Verfahren zur Dispergierung, Zerkleinerung bzw. Desagglomeration und Sichtung von Feststoffen

Abstract

 Verfahren zur Dispergierung, Zerkleinerung bzw. Desagglomeration und Sichtung von Feststoffen, wobei zur Durchführung der Verfahrensmaßnahmen eine Apparateeinheit (Sichterstrahlmühle) verwendet wird, bei der eine Strahlmühle und ein Spiralstromsichter kombiniert werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dispergierung, Zerkleinerung bzw. Desagglomeration und Sichtung von Feststoffen und eine Sichterstrahlmühle zur Durchführung obiger Verfahrensmaßnahmen.

[0002] Für obige Verfahrensmaßnahmen werden in der Verfahrenstechnik zahlreiche bekannte Verfahren bzw. apparative/maschinelle Einrichtungen eingesetzt.

[0003] Die Auswahl der anzuwendenden Verfahren bzw. Einrichtungen richtet sich nach verschiedenen Kriterien, beispielsweise der Partikelgröße und Beschaffenheit der Feststoffe.

[0004] Die bekannten Verfahren bzw. Einrichtungen sind in der Fachliteratur oder in Firmenunterlagen detailliert beschrieben.

[0005] So wird im Lehrbuch Vauck/Müller, "Grundoperationen chemischer Verfahrenstechnik", 6. Auflage, im Kapitel "Zerkleinern" dargelegt:

a) Zerkleinerung von Feststoffen mittels eines geschlossenen Kreislaufs (Seite 228), und

b) Zerkleinerung von Feststoffen mittes Kugelmühlen, Schlag- und Schleudermühlen und Strahlmühlen (Seite 247 ff).

[0006] In demselben Lehrbuch werden im Kapitel "Klassieren" verschiedene Spiralstromsichter beschrieben (siehe Seite 297 ff).

[0007] In dem Prospekt 23/1d der Firma Alpine AG, Augsburg, wird eine Sichter­mühle beschrieben, bei der die kombinierte Mahlung und Sichtung der Rohprodukte bzw. Endprodukte mittels einer Maschineneinheit erreicht wird.

[0008] Die bisher beschriebenen und praktizierten Verfahren bzw. Einrichtungen haben jedoch verschiedene Nachteile, so beispielsweise, daß entweder zuviel Grobanteil und damit Materialverlust entsteht, oder daß durch die erforderliche hohe Energiezufuhr bei der Zerkleinerung die gut disper­gierbaren Produktanteile geschädigt werden, oder daß aufgrund von explosionsfähigen Produkten die teure Inertgasfahrweise oder ebenfalls teure druckstoßfeste Anlagen erforderlich sind.

[0009] Es stellte sich daher die Aufgabe, folgende technische und wirtschaftliche Anforderungen bei der Dispergierung, Zerkleinerung bzw. Desagglomeration und Sichtung von Feststoffen zu erfüllen:

1. selektive Zerkleinerung der leicht dispergierbaren Anteile ohne Produktschädigung

2. gezielte Beeinflussung der Feststoff-Verweilzeit und -Beanspruchung im Dispergierraum, d.h. kontinuierliche und einstellbare Ausschleusung der schwer dispergierbaren Bestandteile bzw. Fremdstoffe aus dem Dispergierraum

3. keine drehenden Teile zur Vermeidung von Explosionsgefahren.

[0010] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Durchführung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Verfahrensmaßnahmen eine Apparateeinheit (Sichterstrahlmühle) verwendet wird, bei der eine Strahlmühle und ein Spiralstromsichter kombiniert werden.

[0011] Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Sichterstrahl­mühle zur Durchführung des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0012] Die erfindungsgemäße Sichterstrahlmühle ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend bzgl. Wirkungsweise und Aufbau beschrieben:

[0013] Die Produktzufuhr 1 erfolgt über die Produktaufgabe 2 via Injektorgas 3 in den Dispergierraum 4, der durch Deckel 5, Mahlring 6 und Bodenplatte 7 be­grenzt wird. Das Mahlgas 8, gleichzeitig auch Sichtgas, wird über einen Verteilerraum 9 und im Mahlring angeordnete Düsen 10 in den Dispergierraum geleitet, und sorgt dort - je nach Vordruck, Gasmenge und Düsengeometrie - für die geziele Feststoffbeanspruchung, Verweilzeit und Trenngrenze. Ver­weilzeit und Trenngrenze können weiterhin durch Zufuhr von Sekundär­gas 11 - das durch den Kegel 12 aufgeteilt wird und durch den konzen­trischen Spalt 13 strömt - in weiten Grenzen variiert werden. Grobgut bzw. schwer dispergierbarer Feststoff 14, verläßt den Dispergierraum durch den Spalt und wird im Auffangbehälter 15 abgeschieden. Das Feingut bzw. der leicht dispergierbare Feststoff 16 verläßt den Dispergierraum zusammen mit dem Abluftstrom über den Feingut-Abluftaustritt 18. Feingut und Abluft werden in nachgeschalteten bekannten Abscheideranlagen getrennt.

[0014] Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist unter Verwendung der erfin­dungsgemäßen Sichterstrahlmühle eine gezielte Beeinflussung der Feststoff­verweilzeit und -beanspruchung durch Zufuhr eines einstellbaren Sekundär­ gasstromes über den Spalt möglich. Der Sekundärgasstrom verändert die Durchtrittswahrscheinlichkeit in den Auffangbehälter und verschiebt die Trenngrenze innerhalb des Dispergierraumes zu gröberen Werten. Des weite­ren ist ein kontinuierlicher Abzug der groben bzw. schwer dispergierbaren Anteile durch den konzentrischen Spalt variabler Breite in den Auffang­behälter möglich. Für den kontinuierlichen Betrieb kann dieser Auffang­behälter durch einen Konus mit einem geeigneten Austragsorgan, beispiels­weise einer Zellenradschleuse, ausgetauscht werden. Damit kann sowohl durch Variation des Mahlgasdruckes, des Mahlgasvolumenstromes durch den Mahlring und verschiedene Düsengeometrien, rund bis Spalt, als auch durch die Zufuhr von mehr oder weniger Sekundärgas das Zerkleinerungs- und Trennergebnis in weiten Grenzen beeinflußt werden.

[0015] Es versteht sich von selbst, daß die erfindungsgemäße Sichterstrahlmühle nicht auf vorstehend beschriebene Merkmale und Konstruktion beschränkt ist, sondern im Rahmen verfahrenstechnischer und konstruktiver Details variiert werden kann.

[0016] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Sichter­strahlmühle sind nachstehend aufgeführte Vorteile zu erreichen:
- Selektive Zerkleinerung,
- einstellbare Feststoffverweilzeiten und -beanspruchungen,
- keine Aufkonzentrierung schwer zerkleinerbarer Bestandteile und damit keine instationären Bedingungen, die zur Verschlechterung der Feinheiten führen,
- hohe Durchsatzleistungen bei geringen Energiekosten, da Grobgut, Schmutz, schwer dispergierbare Bestandteile nicht zerkleinert werden müssen, sondern aus dem Prozeß ausgeschleust werden,
- einfache Einstellung der Endproduktqualität durch Veränderung von Gasdruck- und Volumenströmen und Änderungen der Geometrien,
- weder Inertisierung noch druckstoßfeste Ausführung bei explosionsfähigen Aufgabenmaterialien erforderlich, da bewegte bzw. drehende Teile fehlen,
- kompakter Aufbau, der Förderung und Zwischenabscheidung vermeidet, dadurch auch geringe Investitions- und Reinigungskosten,
- einfache Maßnahmen bei Maschinenauskleidungen für kohäsive und schleißende Aufgabematerialien, und
- kostengünstiger Umbau bereits vorhandener Strahlmühlen und Spiralstromsichter.

Ansprüche

1. Verfahren zur Dispergierung, Zerkleinerung bzw. Desagglomeration und Sichtung von Feststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung der Verfahrensmaßnahmen eine Apparateeinheit (Sichterstrahlmühle) verwendet wird, bei der eine Strahlmühle und ein Spiralstromsichter kombiniert werden.

2. Sichterstrahlmühle zur Dispergierung, Zerkleinerung bzw. Desagglo­meration und Sichtung von Feststoffen, bestehend aus der Kombination einer Strahlmühle und eines Spiralstromsichters.

3. Sichterstrahlmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine kontinuierliche und einstellbare Ausschleusung der schwer dispergier­baren Bestandteile bzw. Fremdstoffe erreicht wird.

4. Sichterstrahlmühle nach den Ansprüchen 2 und 3, bestehend aus
- einem Dispergierraum (4), begrenzt durch einen Deckel (5), einen mit Düsen (10) ausgerüsteten Mahlring (6) und einer Bodenplatte (7)
- einem in den Deckel mündenden Injektorrohr (17) für Injektorgas (3) mit dazugehörender Produktaufgabe (2)
- einem zentral in den Deckel mündenden Rohr (18) für Feingut-/Abluftaustritt (16),
- einem um den Dispergierraum angeordneten Verteilerraum (9) für die Verteilung von Mahl- bzw. Sichtgas (8)
- einem in den Verteilerrraum mündenden Rohr (19) für Mahl- bzw. Sichtgas
- einem im Boden befindlichen konzentrischen Spalt (13) für Grobgutaustritt und Sekundärgaseintritt
- einem an den Dispergierraum anschließenden Auffangbehälter (15) für Grobgut (14)
- einem unterhalb der Bodenplatte in den Auffangbehälter hineinragenden, an der Bodenplatte angebrachten Kegel (12)
- und einem zentral, unterhalb des Kegels, endenden Rohr (20) für Sekundärgas (11).

Zeichnung