專利名稱：用于制造和/或預處理粉末狀材料的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于制造和/或預處理粉末狀材料的具有權利要
求1前序部分中所述特征的方法和與其配設的具有在權利要求9中所 述特征的設備。
背景技術：
已知在一流化材料層內制造粉末狀材料，其中輸入一氣流，以保 持流化的材料層。這里已知以下幾種用來運行流化材料層的可借以制 造顆粒狀或粉末狀材料的基本方式。
1. 噴霧干燥器
在一例如由專利資料DD 285724 A5所知的噴霧干燥器中向含有 材料的高溫氣流中噴淋含固體的液體。通過干燥在氣流內形成材料顆 粒，它們具有空心球形狀或其碎塊。形成的材料顆粒具有較大的粒度， 大多具有差的再乳化性能。按現有技術的噴霧干燥器是非常大和因此 昂貴的設備，要求大的改裝空間和大的能量需求。這些噴霧干燥器不 適合于制造非常小的固體顆粒。在噴霧干燥器內不可能對制造的顆粒 進行附加的熱處理。
2. 帶惰性床的流化床設備
例如由專利資料US 6187238所知的帶有惰性床(Inertbetten )的 流化床設備具有 一透氣的流化床底面。通過從下面輸入的氣體經過流 化床底面形成一流化材料層，在它里面還存在相應的惰性體 (Inertkoerper )。然而用它們也不能制造約lOOfim以下的非常細的顆 粒，因為作用在惰性顆粒(Inertpartikel)上的》P中僅僅決定于惰性 顆粒在流化床的生存層內，亦即僅僅在渦流點和輸出點之間的主要垂 直的上、下往復運動，因此不滿足由可蒸發/可霧化的液體制造細的固 體顆粒的要求。除了包含在加入其中的液體內的固體在惰性體表面上的干燥外，在流化床階段不可能進行其他熱處理。
3. 帶流化床的噴霧式洗滌塔
例如由專利資料DD 272576 A3已知一噴霧式洗滌塔，它們在其 下端用一流化床運行。這里流化床可以用或不用惰性體工作。這里可 以有條件地通過從噴霧式洗滌塔下落的顆粒相應的磨耗進行后續熱處 理或機械處理。其缺點是，在后續熱處理時發生不同氣流的混合。在 這種組合時由于上述原因也限制了細顆粒的制造。
4. 噴射層裝置
在惰性床噴射層階段，施加在惰性顆粒上的脈沖顯著大于在帶相 同惰性體的流化床內的，因為在噴射區內顆粒速度顯著大于(例如大 10倍)顆粒的輸出速度，并且由于噴射設備典型的結構盡管如此顆粒 并不被輸出。由專利資料DD 225 630A1、 DD 224 233A1、 DE 103 03
836 B4已知用于制造粉末狀材料的噴射層裝置。其中為了產生一垂直 旋轉的噴射層從下方給噴射層裝置輸入高速氣流。含固體的液體例如 通過單、雙或多材料噴入裝置從下方、上方或側面這樣噴入噴射室， 使液體盡可能始終潤濕惰性顆粒表面，亦即不存在溢出。含固體的液 體，例如泥漿，也可以通過合適的輸送裝置，例如螺桿和/或泥漿分配 器，例如旋轉的輪子，輸送到運動的惰性床上。采用位于噴射層內的 合適粒度、形狀、表面性質和密度的噴丸鋼珠、陶瓷球或特富龍顆粒 作為惰性顆粒。液體通過高溫氣流被蒸發，從而一方面形成干燥的材 料顆粒，和在惰性顆粒上干燥的材料。材料顆粒和干燥的固體通過按 滾動形射束運動的惰性顆粒被磨碎，以灰塵的形式(例如〈50nm)從 噴射室中排出。灰塵通常作為產品在位于外面的單個或多級串聯的相 同或不同類型的不同固體分離器(旋分器、過濾器)中被分離。通過 在噴射層裝置后面的粉塵分離器的多重串聯可以獲得顆粒尺寸越來越 小的灰塵狀產品-根據在惰性床-噴射層階段的功率。缺點是，所希望 的小的粒度只能以可忽略不計小的量產生。此外粉塵分離器的串聯耗 費能量，因此很貴。 發明內容本發明的目的是，創造一種用來在一具有惰性顆粒的噴射層內制 造和/或預處理粉末狀材料的方法和與其配設的設備，其中在一連續的 設備通道內經濟和相當大量地產生和/或預處理具有非常小顆粒直徑 的干燥的細粉末。
按本發明這個目的對于方法通過權利要求1特征部分的特征，和
對于設備通過權利要求9特征部分的特征實現。
本發明方法的特征是，在一具有惰性顆粒的噴射層內材料分至少 兩階段進行處理。其中由一第一噴射層中預處理并在一內置的粉塵分 離器中與較粗大的材料顆粒分離的粉末狀材料與從第 一噴射層中流出 的氣流作為材料-氣流輸送給位于其上方的第二噴射層，以便進一 步粉 碎和預處理。在一 內置在第二階段內的粉塵分離器中細顆粒與較粗的 材料顆粒分離后，細顆粒作為具有非常小顆粒直徑的粉末狀材料與氣 流一起從兩級或多級的噴射層處理中輸出。分離出的較粗的材料顆粒 被重新輸送給第二噴射室的噴射層。
本發明的設備包括一噴射層裝置，在它里面設置一帶一內置粉塵 分離器的第一噴射室和一在其上面的帶另一內置粉塵分離器的第二噴 射室。
通過設置加熱和/或冷卻裝置和/或輸入液體或含固體的液體，待 制造的材料可以附加地進行規定的熱處理和預處理，如聚合、固化或 涂層。
本發明方法和設備的優點是，在一連續的設備通道內以高效的方 式制造一致的具有非常小的顆粒直徑的精細的灰塵狀產品。此外在需 要時待制造的材料可以在噴射層內柔和地熱處理(預處理)，以便由此 實現具有已知性能但具有新型產品形態的粉末。
另 一優點在于，僅僅在一 臺設備內進行具有非常小顆粒直徑的粉 末狀材料的制造，因此不再需要附加的外部傳熱器、磨或篩。只需要 一個市場上常見的壓縮或抽吸運行的高效鼓風機或其組合，以克服噴 射層內的初始壓力損失，以便在運行狀態能夠用在已知程度上小得多 的層壓力損失繼續工作。其他優良的結構在從屬權利要求中介紹，它們在說明書中與其效 果一起介紹。
下面借助于一個實施例詳細說明本發明。在附屬的圖形中表示
圖1 本發明的噴射層裝置的剖視圖，
圖2 噴射層裝置的細部剖視圖，
圖3 在噴射層裝置中一內裝件實施形式的剖視圖，
具體實施例方式
在圖1中表示一本發明的噴射層裝置1,它尤其是具有一兩側對 稱的矩形橫截面。但是也可以考慮，噴射層裝置1設計有一圖形橫截 面。噴射層裝置l包括一第一噴射室6與一內置的粉塵分離器7和一 位于其上方的第二噴射室8與一內置的粉塵分離器9。在噴射室6和/ 或噴射室8內設置用于液體或含固體的液體如懸浮液、溶液、熔液或 泥漿的噴入裝置10。在噴射層裝置1后面連接一未示出的用于最終分 離一致的目標尺寸產品的分離裝置。
設置在噴射室6或8上方的粉塵分離器7或9例如是一種之字形 風力分選機(Sichter)。粉塵分離器7和9也可以由噴射層裝置1外 壁的一橫截面擴大部構成。粉塵分離器9比粉塵分離器7具有更高的 分離率，使得只有所希望顆粒尺寸的材料才通過粉塵分離器9從噴射 層裝置1中被排出。
噴射室6和8在下部區域內具有一大致設置在中心的孔2。孑L 2 在兩側通入一朝側壁3方向的通道16。這里側壁3相對于鉛垂線向外 傾斜，做成直線形或配備向內的彎曲。在噴射室6和8的孔的上方設 置一i殳計成楔形的內裝件(Einbauteil) 5。其中內裝件5的下壁相應 構成通道16的一側壁。位于噴射室6和8內的內裝件5構成空心的， 其中在構成空心的內裝件5內設置一可調節的加熱裝置11,例如高頻 加熱元件，用來對材料進行熱處理。楔形的內裝件5的各側壁具有一 直線形的或向內彎曲的輪廓，這里內裝件5的各側壁和底面之間的夾 角A在約45°至60。之間。在圖3中表示內裝件5相應的實施形式。
在圖3a和3c中內裝件5的外壁做成直的，其中在圖3c中外壁比 在圖3a中拔得高。圖3b表示帶一向內彎曲的輪廓的外壁。在圖3d 中彎曲的外壁拔得較高。在圖3e中彎曲的外壁拔得不這么高，它摹仿 傾斜的外壁。
按照本發明的方法大致在中心給噴射室6輸入氣流或材料氣流 12，給噴射室8輸入材料-氣流15，并向噴射層裝置1外側壁3方向 這樣偏轉，從而得到一沿噴射室6和8軸向的滾動形的、在外側壁3 上朝向的流動13。已發現，在這種噴射導向時滾動形地沿傾斜的外側 壁3向上運動的惰性床的磨碎效果比在從外向內的噴射導向時大得 多。在噴射室6和8內通過氣流形成一噴射層4，它由材料顆粒、惰 性體和由附著在惰性體上的濕的和干的材料顆粒組成。通過向上的流 動13使材料顆粒和惰性體沿傾斜的外側壁3快速地向上甩并沿內裝件 5傾斜的內側壁按照箭頭方向14重新回到氣體輸入口 ，并重新向上甩， 從而形成惰性顆粒流的滾動形態。通過滾動有時可以顯示出迅速往復 運動的顆粒層。這種顆粒循環進行得非常迅速和穩。
可以通過噴入裝置10給噴射室6和/或噴射室8內的噴射層4輸 入液體或含固體的液體，如懸浮液、溶液、熔液或泥漿。
在噴射室6上方通過粉塵分離器7進行材料分離，以防止從噴射 室6的第一噴射層4輸出太大的粉塵顆粒，并使它們重新向下輸入第 一噴射層4內。粉塵分離器7的尺寸這樣確定，使它既可以讓預期尺 寸的粉末顆粒又使具有稍大一些尺寸的粉塵顆粒通過，但是不再有太 大的顆粒。太大的粉塵顆粒重新落入噴射室6的噴射層4，并在那里 繼續粉碎和重新向上輸出。
已通過粉塵分離器7的材料顆粒與氣流一起作為材料-氣流15輸 入位于其上方的噴射室8。在噴射室8內重新建立一噴射層4，但是它 適應變化了的條件。噴射層4配備這樣的惰性體，它們在層質量相類 似的情況下具有例如較小和/或較輕的具有粗糙表面的惰性體。在噴射 室8的滾動形噴射層4內，還太大的顆粒繼續被粉碎，然后和已經具有目標尺寸的粉塵顆粒一起穿過設置在噴射室8上方的粉塵分離器9， 它設計成只還讓目標尺寸的顆粒通過。仍然太大的粉塵顆粒從粉塵分 離器9中掉回到噴射室8中，并繼續磨得更小。
在噴射室6和8內按照本發明主要通過普通的具有30kHz-300MHz頻率范圍的高頻加熱器11無級地進行設備內部精確的溫度調 節，有時還用于材料的熱處理。加熱裝置11設置在內裝件5中。材料 和惰性體在其外側壁上以緊密的物質和小的速度向下滑動，使這里存 在對于一方面通過從內裝件5被感應加熱的板壁表面到被介電加熱的 濕涂層的惰性顆粒的熱傳導，但尤其是由高頻加熱器11感應地直接到 濕涂層的惰性顆粒的熱傳導的特別有利的條件。
如果濕產品-濕粉塵、噴入的液體或給入的泥漿-在惰性體表面上 具有足夠的歐姆導電能力，從而可以在電場內通過離子導電促進加熱， 那么對于采用高頻加熱裝置11便是特別有利的條件。如果例如在水潤 濕的固體內包含溶解的鹽，那么導電能力便足夠高。因為在這種固體 內導電能力本身取決于含濕量，較濕的區域比已干燥的區域加熱更強 烈，這非常迎合所提問題的解決。也就是說，這種高頻加熱器ll溫度 柔和升高或平穩地既作用在有時濕涂層的內裝件5的側壁上，又尤其 是作用在劇烈運動和充分混和的噴射層上，如果惰性體由一種適合于 高頻傳熱的材料組成并且用或多或少地濕的、待磨碎固體顆粒涂層的
有效和精確的熱傳遞。
為了在低的溫度范圍內調整溫度，可以取代高頻加熱器從第2級 8噴射層起通過構成空心的內裝件5直接引導冷卻氣體或冷卻液。
此外，出于同樣的目的可以通過一氣體輸入管17給第二級噴射層 8輸送冷卻氣體。圖形標記表
1噴射層裝置10噴入裝置
2孑匕11加熱裝置
3側壁12氣流
4噴射層1513朝上的流動
5內裝件14箭頭方向
6噴射室15材料-氣流
7粉塵分離器16通道
8噴射室17冷卻氣體輸入管
9粉塵分離器20A角度
權利要求
1. 用于在一包括惰性床顆粒的噴射層內制造和/或預處理粉末狀材料的方法，其中通過在噴射層內相互運動的材料顆粒和惰性床顆粒的磨碎產生待達到的顆粒大小并且在一分離裝置中分離出最終產品，其特征為在一兩級或多級的材料處理中，在一第一噴射層(4)中被預處理的和在一內置的粉塵分離器(7)中與較粗的材料顆粒分離的粉末狀材料與從第一噴射層(4)中流出的氣流一起作為材料-氣流(15)被輸送給一位于它上方的第二噴射層(4)，以便進一步粉碎和預處理，并且在一內置的粉塵分離器(9)內與較粗的材料顆粒分離后與氣流一起作為具有非常小的顆粒直徑的粉末狀材料從第二級噴射層處理中輸出，而較粗的材料顆粒重新被輸送給第二噴射室(8)的噴射層(4)。
2. 按權利要求l所述的方法，其特征為大致在中心處把氣流或 材料-氣流(12)輸送給噴射室(6)和把材料-氣流(15)輸送給噴射 室(8)并向噴射層裝置(1)外側壁方向這樣偏轉，使得產生一沿噴 射室(6)和(8)軸向的在外側壁(3)上向上的滾動形流動(13)。
3. 按權利要求1和2所述的方法，其特征為在粉塵分離器(7) 內分離的較粗的材料顆粒重新被輸送給第 一噴射室(6 )的噴射層(4 )。
4. 按權利要求1至3所述的方法，其特征為通過一噴入裝置(10 ) 將液體或含固體的液體，如懸浮液、溶液、熔液或泥漿輸入噴射室(6) 和/或噴射室(8)。
5. 按權利要求1至4所述的方法，其特征為噴射室(6)和(8) 的噴射層(4)間接和可調節地例如借助于高頻電流被加熱，以便對材 料進行熱處理。
6. 按權利要求1至5所述的方法，其特征為輸入噴射室(6) 和/或(8)的液體包含溶解在液體中的鹽。
7. 按權利要求1至6所述的方法，其特征為位于噴射室(6) 和(8)的噴射層(4)內的惰性床顆粒和/或其涂層由一種可用高頻電 流加熱的材料組成。
8.按權利要求1至7所述的方法，其特征為從兩級噴射層處理 中輸出的粉末狀干燥材料被輸送給一終端分離裝置，以便分離出具有 預期目標尺寸的最終產品。
9.用于接的主于一噴射層裝置制造和/或預處理粉末狀材料的設備，該噴射層裝置包括一噴射室，該噴射室具有沿從下方輸入的氣流的流 動方向向外傾斜的側壁，并且該噴射室的上部區域做成分離腔，其特征為在第一噴射室(6)與一內置的粉塵分離器(7)后面設置一位 于其上方的第二噴射室(8)與一內置的粉塵分離器(9)，它們共同構 成噴射層裝置(1)。
10. 按權利要求9所述的設備，其特征為噴射室(6)和(8) 在下部區域內具有一大致設置在中心的孔(2)，該孔在兩側通入朝向 側壁(3)方向的通道(16)。
11. 按權利要求9和10所述的設備，其特征為設置在噴射室(6) 和(8)上面的粉塵分離器(7)和(9)例如是一種之字形風力分選機 或者由一橫截面擴大部構成。
12. 按權利要求9至11所述的設備，其特征為在噴射室(6) 和(8)的孔(2)的上方設置一設計成楔形的內裝件(5)，該內裝件 的下壁分別構成通道(16)的一側壁。
13. 按權利要求9至12所述的設備，其特征為噴射層裝置(l) 具有 一 個兩側對稱的矩形橫截面。
14. 按權利要求9至13所述的設備，其特征為在構成空心的內 裝件(5)內設置一可調節的用來對材料熱處理的加熱裝置(11)，例 如高頻力口熱元件。
15. 按權利要求9至14所述的設備，其特征為楔形的內裝件(5 ) 的側壁具有直線的或向內彎曲的輪廓，其中內裝件(5)的各側壁和底 面之間的夾角(A)在約45°至60°之間。
16. 按權利要求9至15所述的設備，其特征為在噴射室(6) 和/或噴射室(8)內設置用于液體或含固體的液體如懸浮液、溶液、 熔液或泥漿的噴入裝置(10)。
17. 按權利要求9至16所述的設備，其特征為粉塵分離器(9) 比粉塵分離器(7)具有更高的分離效率。
18. 按權利要求9至17所述的設備，其特征為噴射層裝置(l) 后面連接一分離裝置。
全文摘要
本發明涉及一種制造和/或預處理粉末狀材料的方法和設備。本發明的目的是，創造一種用來在具有惰性顆粒的噴射層內制造和/或預處理粉末狀材料的方法和與其配設的設備，其中在一連續的設備通道中經濟和以相當大數量地產生具有非常小顆粒直徑的干的細粉末。本發明方法的特征是，材料在一具有惰性顆粒的噴射層內進行多級處理，其中在第一噴射層內被預處理并在內置的粉塵分離器中與較粗材料顆粒分離的粉末狀材料與從第一噴射層中流出的氣流一起作為材料-氣流被輸送給位于其上方的用于進一步粉碎和預處理的第二噴射層內；在一內置在第二級內的粉塵分離器內細顆粒與較粗的材料顆粒分離后，細顆粒作為具有非常小顆粒直徑的粉末狀材料和氣流一起從第二噴射室中被輸出；分離出的較粗的材料顆粒重新被輸送給第二噴射室的噴射層。本發明的設備包括一噴射層裝置，在該噴射層裝置中設置一帶有內置的粉塵分離器的第一噴射室和一位于其上方的帶有另一內置的粉塵分離器的第二噴射室。
文檔編號B01J2/16GK101460238SQ200780020528
公開日2009年6月17日 申請日期2007年9月1日 優先權日2006年11月22日
發明者B·萬德, F·奧林多夫, K·林普勒, M·雅各布, R·伯貝爾 申請人:格拉特工程技術有限公司