Untersuchung der Agglomeration von Partikeln bei der Wirbelschicht-Sprühgranulation:
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Düsseldorf
VDI-Verl.
1997
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| adam_text | Titel: Untersuchung der Agglomeration von Partikeln bei der Wirbelschicht-Sprühgranulation
Autor: Becher, Rolf-Dieter
Jahr: 1997
FORTSCHRITTBERICHTE VM Dipl.-Ing. Rolf-Dieter Becher, Mannheim Untersuchung der Agglomeration von Partikeln bei der Wirbelschicht* Sprühgranulation Reihe 3 : Verfahrenstechnik Nr. 500
Inhaltsverzeichnis _ V. Inhaltsverzeichnis Symbolverzeichnis VIII 1 Einleitung 1 2 Stand des Wissens 5 2.1 Grundlagen des Partikelwachstums.................................................................5 2.1.1 Wachstum durch Granulation................................................................5 2.1.2 Wachstum durch Agglomeration............................................................7 2.2 Pulvergranulierung in einer Wirbelschicht.......................................................9 2.3 Wirbelschicht-Sprühgranulation.....................................................................11 2.3.1 Verfahrensvarianten............................................................................11 2.3.2 Beobachtungen zum Partikelwachstum...............................................13 2.3.3 Berechnungsverfahren........................................................................14 2.3.3.1 Partikelbefeuchtung und -trocknung......................................14 2.3.3.2 Berechnung des Granulatwachstums....................................17 3 Experimenteller Teil 19 3.1 Versuchsanlage.............................................................................................19 3.2 Partikelbewegung...........................................................................................23 3.3 Gastemperaturverteilung................................................................................25 3.4 Granulationsversuche....................................................................................27 3.4.1 Versuchsmaterial.................................................................................27 3.4.2 Versuchsdurchführung.........................................................................28 3.4.2.1 Feingutbildung.......................................................................29 3.4.2.2 Agglomeratbildung.................................................................29 4
Theoretischer Teil 32 4.1 Der Strahlbereich...........................................................................................34 4.1.1 Partikel- und Gasbewegung im Strahlbereich.....................................34 4.1.1.1 Der turbulente Freistrahl nach Schlichting............................36 4.1.1.2 Freistrahl in einer Wirbelschicht............................................37 4.1.2 Flüssigkeitsabscheidung und Trocknung im Strahl.............................46 4.1.2.1 Flüssigkeitsabscheidung.......................................................46
W_ Inhaltsverzeichnis 4.1.2.2 Partikeltrocknung...................................................................48 4.1.2.3 Energiebilanzen im Strahl......................................................49 4.2 Bereich über der Wirbelschicht......................................................................50 4.3 Wirbelschichtbereich......................................................................................52 4.3.1 Trocknung und Aufheizung der Partikeln............................................52 4.3.2 Partikelagglomeration..........................................................................55 5 Ergebnisse 57 5.1 Berechnete Verläufe......................................................................................57 5.1.1 Partikel-und Gasbewegung................................................................58 5.1.2 Befeuchtungsvorgang..........................................................................60 5.1.3 Trocknungsvorgang.............................................................................63 5.2 Partikelbewegung...........................................................................................65 5.3 Gastemperaturverteilung................................................................................68 5.4 Granulationsversuche....................................................................................75 5.4.1 Feingutbildung.....................................................................................75 5.4.2 Agglomeratbildung...............................................................................76 5.4.2.1 Einfluß der Versuchsdauer....................................................76 5.4.2.2 Einfluß des Flüssigkeitsstromes............................................78 5.4 2.3 Einfluß der Feststoffkonzentration.........................................80 5.4.2.4 Einfluß der
Ablufttemperatur..................................................81 5.4.2.5 Einfluß der Wirbelschichthöhe..............................................82 5.4.2.6 Einfluß des Düsenluftstromes...............................................84 5.4.2.7 Einfluß der Fluidisierluftgeschwindigkeit..............................86 5.4.2.8 Einfluß der Partikelgröße.......................................................87 6 Zusammenfassung 89 Anhang 94 A.1 Stoffwerte und Konstanten.............................................................................94 A.2 Anmerkungen und Herleitungen zur Berechnung..........................................98 A.2.1 Bestimmung des Proportionalitätfaktors u*für die radiale Gasgeschwindigkeit (Gl. 3.8).............................................................98 A.2.2 Lösung des Gleichungssystems aus den Gleichungen (4.25), (4.28), (4.31) und (4.35)................................................................................98 A.2.3 Ausdehnungsverhalten und Höhe der Wirbelschicht........................100
Inhaltsverzeichnis VII A.2.4 Wärme- und Stoffübergangskoeffizienten........................................101 A.2.5 Abschätzung der Aufheizzeit der Partikeln in der Wirbelschicht......102 A.2.6 Flußdiagramm des Rechenprogramms....................................... 103 A.3 Meßprotokolle..............................................................................................108 A.3.1 Partikelzirkulation.............................................................................108 A.3.2 Gastemperaturverteilungen..............................................................111 A.3.3 Granulationsversuche.......................................................................120 6 Literaturverzeichnis 131
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