The thermal treatment of bulk materials is an essential process in solids treating industry. As an example, these processes can be drying, combustion, sintering ore calcination. Objective of this work is the development and characterization of a new type of fluidized bed reactor for the continuous heat treatment at temperatures up to 1000 °C of cohesive bulk materials with a particle size dp < 10 µm. Beside the experimental setup of the reactor and the measuring system various experiments have been accomplished to determine the heat transfer behaviour and fluid mechanics. To characterize the new type of reactor, different heat transfer models have been verified and expanded to describe the thermal occurrences in the high temperature fluidized bed reactor. It was demonstrated, that even at high temperatures no significant influence of radiation exists and that the heat transfer is rather based on thermal conduction by the fluidisation gas. Additional to these examinations, the determination of the residence time distribution of the bulk material has been conducted by evaluation of certain temperature experiments and by using dyestuff as tracer. As a result of these experiments it was proofed, that the plant behaves like a plug flow reactor.

Die thermische Behandlung von Schüttgütern stellt einen entscheidenden Verfahrensschritt in der Feststoffverarbeitenden Industrie dar. Als Beispiel hierfür seien Trocknung, Verbrennung, Sinterung und Kalzination genannt. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung und Charakterisierung eines neuartigen Wirbelschichtreaktors für die kontinuierliche Kalzination kohäsiver Partikel mit einer Korngröße dp < 10 µm bei Temperaturen bis 1000 °C. Neben dem experimentellen Aufbau des Reaktors und der Messdatenerfassung werden mehrere Experimente durchgeführt, anhand derer das Wärmeübergangs- und Strömungsverhalten bestimmt werden soll. Zur Charakterisierung des neuartigen Reaktors, wurden verschiedene Wärmeübergangsmodellierungen herangezogen und um eigene Überlegungen erweitert, um die thermischen Abläufe in der Hochtemperaturwirbelschicht zu beschreiben. Es wurde gezeigt, dass selbst bei hohen Temperaturen kein signifikanter Einfluß der Wärmestrahlung existiert und dass der Wärmeübergang nahezu vollständig auf Wärmeleitung durch das Fluidisationsgas basiert. Zusätzlich zu diesen Untersuchungen wurde durch Auswerten bestimmter Temperaturversuche und dem Einsatz von Farbstofftracern das Verweilzeitverhalten des Schüttgutes bestimmt. Hierbei hat sich gezeigt, dass sich die Neuentwickelte Anlage wie ein Plug-Flow Reaktor verhält.