CH619867A5

CH619867A5 -

Info

Publication number: CH619867A5
Application number: CH1104376A
Authority: CH
Inventors: Wolfgang Krambrock; Hansjoerg Dr Schwedes; Wolfgang Richter; Klaus Dr Elgeti
Original assignee: Waeschle Maschf Gmbh
Priority date: 1975-09-02
Filing date: 1976-08-31
Publication date: 1980-10-31
Also published as: DE2539042B2; JPS604358B2; FR2322649B1; JPS5234535A; BE845750A; JPS5245583A; ZA765244B; GB1544945A; NL7609716A; US4096640A; DE2539042A1; FR2322649A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Temperaturbehandlung von oder zum Stoffaustausch bei Schüttgut, wobei das Schüttgut in einen Behälter eingebracht und mit Luft, deren physikalische Eigenschaften der vorzunehmenden Behandlung entsprechen, von unten nach oben durchströmt wird.

Die einfachste Möglichkeit zum Wärme- oder Stoffaustausch bei Schüttgütern bietet das Fliessbett- oder Wirbelschichtverfahren, bei dem über einen porösen Boden eine Gasströmung durch die Schüttung hindurchgeleitet und die Durchströmungsgeschwindigkeit so hoch gewählt wird, dass die zwischen den einzelnen Partikeln herrschenden Kontaktkräfte durch die Strömungskräfte aufgehoben werden. Das Schüttgut verhält sich dann bekanntlich ähnlich wie eine Flüssigkeit. Durch bereichsweise erhöhte Strömungsgeschwindigkeiten Iässt sich bei diesem Verfahren gleichzeitig eine Umwälzung des Schüttgutes erreichen, wodurch Wärme- und Stoffaustausch bekanntlich intensiviert werden.

Während man bei pulverförmigen Gütern mit Durchströmungsgeschwindigkeiten um 0,1 m/s auskommt, um den Fliessbettzustand zu erreichen, wird bei grobkörnigen Partikeln, z. B. Kunststoffgranulat, etwa die lOfache Luftgeschwindigkeit benötigt, um die Schüttung in diesen Zustand zu bringen. Dadurch wird dieses Verfahren bei groben Partikeln unwirtschaftlich und man begnügt sich daher mit der Durchströmung des ruhenden Schüttgutes bei kleinen Durchströmungsgeschwindigkeiten.

Nachteilig sind hierbei die durch Wärme- und Stoffübergangsparameter bestimmte grosse Verweilzeiten, nicht durchströmte «tote Zonen», in denen kein Wärme- und Stoffaustausch bewirkt wird und ein vielfach auftretendes Verklumpen und Verkleben der Schüttgutpartikel während eines Heiz-, Kühl-, Befeuchtungs- oder Trocknungsprozesses.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der einleitend angegebenen Gattung sowie eine Vorrichtung zu seiner Durchführung zu schaffen, die es ermöglichen, das Schüttgut vollständig, schonend, energiesparend und mit kurzer Verweilzeit zu behandeln.

Diese Aufgabe ist durch die in den Patentansprüchen angegebene Erfindung gelöst.

Es hat sich gezeigt, dass der Grundgedanke der Erfindung, nämlich die Aufteilung des zugeführten Luftstromes in einen die eigentliche Behandlung vornehmenden Luftstrom und in einen eine systematische Umwälzung des Schüttgutes vornehmenden Luftstrom, die Vorteile des Fliessbett-Behandlungsverfahrens und die Vorteile des mit ruhendem Schüttgut arbeitenden Behandlungsverfahrens in sich vereinigt, hingegen die den beiden bekannten Verfahren anhaftenden, spezifischen Nachteile, also im ersten Fall hoher Energieaufwand und Gefahr der Entmischung bei Behandlung von Schüttgutgemischen, im letzteren Fall unvollständige Behandlung und Gefahr der Klumpenbildung, vermieden werden. Als besonders überlegen hat sich das Verfahren nach der Erfindung bei der Behandlung, von granülatförmigen Schüttgütern erwiesen.

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung anhand einer beispielsweise gewählten Ausführungsform schematisch vereinfacht dargestellt.

Das zu erhitzende, zu kühlende, zu trocknende oder zu entgasende Schüttgut wird in einen Behälter 1 mit konischem Boden 2 und zentralem Mittelrohr 3 gefüllt. Der untere Abschnitt 9 des Mittelrohres besteht aus porösem Material, z. B. Siebgewebe, das zwar die Durchströmung von Gas ermöglicht, aber einen Durchtritt von Schüttgutpartikeln verhindert.

Mit Hilfe eines Gasverdichters 4 wird Gas durch die Öffnung 5 in die Schüttung geleitet. Infolge des kleineren Strömungswiderstandes strömt dabei das Gas zum überwiegenden Teil durch das zentrale Mittelrohr, wobei es durch den Spalt 6 zwischen Mittelrohr und Behälterwand nachrutschendes Schüttgut mitreisst und pneumatisch zum oberen Ende des Mittelrohrs 3 fördert, wo es mit Hilfe eines Abschirmkegels 7 umgelenkt und wieder auf die Oberfläche der Schüttung abgeschieden wird.

Die zwischen dem unteren Ende und dem oberen Ende des zentralen Steigrohres herrschende Druckdifferenz A p bewirkt, dass auch ein Teil des Gasstromes sich entsprechend den Pfeilen 8 als Sickerströmung durch die Poren des praktisch ruhenden Schüttgutes bewegt. Diese Sickerströmung bewirkt im wesentlichen den gewünschten Wärme- und Stoffaustausch. Die Strömung im zentralen Steigrohr hingegen ist wegen der sehr kurzen Verweilzeit der Partikel für den Wärme- und Stoffaustausch nahezu bedeutungslos. Sie bewirkt lediglich eine ' Umwälzung und Bewegung der Schüttung. Dagegen lässt sich über die Grösse der Fläche des porösen Abschnitts 9 des Mittelrohres nun die Gasmenge bestimmen, die infolge des gegenüber dem Druck in der Schüttung höheren Druckes im Mittel5

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rohr aus diesem in die Schüttung und als Sickerströmung durch diese hindurchströmt. Hiermit ist eine Durchströmung der Schüttung bei gleichzeitiger Umwälzung und gegebenenfalls Durchmischung des zu behandelnden Gutes gewährleistet.

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Eine weitere Möglichkeit, die aus dem porösen Abschnitt 9 austretende Gasmenge zu erhöhen, besteht darin, den Abstand 10 zwischen Oberkante Steigrohr und Abschirmkegel 7 zur Erhöhung der Druckdifferenz A p zu verkleinern.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zur Temperaturbehandlung von oder zum Stoffaustausch bei Schüttgütern, wobei das Schüttgut in einen Behälter eingebracht und mit Luft, deren physikalische Eigenschaften der vorzunehmenden Behandlung entsprechen, von unten nach oben durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zugeführte Luftströmung in eine jeweils einen Teil des Schüttgutes umwälzende Luftströmung hoher Geschwindigkeit und in eine das übrige Schüttgut behandelnde, es als Sickerströmung durchsetzende Strömung aufgeteilt wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufteilung der Luftströme im Bereich ihres Eintritts in den Behälter vorgenommen wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mengenmässige Aufteilung der Luftströmung schüttgutabhängig vorgenommen wird.

4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils der zuunterst im Behälter befindliche Schüttgutteil nach oben umgewälzt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch einen stehend angeordneten Behälter ( 1 ) zur Aufnahme des Schüttgutes und mit trichterförmigen, in der Mitte eine Öffnung (5) für die Zufuhr der behandelnden Durchluft aufweisenden Boden (2) und einer Befüll- und Abluftöffnung im Behälterdeckel, sowie mit einem zentralen Mittelrohr (3), dessen unteres Ende zusammen mit dem trichterförmigen Boden (2) einen Spalt (6) begrenzt und dessen unterer Abschnitt (9) aus einem einen Luftaustritt zulassenden, einen Schüttguteintritt verhindernden Material besteht und dessen oberes Ende sich über der normalen Schüttgut-Füllstandshöhe befindet und unter Freilassung eines Austrittsspaltes durch einen Abschirmkegel (7) abgedeckt ist.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des unteren, gasdurchlässigen Abschnittes (9) des Mittelrohres (3) einstellbar ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Patentanspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Weite des zwischen dem trichterförmigen Boden (2) des Behälters (1) und dem unteren Ende des Mittelrohres (3) gebildeten Spaltes (6) einstellbar ausgebildet ist.