AT229023B

AT229023B - Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung von thermoplastischen Materialien

Info

Publication number: AT229023B
Application number: AT50061A
Authority: AT
Original assignee: Solvay
Priority date: 1960-01-20
Filing date: 1961-01-20
Publication date: 1963-08-26

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung von thermoplastischen Materialien
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und oxydationsempfindlichDie Heizrohre können von Dampf, heissen Gasen od. dgl. durchströmt werden. Sie müssen voneinander und von den Wandungen des umgebenden Behälters durch einen genügenden Abstand getrennt sein, um eine gute Ausbildung des Fliessbetts und infolgedessen einen guten Wärmeübergangskoeffizienten zu ge- währleisten und kein Anhäufen oder Zusammenbacken des Materials hervorzurufen. Eine geeignete Anord- nung für die Rohre kann beispielsweise dadurch erhalten werden, dass man Schlangenrohre in Vertikal- ebenen liegend anordnet und die Rohrenden mit Sammelleitungen verbindet.

Es ist günstig, wenn die
Rohre gegeneinander versetzt angeordnet werden, weil dadurch die Heizoberfläche je Volumseinheit er- höht wird. Zweckmässig wird in dem oberen Teil des Fliessbetts ein Abschnitt von bestimmter Höhe nicht mit Rohren besetzt, um insbesondere zu vermeiden, dass die Teilchen des eingeführten feuchten Produktes mit den Rohren in unmittelbare Berührung kommen. Die Höhe des von Rohren freibleibenden Abschnittes hängt zwar von der Art der behandelten Materialien und der für den Trockenvorgang gewählten Bedingun- gen ab, doch kann diese Höhe im allgemeinen mit ungefähr einem Zehntel der Gesamthöhe des Fliess- bettes angenommen werden.

Es ist vorteilhaft, die Temperatur des Fliessbetts auf einem genügend hohen Wert zu halten, damit die Trocknung vollstandig erfolgen kann und insbesondere damit das aus dem Fliessbett austretende Gas nicht gesättigt wird. Zur Gewährleistung einer genügenden Wärmezufuhr ist es notwendig, dass die Tem- peratur der Heizrohre über der Temperatur des Fliessbetts liegt (Temperaturintervall beispielsweise 10 bis 50 C). Infolge der im Fliessbett herrschenden Bewegung und der daraus folgenden Gleichmässigkeit der
Temperatur können die Rohre eine höhere Temperatur als die Erweichungstemperatur bzw. Zersetzungs- temperatur des thermoplastischen Materials haben, solange nur die Temperatur des Fliessbetts nicht auf diese Höhe ansteigt.

Selbst wenn die Temperaturspanne zwischen der Temperatur der Rohre und dem
Fliessbett gering ist, ist die Wärmezufuhr durch die im Fliessbett befindlichen Rohre hinreichend gross, u. zw. deshalb, weil der Wärmeübergangskoeffizient hoch ist und weil das Rohrbündel eine grosse Wärme- austauschfläche darstellt.

Man kann auch das zur Erzeugung des Fliessbetts dienende Gas vor der Einführung in das Bett vorwärmen, doch ist darauf zu achten, dass bei diesem Vorerhitzen das Gas nicht auf eine Temperatur kommt, die oberhalb des Erweichungspunktes bzw. des Zersetzungspunktes des thermoplastischen Materials liegt. Die Wärmemenge, die durch das Fliessbettgas zugeführt werden kann, ist im übrigen viel kleiner als jene, die durch die Rohre übertragen werden kann.

Die kontinuierliche Austragung des getrockneten Produktes beruht auf der Tatsache, dass sich das Fliessbett wie eine Flüssigkeit verhält und unter anderem auch dem Gesetz der kommunizierenden Röhren entspricht.

Der Behälter des Fliessbetts wird in zwei oder mehr untereinander in Verbindung stehende Abteile unterteilt, die durch unvollständige bzw. nicht durchgehende S cheide-oder Zwischenwände begrenzt sind.

Man zwingt so das Fliessbettmaterial, nacheinander von einem Abteil in das andere zu strömen, was die Systematik der Trocknung sehr erhöht. Gewünschtenfalls können diese aufeinanderfolgenden Abteile durch mehrere in Serie geschaltete Trockner gebildet werden. Gemäss einer besonderen Ausführungsform kann man beispielsweise die Fliessbettzone in zwei Abteile unterteilen, wobei das erste von grösserem Volumen der eigentlichen Trocknung dient, während das zweite, kleinere Abteil zur Fertigtrocknung und Ableitung des Produktes zum Ausgang dient. Alle Abteile des Trockners sind mit Wärmeaustauscherrohren versehen ; gegebenenfalls kann diesen Abteilen Dampf von verschiedener Temperatur. zugeleitet werden.

An der Aussenwand des Ausgangsabteiles ist etwas oberhalb der obersten Rohre ein Überlauf angebracht, der in eine Ablaufrinne übergeht, durch welche das getrocknete Material abgezogen wird. Auf diese Weise regelt der Überlauf automatisch die Höhe des Fliessbetts.

Unterhalb der Fliessbettzone befindet sich eine Gasverteilungskammer, die mit der Fliessbettzone durch ein gelochtes Blech oder mit einer andern gleichartigen Vorrichtung in Verbindung steht. Gewünsch- tenfalls können die in diese Kammer eingeführten Gase vorerhitzt werden.

Oberhalb der Fliessbettzone und in direkter Verbindung mit dieser ist eine Trennkammer von genu- gender Höhe vorgesehen, die vorzugsweise einen grösseren Querschnitt als die Fliessbettzonehat. Diese Kammer kann beispielsweise einen Querschnitt von annähernd doppelter Grösse wie der des Fliessbetts haben. An der Wand der Trennkammer befinden sich einerseits die Vorrichtung zur Einführung des zu trocknenden Materials und anderseits die Abzugsleitung für die austretenden Gase und Dämpfe.

Zur Verhinderung von Gasverlusten kann man Dichtungsmittel anordnen, beispielsweise Drehschieber od. dgl., u. zw. an der Eintrittsöffnung für das zu trocknende Produkt und an der Ablaufrinne für das trockene. Produkt. Diese Vorsichtsmassnahme ist vor allem dann notwendig, wenn man als Mittel zur Erzeugung des Fliessbetts ein inertes Gas verwendet.

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Claims

zw. unabhängigPATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Trocknung von Teilchen aus thermoplastischen Materialien im Fliessbett, dadurch gekennzeichnet, dass man kontinuierlich in einer Fliessbettzone arbeitet, die mit einem dichten System von Wärmeaustauscherrohren ausgestattet ist, deren Temperatur auf einer derartigen Höhe gehalten wird, dass die Temperatur des Fliessbetts den Erweichungspunkt bzw. den Zersetzungspunkt des zu trocknenden thermoplastischen Materials nicht überschreitet, wobei die Trocknungszeit durch den Rhythmus bestimmt wird, mit welchem das feuchte Material in das Fliessbett eingeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als FlieBbetttrockner eineVorrich- tung verwendet, die durch eine oder mehrere unvollständige Scheidewände in zwei oder mehrere seitlich nebeneinander liegende Abteile getrennt ist, wovon das erste. Abteil als eigentliches Trockenabteil dient, während die andern Abteile zur Fertigtrocknung und d. as letzte zur Ableitung des Produktes zum Ausgang bestimmt sind, und wobei jedes dieser Abteile mit einem System von Wärmeaustauscherrohren ausgestattet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Fliessbetts mit Hilfe eines in gewünschter Höhe an der Aussenwand des Ausgangsabteiles angeordneten Überlaufes automatisch geregelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Teil des Fliessbetts in einer ungefähr einem Zehntel der Gesamthöhe des Fliessbetts entsprechenden Höhe von Wärmeaustauscherrohren freigehalten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintritts- und Austrittsvorrichtungen für das thermoplastische Material mit Mitteln zur Abdichtung des Trockners, z. B. mit Drehschie- bern versehen sind, insbesondere um zur Erzeugung des Fliessbetts inerte Gase verwenden zu können.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zu trocknende thermoplastische Material in einem Zerkleinerungsapparat vorbehandelt wird, um die Teilchengrösse der Menge des verfügbaren Fliessbettgases anzupassen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen des thermoplastischen Materials beim Austritt aus dem Zerkleinerungsapparat, vor der Einführung des thermoplastischen Materials in den Trockner, von freier Flüssigkeit getrennt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Trocknung von nach dem Niederdruckverfahren in Gegenwart eines Katalysators von Chromoxyd und Kieselsäure und/oder Tonerde erhaltenem Polyäthylen für die Erzeugung des Fliessbetts ein inertes Gas verwendet und die Temperatur der Rohre auf einer derartigen Höhe gehalten wird, dass die sich ergebende Temperatur des Fliessbetts den Erweichungspunkt des Polymers, d. h. ungefähr 1250C nicht überschreitet.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen Behälter mitWärmeaustauschelementen in einer Fliessbettzone, eine mit dieser Zone in Verbindung stehende, vorzugsweise tiefer liegende Gasverteilungskammer, eine oberhalb der Fliessbettzone befindliche, mit ihr direkt verbundene Trennkammer von vorzugsweise grösserem Querschnitt als der Behälter in der Fliessbettzone, wobei in der Fliessbettzone mindestens eine, diese Zone in seitlich nebeneinander liegende Abteile unterteilende, unvollständige Scheidewand vorhanden ist und die Trennkammer Vorrichtungen zur kontinuierlichenzuführung des zu trocknenden Materials, zur automatischen Ableitung des getrockneten Materials und eine Abzugsleitung für das gasförmige Medium aufweist.