CN1549762A - 松散材料的连续热处理 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于粒状材料的连续热处理、特别是用于聚合物颗粒例如聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶的设备(1)。该设备包括若干个相邻的流化腔室(2、3、4、5、6)，这些流化腔室分别设有一个筛底板(11)，用于对粒料进行流化的流化气体可以经由一个气体入口(9)并通过该筛底板(11)从下面注入到各个腔室中，所述气体可以经由一个位于设备顶部区域中的气体出口(10)排出。第一腔室(2)占据所有腔室(2、3、4、5、6)的总体积的较大部分，并且相邻的腔室分别通过设置在其间的分隔壁(14、15、16、17)中的产品流通孔(18、19、20、21；28、29、30、31)流体连通。根据采用本发明的设备(1)的本发明的方法，引导粒状材料通过若干个相邻的流化腔室(2、3、4、5、6)，其中第一腔室(2)中的流化粒状材料的绝对填充水平至少与位于其下游侧的其它相邻腔室(3、4、5、6)的绝对填充水平一样高。

Description

松散材料的连续热处理
本发明涉及一种用于粒状松散材料(granular bulk material)连续热处理、特别是用于聚合物颗粒例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的结晶的设备，该设备具有一个终止于作为上游第一腔室的腔室中的产品入口和一个处于下游最后腔室之后的产品出口。另外，本发明涉及一种采用根据本发明的设备用于粒状松散材料的连续热处理、特别用于聚合物颗粒例如聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶的方法。
例如从EP 0 712 703 A2中可以获知这种设备。这种设备包括一个壳体，该壳体具有一个用于将要进行热处理的塑料碎片(或碎屑)的入口和出口。壳体的内部被多个分隔壁分隔成一个第一大腔室和若干个较小的腔室，其中，第一腔室和相邻腔室之间的分隔壁比较小的腔室之间的分隔壁高。所有的腔室可以从下方经由一个筛底供应流体，以便对碎片产品进行流化。在操作过程中，流化产品从一个腔室经由各分隔壁的上边缘流向下一个腔室。在此过程中，由于各流化腔室中的泡腾运动，当碎片跳动和/或从一个腔室喷回到相邻的上游腔室中时，将产生不希望的反混。这导致不同碎片的停留时间不同，其必然导致碎片的产品质量不同。
DE 195 00 383 A1公开了一种用于对粒状形式的聚酯材料进行连续结晶的设备。在一个圆筒状的处理空间内进行热处理，所述圆筒空间也从下方经由一个筛底供应气体，以便利用处理气体对粒料进行流化。虽然通过仅采用一个用于流化目的的单一处理空间而节约了成本，并且不再需要搅拌工具等，但是仍然不能确保颗粒的停留时间处于一个非常窄的范围内，并因此不能确保粒料的非常均匀的产品质量。
EP 0 379 684 A2公开了一种用于对粒状形式的聚酯材料进行连续结晶的设备和方法。该设备包括两个独立设置的流化腔室(流化床设备)，其中第一腔室是一个具有搅拌特性的泡腾流化层，第二腔室是一个具有塞流特性的流动床。这种不同流化腔室的组合可产生令人惊异的均匀的产品质量，但是两个独立流化床设备中的每一个均需要单独的回路，所述回路具有通道、风扇、用于气体喷射和流化气体的热交换器以及气旋分离器和/或用于去除由于颗粒粘附造成的灰尘的过滤器。
因此，本发明的目的是提供一种廉价且易于操作的设备以及一种上述类型的方法，其可确保在设备中被流化和热处理的颗粒的停留时间处于非常窄的范围内，并且因此可确保均匀的产品质量。
在提及的上述设备的情况下，可以通过下述方式实现这一目的，即设置若干个分别具有独立筛底的相邻流化腔室，流化气体可以通过各筛底喷入到各个腔室中，以便对粒料进行流化，其中，该气体可以经由一个设置在设备顶部区域的气体出口流出，并且第一腔室占据所有腔室的总体积的大部分，以及其中相邻的腔室具有一个由置于其间的各分隔壁中的产品通道构成的流体连接件。
这一简单、紧凑的结构只需要特别少的材料和空间。相邻的腔室显著减少了热量损失和/或所需的热绝缘，并且最终允许进行能量储存操作。另外，当腔室的数目增加时，粒料在设备中的停留时间的范围降低。此外，特别有利的是，不需要在各腔室之间进行预传送。另外，仅采用一个穿过整个筛底供应的单一气体喷射/流化气流就足够了。总之，可以廉价的方式提供根据本发明的设备，并且根据本发明的方法以及根据本发明的设备的维修也非常经济。
优选地，产品通道设置于相邻腔室之间位于筛底和相邻腔室之间的分隔壁底端区域之间的底部侧上。或者，也可以将产品通道设置于相邻腔室之间位于一个侧壁和相邻腔室之间的分隔壁侧端区域之间的壁侧上。令人惊讶的是，一旦采用这种布局的产品通道，则在腔室与腔室之间产生的反混非常小。另外，这种布局使其易于在使用之后，例如为了清洁或维修的目的或者在更换产品的情况下将设备清空。
优选地，在分隔壁中大致位于流化层上端的高度处进一步设置有产品通道。
在本发明的一个特定的优选实施例中，产品通道跨越设备的整个宽度和/或整个高度从一个侧壁延伸至另一个侧壁或者从筛底延伸至流化层的上端，其中，产品通道优选设置为水平和/或竖直缝隙。特别地，各缝隙状的产品通道沿着分隔壁的整个宽度和/或沿着整个高度延伸。优选地，仅将水平缝隙作为产品通道，以实现停留时间的窄范围分布。
在本发明的另一个特别优选的实施例中，沿着在产品输送方向上顺序设置的分隔壁将产品通道交替设置于底部和流化层上端的高度处。通过这种方式，迫使所有产品颗粒沿着一个过山车状路径通过，并且对于各个腔室而言，将产品入口设置在尽可能远离产品出口的位置上，从而所有颗粒均需要沿着一条相当长的路径通过各个腔室。在产品通道总是位于相邻分隔壁中的底部的情况下，例如在特定条件下，颗粒可以直接从一个产品通道通过下一个通道，而不会在各腔室中停留很长的时间。考虑到在该设备中所需的窄范围的停留时间，这将对生产起到反作用。或者，也可以沿着在产品输送的方向上连续设置的分隔壁将产品通道交替设置在分隔壁的左壁侧端和右壁侧端上。此外，如上所述，迫使颗粒沿着一个障碍滑雪滑道状的通道在设备内进行输送。除了设备的多腔室结构之外，过山车和障碍滑雪结构均有利于保持产品停留时间均匀，并且因此有助于获得窄范围的停留时间。
优选使产品通道的位置可调。这使得可以例如通过调节设备中粒状颗粒的平均停留时间来进行产品特性的优化。
在本文中，还有一个特别有利之处在于，可以调节产品通道的横截面。这允许根据粒料的颗粒尺寸对产品通道的截面进行调节以实现最佳化。
优选地，将最小尺寸、特别是产品通道横截面的缝隙宽度设定在粒料的最小尺寸和大约20cm之间。一个特别有利的最小尺寸、特别是产品通道截面缝隙的宽度在最小的粒料尺寸的两倍和最小的粒料尺寸的十倍之间的范围内。这同样有助于减小粒料颗粒直接从一个腔室的入口经过该腔室到达该腔室出口的可能性。结果，至少在实际上不可能出现非常短的停留时间。由于在聚酯颗粒的停留时间太短的情况下不能充分进行结晶，从而导致粘性颗粒的产生，因此这对于聚酯、例如PET的结晶特别优选且非常有意义。然而，由于随时间变化的结晶水平的增长在开始时快速增加、随后迅速达到一个饱和水平，所以在聚酯结晶的情况下，略微过长的停留时间对产品均匀性没有负面影响。另一个优点是，反混的可能性也被最小化，这又增强了设备的热效率，并且各腔室保持在一个确定的温度下。
在本发明的另一个优选实施例中，置于分隔壁中的底侧上或大致处于流化层上端高度处的各产品通道或者置于壁侧上的各产品通道设有一个金属片，该金属片大致平行于底部和/或各侧壁，并且大致垂直于分隔壁，其中该金属片被固定在各产品通道的边缘上，并且在该分隔壁两侧延伸穿过产品通道进入到两个相邻的腔室中。通过这种方式，可形成一个产品通道，该产品通道呈在金属片与底部和/或侧壁之间的隧道的形式。因此，沿着与流化产品流相对的方向进入到这一通道中的颗粒具有在通道壁之间返回和前进的所有可能性，并且因此在产品通道中停留较长时间，这或早或晚地显著增加了其与流化产品流中的其它颗粒碰撞时受到拖拽的可能性。其结果是，该通道形式也使得导致上述负面后果的反混更加困难，并且最终使得反混实际上不可能发生。
优选地，在底侧产品通道中并基本上与金属片相对的区域中，将喷射区域设置在筛底中，这使得可以将流化气体以这样的速度喷射到腔室中，所述速度使得在流化粒料的流动方向中同时允许垂直于喷射区域的速度分量和平行于喷射区域的速度分量。为达到这一目的，优选采用一个所谓的科尼迪尔(conidur)金属片，其中不是通过完全冲裁并从筛底上去除材料来形成开口，而是通过仅进行局部冲裁并且随后弯曲该局部冲裁材料来形成开口。因此，在产品通道的区域中(特别是在隧道形式中)，在隧道的区域中，接着垂直向上延伸的流化成分之后，可以将一个水平的输送成分输送到产品上，这使得反混更加困难。
如果需要，也可以利用一个用于流化气体的关联供应通道经由筛底至少与第一腔室连接，其与用于其余腔室的公共供应通道分离开。这可以例如通过一个位于第一腔室筛底上游的公共空气回路来实现，并且其余腔室的公共筛底设有一个分支部分，其中各分支用作一条用于各筛底的供应线，并且作为一条用于所述腔室的排出线，并且设有一个可调节的挡板，利用该挡板供应气体，并且因此还可以对于各腔室的流化进行气体速度调节。这使得可以在与其余腔室不同的条件下向第一腔室供应气体并进行流化。例如，对于聚酯的结晶，在第一腔室中可以采用比其它腔室高的气体速度通过筛底进行流化。这一点是非常有利的，因为在第一腔室中的产品尚未或几乎没有结晶的情况下，产品的粘性远远大于相邻的其余腔室中的产品，提高的气体速度可以加强流化并因此防止团块的形成。
然而，在大多数情况下，使所有的腔室经由它们各自的筛底通过一个用于流化气体的公共供应通道相连已经足够。这可降低设备的材料成本，并可简化操作。
优选地，在产品出口处设有一个冲击松块器，产品通道终止于该松块器。该冲击松块器使得在采用所有预防措施后仍然形成的任何团块破碎。
所有腔室的筛底可以置于一个单一的平面中。或者，该设备可以包括沿着具有交错的高度的流化粒料流设置的腔室。
优选地，第一腔室的轮廓(或布局)由一个圆筒形的围壁确定，其余腔室可以在第一腔室的外侧径向地同心设置圆筒形壁。这种结构需要特别小的空间和材料，并且热量损失也很低。或者，第一腔室的轮廓可以由一对同心的圆筒形壁确定，其余腔室将它们的圆筒形壁径向地同心设置于第一腔室的内部圆筒形壁的内部。
代替圆筒形轮廓，第一腔室也可以具有矩形轮廓，并且其余腔室可以朝向第一腔室的外侧设置。除了圆筒形几何形状的前述优点之外，矩形形状还具有特别易于构造的附加优点。或者，第一腔室的轮廓可以为矩形，而其它腔室例如可相互嵌套地同心设置在第一腔室的内侧，并且也可以具有矩形轮廓。
在下述情况下上述所有实施例均特别有利，其中，至少其余的腔室按照以下方式设计，即在这些腔室中，流化粒料的层高与最小轮廓腔室的尺寸之间的比例在0.5至2的范围内。用于上述比例的这一优选目标值可确保流化产品内部不会过度地形成气泡。在流化产品的层高远远大于最小轮廓腔室尺寸的两倍的情况下，许多小气泡在上升的同时结合产生几个或仅仅一个单一的大气泡，在向着顶部逐渐递减的由重力所形成的压力的作用下，所述大气泡会在流化产品中上升，并且一旦其到达流化层的表面，则会造成碰撞和/或造成粒料颗粒的飞舞。另一方面，在仅用一个很薄的产品层覆盖底部的情况下，不可能进行经济的流化。
优选地，位于最远的上游侧的第一腔室占据所有腔室的总体积的主要部分，即特别是占据所有腔室总体积的大致一半。优选地，第一腔室的筛底表面也占据所有腔室的总筛底表面的主要部分，即占据所有腔室的总筛底表面的大致一半。对于聚酯的结晶而言，这一点特别有利。其结果是，在第一腔室中，在第一结晶步骤中可以使几乎所有颗粒结晶。有鉴于此，在第一阶段中，孤立的颗粒仍然是粘性的，这对于在第一腔室中以比相邻的其余腔室中低的颗粒密度实现大量的流化特别重要。在这种情况下，两个粘性颗粒的碰撞可能性以及因此形成团块的可能性均非常小。
优选地，在最后的腔室的下游端，提供在一个壁中设置的呈窗口形式的产品出口，并且设有一个滑动件，利用该滑动件可以调整窗口的下边缘。或者，在最后的腔室的下游端，可以设置呈可枢转的门的形式的产品出口，通过枢转所述门可以对其高度进行调节。
为了防止例如当较大的气泡到达流化层表面时孤立的粒状颗粒与排出到设备顶部区域中的流化气体一起排出设备，在从通气孔起的上游并在流化层的上方设有一个所谓的“之”字形或锯齿形分隔件，当分隔件允许气体通过，同时保留粒状颗粒并将它们返回到流化床。
根据本发明，粒料被引导着通过多个顺序设置的流化腔室，其中每个流化腔室具有一个筛底，流化气体(例如纯氮气或空气)通过该筛底喷入到各个腔室中，用以对粒料进行流化，在设备的顶部区域中将气体抽出，并且第一腔室中的流化粒料的绝对填充高度至少与设置于其下游的其余腔室的绝对填充高度一样高。
优选将具有均匀的第一处理温度的流化气体喷入到所有腔室中，其中，流化气体同时优选作为对流化粒料进行加热的热源。在PET结晶的情况下，该均匀的第一处理温度大约为180℃。仍然占主导地位的非晶态初始产品以球粒形式在大约20℃的温度下进入到第一腔室中，并且在这一低温下处于非粘性形式。在第一腔室中，热量仍未完全传递到PET粒料上，由于在非晶态或仅略微结晶的状态下，当暴露于高温下时其粘性倾向仍非常高，所以这是很有利的。在相邻的腔室中，由于在这些腔室中各自的初始温度总是高于前面的腔室，并且在各个腔室中以相同的处理温度喷射气体，所以PET粒料的温度逐步增加。结果，可以为PET设计一个最佳结晶工艺，其中，从一个腔室到下一个腔室，PET粒料的温度向着最佳结晶温度发展，同时，PET的结晶程度从一个腔室向下一个腔室增加，结果是，即使当温度增加时，粘性倾向仍保持较低。
如果需要，流化气体可以至少部分地包含一种与流化粒料反应的气体。例如，在干燥食品的情况下，可以为消毒或芳香气体。
优选将具有第二处理温度的流化气体喷射到其余腔室的至少一个中，该流化气体优选用作对流化粒料进行冷却的冷却源。
优选地，在所有腔室中，以同样的过压和同样的气体速度喷射流化气体。然而，如果需要，可以以比其余腔室中更高的压力和/或更高的气体速度将流化气体喷射到第一腔室中。较高的气体速度导致流化程度提高，即流化层的扩张，而较高的气体压力使得可以经由流化气体提供更多的热量。
在下面参照附图的优选实施例中，将说明本发明进一步的优点、特征和应用，其中：
图1是沿本发明第一个实施例的一垂直平面的剖视图；
图2是沿本发明第二个实施例的一垂直平面的剖视图；
图3a和3b是沿本发明第三个实施例的一垂直面和一水平面的剖视图；
图4是表示根据本发明的设备中的粒状颗粒物的停留时间范围如何依赖于设备的腔室数目而变化的图示；
图5a和5b分别是一级流化层和五级流化层的示意图；
图5c表示图5a中所示流化层和图5b所示流化层的产品的局部温度发展；
图6a是腔室之间的产品通道的第一特定设计；以及
图6b是腔室之间的产品通道的第二特定设计的放大图。
图1是根据本发明的设备1的第一个实施例的一垂直剖面示意图。根据本发明的设备1形成带有一个壳体13的复式箱形结晶器，几个腔室2、3、4、5和6的内部由分隔壁14、15、16和/或17分开。各腔室的底部设置有筛底11，可以通过该筛底从下面供应流化气体。朝着顶部，利用一个形成腔室的顶部的之字形分隔件12限定所述腔室。腔室2、3、4、5和6的前后壁平行延伸于附图平面之上和/或之下，并且因此未在剖视图中示出。
将要进行流化和热处理的产品、特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)经由一个产品入口7从顶部引入到设备1中，并且经由一个产品出口8排出设备1。在筛底11之下，经由一个气体入口9将流化气体喷射到设备1中，并且在通过之字形分隔件12之后，在设备1的顶部区域中经由一个气体出口10抽出。进入到设备1中的粒料首先到达占据整个腔室的体积的主要部分(或大部分)的第一腔室2，并且由经由筛底11进入的流化气体流化，以形成一个包含粒料的流化气体的流化层23。流化层的表征类似于流体，即在流化层内形成重力压力，并且流化层在分隔壁14、15、16和/或17的下端区域和筛底11之间经由产品通道18、19、20和21从第二腔室2流入到相邻的腔室3、4、5、和/或6中。在最后的腔室6的端部，在端壁中于筛底11之上一定高度处设有一个窗口22，并且该高度确定了在所有腔室2、3、4、5和6中的所有流化层23的高度。在图1中给出了流化层23的示意性表示。
在流化层23内可能会形成气泡，该气泡会上升至流化层内的顶部，并且结合形成较大的气泡24，一旦它们到达流化层26的表面则会破裂，并且在腔室内将粒料抛到周围。这被示意性地表示在参考标号25的区域中。
图2是根据本发明的设备1的第二个实施例的垂直剖视图。该第二个实施例与第一个实施例的不同之处在于，在顺序设置于腔室2、3、4、5和6之间的分隔壁14、15、16和17中，将产品通道28、29、30和/或31交替地在分隔壁14和15中设置于筛底11之上的一定高度处以及在分隔壁15和17中直接设置在筛底11上。按照这种方式，当穿过腔室2、3、4、5和6时，粒料颗粒被压迫在一个路径上，该路径以类似于过山车的方式交替地沿顶部和底部延伸。这有利于在各个腔室中使上游产品通道和下游产品通道尽可能相互远离。其结果是，将迫使所有粒状颗粒物沿着穿过腔室2、3、4、5和6的可能的最长路径运动，从而至少使得尽可能少的粒状颗粒具有很短的停留时间。
这一点对于聚酯的结晶特别有利，这是由于在结晶器中于一最小停留时间之后粘性大大降低，而太长的停留时间不会对产品质量造成不利影响。由于产品通道28和30的阶梯状级联式设计，流化层的体积从第一腔室2向着第二和第三腔室3、4和向着第四、第五腔室5、6逐渐减小。在图1和图2中，所有相同的参考标号表示设备1的相同或相应的元件。
图3a是根据本发明的设备1的第三个实施例的垂直剖视图，而图3b表示该第三个实施例的水平剖视图。如图3b中清楚地表示的那样，设备1包括：一个中心圆筒腔室2，其占据设备的整个腔室的体积的主要部分；以及从中心腔室2开始径向设置且沿中心腔室2的整个周边将其包围起来的周边腔室3、4、5和6。中心腔室2借助一个分隔壁14与径向围绕着它的腔室3、4、5和6分隔开，而腔室3、4、5和6则在外侧由壳体壁13限定。在腔室3、4、5和6之间，设有分隔壁15、16和17，从而形成尺寸相等的四个腔室3、4、5和6。在上述筛底之上的一定高度处(图3a)，设有一个连接第一腔室2和第二腔室3的产品通道18。虽然未示出腔室3、4、5和6之间的产品通道，但它们与图1中的产品通道18、19、20、21和/或图2中的产品通道28、29、30、31相匹配。
在图1、图2和图3b中，窗口22的高度和/或横截面尺寸是可调的。通过使其高度可调，可以调节流化层23的高度，同时横截面尺寸可调使其可以调节通过设备1的流速。在具有矩形几何形状的实施例1和2中以及在具有圆筒形几何形状的实施例3中，产品通道可以仅设置在底部上(与图1中的产品通道18、19、20和21相比)，或者它们在侧壁区域中可以交替地设置于一系列的分隔壁14、15、16和17的左端区域或右端区域上，以提供一个障碍滑雪滑道式结构(在此未示出)。
图1、2以及3a、3b表示根据本发明的设备1的三种不同的实施例。在所有三种情况下，它们是五级流化层23的不同结构。它们在腔室2、3、4、5和6的结构、产品通道18、19、20、21；28、29、30、31的结构以及产品开口22的结构上是不同的。每个五级流化层包括一个大腔室2，即(主)结晶腔室，以及四个后续的尺寸相同的较小的腔室3、4、5、6，以在其中对产品进行均一化。腔室3、4、5、6顺序或串联式地设置或围绕着较大的腔室2同心地设置。利用一个单一的气体供应部对流化层设备1进行供应。由于压降的原因，气体分布在整个筛底11上，并且流化层23遍及独立的腔室2、3、4、5、6。产品通道18、19、20、21；28、29、30、31设置在底部上、顶部上、或者交替地设置在底部/顶部上。在图1所示的实施例中，由于产品通道18、19、20、21设置在底部上，所以在腔室2、3、4、5、6中，流化层形成均匀的高度。该高度可以通过最后的腔室6中的产品出口22的高度进行调节。在图2所示的实施例中，由于产品通道28、29、30、31交替设置在底部上和顶部中，所以通过调节顶部产品通道28、30的高度位置，可以在腔室2、腔室3和4以及在腔室5和6中独立地调节流化层23的层高。
图4表示n个理想的混合、流化腔室和/或顺序连接的箱式反应器(阶梯状箱式反应器)的停留时间的无量纲范围。该计算的基础是假设单独的流化腔室和/或箱式反应器中的产品平均停留时间相同。需注意的是，流化腔室和/或釜式反应器的数目增加时，停留时间的范围减小，并且因此在设备的出口处受到热处理的产品的均匀性提高。在采用多个环绕的流化腔室和/或箱式反应器的情况下，可获得一个纯栓塞流。在这种情况下，所有颗粒在独立的腔室和/或反应器中受到相同时间的作用，并且所获得的产品质量非常均匀。实践中，通常将设备充分地分成几个腔室，以获得改善的和充分的高质量产品。
图5a和5b是单级和五级流化层的示意图。作为样本计算的结果，图5c表示在单级和五级流化层中的产品温度的局部变化。在这一例子中，将五级流化层的局部产品温度变化(温度分布)与单级流化层的局部产品温度变化(温度分布)进行比较。产品通过量和操作参数用于描绘目前所建造的工业设备。请注意，所释放的结晶热包含在第一腔室(在其中产生放热结晶反应的大部分)的热平衡之中，可以理解，通过将流化层分成若干个级/腔室，可以显著提高气体和粒料之间的热交换效率，同时，还可以提高最终产品的质量和均匀性。在这一例子中，可以将热效率(由[产品出口处的产品温度-产品入口处的产品温度]/[气体入口处的处理温度-产品入口处的产品温度]的比确定和计量)提高大约7.5％。由于结晶之后具有较高的产品温度，所以可以减小在涉及到随后的固相凝结(SSP)的通常后续进行的处理步骤中所需的设备尺寸。
结论：根据本发明的多级流化层可同时提供在该多级流化层中的改进的(例如较窄的)产品停留时间以及改进的(例如增强的)产品热处理的热效率。
图6a和6b表示在根据本发明的设备的腔室之间的产品通道的一个特别优选的第一实施例。
图6a对应于图1中所示分隔壁14、15、16和17在其下部筛底11附近的一部分。筛底11具有通过冲裁和将材料去除而形成的孔11a。然而，除了图1中的内容外，分隔壁14、15、16和17的下端设有一个导向片33、34、35和/或36，它们在对应的分隔壁的两侧垂直延伸，并在各分隔壁的两侧进入到腔室中。导向片33、34、35、36使反混、例如粒状颗粒物相对于粒料流的反向移动更加困难。反混降低了热效率，并且在存在较长停留时间的情况下使得停留时间的范围变宽。隧道形产品通道18、19、20、21的形成使得粒料颗粒不会相对于流化粒料的流动方向反向运动，并从一个腔室返回到位于其上游的腔室中，因为在所有可能性当中，颗粒将在筛底11和相应的导向片33、34、35、36之间被向后和向前反射，并且必定保留在该隧道中，其结果是最终随着与漂浮在粒料流动方向中的粒料颗粒碰撞而被拖住。
图6b表示与图6a所示的第一个实施例相比得到改进的产品通道18、19、20、21的第二个实施例。除了在隧道中与相应导向片33、34、35、36相对的区域中筛底11设有仅通过对材料进行部分冲裁并且将冲裁的材料部分地弯曲而形成的孔11b之外，图6b所示的部分与图6a中产品通道的第一个实施例的划圈部分相对应。除了垂直于粒料流方向的垂直流化分量之外，通过这些孔11b被吸入的空气接收平行于且与粒料流方向对齐的运动分量。结果是，与图6a的实施例相比，反混变得更加不可能。
结论：图6a和6b的产品通道18、19、20、21的两个实施例有利于进一步提高热效率并缩小根据本发明的设备1的停留时间范围。
参考标号
1      设备
2      腔室
3      腔室
4      腔室
5      腔室
6      腔室
7      产品入口
8      产品出口
9      气体入口
10     气体出口
11     筛底
11a    有材料去除的冲裁孔
11b    有材料弯曲的局部冲裁孔
12     之字形分隔件
13     壳体
14     分隔壁
15     分隔壁
16     分隔壁
17    分隔壁
18    产品通道
19    产品通道
20    产品通道
21    产品通道
23    流化层
24    气泡
25    破裂的气泡
26    流化层表面
28    产品通道
29    产品通道
30    产品通道
31    产品通道
33    导向片
34    导向片
35    导向片
36    导向片

Claims (40)

1、一种用于粒状松散材料(粒料)的连续热处理、特别是用于聚合物颗粒例如聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶的设备(1)，该设备具有一个终止于作为位于上游的第一腔室的腔室(2)中的产品入口(7)和一个位于下游的最后腔室之后的产品出口(8)，其特征在于，该设备(1)设有若干个分别具有独立筛底(11)的相邻流化腔室(2、3、4、5、6)，流化气体可以经由一个气体入口(9)并通过各筛底喷入到各个腔室(2、3、4、5、6)中，以便对粒料进行流化，该气体可以经由一个设置在设备(1)顶部区域的气体出口(10)排出，并且第一腔室(2)占据所有腔室(2、3、4、5、6)的总体积的大部分，其中相邻的腔室具有一个由置于其间的各分隔壁(14、15、16、17)中的产品通道(18、19、20、21；28、29、30、31)构成的流体连接件。
2、如权利要求1所述的设备，其特征在于，产品通道(18、19、20、21)设置于相邻的腔室之间，并位于筛底(11)和相邻腔室(2、3、4、5、6、7)之间的分隔壁(14、15、16、17)的下端区域之间的底部侧上。
3、如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，产品通道设置于相邻时之间，并位于一个侧壁和相邻腔室(2、3、4、5、6、7)之间的分隔壁(14、15、16、17)的一侧端区域之间的壁侧上。
4、如权利要求1所述的设备，其特征在于，在分隔壁(14、16)中大致位于流化层上端的高度处设置产品通道(28、30)。
5、如权利要求1至4之一所述的设备，其特征在于，产品通道(18、19、20、21；28、29、30、31)跨越设备(1)的整个宽度和/或整个高度从一个侧壁延伸至另一个侧壁和/或从筛底(11)延伸至流化层(26)的上端。
6、如权利要求2至5之一所述的设备，其特征在于，产品通道(18、19、20、21；28、29、30、31)设置成缝隙状。
7、如权利要求6所述的设备，其特征在于，每个缝隙状的产品通道(18、19、20、21；28、29、30、31)沿着分隔壁(14、15、16、17)的整个宽度和/或整个高度延伸。
8、如前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，沿着在产品输送方向上连续设置的分隔壁(14、15、16、17)将产品通道(28、29、30、31)交替设置于筛底(11)上和流化层的上端高度处。
9、如权利要求1至7之一所述的设备，其特征在于，沿着在产品输送的方向上连续设置的分隔壁(14、15、16、17)将产品通道交替设置在分隔壁的左壁侧端和右壁侧端上。
10、如前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，产品通道(28、30)的位置可调。
11、如前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，可以对产品通道(18、19、20、21；28、29、30、31)的横截面可以调节。
12、如权利要求8至11之一所述的设备，其特征在于，将最小尺寸、特别是产品通道(18、19、20、21；28、29、30、31)的横截面的缝隙宽度设定在粒料的最小尺寸和大约20cm之间。
13、如权利要求12所述的设备，其特征在于，该最小尺寸、特别是产品通道(18、19、20、21；28、29、30、31)的横截面缝隙的宽度在最小粒料尺寸的两倍和最小粒料尺寸的大约十倍之间的范围内。
14、如前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，置于分隔壁中的底侧上或大致处于流化层(26)上端高度处的各产品通道(18、19、20、21)和/或置于壁侧上的各产品通道设有一个金属片(33、34、35、36)，该金属片大致平行于底部(11)和/或各侧壁，并且大致垂直于分隔壁(14、15、16、17)，其中，该金属片被固定在各产品通道(18、19、20、21)的边缘上，并且在该分隔壁(14、15、16、17)两侧延伸穿过产品通道而进入到两个相邻的腔室中。
15、如权利要求14所述的设备，其特征在于，在底侧产品通道基本上与金属片(33、34、35、36)相对的区域中，将喷射区域设置在筛底(11)中，以使得可以将流化气体以这样的速度喷射到腔室(2、3、4、5、6)中，所述速度在流化粒料的流动方向中同时允许垂直于喷射区域的速度分量和平行于喷射区域的速度分量。
16、如前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，至少第一腔室(2)经由其筛底(11)与一用于流化气体的关联供应通道相连，该关联供应通道与用于其余腔室(3、4、5、6)的公共供应通道分隔开。
17、如权利要求1至15之一所述的设备，其特征在于，所有的腔室(2、3、4、5、6)通过一个用于流化气体的公共供应通道经由它们各自的筛底(11)相关联。
18、如前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，在产品出口(8)处设有一个冲击松块器，产品通道终止于该松块器。
19、如前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所有腔室(2、3、4、5、6)的筛底(11)均置于一个单一的平面上。
20、如权利要求1至18之一所述的设备，其特征在于，沿着流化粒料流顺序设置的各腔室的筛底(11)以交错的高度布置。
21、如前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，第一腔室(2)的轮廓由一个圆筒形的围壁(14)确定，并且其余腔室(3、4、5、6)在第一腔室(2)的外侧径向地同心设置它们的圆筒形壁。
22、如权利要求1至20之一所述的设备，其特征在于，第一腔室的轮廓由一对同心的圆筒形壁确定，并且其余腔室将它们的圆筒形壁径向地同心设置于第一腔室的内部圆筒形壁的内部。
23、如权利要求1至20之一所述的设备，其特征在于，第一腔室具有矩形轮廓，并且其余腔室朝向第一腔室的外侧设置。
24、如权利要求1至20之一所述的设备，其特征在于，第一腔室的轮廓为矩形，而其它腔室例如相互嵌套地同心设置在第一腔室的内侧，并且也具有矩形轮廓。
25、如前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，其余的腔室以下述方式设计，即在这些腔室中，流化粒料的层高与最小轮廓腔室的尺寸之间的比例在0.5至2的范围内。
26、如前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，位于最远的上游侧的第一腔室(2)占据所有腔室(2、3、4、5、6)的总体积的主要部分。
27、如权利要求26所述的设备，其特征在于，第一腔室(2)的体积占所有腔室(2、3、4、5、6)的总体积的大致一半。
28、如前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，第一腔室(2)的筛底表面占据所有腔室的总筛底表面的主要部分。
29、如权利要求28所述的设备，其特征在于，第一腔室(2)的筛底表面占所有腔室(2、3、4、5、6)的总筛底表面的大致一半。
30、如前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，在流化层(26)的表面和流化气体通气孔之间的设备(1)的顶部区域中设有一个之字形分隔件(12)。
31、如前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，在最后的腔室(6)的下游端，在一个壁中设置有呈窗口(22)形式的产品出口，并且设有一个滑动件(22)，利用该滑动件(22)可以调整该窗口的下边缘。
32、如权利要求1至30之一所述的设备，其特征在于，在最后的腔室(6)的下游端，可以设置呈可枢转门的形式的产品出口，以通过枢转所述门对其高度进行调节。
33、一种采用权利要求1至27之一所述设备以用于粒状松散材料(粒料)的连续热处理、特别是用于聚合物颗粒例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的结晶的方法，其特征在于，引导粒料通过多个顺序设置的流化腔室，其中每个流化腔室具有一个筛底，一流化气体通过该筛底喷入到各个腔室中，用以对粒料进行流化，在设备的顶部区域中将气体抽出，并且第一腔室中的流化粒料的绝对填充高度至少与设置于其下游的其余腔室的绝对填充高度一样高。
34、如权利要求33所述的方法，其特征在于，以均匀的第一处理温度将流化气体喷入到所有腔室中。
35、如权利要求34所述的方法，其特征在于，流化气体被用作对流化粒料进行加热的热源。
36、如权利要求33至35之一所述的方法，其特征在于，流化气体至少部分地包含一种与流化粒料反应的气体。
37、如权利要求33至36之一所述的方法，其特征在于，以第二处理温度将流化气体供应到其余腔室的至少一个中。
38、如权利要求37所述的方法，其特征在于，该流化气体用作对流化粒料进行冷却的冷却源。
39、如权利要求33至38之一所述的方法，其特征在于，在所有腔室中，以同样的过压和同样的气体速度喷射流化气体。
40、如权利要求33至38之一所述的方法，其特征在于，以比其余腔室中更高的压力和/或更高的气体速度将流化气体喷射到第一腔室中。
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