, daß die Anwesenheit eines in ein Fließbett eingetauchten verhältnismäßig großen Gegenstands die Gasströmung durch das Fließbett stört und die Gasbeaufschlagung des Fließbetts nicht aufrechterhalten werden kann oder daß der Gegenstand unkontrollierten Bewegungen ausgesetzt ist. Es hat sich aber im Gegenteil herausrestelj-C, daß sich ein schwebender Zustand erzielen läßt, ohne daß es nötig

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ist, das Volumen des Gefäßes zu mehr als einem geringen Teil unter die Oberfläche des Fließbetts -falls erwünscht- einzutauchen; dadurch läßt sich ein langes zylindrisches Gefäß auf dem Fließbett derart schwebend halten, daß seine Achse horizontal verläuft und Einlaßt und Auslaßleitungen koaxial und oberhalb des Fließbetts angeordnet werden können, so daß das Gefäß um seine Achse gedreht werden kann, um das Material kontinuierlich durch das Gefäß zu fördern.

Insbesondere vermittelt die Erfindung ein Verfahren zur übertragung von Wärme auf ein oder von einem zu behandelnden Material, wobei das Material in ein Gefäß gegeben wird, das mindestens teilweise auf oder in einem Fließbett aus partikelförmigem Feststoffmaterial schwimmt und die Wärmeübertragung durch Wärmetausch zwischen dem Fließbett und dem Gefäß erfolgt.

Die Erfindung vermittelt ferner eine Vorrichtung zur V/änaeübertragung auf ein oder von einem zu behandelnden Material, umfassend ein mindestens teilweise schwimmfähiges inneres bewegbares Gefäß, ein äußeres Gehäuse, das unter dem Gefäß angeordnet ist und das Gefäß mindestens teilweise umschließt, Einrichtungen zur Zuführung des Materials in das Gefäß und zum Materialaustrag aus dem Gefäß sowie eine Fließbetteinrichtung, die beim Betrieb der Vorrichtung so wirkt, daß sie in dem Gehäuse ein Fließbett aus partikelförmigem Material bildet, um das Gefäß mindestens teilweise auf oder in dem Fließbett schwebend zu tragen und die Wärmeübertragung auf das bzw. von dem Gefäß zu bewirken.

Vorzugsweise umfaßt die Vorrichtung Lagereinrichtungen, um das Gefäß innerhalb des Gehäuses ungefähr an seiner Stelle zu halten, so daß die verschiedenen dem Gefäß mitgeteilten Bewegungen, etwa Drehbewegungen oder Oszillationen, das Gefäß nicht aus dem Gehäuse verdrängen. Derartige Lagereinrichtungen bestehen möglicherweise aus Jochen oder Muffen innerhalb oder außerhalb des Gehäuses, die mit Lagerzapfen oder ähnlichen Anordnungen an dem Gefäß zusammenarbeiten. In der Praxis werden jedoch Gefäße geeigneter Gestalt ausschließlich oder hauptsächlich durch die Fließmuster an ihrem

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Platz gehalten, die sich bei entsprechender Anordnung und Gestaltung der Verteiler in dem Fließbett einstellen. Gewisse Formen von Lasereinrichtungen sind jedoch auch dann gewöhnlich von Vorteil, um das Gefäß an seinem Platz zu halten, bevor das Fließbett mit Gas beaufschlagt wird. Die Lagereinrichtungen können auch teilweise Stützeinrichtungen für das Gefäß bilden.

Kontinuierliche Bearbeitung wird zwar bevorzugt, jedoch ist es erfindungsgemäß auch möglich, das Gefäß mit einer Füllung des zu behandelnden Materials zu laden und dann zu verschließen, so daß es auf dem Fließbett frei taumeln oder teilweise festgehalten werden kann, bis die Behandlung beendet ist. Führt die Behandlung zur Gasentwicklung, so sollten Mittel vorgesehen sein, um das geschlossene Gefäß während der Behandlung zu entlüften.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Behandlung eines Materials vermittelt, das folgende Schritte umfaßt :

(a) Einbringen des Materials in ein Gefäß;

(b) Halten des Gefäßes in einem äußeren Gehäuse,in dem sich partikelförmiges Material befindet, so daß ein wesentlicher Teil der äußeren Gefäßoberfläche in Abstand von einer Innenfläche des Gehäuses verläuft und das partikelförmige Material wenigstens einen Teil des Raumes zwischen den beiden Oberflächen einnimmt und wenigstens einen Teil der besagten äußeren Oberfläche berührt;

(c) Durchführen der Y/ärmeübertragung zwischen der äußeren Oberfläche und dem partikelförmigen Material; und

(d) Versetzen des Gefäßes und/oder des Gehäuses in Drehoder Oszillationsbewegungen.

Vorzugsweise wird eine zwangsläufige Rotation oder Oszillation des Gefäßes durch einen äußeren Antrieb angewendet; es ist jedoch auch möglich, die Geschwindigkeit, mit der das Gefäß rotiert, hauptsächlich oder ausschließlich durch die Fluidumströ- mung innerhalb des Fließbetts zu bestimmen.

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Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher erläutert; in den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 einen teilweise schematischen vertikalen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform;

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1;

u.. 5 schematische Querschnitte zur Darstellung verschiedener alternativer Konfigurationen für einen in dem Apparat nach Fig. 1 schwebend gehaltenen Körper;

Fig. 6

bis 1o teilweise schematische Längsschnitte durch Variant'en des Apparates nach Fig. 1, wobei ein kontinuierlicher Fluß des zu behandelnden Materials durch den Apparat sichergestellt ist;

Fig. 11 einen der Fig. 2 ähnlichen teilweise schematischen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Apparates;

Fig. 12 einen Längsschnitt längs der Linie 12-12 der Fig. 11;

Fig. 13 einen teilweise schematischen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Apparates;

Fig. 14 einen Querschnitt längs der Linie 14-14 der Fig. 13; Fig. 15

und 16 schematische Querschnitte durch den Apparat nach Fig.

13 und 14 zur Darstellung alternativer Verbindungen zwischen den inneren und äußeren Teilen des Apparates; und

Fig. 17 einen schematischen Querschnitt durch eine Variante des Apparates nach Fig. 13 und 14.

Der Apparat 11 nach Fig. 1 und 2 umfaßt eine Fließbetteinrichtung 12, die die Form eines geschlossenen Gehäuses mit stehenden Seitenwänden 13 hat und in ihrem unteren Teil mehrere Fluidum-Zuführkammern 14 aufweist. Die Kammern 14 sind an ihrer Oberseite durch eine horizontale Verteilerplatte 16 abgeschlossen, die quer zu dem Gehäuse verläuft. Die Platte 16 ist mit einer Vielzahl von vorzugsweise nicht-siebenden Öffnungen 17 versehen. Auf der Platte 16 be-

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findet sich ein Fließbett 18 aus partikelförmigen Feststoffen, das durch senkrechte Wände 19 in mehreren Abteilungen in dem Gehäuse gehalten ist; wird ein Fluidum, etwa heißes oder kaltes Gas, in die Kammern 16 eingeleitet, so kann es durch die öffnungen 17 nach oben strömen und das Fließbett 18 beaufschlagen. Ein solches Fließbett aus Feststoffen bildet sich dann, wenn das Strömungsmittel durch die partikelförmige Feststoffinasse mit einer Geschwindigkeit 'nach oben gedrückt wird, die größer ist als die sogenannte Lockerungsgeschwindigkeit. Dieses Phänomen ist an sich bekannt und beispielsweise in Kirk-Othmer¹s "Encyclopedia of Chemical Technology", 2. Ausgabe, Band 9» Seiten 398 bis 44-5» beschrieben.

Zur Aufnahme des zu behandelnden Materials ist ein Gefäß vorgesehen, das die Form eines hohlen, schwimmfähigen, zylindrischen Kontaktgefäßes 21 hat. Das Gefäß 21 liegt auf den Fließbett 18 und wird von diesem aufgrund seiner Schwimmfähigkeit schwebend getragen, wenn das Strömungsmittel in das Fließbett eingeleitet wird. V/ird das Strömungsmittel von dem Fließbett abgeschaltet, so fällt das Fließbett bekanntlich zusammen, und das Gefäß bleibt nur teilweise in die Bettoberfläche eingetaucht, wird jedoch noch gleichmäßig über seine Länge getragen. Eine erneute Beaufschlagung des Fließbetts bewirkt, daß das Gefäß 21 wieder schwebend gehalten wird. Die Wände 19 tragen das Kontaktgefäß 21, wenn das Fließbett vollständig entfernt wird, sowie möglicherweise während des Zusammenbaus. Die Wände 19 können auch dazu dienen, ein seitliches Vermischen des tragenden Fließbetts zu vermindern und, falls gewünscht, Temperaturgradienten längs des Kontaktgefäßes aufrechtzuerhalten. Derartige Temperaturgradienten können dadurch erzielt werden, daß Trägergasströme unterschiedlicher Temperaturen in die ■Abteilungen zwischen den Wänden 19 eingeleitet v/erden.

Das Kontaktgefäß 21 weist quer verlaufende Stirnwände 22, 2J sowie an diesen A'änden befestigte und axial nach außen ragende Rohrstutzen 24-, 26 auf. Die Stutzen öffnen sich in den Innenraum 25 des Kontaktgefäßes 21 und bilden einen Einlaß 24-' bzw. einen Auslaß 26* für das Kontaktgefäß. An beiden Enden des Gefäßes 21 sind Lager 27 zur Aufnahme der Stutzen 24- und 26 vorgesehen. Diese

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Lager sind so gestaltet, daß sie Vertikalbewegunren des Kontaktgefäßes 21 gestatten, jedoch seitlichen Halt geben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel haben sie die Form von senkrechten Jochen mit jeweils einem Paar von "vertikalen und in seitlichem Abstand angeordneten Haltearmen 27a. Auf die Rohrstutzen 24-, 26 sind auf beiden Seiten der jeweiligen Lager 27 Muffen 28 aufgesetzt, die größere Axialbewegungen des Kontaktgefäßes 21 verhindern, jedoch thermische Expansions- und Kontraktionsbewegungen sowie freie Drehbewegungen des Gefäßes gestatten. Zusätzlicher Halt gegen seitliche und axiale Bewegungen des Gefäßes kann durch geeignete Proportionierung der Öffnungen 17 und/oder durch Einleitung zusätzlichen Trägergases durch über der Platte 16 angeordnete Schlauch- oder Rohrnetzwerke vermittelt werden, wobei Bereiche mit größerem Aufwärtsdruck erzeugt v/erden, zwischen denen das Kontaktgefäß zentriert wird. Um das Kontaktgefäß in Rotations- oder Oszillationsbewegungen um seine Achse zu versetzen, sind entsprechende (nicht gezeigte) Einrichtungen vorgesehen. Dabei kann es sich um eine mechanische Antriebseinrichtung handeln, die das Kontaktgefäß über flexible Verbindungen antreibt, so daß die notwendigen Vertikalbev/egungen aufgenommen werden. V»ie oben erwähnt, dehnt sich das Fließbett 18 bei Fluidum-Beaufschlagung aus und fällt bei Abschalten des Strömungsmittels zusammen, und die sich ergebenden Vertikalbewegungen des Kontaktgefäßes werden durch die flexible Verbindung aufgenommen.

Beim Betrieb wird das zu behandelnde Material durch den einen Rohrstutzen 24 in den Innenraum 25 des Kontaktgefäßes 21 eingeleitet und durch den anderen Rohrstutzen 26 ausgetragen. Die Temperatur des behandelten Materials kann durch Erhitzen oder Abkühlen des 'Fließbetts 18 entsprechend gesteuert werden. Das Material kann entweder kontinuierlich durch das Gefäß geleitet oder in einzelnen Füllungen separat behandelt werden.

Die Anordnung weist folgende spezielle Vorteile auf:

(1) Zwischen den Fließbett und dem Kontaktgefäß ist ein Wärmeaustausch mit hohem Wirkungsgrad möglich.

(2) Durch direkte Verbrennung von <5l, Kohle oder Gas ist es

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relativ leicht möglich, innerhalb des Fließbetts Wärme freizusetzen. In alternativer Form kann dem Fließbett dadurch Wärme entzogen werden, daß ein Strömungsmittel verdampft oder eine Wärmetauscher-Oberfläche in das Fließbett 18 eingetaucht wird.

(3) Das Fließbett kann beliebig verfestigt und wieder gelockert werden, ohne daß" mechanische Spannungen auf das Kontaktgefäß 21 übertragen werden.

(4-) Das Kontaktgefäß 21 ist in seinem Aufbau verhältnismäßig einfach; da es über seine gesamte Länge unterstützt wird, . braucht" es keine große Starrheit aufzuweisen, wenn es an seinen Enden gehalten wird, und kann daher aus Materialien gefertigt werden, die keine große Festigkeit besitzen. Dies ist insofern von Vorteil, als das Kontaktgefäß auf hohe Temperaturen erhitzt wird oder durch bestimmte zu behandelnde Materialien verursachte Korrosion aushalten soll und die entsprechenden zur Verfügung stehenden Materialien unter Umständen Materialien von nicht sehr großer Festigkeit sind. Normalerweise wird das Kontaktgefäß als monolitische Struktur gefertigt; es kann jedoch beispielsweise auch aus einer Vielzahl von stirnseitig aneinanderstossenden Ringelementen aufgebaut sein, die durch kontinuierliche Anwendung von axialen Druckkräften auf die Stirnseiten des Kontaktgefäßes zusammengehalten werden.

Das Verhalten des Kontaktgefäßes während des Betriebs hängt von dem Verhältnis zwischen dem Schüttgewicht des bearbeiteten Materials und dem effektiven Schüttgewicht des Fließbetts 18 ab. Ist das Schüttgewicht des Materials innerhalb des Kontaktgefäßes gleich oder größer als das effektive Schüttgewicht des Fließbetts 18, so kann der innere Aufbau des Kontaktgefäßes 21 wichtig sein, falls keine äußeren Einrichtungen verwendet werden sollen, um die Drehachse des Gefäßes zu stabilisieren. So wird ein frei schwebend gehaltener einfacher Zylinder, der teilweise mit partikelförmigem Feststoffmaterial gefüllt ist und rotiert, bei hinreichend langer Rotation unweigerlich dazu führen, daß sich das Material an einem Ende sammelt und bewirkt, daß der Zylinder an diesem Ende kippt.

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Fig. 7 zeigt eine Anordnung, die kontinuierlichen Betrieb gestattet, gleichzeitig jedoch eine ziemlich konstante Materialverteilung längs des Kontaktgefäßes 21a gewährleistet und dabei die genannte Schwierigkeit beseitigt. Das Kontaktgefäß 21a weist eine kontinuierliche oder unterbrochene schraubenförmige Leitfläche 34 auf, die an der inneren Zylinderwand des Gefäßes 21a angebracht ist und vom einen Ende zum anderen verläuft. In ähnlicher Weise sind auch die Rohrstutzen 24a, 26a mit inneren schraubenförmigen Leitflächen 36 bzw. 37 ausgerüstet. Das zu behandelnde Material wird durch den Stutzen 24a eingeleitet und durch das KontaktgefäB auf den. Rohrstutzen 26a zu gefördert. Das Material liegt dabei jeweils an der untersten-Stelle des Kontaktgefäßes und wird von dort am Austragsende durch eine Austragschaufel 38 aufgenommen, die das Material dem Rohrstutzen 26a und durch diesen dem Austrag zuführt. Diese Anordnung vermittelt eine verhältnismäßig kurze Verweilzeit des Materials in dem Kontaktgefäß.

Fig. 8 zeigt eine weitere Variante, die dann verwendet werden kann, wenn eine längere Verweilzeit der Feststoffe erforderlich ist. Der Innenraum des Kontaktgefäßes 21c ist in diesem Fall mit einer Folge von ringförmigen Leitflächen 4o ausgerüstet, die an der inneren Zylinderwand des Kontaktgefäßes über deren Länge verteilt befestigt sind. Diese Flächen halten jeweils einzelne Mengen der in das Kontaktgefäß eingebrachten Feststoffe fest. Radial einwärts von diesen Ringen ist eine kontinuierliche oder unterbrochene Schraube 41 vorgesehen, die die Feststoffe vom Einlaßende zum Auslaßende fördert und dabei eine im wesentlichen vollständige Mischung der Materialmensen bewirkt, die in den von den Zwischenräumen 45 zwischen jeweils benachbarten Paaren von Leitflächen 4o gebildeten Fächern gehalten werden. Wie bei der Anordnung nach Fig. 2 können die Zuführung und der Materialaustrag durch Verwendung schraubenförmiger Leitflächen 35 in den Rohrstutzen 24c, 26c sowie einer Schaufel 3Sc erfolgen.

Fig. 9 zeigt eine weiterhin modifizierte Anordnung, die ebenfalls so gebaut ist, daß ein Kippen des Kontaktgefäßes verhindert wird. In diesem J?all hat das Kontaktgefäß 21d kegelstumpfförmige Gestalt

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und ist an dem Ende mit dem größeren Durchmesser durch ein Ballastgewicht 42 so belastet, daß es unter horizontaler Ausrichtung seiner Längsachse schwebend gehalten wird. Das Gefäß ist ferner mit einer Vielzahl ringförmiger Leitflächen 43 versehen, die an seiner Innenwand angeordnet und über die Länge des Kontaktgefäßes verteilt sind. Beim Betrieb werden jeweils einzelne Mengen des zu behandelnden Materials jeweils zwischen benachbarten Flächenpaaren gehalten. Die Förderung vom Einlaß- zum Austragsende erfolgt unter dein Einfluß der Schwerkraft, wobei sich das Material längs der geneigten unteren Fläche des Kontaktgefäßes abwärts bewegt.

Zur Zuführung und zum Austrag können wie bei den Ausführungsformen nach Fig. 7 und 8 schraubenförmige Leitflächen 35 in den Rohrstutzen 24d, 26d sowie eine Schaufel 38d nahe dem Auslaßende des Gefäßes verwendet werden. Die Anordnung nach Fig. 9 kann auch dann verwendet werden, wenn die Verarbeitung unter Oszillationsbewegungen anstelle vollständiger Drehbewegungen des Kontaktgefäßes erfolgt. In diesem Faxl brauchen die Leitflächen 4-3 sich nicht längs des gesamten inneren Umfangs des Kontaktgefäßes zu erstrecken sondern nur längs des untersten Teils.

In Fig. 1o ist eine Variante des Kontaktgefäßes nach Fig. 9 gezeigt, das zur zyklischen Umwälzung des Materials innerhalb des Gefäßes bestimmt ist. In diesem Fall ist das Kontaktgefäß 21e wieder kegelstumpf förmig und weist einen inneren Zylinder 46 auf, der koaxial zur Gefäßachse verläuft und an seiner Innenfläche mit einer inneren schraubenförmigen Leitfläche versehen ist. Beim Betrieb strömt das Material durch den Rohrstutzen 24e ein, bewegt sich längs des Bodens des Kontaktgefäßes und wird, wenn es das Ende des Gefäßes erreicht, durch eine Schaufel- oder Endfläche 48 angehoben, bewegt sich von dort in umgekehrter Richtung längs des Zylinders 46 und wird schließlich an der dem Einlaßende des Kontaktgefäßes benachbe ten Stirnöffnung 46a ausgetragen. Beim Betrieb wird das Material also längs der in Fig. 1o eingezeichneten Pfeile 51 zyklisch un_uewälzt.

Statt eines kreisförmigen Querschnitts kann das Kontaktgefäß auch

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andere Konfigurationen aufweisen. Als Beispiele sind in Fig. 4· ein Kontaktgefäß 81 mit Polygon-Konfiguration und in Fig. 5 ein Kontaktgefäß 82 mit geriffelter Konfiguration gezeigt. Diese veränderten Konfigurationen beeinflussen die innere Bewegung der Feststoffe und erzeugen eine vergrößerte Wärmeübertragungsfläche. In Fig. 3 ist ferner ein modifiziertes Kontaktgefäß 83 gezeigt, bei dem innere in Längsrichtung verlaufende Hubstäbe 52 angeordnet sind, die den Wärmeübergang auf das in dem Kontaktgefäß befindliche Material erleichtern.

Ist das Schüttgewicht des Materials in dem Kontaktgefäß geringer als das effektive Schüttgewicht des Fließbetts 18, so weist der Zylinder eine Kippneigung auf, vorausgesetzt, daß das Gewicht der behandelten Feststoffe geringer ist als die durch das Kippen des Kontaktgefäßes verursachte Auftriebskraft. Trotzdem kann es noch erforderlich sein, innere Leitflächen anzuordnen und/oder die Gefäßform zu modifizieren, um die Feststoff-Verweilzeit zu steuern und Änderungen im Schuttgewicht der zu bearbeitenden Feststoffe zuzulassen.

Der Apparat 85 nach Fig. 6 arbeitet mit einem Kontaktgefäß 86 von einfachem zylindrischen Aufbau, weist jedoch Einrichtungen auf, die das Kontaktgefäß während der Drehung in seiner Lage stabilisieren und außerdem selektiv derart bewegen, daß das Material hindurchgefördert wird. Dazu sind die Einlaß- und Auslaßstutzen 871 88 mit Muffen 89 bzw. 91 ausgerüstet, an denen Kabel 92 bzw. 93 befestigt sind. Die Kabel laufen nach oben und jeweils über Hollenpaare 96, 9^ bzw. 97» 98 wieder nach unten und tragen jeweils an ihrem unteren Ende ein Gewicht 99 bzw. 1o1. Diese Gewichte erzeugen an den Enden des Kontaktgefäßes nach oben gerichtete Kräfte, die die Lagestabilisierung der Gefaß-Drehachse unterstützen. Die durch die Kabel hergestellte Verbindung zwischen den Gewichten und dem Kontaktgefäß ermöglicht es, daß die Kräfte trotz gewisser Bewegungen der Drehachse ständig angreifen. Außerdem bewirkt eine Bewegung des Kontaktgefäßes aus derjenigen Stellung, in der die Kabel vertikal verlaufen, das Auftreten von durch die Kabel hervorgerufenen seitlichen oder axial wirkenden Haltekräften, die die

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Neigung haben, das Kontaktgefäß in seine vorherige Lage zurückzuführen.

An Muffen 1o5, 1o6, die an den Stutzen 87, 88 vorgesehen sind, greifen verlängerbare Verbindungsglieder in Form von pneumatischen Hubeinrichtungen an. Durch selektive Verlängerung dieser Verbindungsglieder wird es möglich, .das eine oder andere Ende des Kontaktgefässes zu kippen und dadurch zu bewirken, daß das am einen Ende des Gefäßes eingeleitete Material durch das Gefäß strömt. Zusätzliche Gewichte 1o8, 1o°/ an den Stutzen dienen dazu, Biegemomente in dem Kontaktgefäß auszug-leicher}, die auf den von den Gewichten 99» 1o1 bewirkten Kräften beruhen.

In den Fig. 11 und 12 ist ein Kontaktgefäß 56 gezeigt, das eine Vielzahl von in Längsrichtung und nach außen verlaufenden Flügeln 6o aufweist. Die Flügel 6o verlaufen von der Drehachse des Kontaktgefässes ein gewisses Stück nach außen, so daß sie eine beträchtliche Hebelwirkung erzeugen. Sie umfassen Schaufeln 6oa, die jeweils von einem V-förmigen in Längsrichtung verlaufenden Abschnitt gebildet und an Stutzen 62 montiert sind, die von dem Kontaktgefäß 56 radial nach außen verlaufen. Eine Drehbewegung kommt dadurch zustande, daß in den vertikal sich durch das Fließbett 7o bewegenden Schaufeln Gasblasen eingeschlossen werden. Im vorliegenden Fall sind die Flüge] 6o, wie ersichtlich, so gestaltet, daß das Kontaktgefäß 56 gemäß der Ansicht nach Fig. 11 im Uhrzeigersinn rotiert, weil die Gasblasen an den Flügeln an der linken Seite des Kontaktgefäßes eingeschlossen werden, wo die Schaufeln nach unten gerichtet sind, während die Gasblasen auf der rechten Seite an der Außenseite der Schaufeln um diese herum sowie durch Zwischenräume 61 zwischen den Stützen 62 strörner können.

In Fig. 11 ist ein eigener Antrieb 64- gezeigt; dabei handelt es sich' um einen Luftantrieb in Form einer Luftdüse 66, deren Auslaßöffnung so angeordnet ist, daß sie die Luft innerhalb des Fließbettes generell senkrecht nach oben richtet. Die Düsenöffnung ist in einem kurzen Abstand von einem Rohr 67 mit etwas größerem Durchmesser angeordnet, so daß beim Einströmen der Luft aus der Düse 66 in dan liohr 67 auch Material aus dem Fließbett in das Kohr mitgeführt wird. Lie

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Auslaßöffnung 68 des Rohrs ist oberhalb der Flügel auf der nach Fig.

II rechten Seite des Kontaktgefäßes angeordnet, so daß das von den Rohr 67 angehobene Material beim Verlassen der Auslaßöffnung 68 auf die Schaufeln 6oa an der rechten Seite des Kontaktgefäßes fällt und dadurch das Kontaktgefäß infolge des zusätzlichen Materialgewichtes in diesen Schaufeln 6oa in Drehung versetzt.

Der Luftantrieb kann auch dazu dienen, das angehobene Fließbett-Material mit der oberen Innenfläche eines Gehäuses 11o des Apparates in Berührung zu bringen, falls dies zum Zwecke der wärmeübertragung erforderlich ist.

Die Anordnung nach Fig. 11 und 12 eignet sich insbesondere dort, wo das Material, aus dem das Kontaktgefäß 56 aufgebaut ist, keine Drehmomente aushält, wie sie durch externen mechanischen Antrieb verursacht werden. Die Anordnung kann etwa bei einem langen Gefäß verwendet werden, das nahe der Fließgrenze des verwendeten Konstruktionsmaterials betrieben wird.

Der Apparat nach Fig. 13 und 14 umfaßt ein Gefäß 111, das hohlzylindrischen Aufbau mit Stirnöffnungen 11J, 114 hat; diese Öffnungen stehen mit nach außen ragenden axialen Einlaß- und Auslaßstutzen 116 bzw. 117 zur Aufnahme bzw. Abgabe des zu behandelnden Materials in Verbindung. Das Gefäß 111 kann jede mögliche Form haben; insbesondere kann es beispielsweise gemäß den oben anhand der Fig. 1 bis 12 beschriebenen Kontaktgefäße gebaut sein.

Das Gefäß 111 ist in einem äußeren Gehäuse 118 enthalten, das ebenfalls hohlzylindrischen Aufbau aufweist und koaxial zu dem Gefäß

III angeordnet ist. Das Gehäuse 118 ist mit Stirnöffnungen 119, und koaxialen Stutzen 122, 124 versehen, die von den Öffnungen nach außen verlaufen und die Stutzen 116 bzw. II7 konzentrisch umgeben.

Das Gehäuse 118 ist um seine Achse in (nicht gezeigten) Lagern frei drehbar gelagert. Diese Lager können das Gehäuse durch Eingriff mit die Stutzen 122, 124 umgebenden Lagerflächen oder in alternativer Ausführung an gewissen Stellen längs des äus-

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seren Gehäusemantels tragen. Um das äußere Gehäuse in Rotationsoder Oszillationsbewegungen um seine Achse zu versetzen, sind (ebenfalls nicht gezeigte) Antriebseinrichtungen vorgesehen.

Das innere Gefäß ist an dem äußeren Gehäuse mit Hilfe von Elementen 126 (s. Fig. 15) befestigt, die zwischen der Außenwand des Gefäßes 111 und der Innenwand des Gehäuses 118 verlaufen. Gehäuse und Gefäß sind also derart aneinander befestigt, daß sie sich als Einheit drehen, wobei die durch die Elemente 126 vermittelte mechanische Verbindung beträchtliche Bewegungen zwischen Gehäuse und Gefäß in Richtungen senkrecht.zu den Achsen gestatten. Die gezeigten Elemente 126 haben die Form von iletallstreben, die etwa tangential zur Außenwand des Gefäßes 111 verlaufen und daher Relativbewegungen zwischen Gefäß und Gehäuse zulassen, wie sie etwa beim Erwärmen oder Abkühlen des Apparates auftreten.

Die äußere Zylinderwand des Gehäuses 118 ist zwischen den öffnungen 119» 121 im wesentlichen über ihre gesamte Fläche mit zahlreichen in Abstand voneinander angeordneten Durchführungen 12o versehen. Von den Durchführungen aus verlaufen mehrere Strömurigsnittel-Einlaßdüsen 127· Aus einer Anzahl von in Längsrichtung verlaufenden Reihen dieser Düsen ist in Fig. 13 nur die unterste Reihe vollständig gezeigt. Die Düsenreihen sind an eine (nicht gezeigte) Druckgasquelle über Strömungsmittel-Zuführrohre 14-o sowie eine Verbindung angeschlossen, die eine kontinuierliche Gaszufuhr mindestens zu denjenigen Düsen gestattet, die sich bei Drehung oder Oszillation des Gehäuses an dem jeweils untersten Teil des Gehäuses befinden.

Das Gehäuse 118 ist teilweise mit einem .Fließbett I3I aus partikelförmigem llaterial gefüllt, und die Düsen haben etwa die gezeigte Hakenform, wobei die Auslaßöffnungen von der Gehäuseachse nach aussen weisen und dazu beitragen zu verhindern, daß Trägermaterial an den unteren Düsen austritt, wenn der Apparat nicht in Betrieb ist. Jede Düse 127 ist über ein eigenes Ventil 132 an die Strömungsniittelquelle angeschlossen. Jedes Ventil 132 ist mit einem Betätigungselement 133 versehen, das von der Düse nach außen ragt und das

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gedrücktem Zustand das Ventil öffnet und im nicht-gedrückten Zustand schließt. Jedes Ventil ist federnd in seinen geschlossenen Zustand vorgespannt.

Am unteren Teil des Gehäuses 118 verläuft in Abstand davon eine generell halbkreisförmige Nockenbahn 134-, die so befestigt und angeordnet ist, daß bei Drehung oder Oszillation des Gehäuses 118 die Betätigungselemente 133 derjenigen Ventile 132, die sich jeweils am unteren Gehäuseteil befinden, mit der Nockenbahn in Singriff treten, die Ventile öffnen und eine Beaufschlagung des Fließbetts 131 bewirken. Eine Verteilerplatte, die in diesem Fall zylindrisch geformt und zwischen dem Gefäß 111 und dem Gehäuse 118 angeordnet wäre, könnte zur gleichmäßigen Verteilung der Strömungsmittel-Zufuhr von den Düsen beitragen. T/ie ersichtlich, reicht die Tiefe des Fließbetts I3I aus, um die äußere Mantelfläche des Gefäßes 111 über einen wesentlichen Teil zu berühren.

Der Apparat nach Fig. 13 und 14 ist so angeordnet, daß das Material des Fließbetts 13I durch das Gehäuse 118 zirkuliert. Zu diesem Zweck ist ein Vorratsbehälter 137 für das partikelförmige Material vorgesehen, der das an der Stirnöffnung 121 durch den Stutzen 124 überlaufende Material aufnimmt. Mit dem Material in dem Behälter 137 steht ein Ende einer Rückführleitung 138 in Verbindung, deren anderes Ende an Einlaßöffnungen 139 in dem Stutzen 122 angeschlossen ist. In der Leitung 138 ist ein Wärmetauscher 141 eingebaut, und (nicht gezeigte) Einrichtungen sind vorgesehen, um das Material des Fließbetts I3I durch den Behälter 137» die Leitung 138 und den Wärmetauscher 141 zur Rückführung in das Gehäuse 118 über die Einlaßöffnungen 139 zu pumpen.

Beim Betrieb wird das Gehäuse 118 in Bewegung gesetzt, und das in dem Apparat zu behandelnde Material wird über die Stutzen 116, durch das Gefäß 111 geführt. Gleichzeitig wird das Fließbett I3I in der oben beschriebenen ..'eise durch die beim Passieren der Nokkenbahn 134 betätigten Ventile 132 beaufschlagt. Die gewünschte Erwärmung oder Abkühlung des Inhaltes des Gefäßes 111 wird durch Wärmeübergang gegenüber dem Material des Fließbetts erreicht, das,

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wie "beschrieben, über den Stutzen 122 durch das Gehäuse 118 strömt und überfließt und über den Stutzen 124 in den Behälter 137 gelangt. Von dort wird es durch den Wärmetauscher 14-1 gepumpt, v/o es vor der Rückführung erwärmt oder abgekühlt wird, so daß eine kontinuierliche Zirkulation des Fließbettmaterials durch den Wärmetauscher 141 erreicht wird. Der gezeigte Apparat könnte auch so betrieben werden, daß jeweils einzelne Materialladungen behandelt werden.

Während des Betriebes wird ein beträchtlicher Anteil des Gewichts des Gefäßes 111 von dem Fließbett selbst getragen; in der Praxis wäre es sogar möglich, auf die Elemente 126 vollständig zu verzichten, so daß das Gefäß auf dem Fließbett schwimmen würde. Dadurch würde es möglich, Gefäß und Gehäuse mit unterschiedlichen Drehzahlen anzutreiben. Andererseits wäre es möglich, die Elemente 126 ausreichend steif zu machen, um das gesamte Gewicht des Gefäßes von diesen Elementen tragen zu lassen.

In Fig. 16 ist eine modifizierte Ausführungsform der mechanischen Verbindung zwischen dem Gefäß 111 und dem Gehäuse 118 gezeigt. In diesem Fall weist das Gehäuse eine Anzahl von radial nach innen verlaufenden Stützen 144 auf, die jeweils an ihrem innersten Ende eine gewölbte Lagerplatte 146 tragen. In ähnlicher Weise ist das Gefäß 111 mit radial nach außen ragenden Stützen 147 versehen, die jeweils an ihren äußersten Enden eine gewölbte Lagerplatte 148 aufweisen. Die Lagerplatten 146 arbeiten mit den jeweiligen Lagerplatten 148 derart zusammen, daß die Gefäßachse im wesentlichen in Fluchtung mit der Gehäuseachse gehalten wird. Die Passung zwischen den zusammenarbeitenden Lagerplatten kann ziemlich frei Sein, so daß das Gefäß beim Betrieb des Apparates zu einem wesentlichen Teil von dem Fließbett getragen wird. Diese Art der mechanischen Verbindung gestattet es, erhebliche Dimensionsänderun,£;en des Gefäßes 111 in Radial- und Axialrichtung bei Erwärmung bzw. Abkühlung aufzunehmen.

In Fig. 17 ist eine Variante des Apparates nach Fig. 13 und 14 gezeigt. In diesem Fall befindet sich ein inneres Gefäß 151 wie

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das Gefäß 111 innerhalb eines äußeren zylindrischen Gehäuses 152, wobei der Zwischenraum zwischen Gefäß und Gehäuse nahezu vollständig von einem partikelförmigen Material 153 eingenommen wird. In dem Zwischenraum zwischen Gefäß und Gehäuse sind elektrische oder sonstige Wärmequellen 15^· montiert; ferner sind (nicht gezeigte) Einrichtungen vorgesehen, um sowohl das Gefäß als auch das Gehäuse in Drehung zu versetzen. Das Material 153 kann selbst im unbeaufschlagten Zustand das Gefäß I5I tragen; jedoch sind für diesen Zweck mechanische Verbindungselemente erwünscht.

Beim Betrieb wird durch Drehung des Gefäßes und des Gehäuses eine gleichmäßige Temperaturverteilung in dem partikelförmigen Material gewährleistet. Dadurch, daß sichergestellt wird, daß genügend Material zur vollständigen Berührung der Außenfläche des Gefäßes 151 vorhanden ist, läßt sich eine gleichmäßige Temperaturverteilung über das Gefäß erzielen.

Zu den Anwendungsgebieten des erfindungsgemäßen Systems gehören:

(1) Behandlung von Erzen, entweder wie sie von der Mine abgebaut werden, oder in abgepaßter oder brikettierter Form, durch Reduktion, Oxydation, Chlorierung oder Schwefe !behandlung;

(2) Carbonisierung von Kohlebriketts, Kohle-Metall- oder Kohle-nletallοxid-Briketts oder Koks-Metalloxid-Briketts;

(3) thermische Zersetzung und Verdampfung von Metallchloriden und -fluoriden in inerter Atmosphäre;

(4) Nitrierung oder Carburisierung von kleinen Metallteilen;

(5) Anlassen von kleinen Metallteilen in gesteuerter Atmosphäre ;

(6) Pelletisierung von Metallpulvern, oder -oxiden bei hohen Temperaturen;

(7) Mischen von geschmolzenen Metallen;

(8) Verarbeiten von geschmolzenen Schlacke-Kohlen-Breien in gesteuerter Atmosphäre;

(9) Einfrieren unregelmäßig geformter Gegenstände wie Garnelen, Krebsschwänzen oder Brokkoli—Köpfen.

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In jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele kann das rotierende Gefäß aus einer einzigen Legierung oder einem einzigen Metall oder einer Legierung oder einem Verbundmetall mit einer weiteren Legierung oder einem weiteren lüetall bestehen. In alternativer Ausführung kann das Gefäß auch aus nicht-metallischem Material, etwa Siliziumkarbid, Aluminiumoxid oder Kunststoff, bestehen. Normalerweise hat das Kontaktgefäß verhältnismäßig große Abmessungen, etwa einen Durchmesser in der Größenordnung von 60 cm und eine Län_t:;e von etwa 3 m oder darüber; es ist jedoch auch möglich, kleinere Kontaktgefäße zu bauen.

Die obigen Anordnungen sind nur zur Erläuterung beschrieben worden, wobei zahlreiche Abänderungen möglich sind. So könnten bei jeder der beschriebenen Ausführungsformen, bei denen innere Leitflächen mit in Radialrichtung konstanter Höhe vorgesehen sind, diese Leitflächen in Längsrichtung des Kontaktgefäßes unterschiedliche Höhe haben, um spezielle ulaterialverteilungs-Charakteristiken zu gewährleisten. Beispielsweise wäre es in der Ausführung nach Fig. 9 möglich, an dem Ende des Kontaktgefäßes 21d mit dem grösseren Durchmesser eine höhere Leitfläche als an dem kleineren Ende vorzusehen und dadurch an dem größeren Durchmesser eine höhere Materialkonzentration zu schaffen, um dadurch die Notwendigkeit des Ballastgewichtes 4-2 zu beseitigen oder wenigstens die Verwendung eines kleineren Gewichtes zu gestatten. In ähnlicher V/eise könnten die Abstände der Leitflächen in Längsrichtung geändert werden.

Bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 12 ist das Gehäuse für das .Fließbett 18 mit parallelen Seitenwänden gezeigt; in gewissen Fällen ist es jedoch von Vorteil, diese Wände geneigt oder gekrümmt auszubilden. In ähnlicher Weise ist die Verteilerplatte 16 als ebene horizontale Fläche gezeigt, während es in gewissen Fällen bevorzugt werden mag, eine gekrümmte und/oder gestufte Fläche vorzusehen.

Ferner könnte mit aussetzenden oder abwechselnd umkehrenden Bewegungen des inneren Gefäßes gearbeitet werden, um das Material bei

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seiner Bewegung durch den Apparat schrittweise und wiederholt weiterzubewegen und zu verzögern.

Soll ein wesentlicher Teil des Gefäßes in das Fließbett eintauchen, "um die Wärmeübertragungsfläche zu vergrößern, so ist es möglich, die Eintauchtiefe durch entsprechende Wahl des spezifischen Gewichtes und der Partikelgröße des Fließbettmaterials zu steuern.

Die beschriebenen Ausführungsformen arbeiten nur mit einem einzigen Gefäß in einem Gehäuse; jedoch kann auch mehr als ein Gefäß in einem einzelnen Gehäuse verwendet werden. Statt das partikelförmige Material in der beschriebenen Weise zu erhitzen, können auch andere Verfahren angewandt werden; beispielsweise könnte insbesondere dann, wenn ein partikelförmiges Material wie Kohle oder Kohlenstoff anstelle von etwa Sand verwendet wird, die Beheizung dadurch erfolgen, daß ein elektrischer Strom durch das Material geleitet wird, wobei Gefäß und Gehäuse als Elektroden dafür dienen könnten.

Bei dem Aufbau nach Fig. 13 kann der Apparat so abgeändert werden, daß der Einlaß des Strömungsmittels in das Gehäuse nicht am untersten Teil des Gehäuses sondern an anderen Stellen erfolgt. Dies kann dadurch bewirkt werden, daß die Nockenbahn 134 vollständig um das Gehäuse herumgeführt wird. Durch Ändern des Abstandes dieser Nockenbahn von der Zylinderachse können Änderungen in der Verteilung des zugeführten Strömungsmittels erzielt werden, indem die Strömung durch die verschiedenen Ventile unterschiedlich geregelt wird.

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Claims

Patentans-nrüche

Verfahren zur Übertragung von Wärme auf eine zu behandelnde Substanz oder zum Entzug von'Wärme aus einer zu behandelnden Substanz, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz in ein Gefäß gegeben wird, daß das Gefäß mindestens teilweise auf oder in einem Fließbett aus partikelförmigem Feststoffmaterial schwebend gehalten v/ird und daß der-Wärmeübergang durch Übertragung von Wärme zwischen dem Fließbett und dem Gefäß durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das partikelförmige Material zur Bewirkung de» Wärmeübergangs erhitzt oder abgekühlt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß man das partikelförmige Material durch ein Gehäuse, das das Fließbett enthält, sowie durch ein äußeres Wärmetauscherelement, das erwärmt oder abgekühlt wird, um einen Wärmeübergang zwischen dem Wärmetauscherelement und dem passierenden partikelförmigen Material herbeizuführen, passieren läßt, um den Wärmeübergang zwischen dem Fließbett und dem Gefäß und damit zwischen dem Gefäß und der zu behandelnden Substanz aufrechtzuerhalten.

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A. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmetauscher in einem Gehäuse, das das Fließbett enthält, angeordnet und erwärmt oder abgekühlt wird, um einen Wärmeübergang zwischen dem Wärmetauscherelement und dem partikelförraigen Material zu bewirken, dadurch den Wärmeübergang zwischen dem Fließbett und dem Gefäß und damit zwischen dem Gefäß und der Substanz aufrechtzuerhalten.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß das durch ein Wärmetauschereleinent, das erwärmt oder abgekühlt wird, vor dem Eintritt in ein das Fließbett enthaltendes Gehäuse geleitet v/ir^., um einen Wärmeübergang gegenüber dem Fließbett hervorzurufen, dadurch einen Wärmeübergang zwischen dem Fließbett und dem Gefäß und somit zwischen dem Gefäß und der Substanz aufrechtzuerhalten.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch

gekennzeichnet, daß die zu behandelnde Substanz kontinuierlich durch das Gefäß geleitet wird.

7. - Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Hindurchleiten der Substanz durch das Gefäß das Gefäß selbst bewegt wird.

ε. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Gefäß bewegt wird,

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während es mindestens teilweise schwimmend gehalten wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch g e k e η η ■ zeichnet, daß zur Bewegung des Gefäßes eine Rotations- oder Oszillaticnsbewegung um eine in v/esentlichen horizontale Achse ausgeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß zusammen mit dem Gefäß das Gehäuse um die besagte Achse in Rotations- oder Cszillationsbewegungen versetzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß mit äußeren Flügeln versehen ist und die Rotations- oder Oszillationsbewegung dadurch bewirkt wird, daß die Flügel auf den entgegengesetzten Seiten des Gefäßes unterschiedlich belastet werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 8 bis 11, soweit sich die letzteren direkt oder indirekt auf Anspruch 6 rückbeziehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Gefäßes gekippt wird, um eine kontinuierliche Hindurchführung der Substanz durch das Gefäß zu bev/irken.

13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet

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durch ein mindestens teilweise schwimmfähiges inneres bewegbares Gefäß (21; 56; 86; 111; 151), ein äußeres Gehäuse (12; 110} 118j 152), das unter dem Gefäß verläuft und es mindestens teilweise umschließt, Einlaß- und Auslaßrichtungen (24, 26; 87, 88; 116, 117) zur Zuführung der zu behandelnden Substanz in das Gefäß sowie zur Entnahme der Substanz aus dem Gefäß, sowie eine Fließbetteinrichtung, die beim Betrieb der Vorrichtung in dem Gehäuse ein Fließbett (18; 70; 131» 153) aus partikelförmigen Material erzeugt, das das Gefäß mindestens teilweise darauf oder darin schwimmend hält und durch das der Wärmeübergang auf das bzw. von dem Gefäß erfolgt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (60, 64) z\ir Bewegung des schwimmend auf dem Fließbett (70) gehaltenen Gefäßes (56).

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtung eine mit dem Gefäß (56) verbundene Antriebseinrichtung (60) umfaßt, die das Gefäß in Rotations- oder Oszillationsbewegungen um eine im wesentlichen horizontale Achse versetzt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch mit dem Gefäß (21) zusammenarbeitende Einrichtungen (27, 28), die die Bewegung der Aclhse relativ zum Gehäuse (12) während der Rotations- oder Oszillationsbewe-ringen

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des Gefäßes begrenzen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Einlaß- und Auslaßeinrichtungen eine Einlaßöffnung (24; 87) am einen axialen Ende des Gefäßes (21; 86) und eine Auslaßöffnung (26; 88) am anderen Axialende umfassen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (21d; 21e) eine generell konische Form hat, die eine kontinuierliche Strömung der zu behandelnden Substanz durch das Gefäß von der Einlaßöffnung (24) zur Auslaßöffnung (26) bewirkt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (21) generell zylinderförmig gestaltet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (21) mit inneren Leitflächen (34...37, 40) versehen ist, die die zu behandelnde Substanz bei Rotation oder Oszilletion des Gefäßes kontinuierlich von der Einlaßöffnung (24) zur Auslaßöffnung (26) fördern.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, gekennzeichnet durch mit dem Gefäß (S6)

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gekoppelte ausfahrbare Einrichtungen (103, 104), die die Drehachse des Gefäßes selektiv verschwenken, um die Substanz kontinuierlich von der Einlaßöffnung (24) zur Auslaßöffnung (26) zu fördern.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet , daß die entgegengesetzten axialen Enden des Gefäßes (86) über Kabel (92, 93) jev/eils mit einem Gewicht (99, 101) verbunden sind, wobei die Kabel jeweils über feste Führungen (94, 96...98) oberhalb des Gefäßes laufen und die Gewichte nach oben und seitlich wirkende lagestabilisierende Kräfte auf das Gefäß ausüben.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtung an dem Gefäß (56) vorgesehene Flügel (60) sowie eine Einrichtung (64) zum Belasten der Flügel an einer Seite des Gefäßes mit partikelförmigem Material aus dem Fließbett (70) umfaßt.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtung an dem Gefäß (56) vorgesehene Flügel (60) umfaßt, die durch das Fließbett (70) strömendes Gas hauptsächlich an einer Seite des Gefäßes mitführen.

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25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 "bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (118; 152) generell zylindrische Form hat und um eine horizontale Achse frei drehbar gelagert ist und daß die. Bewegungseinrichtung (127) Gehäuse und Gefäß (111; 151) um diese Achse in Rotations- oder Oszillationsbewegungen versetzt.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (111) drehfest mit dem Gehäuse (118) verbunden ist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12; 110) stationär ist und zur Gaszuführung ein Gasverteiler (16) an der Unterseite des Gehäuses und eine Gaseinlaßeinrichtung zur Zuleitung des Gases an den Gasverteiler vorgesehen sind.

28. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gaszuführung mehrere Gasverteilerelemente (127) längs der gekrümmten Oberfläche des Gehäuses (118) angeordnet sind, und daß Ventileinrichtungen (132) mit denjenigen Verteilerelementen selektiv koppelbar sind, die sich bei Rotation oder Oszillation des Gefäßes (111) und Gehäuses jeweils an der untersten Stelle befinden.

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29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtungen (132) mit Nockenstößeln gekoppelte Ventilbetätigungselemente (133) umfassen und daß ferner unter den Gehäuse (118) eine Nockenplatte (13*0 derart angeordnet ist, daß sie mit den Nockenstößeln zur Betätigung der Ventileleraente in Eingriff treten, wenn die Nockenstößel bei der Rotation oder Oszillation des Gehäuses die Nockenplatte passieren.

30. Verfahren zur Behandlung einer Substanz, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz in ein Gefäß eingeleitet wird, daß das Gefäß in einen ein partikelförniges Material enthaltenden äußeren Gehäuse derart gehalten v/ird, daß ein wesentlicher Teil der äußeren Fläche des Gefäßes in Abstand von der Innenfläche des Gehäuses gehalten wird und zwischen diesen Flächen ein Zwischenraun gebildet v/ird, wobei das partikelförnige Material mindestens einen Teil dieses Zwischenraumes ausfüllt und mindestens einen Teil der Außenfläche des Gefäßes berührt, daß ferner zwischen dem besagten Oberflächenteil und den partikelförmigen Material ein Wärmeaustausch bewirkt wird und daß das Gehäuse und das Gefäß in Rotations- oder Oszillatiensbewegungen versetzt v/ird.

31. Vorrichtung zur Behandlung einer Substanz, gekennzeichnet durch ein Gefäß (111) für die Substanz, ein äußeres Gehäuse (118), eine Einrichtung (126;,

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die das Gefäß derart in dem Gehäuse stützt, daß ein wesentlicher Teil der Außenfläche des Gefäßes in Abstand von einer Innenfläche des Gehäuses gehalten wird und zwischen diesen Flächen ein Zwischenraum steht, ein in dem Behälter vorgesehenes partikelförmiges Material (131), das mindestens einen Teil des Zwischenraumes ausfüllt und mindestens einen Teil der besagten Außenfläche berührt, eine Wärmetauschereinrichtung (-141), die einen Wärmeaustausch gegenüber dem partikelförmigen Material bewirkt, sowie eine Einrichtung (127), die das Gehäuse und das Gefäß in Rotationsoder Oszillationsbewegungen versetzt.

32. Vorrictung nach Anspruch 31 _r ciadurci. gekennzeichnet, daß das Gefäß (111) mindestens teilweise von dem partikelförmigen Material (131) getragen ist.

33. Vorrichtung nach Anspruch 31, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (140), die aus dem partikelförmigen Material ein Fließbett (131) bildet, das das Gefäß (111) mindestens teilweise trägt.

34. . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 33, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (138), die das partikelförmige Material (131) kontinuierlich durch das Gehäuse (118) zirkulieren läßt.

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• 35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (111) mit dem Gehäuse (118) drehfest mechanisch gekoppelt ist.

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