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Vorrichtung zur Behandlung von Stoffen, insbesondere Fest-
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stoffen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Behandlung
von Stoffen, insbesondere Feststoffen, bestehend aus wenigstens einem schwingfähig
gelagerten Behälter mit Schwingantrieb und einer Zuleitung für die zu behandelnden
Stoffe und einer Ableitung für die behandelten Stoffe sowie Zu- und Ableitungen
für gasförmige oder flüssige Behandlungsmedien.
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Bei bekannten Verfahren zur Durchführung von Niedrigtemperatur-Zerkleinerungsprozeßen
ist eine Schwingmühle mit zwei Mahlbehältern vorgesehen, die mit Abstand übereinander
angeordnet sind. Der obere Mahlbehälter ist sowohl im Bereich der Mahlgutaufgabe
als auch im mittleren Bereich mit Düsen versehen, durch die in den Mahlraum oberhalb
der Mahlgutoberfläche Kältemittel in flüssiger Form eingedüst werden. An dem der
Mahigutaufgabeseite gegenüberliegenden Ende ist eine Leitung für
den
Absaug der gasförmigen Kältemittel angeordnet. Gemäß diesem bekannten Verfahren
wird das Kältemittel auf die Mahlgutoberfläche aufgesprüht, wobei durch die schraubenförmige
Gutbewegung eine Kälteübertragung auf die Gutteilchen erfolgt.
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Ä:hnlich verhält es sich auch bei Mahlprozeßen, bei denen als Behandlungsmedien
Luft oder Gase zwecks Trocknung oder Sichtung des Mahlgutes im Gleich- oder Gegenstrom
zum Mahlgut durch den Mahlbehälter hindurchgeleitet werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs genannte Vorrichtung zu
verbessern, und zwar durch geeignete Anordnung der Zuleitungen für die Behandlungsmedien
ein Durchdringen und inniges Vermischen der Behandlungsmedien mit den im Behälter
befindlichen Stoffen sowie eine Bluidisierung der Stoffe zu ermöglichen. Diese Aufgabe
wird dadurch gelöst, daß im unteren Bereich des Behälters Öffnungen, insbesondere
Düsen, angeordnet sind, an die die Zuleitungen für die Zufuhr der gasförmigen oder
flüssigen Behandlungsmedien in den Behälter angeschlossen sind. Dadurch, daß gemäß
der Erfindung die Zufuhr der Behandlungsmedien
durch Öffnungen,
insbesondere Düsen, im unteren Bereich des Behälters erfolgt , wird im Behälter
sehr vorteilhaft eine im wesentlichen von unten nach oben, quer zu der Bewegungsrichtung
der Stoffe gerichtete Strömung der Behandlungsmedien erreicht. Auf diese Weise werden
alle im Behälter befindlichen Stoffteilchen von den Behandlungsmedien erreicht und
dadurch die jeweils gewünschte Kälte- oder Wärme-Übertragung und/oder der Sichteffekt
begünstigt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind
die Öffnungen, insbesondere Düsen, über die Länge des Behälters verteilt, in Reihe
oder versetzt angeordnet. Auf diese Weise können sehr vorteilhaft über die gesamte
Länge des Behälters gleich günstige Behandlungs-oder Reaktionsverhältnisse geschaffen
werden.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Erläuterung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsbeispieles. Es zeigen: Fig. 1 eine Schwingmühle mit Zyklonabscheider
und Expansionsbehälter,
Fig. 2 einen Querschnittnach der Linie II
- II in Fig. 1 mit in der Mahlbehälterwandung seitlich versetzt angeordneten Düsen.
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Bei der in der Zeichnung schematisch dargestellten Schwingmühle ist
der Mahlbehälter 1 auf Gummifedern 2 und 3 schwingfähig gelagert und mit einem in
der Zeichnung nicht näher dargestellten Schwingantrieb verbunden. Die zu zerkleinernden
Stoffe werden in Pfeilrichtung 4 dem mit Mahlkörpern versehenen Behälter 1 zugeführt
und darin einer Zerkleinerung unterworfen. Unter Einfluß der Schwingbewegung des
Mahlbehälters gelangt das zerkleinerte Gut zum Austrag, von wo es in Pfeilrichtung
5 aus dem Mahlbehälter abgeführt wird.
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Im unteren Bereich des Behälters 1 sind in der Wandung Offnungen oder
Düsen 6 angeordnet, an die Leitungen 7 angeschlossen sind, die ihrerseits mit einer
Zuleitung 8 in Verbindung stehen. Die in der Wandung des Mahlbehälters 6 vorgesehenen
Öffnungen bzw. Düsen sind hierbei über die Länge des Behälters verteilt, in Reihe
angeordnet. Die Öffnungen bzw.
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Düsen 6 in der Wandung des Mahlbehälters können, wie Fig. 2 zeigt,
Jedoch auch sehr vorteilhaft außer-mittig gegeneinander versetzt angeordnet sein.
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Im Betrieb der in der Zeichnung dargestellten Schwingmühle wird durch
die Öffnungen bzw. Düsen 6 in der Mahlbehälterwandung
Luft oder
Gas von außen über die Leitungen 8 und 7 unter Druck eingeführt. Die durch die Öffnungen
bzw. Düsen 6 in das Innere des Mahlbehälters austretenden Luft- bzw. Gasströme durchdringen
den durch die Schwingbewegung des Mahlbehälters bereits aufgelockerten Mahlgutstrom
von unten nach oben und nehmen dabei die feinzerkleinerten Feststoff-Anteile aus
dem Mahlgut mit. Durch das Eindüsen von Luft bzw. Gas gemäß der Erfindung wird sehr
vorteilhaft das Mahlgut fluidisiert, d.h. bereits feingemahlenes Gut zumindest zeitweise
aus dem Mahlgut entfernt und somit einem unnötigen Mahlprozeß entzogen. Die mit
dem Feingut beladenen Gasströme werden aus dem Mahlbehälter über eine Leitung 9
nach außen abgezogen und bevor sie ins Freie abgelassen werden in einem Zyklon 10
von den Feststoffanteilen getrennt. Die von den Feststoffanteilen im Zyklonabscheider
10 befreiten Gase werden mit Hilfe eines in der nach oben führenden Gasabzugsleitung
11 angeordneten Gebläse 12 nach außen abgeführt, während die von den Gasen getrennten
Feststoffe aus dem Zyklonabscheider 10 nach unten ausgetragen werden. Die aus dem
Zyklonabscheider 10 ausgetragenen Feststoffe können entweder nach außen abgeführt
oder über die in der Zeichnung gestrichelt dargestellte Leitung 10' dem gemahlenen
Gut zugemischt werden. Auch kann es gegebenenfalls zweckmäßig sein, das gemahlene
Gut und das vom Gasstrom mitgeführte Feingut über die in der Zeichnung gestrichelt
dargestellten Leitungen 5' und 9' direkt zusammen
in einen Expansionsbehälter
A zu leiten, aus dem die Gase nach oben und das Mischgut nach unten abgeführt werden.
In diesem Falle wird kein Zyklonabscheider benötigt.
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können Die von den Feststoffanteilen befreiten GaseYgegebenenfalls
auch sehr vorteilhaft im Kreislauf über die in der Zeichnung gestrichelt dargestellte
Leitung 13in die Zuleitung 8 und von dort über die Leitungen 7 und Öffnungen 6 in
den Mahlbehälter zurückgeführt werden. Dadurch, daß gemäß der Erfindung die Gase
durch die in der Mahlbehälterwandung angeordneten Öffnungen von unten zugeführt
werden, wird eine im Mahlbehält er etwa quer zum Mahlgutstrom gerichtete Gasströmung
erzielt, die den gesamten Mahlgutstrom durchdringt und dabei alle darin befindlichen
Feinkornanteile mit sich nimmt, und zwar ohne daß diese nochmals mit den Mahlkörpern
in Berührung kommen.
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Auf diese Weise kann sehr vorteilhaft ein von Feinkorn- bzw.
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Staubanteilen nahezu vollständig befreites Mahlgut gewonnen werden.
Um zu gewährleisten, daß der Luft- oder Gasstrom auch die Jeweils im Mahlbehälter
durch Anböschen der Mahlkörper oder dergleichen auftretende stärkste Mahlgutschicht
durchdringt, ist es, wie Fig. 2 zeigt, zweckmäßig, die Öffnungen oder die DUsen
6 in der Mahlbehälterwandung entsprechend versetzt bzw. dort im unteren Bereich
der Mahlbehälterwandung anzuordnen, wo derartige Mahlgutanhäufungen auftreten. Dies
kann Jedoch von Fall zu Fall sehr leicht
ermittelt und bewerkstelligt
werden. Um zu vermeiden, daß Luft oder Gase durch den Mahlgutzulauf 4 nach außen
gelangen, ist es zweckmäßig, den Mahlguteintrag durch eine gasdichte Zellenradschleuse
nach außen hin abzusperren. Auch am Austrag der zerkleinerten Materialien kann eine
entsprechende Vorkehrung getroffen werden, um ein Austreten von Luft oder Gasen
aus dem Mahlbehälter an dieser Stelle zu vermeiden.
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Bei der Anordnung von Düsen im unteren Bereich der Wandung des Mahlbehälters
ist darauf zu achten, daß diese nicht über die innere Wandung des Mahlbehälters
hinausragen, so daß sie vor Verschleiß bewahrt werden. Dies ist besonders wichtig
bei der Verwendung von Stäben als Mahlkörper. Bei der Verwendung von zylindrischen
oder kugelförmigen Mahikörpern empfiehlt es sich, einen Schutzrost mit kreisförmigen
oder quadratischen Öffnungen über die Öffnungen der DUsen im Schleißblech anzuordnen.
Im übrigen ist es zweckmäßig, die Öffnungen in der Mahlbehälterwandung oder die
Düsen so auszubilden, daß das fluidisierende Medium fächer- bzw. kegelförmig aus
diesen Öffnungen austritt, damit möglichst der gesamte Mahlraum erfaßt wird. Durch
diese Anordnung und Ausbildung der Öffnungen bzw. der Düsen werden diese sehr vorteilhaft
vor Beschädigungen oder Verstopfungen bewahrt.
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Gemäß der Erfindung können in den Mahlbehälter auch oxidationshemmende
Gase, d. h. inerte Gase eingeführt werden.
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Falls beim Zerkleinern von Materialien in der Schwingmühle gemäß der
Erfindung neben der Sichtung auch eine Trocknung vorgenommen werden soll, kann der
Mahlbehälter auch sehr vorteilhaft mit Heißgasen beschickt werden. Durch die erfindungsgemäße
Zuführung der Heißgase im unteren Bereich des Behälters wird sehr vorteilhaft eine
auf alle Gutteilchen gleichmäßige Wärmeübertragung von den Gasen auf das Mahlgut
bewirkt. Auch können dem Mahlbehälter gemäß der Erfindung durch die im unteren Bereich
der Behälterwandung angeordneten Öffnungen Kältemittel zur Durchführung von Niedrigtemperatur-Zerkleinerungsprozessen
zugeführt werden, die aufgrund der gleichmäßigen Kälteübertragung auf alle Gutteile
den Mahlprozeß begünstigen und entstehende Mahlwärme abführen.
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Darüberhinaus kann der in der Zeichnung dargestellte Behälter gleichzeitig
als Mahlbehälter und Reaktionsbehälter benutzt werden. Hierbei werden durch Einleiten
von Reaktionsgasen (bei der Trocken- oder Naßmahlung) oder flüssigen Reagenzien
(bei der Naßmahlung) über die gesamte Länge des Mahlbehälters gleich günstige Reaktionsverhältnisse
geschaffen. Durch die Mahlung werden sehr vorteilhaft ständig neue reaktionsaktive
Oberflächen am Mahlgut erzeugt und dadurch der Reaktionsprozeß
intensiviert.
Im übrigen tritt dadurch, daß die gasförmigen oder flüssigen Reaktionsmedien gemäß
der Erfindungüber die gesamte Länge des Mahirohres verteilt von unten eingeleitet
werden - im Vergleich zu den bisher bekannten Reaktionsprozessen - keine Verminderung
der Reaktionsfähigkeit der Reagenzien ein. Dies wirkt sich nicht nur sehr günstig
auf den Reaktionsprozeß aus sondern führt auch zu vergleichsweise erhöhter Durchsatzleistung.
Der Abzug der gasförmigen Reaktionsmedien, die keinerlei Feststoffpartikel mitführen,
erfolgt über die in der Zeichnung gestrichelt dargestellte Leitung 14, während der
Abzug der flüssigen Reagenzien an der Stirnwandung des Mahlbehälters 1 über die
in der Zeichnung gestrichelt dargestellte Leitung 15 vorgenommen wird. Ferner kann
der in der Zeichnung dargestellte Mahlbehälter gegebenenfalls auch als Reaktionsbehälter
benutzt werden, so zum Beispiel zum Ausfällen von Zementkupfer aus einer Kupferlösung.
Auch kann gemäß der Erfindung eine Schwingmühle mit mehreren Mahlbehältern mit Vorteil
eingesetzt werden.
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