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*'PROCEDE ET EQUIPEMENT POUR LE TRAITEMENT, A L'AIDE DE GAZ CHAUDS,
DE GRANULATS DE MATIERE SYNTHETIQUE AMORPHE".
Un procédé pour la dessication de granulats de matière synthétique humide et qui s'est révélé convenir dans de nombreux cas, consi.ste à présécher en discontinu le granulat, en passant par l'état collant ou plastique, dans un séchoir à lit fluidisé sans grille et d'achever sa dessication en continu à haute température dans un dessicateur à cuve servant simultanément de réservoir intermédiaire.
Dans certains cas toutefois, cas dans lesquels, ainsi qu'il s'est montré, la matière première est encare @ ou n'a pas atteint @ un certain degré de cristallisation, des collages se manifestent dans le séchoir à lit fluidisé hors de l'application du procédé connu.
Il a été trouvé que même une telle matière première amorphe ou seulement partiellement cristall@@@ vait être traitée de
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manière parfaite à l'aide de gaz chauds, sans apparition de collages, lorsque cette matière première amorphe ou seulement :artiellement cristallisée était introduite dans un lit fluidisé, de préférence un "lit bouillonnant" de produit déjà transformé, c'est-à-dire oristallisé.
En l'occurence, le lit fluidisé est engendré, de manière connue, par disposition du produit sur une sole poreuse qu'un gaz approprié traverse de bas en haut en faisant tourbillonner lea particules du produit qui sont ainsi brassées. Avec une vitesse convenable du gaz, la surface du lit fluidisé se meut doucement et fait penser à celle d'un liquide en ébullition. Cet état de "lit bouillonnant" est particulièrement avantageux pour le procédé de l'invention car il en résulte un intense brassage en tous sens des particules d& matière synthétique.
Dans le procédé de l'invention ne se produit aucune formas tion de grumeaux. Quelques amas de matière adhérant à elle-même pouvant se former, dans beaucoup de cas, au début du traitement, se redécomposent en l'espace de 1 à 3 minutes environ. Après quoi le matériau est si fortement cristallisé qu'aucun collage ne se produit plus.
@
Il convient de remarquer que le procédé de l'invention a pour seul but la cristallisation du produit traité, un séchage partiel ou inexistant n'étant qu'une conséquence éventuelle.
De manière particulièrement avantageuse, le débit peut d'ailleurs être augmenté du fait que le processus de transformation est effectué dans un lit fluidisé ou bouillonnant maintenu en mouvement par de l'air aussi humide que possible, ou d'autres gaz ou mélanges gazeux aussi humides que possible et qui ne réagissent par avec le produit.
L'introduction dans le lit fluidisé ou, de préférence,
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aussi rapide que possible de la matière première amorphe ou seulement partiellement cristallisée avec la matière déjà cristallisée et que soit assurée de façon certaine une durée de séjour d'au moins environ 1 à 3 minutes dans le lit fluidisé ou bouillonnant. La bonne durée de séjour qui doit être maintenue afin d'éviter les collages dépend de chaque matière synthétique à traiter. Par exemple, la matière première peut être introduite par saupoudrage régulier sur la zone extérieure du lit bouillonnant, du centre duquel est retirée la matière traitée.
Les particules de matière synthétique amorphe ou seulement partiellement cristallisée se mélangent à la matière'présente et déjà cristallisée et migrent, par suite du mouvement du lit, vers le dispositif d'évacuation disposé en son centre. Toutefois, il est également possible de mélanger la matière introduite dans le lit fluidisé ou bouillonnant avec les particules déjà transformées de la couche en ébullition ou bouillonnante, par des équipements à mouvement mécanique.
Le lit fluidisé ou bouillonnant est généralement tenu en mouvement par des gaz ou mélanges de gaz chauffés à 80 à 180 C, de préférence de 135 à 160 C.
Après la durée minimale de séjour de la matière première dans le lit, le granulat de matière synthétique est transformé, c'cst-à-dire cristallisé, au point qu'il peut être retiré dudit lit fluidisé ou bouillonnant et conduit à un autre traitement thermique sans que ne se présente un collage de la matière. Elle peut, par exemple, être amenée à un autre traitement thermique dans une calandre ou autre équipement analogue ou à un consécutif traite- ment de séchage.
Afin de sécher des grqnulats de matière synthétique amorphe ou partiellement cristallisée, il s'indique, suivant la présente invention de traiter cette matière à sécher, dans le lit fluidisé ou bouillonnant seulement pendant le temps nécessaire à une suffisante progression de la cristallisation pour que la suite du séchage puisse s'effectuer sans risquer de collage, dans un
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séchoir inséré à la suite du lit. Pour ceci, les 860:oire à cuve ou à lit fluidisé conviennent particulièrement bien par uite de leurs faibles besoins en énergie.
La figure représente, en coupe verticale, exemplativement et schématiquement un appareillage pour le séchage, suivant l'invention, de granulats en matière synthétique amorphe.
L'appareillage représenté se compose essentiillement d'un carter supérieur pour lit bouillonnant 1 et un carte' inférieur 2 constituant séchoir à cuve, les deux étant reliés par la tubulure 3.
Dans le carter 1 se trouve une grille 4 servant de base pour le lit bouillonnant 5. Les gaz qui assurent le maintien du lit bouillonnant sont amenés par les canalisations 6, traversent de bas en haut les ouvertures de la grille 4 et le lit 5, ils sont évacués du dispositif par le pertuis 7. La matière à sécher pénètre dans l'appareil par l'ouverture de chargement 8 et tombe sur une pièce en forme de toit 9 qui en assure la répartition régulière dans la zone extérieure du lit boaillonnant.
La tubulure 3 débouche dans le carter 1 par une ouverture 10 de la grille 4 et disposée verticalement en-dessous de la pièce 9, tandis que son extrémité inférieure aboutit dans la partie supérieure du carter 2. Dans la partie inférieure de ce carter se trouve une cloison intermédiaire 11 en forme d'entonnoir et munie d'ouvertures pour le passage des gaz de séchage et dans laquelle débouche la tubulure 12 extérieurement obturée par une vanne à roue cellulaire 13. Les gaz chauds de séchage sont introduits dans le séchoir à cuve 2 par l'ouverture 14 de sa partie inférieure et le quittent, après traversée de la couche 15 d. e matière, par l'embouchure supé- rieure 16.
La matière prête et desséchée est évacuée de la couche 15 par l'action de la vanne à roue cellulaire 13, par intervalles mais, de préférence, en continu. Dans la même proportion, de la matière cristallisée et préséchée s'écoule, venant de la couche du lit bouillonnant 5 et en passant par la tubulure 3, dans le séchoir à
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cuve 2. Le produit à traiter provenant d'un réservoir d'alimentation, est amené, en passant par un dispositif doseur, par l'ouverture de chargement 8, en quantité telle que le niveau du lit bouillonnant 5 reste constant.
Les courants de gaz servant au traitement et à la dessication de la matière dans les deux étages do traitement sont avantageusement mis en circuits fermés par des ventilateurs vers les carters 2 ou 3 en passant par des réchauffeurs d'air et, éventuelle- ment, des extracteurs de poussières. Pour le réglage de la teneur désirée en humidité des deux courants gazeux, une partie de ces gaz peut être détournée, du c8té pression des ventilateurs, tandis que des quantités équivalentes de gaz frais sont introduites du coté aspiration desdits ventilateurs.
Dans le cas où il faut empêcher un passage des gaz de traitement d'un étage à l'autre, une vanne à produit peut être utilement insérée dans la tubulure 3. Cette disposition donne également la possibilité de régler la hauteur de la couche de matière 15.
Exemple 1.
Dans une installation analogue à celle précédemment décrite, 12,1 kg de fragments d'homopolyester cristallisé ont été maintenus en lit bouillonnant d'environ 35 cm d'épaisseur par un courant d'air chaud de 145 à 155 C, au-dessus d'une grille rectangulaire de 30 x 24 cm.
Avec une circulation, à travers le carter du lit bouillonnant, d'environ 480 m3/h d'air, dont 20 m3/h ont été remplacés par de l'air frais, on a pu épandre dans le lit 33 kg/h de fragments d'homopolyester amorphe avec une teneur initiale d'humidité de 0,8 % et les évacuer de celui-ci après une durée de séjour de
22 minutes, sous une humidité restante de 0,1 %.
Dans le séchoir à cuve qui fait suite, le produit a été séché jusqu'à une teneur finale en humidité de 0,01 %. Non plus que dans les exemples suivants, des collages ne se sont plus manifestés.
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Exemple 2.
Dans l'installation décrite à 1 exemple 1, l'épaisseur de la couche du lit bouillonnant a été réduite jusqu'à environ 5 cm, la charge du lit s'élevait ici à 2,4 kg de fragments de polyester cristallisé.
Toutes autres conditions égales à celles de l'exemple 1, on a pu atteindre un débit de 14 kg/h de fragments de polyester amorphe.
La durée moyenne de séjour des fragments dans le lit bouillonnant s'élevait à 10,4 minutes.
Exemple 3.
Toutes autres conditions égales à celles de l'exemple 1, 480 m3/h d'air à une température de 145 à 155.C et contenannviron 90 % en volume de vapeur d'eau, ont été insufflés à travers le lit bouil- lonnant. Le débit en fragments de polyester amorphe pouvait être porté à 46 kg/h. La durée moyenne de séjour atteignait 16 minutes.
Exemple 4.
Toutes autres conditions égales à celles de l'exemple 2, 480 m3/h d'air chaud à une température de 145 à 155 C et contenant environ 90 % en volume de vapeur ont été insufflés à travers le lit bouil- lonnant. Le débit en fragments de polyester amorphe était de 26 kg/h, leur durée moyenne de séjour dans le lit était de 5,6 minutes.
@ Exemple 5* Des fragments de copolyétherester amorphe (glycol et 1 mole d'acide p-hydroxy-benzoïque pour 9 moles diacide téréphtallique) et qui collaient lors du traitement par de l'air, sec ou humide, porté à
80 à 180 C, pouvaient par épandage dans un lit bouillonnant de matériau déjà cristallisé maintenu en mouvement par de l'air à
150 et contenant environ 90 % en volume de vapeur d'eau, être cristallisés au point qu'un consécutif séchage dans un lit fluidisé à 150 C était possible sans collage.
Exemple 6.
A dessus d'une grille pour lit bouillonnant de 60 cm de diamètre, an :.ouche épaisse de 30 cm de fragments d'homopolyseter a été
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maintenue en effervescence par un courant d'air chaud à 150 C et contenant environ 90 % en volume d'eau. A l'aide d'un passage d'air de 2500 m3/h, 200 kg/h de fragments d'homopolyester amorphe avec teneur initiale en humidité de 0,8 % ont été, sans coller, séchés jusqu'à une teneur finale de 0,1 %. La durée moyenne de séjour du produit dans le lit atteignait 15 minutes.
REVENDICATIONS
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* * m m = = = = = = = m m m x
1. Procédé de cristallisation et éventuellement accessoire- ment de séchage partiel, à l'aide de gaz chauds, de granulats de matière synthétique amorphe ou seulement partiellement cristallisée, caractérisé en ce que la matière première est introduite dans un lit fluidisé, de préférence bouillonnant, constitué de produit déjà fortement cristallisé.
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* 'PROCESS AND EQUIPMENT FOR THE TREATMENT, USING HOT GAS,
OF AGGREGATES OF AMORPHIC SYNTHETIC MATERIAL ".
A process for the desiccation of wet synthetic material aggregates and which has proven to be suitable in many cases, consists in discontinuously pre-drying the aggregate, passing through the sticky or plastic state, in a fluidized bed dryer without grid and complete its continuous desiccation at high temperature in a desiccator tank simultaneously serving as an intermediate tank.
In certain cases, however, where, as has been shown, the raw material is encare @ or has not reached @ a certain degree of crystallization, sticking occurs in the fluidized bed dryer outside the tank. application of the known method.
It has been found that even such amorphous or only partially crystalline raw material should be processed.
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perfect way using hot gases, without the appearance of bonding, when this amorphous or only: artificially crystallized raw material was introduced into a fluidized bed, preferably a "bubbling bed" of already transformed product, that is to say say oristallized.
In this case, the fluidized bed is generated, in a known manner, by placing the product on a porous hearth which a suitable gas passes through from bottom to top by swirling the particles of the product which are thus stirred. With a suitable gas velocity, the surface of the fluidized bed moves smoothly and resembles that of a boiling liquid. This state of "ebullient bed" is particularly advantageous for the process of the invention because it results in an intense mixing in all directions of the particles of synthetic material.
In the process of the invention no lumps are formed. A few clumps of material adhering to itself which can form, in many cases, at the start of treatment, decompose again in the space of about 1 to 3 minutes. After that the material is so strongly crystallized that no more sticking occurs.
@
It should be noted that the sole purpose of the process of the invention is to crystallize the treated product, partial or non-existent drying being only a possible consequence.
Particularly advantageously, the flow rate can moreover be increased due to the fact that the transformation process is carried out in a fluidized or bubbling bed kept in motion by air as humid as possible, or other gases or gas mixtures as well. damp as possible and which does not react with the product.
The introduction into the fluidized bed or, preferably,
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as fast as possible of the amorphous or only partially crystallized raw material with the already crystallized material and that a residence time of at least about 1 to 3 minutes in the fluidized or bubbling bed is assured with certainty. The good residence time which must be maintained in order to avoid sticking depends on each synthetic material to be treated. For example, the raw material can be introduced by regular sprinkling on the outer zone of the bubbling bed, from the center of which the treated material is withdrawn.
The particles of amorphous or only partially crystallized synthetic material mix with the material present and already crystallized and migrate, as a result of the movement of the bed, towards the discharge device arranged in its center. However, it is also possible to mix the material introduced into the fluidized or bubbling bed with the already transformed particles of the boiling or bubbling layer, by equipment with mechanical movement.
The fluidized or bubbling bed is generally kept in motion by gases or gas mixtures heated to 80 to 180 C, preferably 135 to 160 C.
After the minimum residence time of the raw material in the bed, the synthetic material aggregate is transformed, i.e. crystallized, to the point that it can be removed from said fluidized or bubbling bed and led to further processing. thermal without any bonding of the material. It may, for example, be taken to another heat treatment in a calender or other similar equipment or to a subsequent drying treatment.
In order to dry aggregates of amorphous or partially crystallized synthetic material, it is appropriate, according to the present invention to treat this material to be dried, in the fluidized or bubbling bed only for the time necessary for sufficient progress of the crystallization so that the subsequent drying can be carried out without risking sticking, in a
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dryer inserted after the bed. For this, the 860: oire tank or fluidized bed are particularly suitable owing to their low energy requirements.
The figure shows, in vertical section, illustratively and schematically, an apparatus for drying, according to the invention, aggregates of amorphous synthetic material.
The apparatus shown essentially consists of an upper casing for an ebullating bed 1 and a lower card 2 constituting a tank dryer, the two being connected by the pipe 3.
In the casing 1 is a grid 4 serving as a base for the bubbling bed 5. The gases which maintain the bubbling bed are supplied by the pipes 6, pass from the bottom to the top through the openings of the grid 4 and the bed 5, they are evacuated from the device through the sluice 7. The material to be dried enters the apparatus through the loading opening 8 and falls on a roof-shaped part 9 which ensures its regular distribution in the outer zone of the bubbling bed.
The pipe 3 opens into the casing 1 through an opening 10 of the grid 4 and disposed vertically below the part 9, while its lower end ends in the upper part of the casing 2. In the lower part of this casing is located an intermediate partition 11 in the form of a funnel and provided with openings for the passage of the drying gases and into which the tubing 12 opens, which is externally closed by a valve with a cellular wheel 13. The hot drying gases are introduced into the tank dryer 2 through the opening 14 of its lower part and leave it, after passing through the layer 15 d. e material, through the upper mouth 16.
The ready and desiccated material is removed from the layer 15 by the action of the cellular wheel valve 13, at intervals, but preferably continuously. In the same proportion, crystallized and predried material flows, coming from the layer of the ebullating bed 5 and passing through the pipe 3, into the dryer.
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tank 2. The product to be treated, coming from a supply tank, is brought, passing through a metering device, through the loading opening 8, in an amount such that the level of the bubbling bed 5 remains constant.
The gas streams serving for the treatment and the desiccation of the material in the two treatment stages are advantageously put in closed circuits by fans to the housings 2 or 3, passing through air heaters and, optionally, air heaters. dust extractors. To adjust the desired moisture content of the two gas streams, part of these gases can be diverted from the pressure side of the fans, while equivalent amounts of fresh gas are introduced from the suction side of said fans.
In the event that it is necessary to prevent a passage of the treatment gases from one stage to another, a product valve can be usefully inserted into the pipe 3. This arrangement also gives the possibility of adjusting the height of the layer of material. 15.
Example 1.
In an installation similar to that previously described, 12.1 kg of crystallized homopolyester fragments were maintained in an ebullating bed of about 35 cm thick by a current of hot air at 145 to 155 C, above d. 'a rectangular grid of 30 x 24 cm.
With a circulation, through the casing of the ebullating bed, of approximately 480 m3 / h of air, of which 20 m3 / h was replaced by fresh air, it was possible to spread in the bed 33 kg / h of fragments of amorphous homopolyester with an initial moisture content of 0.8% and remove them from it after a residence time of
22 minutes, at a remaining humidity of 0.1%.
In the subsequent tumble dryer, the product was dried to a final moisture content of 0.01%. No more than in the following examples, collages were no longer manifested.
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Example 2.
In the plant described in Example 1, the thickness of the bubbling bed layer was reduced to about 5 cm, the bed load here amounted to 2.4 kg of crystallized polyester fragments.
All other conditions equal to those of Example 1, it was possible to achieve a flow rate of 14 kg / h of amorphous polyester fragments.
The average residence time of the fragments in the bubbling bed was 10.4 minutes.
Example 3.
All other conditions equal to those of Example 1, 480 m3 / h of air at a temperature of 145 to 155 ° C. and containing about 90% by volume of water vapor, were blown through the boiling bed. . The flow rate of amorphous polyester fragments could be increased to 46 kg / h. The average length of stay was 16 minutes.
Example 4.
All other conditions equal to those of Example 2, 480 m3 / h of hot air at a temperature of 145 to 155 ° C. and containing about 90% by volume of vapor was blown through the boiling bed. The flow rate of amorphous polyester fragments was 26 kg / h, their average residence time in the bed was 5.6 minutes.
@ Example 5 * Amorphous copolyetherester fragments (glycol and 1 mole of p-hydroxy-benzoic acid per 9 moles terephtallic diacid) and which stuck during treatment with air, dry or wet, brought to
80 to 180 C, could by spreading in a bubbling bed of already crystallized material kept in motion by air at
150 and containing about 90% by volume of water vapor, be crystallized to the point that subsequent drying in a fluidized bed at 150 ° C. was possible without sticking.
Example 6.
Above a 60 cm diameter bubbling bed grid, a 30 cm thick layer of homopolyseter fragments was
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maintained in effervescence by a current of hot air at 150 ° C. and containing approximately 90% by volume of water. Using an air passage of 2500 m3 / h, 200 kg / h of fragments of amorphous homopolyester with initial moisture content of 0.8% were, without sticking, dried to a final content. 0.1%. The average stay of the product in the bed was 15 minutes.
CLAIMS
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* * m m = = = = = = = m m m x
1. Process for crystallization and optionally for partial drying, using hot gases, of aggregates of amorphous or only partially crystallized synthetic material, characterized in that the raw material is introduced into a fluidized bed, preferably bubbling. , consisting of product already strongly crystallized.