DE3716968A1 - Vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung von granulat - Google Patents

Description

Viele Stoffe werden nach der Feinstmahlung wieder in Granulat­ form überführt. Die Gründe dafür liegen zum einen in der Hand­ habung, zum anderen in notwendigen anwendungsspezifischen Eigenschaften (erwünschte Eigenschaften sind häufig Staub­ freiheit, höheres Schüttgewicht oder Rieselfähigkeit). Die Feinstmahlung vor allem keramischer Rohstoffe auf mittlere Korndurchmesser von d ₅₀ = 2 µm und kleiner wird heute nahezu ausschließlich in Rührwerkskugelmühlen durch Naßmahlung erzielt. Da also die Mahlung - in vielen Fällen (vor allem bei chemischen, agrochemischen und pharmazeutischen Produkten) auch die Synthese - in der nassen Phase erfolgt, liegt es nahe, die Trocknung und Granulation in einem Verfahrensschritt durchzuführen.

Hierzu dienen heute Fließbett-Sprüh-Granulatoren, die ein aufrechtstehendes zylindrisches Gehäuse mit einer Düse zum Zerstäuben der Suspension bzw. Lösung am unteren kegel­ förmig zulaufenden Gehäuseende, einer dosierten Keimzugabe am oberen Ende und einer kontinuierlichen Fließbettproduk­ tion wiederum am unteren Gehäuseende aufweisen. ("Die che­ mische Produktion", Januar/Februar 1987, Seite 24). Im Be­ reich der Auslaßöffnung der Zerstäubungsdüse wird in die zerstäubte Suspension - bzw. Lösung - ein Warmluftstrom ein­ geblasen, wobei die Einbringung des Warmluftstromes durch einen Anströmboden erfolgt, um eine gute, gleichmäßige Ver­ teilung des Warmluftstromes zum Durchmischen mit der Suspen­ sion bzw. Lösung gewährleisten zu können. In dem Gehäuse bildet sich eine Produktströmung aus, die wie ein Spring­ brunnen vom Düsenauslaß aus nach oben steigt und dabei kas­ kadenförmig auf den kegelförmigen Gehäuseboden zurückfällt, wo nach dem Zufallsprinzip ein Teil des sich auf dem Weg vom Düsenauslaß zur Produktentnahme gebildeten Granula­ tes in das Austragsrohr gelangt, während der Rest der Strömung wieder zugemischt wird. An das Austragsrohr schließt sich eine Klassierungsvorrichtung zur Trennung des Granulates in verschiedene Korngrößen an. Austrags­ gut unterhalb einer vorbestimmten Korngröße wird über die Keimzugabe am oberen Ende des Gehäuses erneut in den Gra­ nulatbildungsprozeß eingegeben, wirkt als zusätzliches, die Granulatbildung begünstigendes Keimmaterial.

Auf diese Weise kann ein kugelförmiges, staubfreies Quali­ tätsgranulat erzeugt und eine unregelmäßige Kornform ver­ hindert werden.

Wird eine bekannte Vorrichtung der vorbeschriebenen Art dahingehend verändert, daß die Produkteinbringung in das Gehäuse, d.h. die Einbringung des in einem Fluid gelösten bzw. suspendierten gemahlenen Feststoffes, statt durch eine einzige zentrale Sprühdüse im kegelförmig auslaufenden Boden des zylindrischen Gehäuses, durch mehrere Sprühdüsen erfolgt, die so geneigt im Boden des Gehäuses angeordnet sind, daß sich ihre Längsachsen bzw. Mittellinien der Sprühkegel in der Symmetrieachse des Gehäuses schneiden, so kann erwartet werden, daß sich in dem im Gehäuse aufsteigenden Produkt­ strom eine unbefriedigende Feststoffverteilung zumindest im Bereich der Vermischung der Produktteilströme und in einem nicht unerheblichen daran anschließenden Bereich er­ gibt, die der Bildung einer zufriedenstellenden Granulatbil­ dung entgegenwirkt.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer derart ausgestalteten Vorrichtung die Feststoffverteilung im Bereich der Zusammen­ führung der Teilströme der Produkteinbringung in das Gehäuse durch besonders zweckmäßige Maßnahmen zu verbessern.

Demzufolge betrifft die Erfindung eine Vorrichtung gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 und die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Ausbildung einer solchen gat­ tungsgemäßen Vorrichtung gemäß dem Kennzeichnungsteil dieses Patentanspruches 1. Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.

Der erfindungsgemäß ausgestaltete Fließbett-Sprüh-Granula­ tor ist insoweit in an sich bekannter Weise aufgebaut, als ein aufrechtstehendes im wesentlichen zylindrisches Außen­ gehäuse 1 vorgesehen ist, dessen zylindrischer Mittelteil 1 a an beiden Enden in nach außen sich kegelförmig verjüngen­ den Endstücken 1 b und 1 c ausläuft. Das untere kegelförmig zu­ laufende Endstück 1 b ist im unteren Teil ein Anströmboden 2 vorgegebener Durchlässigkeit und im oberen Teil ein Stütz­ boden 2 a für das Fließbett. Konzentrisch zur Längsachse des kegelförmigen Endstückes ist an dessen unterem Ende ein Ein­ laßrohr 4 eingesetzt. Durch eine Armatur 3 wird hinter dem Anströmboden 2 Heizluft in das Gehäuse 1 eingeführt, die mit einem Gebläse 5 gefördert und in einer Heizung 6 auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt wird. Der Anström­ boden 2 bewirkt eine gute Einbringung der Heizluft in gleich­ mäßiger Verteilung. Die Abluft wird über ein Rohr 7, das konzentrisch in das obere kegelförmige Gehäuseendstück 1 c eingesetzt ist, abgeführt. Um die Bildung des Granulates zu fördern, werden Granulatkeime mittels eines Zuführungsrohres 8 in das Gehäuse nahe dem oberen Ende des zylindrischen Gehäu­ seteiles 1 a in das Gehäuse 1 eingeführt. Am äußeren Ende weist das Rohr 8 einen Aufgabetrichter 9 auf, der die Menge der mittels einer Zellenschleuse 10 in einer vorgegebenen Zeiteinheit in das Gehäuse 1 gelangenden Keime bestimmt. Die Produktentnahme ist ein seitlich in den unteren Ge­ häuseteil 1 b eingesetztes, mit einer weiteren Zellen­ schleuse versehenes und dem Stützboden 2 a zugeordnetes, schräg liegendes Rohr 12, dessen äußeres Ende in eine Klassiereinrichtung 13 mündet.

Radial gegenüber dem Einlaßrohr 4 nach außen versetzt, sind mindestens zwei Sprühdüsen 14 angeordnet. Die Sprühdüsen 14 sind gleichmäßig auf den Umfang des Anströmbodens 2 verteilt und mit ihren Längsachsen derart geneigt, daß sich diese Längsachsen in der Längsachse des Einlaßrohres 4 bzw. des kegelförmigen Endstückes 1 b schneiden. Durch die Öffnungen der Sprühdüsen 14 wird die Suspension oder Lösung aus einer Flüssigkeit und feinstgemahlenem Gut in das Gehäuse 1 eingesprüht.

Durch das Einsprühen der Suspension bzw. der Lösung durch die Sprühdüsen 14 bewegt sich das Granulat in dem Gehäuse schlau­ fenartig bzw. in der Form der in einem Springbrunnen erzeug­ ten Kaskade, nach oben wobei die Ausbildung eines solchen Strömungsbildes durch die zuströmende Trocknungsluft begün­ stigt wird. Im Aufsteigen werden die einzelnen Granulatparti­ kel getrocknet, um dann auf den Stützboden 2 a und den An­ strömboden 2 zurückzufallen. Während des Betriebes bildet sich auf dem Stützboden 2 a sowie dem Anströmboden 2 das Fließbett. Ein Teil des Granulates des Fließbettes gelangt kontinuierlich in die Produktströmung zurück, um dort zunächst nochmals von dem Feuchtigkeitsüberschuß der über die Düsen 14 eingesprühten Lösung bzw. Suspension befeuchtet und im weiteren Aufsteigen getrocknet zu werden. Auf diese Wei­ se erhalten die Partikel einen schalenförmigen Aufbau und bilden Vollkörper. Nach dem Prinzip des Zufalles wird ein Teil des Granulates über die Austragsvorrichtung 12 aus dem Fließbett entnommen und in der Klassiereinrichtung 13 nach unterschiedlichen Korngrößen klassiert. Die gewoll­ te Fraktion wird zur Weiterverarbeitung aus der Klassier­ einrichtung abgeführt (Auslaß 15). Insoweit liegt bis auf die Entnahme des Gutes ein geschlossener innerer Kreis­ lauf vor.

Diesem inneren Kreislauf, dem ständig eine Teilmenge des Granulates unabhängig von der Korngröße entnommen wird und dem andererseits ständig Keime über den Einlaß 8 zugeführt werden, wird nun ein äußerer Kreislauf überlagert, indem das in der Klassiereinrichtung als unterkörnig festgestellte Granulat über das Einlaßrohr 4 erneut in den inneren Kreis­ lauf eingespeist wird.

Bei der Guteinbringung über die Sprühdüsen 14 bildet sich nun im Bereich der Zusammenführung der von den Sprühdüsen 14 ausgehenden Produktteilströme eine Feststoffverteilung im Strömungsbild aus, die im wesentlichen dadurch gekenn­ zeichnet ist, daß im Randbereich der Strömung eine relative Feststoffpartikelhäufung, im Kernbereich der Strömung eine relative Feststoffpartikelverdünnung festzustellen ist, wo­ bei als eine der Grundlagen der Erfindung die Überlegung dient, daß die Feststoffpartikelanhäufung keineswegs so intensiv ist, daß dadurch der Granulatbildungsprozeß beeinträchtigt würde, was konsequenterweise zu der Überle­ gung führt, daß die relative Feststoffpartikelverdünnung im Kernbereich zu keiner Begünstigung der Granulatbildung beiträgt, die dort gegebene Möglichkeit der Granulatbildung vielmehr nicht ausgenützt wird, dort also in viel größerer Menge einwandfreies Granulat gebildet werden könnte. Diese Überlegung wird ergänzt durch die weiterer Überlegung, daß durchaus Betriebsverhältnisse denkbar sind, bei denen eine Verringerung der Einbringung frischer Zündkeime im Bereich des Trichters 9 wegen der rückgeführten Zündkeime des äußeren Kreislaufes nicht sinnvoll ist. Die Einbringung der Zündkeime des inneren Kreislaufes über das Einlaßrohr 4 in den Kernbereich der Strömung kompensiert nun dort gleichsam die relative Feststoffpartikelverdünnung und es kann der Granulatbildungsprozeß nicht unwesentlich be­ schleunigt werden. Einerseits kann also durch die Mehrzahl der Sprühdüsen 14 mehr Gut in die Vorrichtung eingebracht werden, andererseits kann die entsprechend größer werdende Menge der anfallenden Zündkeime im inneren Kreislauf ge­ nützt werden, was ingesamt zu einer deutlichen Beschleu­ nigung und Vergrößerung des Produktdurchsatzes führt. Die­ ser Vorteil wird praktisch ohne jeden baulichen Mehrauf­ wand erzielt, da das Einlaßrohr 4 lediglich die zentrale Sprühdüse konventioneller Anlagen ersetzt und die Rückfüh­ rung des unterkörnigen Gutes durch dieses Rohr statt zusammen mit dem über den Trichter 9 eingespeisten Keimen erfolgt.

Die bei der Erfindung vorausgesetzte Einbringung der Sus­ pension bzw. Lösung über mehrere Sprühdüsen 14 begünstigt die Durchmischung mit der Trockenluft und läßt einen größeren Durchsatz zu, als wenn nur eine Sprühdüse an der Stelle des Einlaßrohres 4 vorhanden wäre.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann dadurch zur Vereinfachung der Vorrichtung genützt werden, daß auf die obere Einbringung frischer Keime verzichtet wird, und die Einbringung frischer Keime zur Begünstigung der Granulatbildung und rückgeführten Gutes durch das Einlaßrohr 4 erfolgt.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Granulat aus einem pulverförmigen Feststoff, der in einem Fluid suspendiert bzw. gelöst ist, wobei das Fluid mit dem Feststoff in ein Gehäuse an dessen unterem Ende eingesprüht wird, um dort in einer aufsteigenden Strömung zur Granulat­ bildung mit einem Trocknungsgas vermischt zu werden, auf einen Stützboden zurückzufallen und dort ein fluidiertes Gutbett zu bilden, dem eine Gutteilmenge entnommen und dem eingesprühten mit Feststoff versetztem Fluid erneut zugemischt wird, während die andere Gutteilmenge in der Klassiereinrichtung in Granulat unterschiedlicher Korn­ größen klassiert wird, während unterkörniges Granulat dem Gutstrom im Gehäuse erneut zugemischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Fluideinbringung in das Gehäuse durch minde­ stens zwei Sprühdüsen (14), deren Längsachsen einen Winkel einschließen, dessen Winkelhalbierende zumindest etwa und im Bereich der Fluideinbringung die Gehäuselängsachse ist, die Rückführung des unterkörnigen Granulates durch eine Einbringvorrichtung (4) am unteren Gehäuseende symmetrisch zu der Winkelhalbierenden der Sprührichtungen für die Fluid­ einbringung und bis in einen Bereich erfolgt, in dem die Fluidteilströme zusammengeführt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über die Einbringvorrichtung (4) zusätzlich frische Keime für die Granulatbildung eingebracht werden.