DE2924523A1 - Verfahren und vorrichtung zur bearbeitung fester, geloester, dispergierter oder halbplastischer stoffe im wirbelbett - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur bearbeitung fester, geloester, dispergierter oder halbplastischer stoffe im wirbelbett

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DE2924523A1 DE19792924523 DE2924523A DE2924523A1 DE 2924523 A1 DE2924523 A1 DE 2924523A1 DE 19792924523 DE19792924523 DE 19792924523 DE 2924523 A DE2924523 A DE 2924523A DE 2924523 A1 DE2924523 A1 DE 2924523A1
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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung fester,
  • gelöster, dispergierter oder halbplastischer Stoffe im Wirbelbett Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung fester, gelöster, dispergierter oder halbplastischer Stoffe, insbesondere mit Gasen und/oder Flüssigkeiten schwer expandierbarer Stoffe, in einer expandierten Schicht sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Bei bisher bekannten Verfahren zur Bearbeitung von Stoffen in einer expandierten und insbesondere einer fluidisierten Schicht werden die Partikel durch den Strom des Expansionsmediums, das in den zu bearbeitenden Stoff grundsatzlich mit der Fluidisierungsgeschwindigkeit eingeleitet wird, in freie Bewegung versetzt. In vielen Fällen werden bei diesem Verfahren Flüssigkeiten allein oder im Gemisch mit Gasen als Expansionsmedien eingesetzt. In einigen Fällen werden ferner sukzessive während der Bearbeitung Medien mit wechselnden physikalischen (Temperatur, Druck, Feuchtigkeit udgl) oder chemischen Eigenschaften (oxidierendes, reduzierendes Milieu udgl) eingesetzt.
  • Die Anwendung fluidisierter Medien selbst ist in zahlreichen Anwendungsfällen zur Erzielung einer ausreichenden und gut arbeitenden expandierten Schicht sowie zur Erzielung eines guten Verfahrensablaufs ausreichend.
  • Den obigen Verfahren entsprechen die in ihrer Konstruktion daran angepaßten diesbezüglichen Vorrichtungen für Fließbett- bzw Wirbelschichtverfahren. Derartige Vorrichtungen bestehen zumeist aus einem sich nach oben erweiternden senkrechten Kasten, der durch Roste in einen Arbeitsraum sowie in einen unteren Teil zur Zufuhr des bzw der Expansionsmedien sowie der zu verarbeitenden Medien geteilt ist, wobei dieser Teil in manchen Fällen auch zur unabhängigen Zufuhr von Medien mit unterschiedlichen physikalischen oder chemischen Eigenschaften zur stufenweisen Verarbeitung des fluidisierten Stoffs in Kammern unterteilt ist.
  • Bekannt ist ferner eine Vorrichtung, die mit Rosten in einen unteren und einen diesem gegenüberliegenden oberen Teil getrennten, horizontalen zylindrischen Kasten gebildet wird, die innen mit drehbaren, den Arbeitsraum in unabhängige Abteile trennenden Fächerschaufeln ausgestattet ist. Die Fächer sind dabei auch zur Förderung des zu bearbeitenden Stoffs in der Vorrichtung bis zum Austrittsstutzen entsprechend angepaßt. Unter dem unteren Teil des zylindrischen Kastens sind getrennte Kammern zur unabhn gigen Zufuhr von Fluidisierun;s- und Arbeitsmedien verschiedener Eigenschaften angeordnet; ein analoges System befindet sich über dem oberen Rost des zylindrischen Eastens zum Austritt des Fluidisierungsmediums sowie der Reaktionsprodukte.
  • Sämtliche bekannten Vorrichtungen besitzen im oberen und unteren Teil entsprechende Stutzen zur Zufuhr der zu verarbeitenden Stoffe sowie der Fluidisierungs- und Arbeitsmedien sowie zur Abfuhr der Fluidisierungs---und Arbeitsmedien nach der Durchführung des Verfahrens sowie zur Abfuhr der resultierenden Produkte und ggfs auch von anderen Reaktionsprodukten.
  • Die Stutzen zur Zufuhr der zu verarbeitenden Stoffe sind dabei an den Stirnwanden vorgesehen.
  • Die bekannten Verfahren weisen insofern einen gemeinsamen Nachteil auf, als sie nicht zur Verarbeitung von Stoffen geeignet sind, deren spezifische physikalische Eigenschaften oder deren besondere Form (zB nadelförmige Eristalle) die Anwendung von Fließbett- bzw Wirbelschichtverfahren begrenzen oder verhindern.
  • In solchen Fällen ist es notwendig, den durch Bindung einzelner Partikel aneinander entstehenden mechanischen Widerstand zu überwinden, was nur mit einer entsprechend hohen Geschwindigkeit des Gasstroms erreicht werden kann, wodurch der nachfolgende Prozeß den Charakter einer pneumatischen Förderung erhält.
  • Derartige ungünstige Eigenschaften besitzt zB das Antibiotikum Chloramphenicol, bei dem die Anwendung von Fließbetten oder Wirbelschichten mit freier Bewegung der Partikel, beispielsweise zur Dehydratation in der Wirbelschicht, praktisch ausgeschlossen ist. Die Anwendung der Wirbelschichttechnologie würde insbesondere bei der Durchführung derartiger Dehydratationsreaktionen besondere Vorteile bringen, da sie die Ausnutzung einer großen spezifischen Oberfläche, einen vollkommenen Kontakt zwischen Gas und fester Phase sowie einen sehr wirkungsvollen Stoff-und Wärmeübergang ermöglicht, was es erlaubt, bei niedriger Temperatur in der Wirbelschicht zu arbeiten und so beispielsweise einen thermischen Zerfall des verarbeiteten Produkts zu vermeiden. Die Chloramphenicoldehydratation läßt sich Jedoch bisher mit keiner bekannten Vorrichtung realisieren.
  • Es gibt ferner auch zahlreiche andere Stoffe mit ähnlich ungünstigen Eigenschaften, bei denen die Anwendung von Wirbelschicht- Dzw. Fließbettverfahren ebenfalls wünschenswert wäre.
  • Auch Stoffe mit sonst geeigneten physikalischen Ei gen schaften werden beispielsweise bei einem zu hohen Feuchtigkeitsgehalt für eine Fluidisierung zu schwer, so daß es zu Kanal-, Eolben- und Siollenbildungen kommt und in der Schicht beispielsweise Formationen entstehen, die auf dem Rost liegenbleiben und nicht aufgewirbelt werden, was sich in ungleichmäßigen Eigenschaften der resultierenden Produkte äußern und zu einer Nichtausnutzung eines Teils der Energie des Fluidisierungs- und Arbeitsmediums sowie einer örtlichen Überhitzung führen kann, die sogar bis zur Entzündung des Reaktorinhalts bei Erhitzung über die Entflammungstemperatur gehen kann.
  • Die Hauptnachteile entsprechender Vorrichtungen liegen im verwendeten Planrost. Vorrichtungen mit einem zylindrischen Kasten erweisen sich wegen des auftretenden hohen Fluganteils einiger Materialien ebenfalls als nicht geeignet. Neben diesen Nachteilen liegt ein weiterer wesentlicher Nachteil darin, daß bei derartigen Vorrichtungen keine andere Möglichkeit zur Aufhebung des Zusammenhalts des verarbeiteten Materials besteht, als einen erhöhten Druck des Expansionsmediums anzuwenden, was aus den oben erwähnten Gründen ungünstig ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Bearbeitung fester, gelöster, dispergierter oder halbplastischer und insbesondere mit Gasen und/oder Flüssigkeiten schwer expandierbarer Stoffe in einer expandierten Schicht anzugeben, bei denen die obigen Nachteile nicht auftreten.
  • Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.
  • Die Erfindung gibt ein Verfahren zur Bearbeitung fester, gelöster, dispergierter oder halbplastischer Stoffe und insbesondere mit Gasen und/oder Flüssigkeiten schwer expandierbarer Stoffe in einer expandierten Schicht an, wobei die Partikel der verarbeiteten Stoffe durch den Strom des gasförmigen oder flüssigen Mediums mit gleichen oder sich sukzessive ändernden physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften in Bewegung gesetzt und darin verarbeitet werden, während sich das gesamte System der sich frei bewegenden Partikel ggfs in Richtung des Bearbeitungsablaufs zwangsweise verschiebt und das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Partikel des verarbeiteten Stoffs durch den zugeführten Strom des gasförmigen und/oder flüssigen Expansionsmediums sowie gleichzeitig durch Rühren in freie Bewegung gebracht werden.
  • Das entsprechende Medium wird in den verarbeiteten Stoff mit einer Geschwindigkeit eingeleitet, die vorzugsweise gleich oder kleiner ist als die Geschwindigkeit, bei der die volle Fluidisierung erfolgt.
  • Gerührt wird erfindungsgemäß vorzugsweise mit ae nach Art des zu verarbeitenden Stoffs regelbarer Geschwindigkeit, beispielsweise bei einer Drehzahl von 10 bis 20u U/min.
  • Das gesamte System der sich frei bewegenden Partikel wird ferner ggfs durch Rühren noch in Rotation um eine waagrechte oder schräge Achse versetzt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens weist einsn sich nach oben erweiternden oder vertikalen Kasten auf, dessen oberer Arbeitsraum Stutzen zur Zufuhr der zu verarbeitenden Stoffe sowie zur Abfuhr der fertigen Produkte aufweist und durch einen Fluidisierungsrost, insbesondere einen gelochten Scheider, vom unteren, der Zufuhr des Arbeitsmediums dienenden und ggfs mit Kammern zur Zufuhr von Arbeitsmedien mit gleichen oder unterschiedlichen Eigenschaften ausgerüsteten Teil getrennt ist; die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidisierungsrost, der den Arbeitsraum vom unteren Teil trennt und vorteilhaft einen gelochten Scheider darstellt, gekrümmt ist und ganz oder teilweise perforiert ist, und über dem Fluidisierungsrost ein regelbares Rohrsystem mit 1 bis 5 waagrechten oder schräg angeordneten, mit Schaufeln versehenen Wellen vorgesehen ist, wobei der Fluidisierungsrost erfindungsgemäß vorsugsweise die Form eines waagrechten oder schräg angevrdneten Zylindermantelsegments aufweist.
  • Die Schaufeln des Ruhrsystems können ferner ggfs bis zum Fluidisierungsrost reichen.
  • Die Stutzen zur Abfuhr der Arbeitsmedien oder die Stutzen zur Zufuhr der zu bearbeitenden Stoffe sind ferner bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung im oberen Kastenteil angeordnet, vorzugsweise in dessen oberem Teil.
  • Die Stutzen zur Abfuhr des bzw der Arbeitsmedien sind erfindungsgemäß vorzugsweise an den Seitenwänden des oberen Arbeitsraums vorgesehen, während die Stutzen zur Zufuhr der zu bearbeitenden Stoffe vorzugsweise in der Deckfläche des oberen Arbeitsraums angeordnet sind.
  • Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der entsprechenden Vorrichtung liegen in der Hauptsache darin, daß auch bei nicht expandierbaren Materialien die gohäsionskräfte überwunden werden, mit denen die einzelnen Partikel aneinander haften, wodurch es ermöglicht wird, bei geeigneten Geschwindigkeiten im Strom des Expansionsmediums eine homogene expandierte Schicht- bzw ein homogenes expandiertes Bett mit einer genügend freien Bewegung der Partikel des zu bearbeitenden Stoffs zu erzeugen.
  • Hierzu trägt auch die Geometrie des Fluidisierungsrostes bei, die selbst zu einer Art Rühreffekt führt.
  • Durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise und die erfindungsgemäße Vorrichtung wird die Palette der in Wirbelschicht- bzw Fließbetten verarbeitbaren Stoffe erheblich vergrößert, wobei noch der wichtige Umstand hinzukommt, daß derartige Verfahren in manchen Fällen das einzige geeignete Mittel zur Erzielung bestimmter resultierender Produkteigenschaften darstellt, wie dies beispielsweise bei der Entwässerung flüssiger Vakzine zu festen Partikeln oder auf als Hilfsstoffe dienenden Trägern oder analogen Materialien, wobei eine hohe biologische Aktivität des Endprodukts gefordert wird, oder etwa bei der Verarbeitung von Stoffen mit semiplastischer Konsistenz der Fall ist, bei denen Wirbelschichten nach bisherigen Verfahren und in bisher bekannten Vorrichtungen nicht realisierbar waren.
  • Erfindungsgemäß lassen sich demgemäß Fließbett- und Wirbelschichtverfahren nicht nur auf eine erheblich größere Anzahl von Stoffen anwenden, sondern auch gleichzeitig erhöhte Ausbeuten und höhere Wirtschaftlichkeit erzielen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung sind demgemäß in außerordentlich breitem Maße technisch anwendbar.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigen: Fig. 1: eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie Fig 2: eine entsprechende Seitenansicht.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung so vorgegangen, daß man in eine Schicht des zu verarbeitenden Stoffs auf dem Fluidisierungsrost 2 durch Öffnungen Gas(e) oder Flüssigkeit(en), die im unteren Teil des Kastens 1 zugeführt werden, einbläst Gleichzeitig vermischt das Rührsystem X, 4 die Schicht des zu verarbeitenden Stoffs mit solcher Intensität, daß durch die kombinierte Wirkung des Rührens und der Expansion- der Schicht durch Gas und/oder Flüssigkeit die Partikel des zu bearbeitenden Stoffs freigesetzt werden, so daß sich jedes einzelne Partikel frei im Partikelsystem bewegen kann, das sich unter der Einwirkung der Schaufeln 4 vom Eintritt des zu bearbeitenden Stoffs in die Vorrichtung bis zu seinem Austritt aus der Vorrichtung bewegt.
  • Wenn es zur vollkommenen Freisetzung der Partikel erforderlich ist, kann das expandierte System des verarbeiteten Stoffs durch entsprechende Wahl der Drehzahl sowie der Konstruktion des Rührers zusätzlich noch in Rotation um die horizontale oder schräge Drehachse versetzt werden.
  • Die Strömungsgeschwindigkeit des Expansionsmediums wird äe nach der Art des verarbeiteten Stoffs ausgewählt; zur Verhinderung eines unerwünschten Fluganteils kann die Geschwindigkeit auch kleiner als der entsprechende Schwellenwert der zugehörigen Fluidisierungsgeschwindigkeit sein.
  • Solange ein verarbeiteter Stoif flüssig ist, kann er auf verschiedene Weise dosiert werden, beispielsweise in Form eines Nebels oder Aerosols, der entweder vom oberen Teil des Kastens 1, von den Seitenwänden oder direkt in die Schicht der festen Partikel hineingeleitet wird. In diesem Fall handelt es sich vor allem um die Verarbeitung von Lösungen und Suspensionen auf der Basis der festen Phase des gleichen Stoffs oder auf einem Hilfstrager.
  • Wenn es technisch erforderlich ist, kann das Ausgangsmaterial ferner stufenweise mit Medien unterschiedlicher physikalischer oder chemischer Eigenschaften verarbeitet werden. Diese Verfahrensweise wird beispielsweise zur Behandlung eines festen Materials A mit einem flüssigen Material B angewandt. Dabei wird eine Vorrichtung verwendet, deren unterer Teil mit Kammern 2, 8, 9 zur Zufuhr des Expansions- und Arbeitsmediums ausgerüstet ist.
  • Durch die Kammer 7 strömt beispielsweise Luft von höherer Temperatur (zB von 150 OC: ) , die die festen Partikel des Materials i, auf die das geschmolzene Material B beispielsweise durch den Zufuhrstutzen 10 im unteren Teil der Vorrichtung zugeführt wird, vorwärmt.
  • Durch die Kammer 8 wird Luft von 80 °C, die etwa der optimalen Betriebstemperatur entspricht, zugeführt.
  • Das behandelte Produkt wird, bevor es aus der Vorrichtung austritt, durch Zuluft von 20 OC abgekühlt, die durch die Kammer 9 eintritt.
  • Die Expansions- und Arbeitsmedien werden, nachdem sie durch die Schicht des verarbeiteten Stoffs hindurchgegangen sind, ggfs neben Reaktionsprodukten zusammen mit dem Fluganteil, durch die Abfulirstutzen 14 aus der Vorrichtung abgeführt, hinter der sie in Zyklonen oder Filtern vom Fluganteil befreit werden.
  • Beispiel 1: Umwandlung von Geflügelkot in Proteinfutter In Großmastgeflügelfarmen mit einer Kapazität von 250 000 bis 500 000 gehaltenen Tieren machen die Kot ab fälle täglich einige 10 Tonnen aus. Aufgrund der sehr uneffektiven Verdauung des Geflügels enthalten diese Abfälle hochwertige Proteinbestandteile des Putters, die sich insbesondere als Viehfutter etwa in der Rinderzucht eignen.
  • Das Rohmaterial in Form einer wäßrigen Suspension mit einem Wassergehalt von 85 bie 92 * wird in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingepumpt, in deren Arbeitsraum die expandierte Schicht des Produkts mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 30 bis 40 * rotiert. Die Eintrittstemperatur beträgt 400 bis 600 0C bei einer Lineargeschwindigkeit von etwa 1 m.s1, bei der Fluidisierung eintritt.
  • Der Rührer rotiert mit einer Drehzahl von 80 bis 120 U/min.
  • Als Endprodukt resultieren braune Teilchen länglicher Form, die äußerlich mit geschnittenem Tabak vergleichbar sind, keine Mercaptsn- oder sonstigen störenden Bestandteile enthalten, geruchlos sind, einen Wassergehalt unter 10 * aufweisen und einen Kalorienwert besitzen, der mit dem von Getreidekörnern vergleichbar ist.
  • Beispiel 2: Entwässerung von Chlorkautschuk Als Rohmaterial dient ein weißes, sehr leichtes, grobkörniges Material, das nach Zusammendrücken mit der Hand schwach kohäsiv ist und einen Wassergehalt über 75 % aufweist.
  • Das Material besitzt eine außerordentliche Tendenz zur Kanalbildung und stellt einen Stoff dar, bei dem der Unterschied zwischen der Schwellengeschwindigkeit der Fluidisierung und der Geschwindigkeit des Fluganteils der Partikel nur sehr klein ist.
  • Die angewandte Lufttemperatur unter dem Rost beträgt 150 Oc, die Lineargeschwindigkeit der Luft unter 0,2 -1 bei einer Drehzahl des Rührers von 30 U/min.
  • Die Temperatur des irerarbeiteten Produkts am Austritt beträgt 65 bis 70 °C, die Austrittsfeuchte < 0,3 %.
  • Beispiel 3: Entwässerung von Bentoniten Diese Produkte gehören zur Gruppe hydratisierter Aluminiumsilikate. Iie eingesetzten Materialien stellten ein inhomogenes Material mit unterschiedlicher Partikelgröße im Bereich von 0,1 bis 20 mm dar.
  • Das Gestein wurde mit der erforderlichem Menge an Na+ -Ionen angereichert. Es wurden nicht aufbereitete, mechanisch voraufbereitete sowie zu Pasten bzw Suspensionen aufbereitete Versuchsmaterialien eingesetzt.
  • Die Eintrittsfeuchte der Produkte betrug 40 bis 60 %. Die Naterialtemperatur darf während des Verfahrens 90 oC nicht überschreiten.
  • Die Trocknung erfolgte mit Lu von 200 OC; die Temperatur des Produkts in der Vorrichtung betrug maximal 65 oC bei einer Lineargeschwindigkeit der Luft von etwa 1 m.s1; die Drehzahl des Rührers betrug 60 U/min. Die Eintrittsfeuchte lag im Bereich der Verfahrensbedingungen unter 10 %.
  • Beispiel 4: Entwässerung von Vakzinen mit oder ohne zusätzlichen Träger Das Beispiel bezieht sich auf die Entwässerung von Vaksinen zu Produkten auf der Basis des festen Vakzinmaterials oder auf einem zusätzlichen Träger.
  • Verfahrensbedingungen bei der Vakzinverarbeitung: Gastemperatur unter dem Rost: 60 bis 70 °C; Lineargeschwindigkeit des Gases: 0,2 bis 0,28 m Temperatur des Produkts in der O Endphase des Verfahrens: < 38°C; Verweilzeit: 25 bis 40 min; Drehzahl des Rührers: 120 U/min.
  • Es wurde eine Vorrichtung wie in den Fig. 1 und 2 mit einem sich nach oben erweiternden Kasten 1 verwendet. Im verengten Teil ist der Kalten 1 der verwendeten Vorrichtung durch einen gekrümmten, geloch-;en Scheider (oder einen anderen gekrummten llost) 2 in den oberen Arbeitsraum und den unteren Teil zur Zufuhr der Expansions- und Arbeitsmedien unterteilt. Dieser untere Teil kann in getrennte, über die gesamte Länge der Vorrichtung angeordnete und zur selbständigen Zufuhr der genannten Medien mit unterschiedlichen Eigenschaften dienende Klammern 2, 8, 9 unterteilt werden. Unmittelbar über dem Scheider 2 befindet sich das aus der Welle 3 sowie einer Reihe an dieser befestigter Schaufeln 4 bestehende Riihrsystem. Die Welle 3 ist durch die Stirnwände des Kastens 1 hindurchgeführt und mit einem regelbaren Antrieb zur Einstellung variabler Drehzahlen ausgerüstet. Im Deckel des Kastens 1 sind Stutzen 2, 10 zur Zufuhr der zu verarbeitenden Stoffe vorgesehen; in den Seitenwänden des oberen Teils des Kastens 1 befinden sich Stutzen 14 zur Abfuhr des durch den verarbeiteten Stoff hindurchgehenden Expansions- und Arbeitsmediums sowie ggfs der Reaktionsprodukte. Der Stutzen 6 zum Ablassen des fertigen Produkts ist an der hinteren Stirnwand des Kastens angebracht.
  • Der untere Teil des Kastens, ggfs seine einzelnen Kammern 2, 8, 2, sind mit Stutzen 11, 12, 13 zur Zufuhr der Expansions- und Arbeitsmedien versehen. Die Stutzen 14 können mit Zyklonen oder Filtern gekoppelt sein.
  • Der Kasten 1 muß in seinem oberen Teil so stark erweitert sein, daß die Fläche des Deckels das 3- bis 5-fache der Fläche des Scheiders 2 beträgt.
  • Das Rührsystem kann erforderlichenfalls aus mehreren, nebeneinander in Richtung der verlängerten Achse des Kastens 1 angeordneten Wellen mit Schaufeln bestehen. Die Schaufein 4 können ferner elastische Wischaufsätze aufweisen.
  • Der Scheider 2 kann die Form eines Zylindermantelsegments aufweisen. Der Teil des Scheiders 2, der sich an der Seite des Austritts des fertigen Produkts befindet, kann ungelocht sein, wodurch eine Beruhigungszone ausgebildet wird.
  • Die Stutzen 2, 10 zur Zufuhr der zu verarbeitenden Stoffe können auch an den Seitenwänden des Kastens 1 angebracht sein; sie können ggfs auch (nicht dargestellte) direkte Zuführungen zum Scheider 2 aufweisen.
  • Während des Betriebs arbeitet die Vorrichtung so, daß der Stoff durch den Stutzen 5 oder bei mehreren Stoffen durch den Stutzen 10, oder durch andere Zufuhrstutzen in der Seitenwand des Kastens 1 oder im Scheider 2 sur Verarbeitung gebracht werden, wobei gleichzeitig in die entstehende Schicht der festen Partikel vom unteren Teil des Eastens 1 her das Expansions- und Arbeitsmedium eingeblasen wird.
  • Durch die Wirkung des Rührsystems i, 4 wird die Schicht des festen Stoffs homogenisiert oder sortiert. Unter der Wirkung des Rührers bewegt sich das ganze expandierte System der sich frei bewegenden Partikel in Richtung auf den Austritt aus der Vorrichtung. Die Verachiebungsgeschwindigkeit wird dabei aufgrund der erforderlichen Verweilzeit für den Jeweiligen Vorrichtungstyp und das Jeweils vorliewende Naterial gewählt.
  • Die sich während des Verfahrens frei durch die Vorrichtung bewegenden Partikel können in verschiedenen, durch die Breite der Kammern 3 8, 9 begrenzten Abschnitten ungleichen Verarbeitungsschritten unterworfen werden.
  • Der durch die Schicht des zu verarbeitenden Stoffs hin durchgehende Strom des Expansions- und Arbeitsmediums bewegt sich in den erweiterten Teil des Kastens 1, wo er seine Geschwindigkeit verliert, weshalb die meisten, ggfs mitgenomienen Teilchen des verarbeiteten Stoffs wieder in die Schicht suruckfallen. Der Strom tritt ferner mit den feinsten Fluganteilen durch die Stutzen 14 aus der Vorrichtung aus und gelangt in nachgeschaltete Zyklonseparatoren oder Filter.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die entsprechende Vorrichtung sind auf zahlreichen technischen Gebieten vorteilhaft anwendbar, beispielsweise in der pharmazeutischen sowie in der Nahrungsmittelindustrie, bei der Düngemittelerzeugung, der Zementherstellung, in der Eunststoffindustrie udgl.
  • Die Erfindung betrifft zusammengefaßt ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung von Wirbelschichtverfahren, wobei erfindungsgemäß die Kombination von mechanischem Mischen und EEgansion durch ein Expansionsmittel herangezogen wird.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist vorzugsweise das Konstruktionskonzept eines horizontalen Zylinders auf.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie die entsprechende Verfahrensweise eröffnen neue Möglichkeiten für die Durchführung von Wirbelschichtreaktionen, insbesondere unter Verwendung von Stoffen mit hierfür ungünstigen physikalischen Eigenschaften, wobei zugleich eine höhere Wirtschaftlichkeit erzielt wird.
  • Aufgrund der einstellbaren Verweilzeit der Partikel der festen Phase wird eine hohe Homogenität und Endqualstit der Produkte erzielt.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Konzepts beruht auf der Integration mehrerer Verfahrensschritte, auf der auch die erfindungsgemäße Vorrichtung beruht. Leerseite

Claims (12)

  1. Ansprüche 1. Verfahren zur Bearbeirung fester, gelöster, disper-~' gierter oder halbplastischer und insbesondere schwer expandierbarer Stoffe mit Gasen und/oder Flüssi1eiten in einer expandierten Schicht, wobei die Partikel der verarbeiteten Stoffe durch den Strom des gasförmigen oder flüssigen Mediums mit gleichen oder sich sukzessive ändernden physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften in Bewegung gesetzt und darin verarbeitet werden, während sich das gesamte System der sich frei bewegenden Partikel ggfs in der Richtung des Bearbeitungsablaufs zwangsweise verschiebt, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel des verarbeiteten Stoffs durch den sugeführten Strom des gasförmigen und/oder flüssigen Expansionsiediuis sowie gleichzeitig durch Rtihren in freie Bewegung gebracht werden.
  2. 2. Verfahren nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ferner das gesamte System der sich frei bewegenden Partikel durch Rühren in Rotation um eine waagrechte oder schräge Achse versetzt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom des gasförmigen und/oder flüssigen Expansionsiedinis mit einer Geschwindigkeit zugeführt wird, die gleich oder kleiner ist als die Fluidisiernngsgeschwindigkeit.
  4. 4. Verfahren nach einen der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührgeschwindigkeit Je nach Art des verarbeiteten Stoffs eingestellt oder geregelt wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Anspruche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit 10 bis 200 U/min gerührt wird.
  6. 6. Vorrichtung zur DurchSuhrung des Verfahrens nach einem der Anspruche 1 bis 5 mit einem sich nach oben erweiternden Kasten oder einem Kasten mit senkrechten Seitenwanden, dessen oberer irbeitsraum Stutzen zur Zufuhr der zu verarbeitenden Stoffe sowie zur Abfuhr der fertigen Produkte aufweist und durch einen Fluidisierungsrost vola unteren, der Zufuhr des Arbeitsmediums dienenden und ggfs mit Kammern zur Zufuhr von Arbeitsmedien mit gleichen oder unterschiedlichen Eigenschaften ausgerüsteten Teil getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß - der Fluidisierungsrost (2) gekrümmt und ganz oder teilweise perforiert ist, - über dem Fluidisierungarost (2) ein regelbares Ruhrsystem (3, 4) mit 1 bis 5 waagrecht oder schräg angeordneten, mit Schaufeln (4) versehenen Wellen (3) vorgesehen ist.
    und - die Stutzen (14) zur Abfuhr des bzw der Arbeitsmedien und/oder die Stutzen (5, 10) zur Zufhhr der zu verarbeitenden Stoffe im oberen Teil des oberen Arbeitsraums (1) vorgesehen sind.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stutzen (14) zur Abfuhr des bzw der Arbeitsmedien und/oder die Stutzen (5, 10) zur Zufuhr der zu verarbeitenden Stoffe an den Seitenwänden des oberen Arbeitsraums (1) vorgesehen sind.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stutzen (5, 10) zur Zufuhr der zu bearbeitenden Stoffe in der Deckfläche des oberen Arbeitsraums (1) vorgesehen sind.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidisierungsrost (2) ein gelochter Scheider ist.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidisierungsrost (2) die Form eines waagrecht oder schräg angeordneten Zylindermantelsegments aufweist, dessen konkave Seite zum Rührsystem (3, 4) hin liegt.
  11. 11. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10 zur Durchführung von Wirbelschichtreaktionen.
  12. 12. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10 bei der Herstellung von Düngemitteln, Zement, Pharmaka und Kunststoffen.
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