CZ20021885A3 - Kontinuální způsob suąení granulátu, zařízení k jeho provádění a pouľití tohoto zařízení - Google Patents

Kontinuální způsob suąení granulátu, zařízení k jeho provádění a pouľití tohoto zařízení Download PDF

Info

Publication number
CZ20021885A3
CZ20021885A3 CZ20021885A CZ20021885A CZ20021885A3 CZ 20021885 A3 CZ20021885 A3 CZ 20021885A3 CZ 20021885 A CZ20021885 A CZ 20021885A CZ 20021885 A CZ20021885 A CZ 20021885A CZ 20021885 A3 CZ20021885 A3 CZ 20021885A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
granulate
inert gas
inlet
drying
base unit
Prior art date
Application number
CZ20021885A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ301886B6 (cs
Inventor
Alfons Ludwig
Ragnhild Pille
Gunter Pipper
Original Assignee
Basf Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basf Aktiengesellschaft filed Critical Basf Aktiengesellschaft
Publication of CZ20021885A3 publication Critical patent/CZ20021885A3/cs
Publication of CZ301886B6 publication Critical patent/CZ301886B6/cs

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/14—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects using gases or vapours other than air or steam, e.g. inert gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B13/00—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
    • B29B13/06—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by drying
    • B29B13/065—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by drying of powder or pellets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/12—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed solely by gravity, i.e. the material moving through a substantially vertical drying enclosure, e.g. shaft
    • F26B17/122—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed solely by gravity, i.e. the material moving through a substantially vertical drying enclosure, e.g. shaft the material moving through a cross-flow of drying gas; the drying enclosure, e.g. shaft, consisting of substantially vertical, perforated walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00—Making granules
    • B29B9/16—Auxiliary treatment of granules
    • B29B2009/168—Removing undesirable residual components, e.g. solvents, unreacted monomers; Degassing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2067/00—Use of polyesters or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2077/00—Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Description

-SUSEN^A TEPELNE ZPRACOVANÍ CRANULATth -PRQUD EM-NETEČNÉ HO PLYNU [ywv úteu zv wWt ýlbÉ /xeíťww
Oblast techniky
Předložený vynález se týká zařízení pro sušení a tepelné zpracování granulátu proudem netečného plynu, způsobu sušení polykondenzovaného granulátu v tuhé fázi za použití zařízení podle vynálezu, systému pro sušení a následnou kondenzaci polykondenzovaného granulátu v tuhé fázi, ve kterém je začleněné alespoň jedno zařízení podle vynálezu, a použití tohoto systému.
Dosavadní stav techniky
Polykondenzáty, připravené převážně polykondenzací tavením, se musí sušit a zpravidla podrobovat následnému zpracovávání za účelem odstranění monomerů a oligomerů, a, kromě toho, následné kondenzaci za účelem zvýšení jejich molekulové hmotnosti.
Osvědčeným zařízením pro sušení a následnou kondenzaci polyamidového granulátu je věžová sušárna, popsaná například v dokumentu DE-A 25 30 304 a označovaná též jako temperovací věž. Tato věžová sušárna má tvar vysokého válce, skrze který polykondenzovaný granulát prochází od shora dolů, zatímco ohřátý netečný plyn, ve většině případů dusík, prochází skrze zařízení v protiproudu. Polykondenzovaný granulát je,
84251 (84251a)
PV 2002-1885
9 9 · 99 9 9 vzhledem k jeho podrobení promývání vodou za účelem redukce obsahu oligomerů a monomerů v předchozím kroku zpracovávání, zpravidla vlhký. Granulát se ve věžové sušárně podrobuje nejprve sušení a následně ohřevu na specifickou teplotu pro kondenzaci tuhé fáze. Proud netečného plynu, vystupující z horního konce věžové sušárny, se podrobuje odstraňování prachu a, prostřednictvím jeho ochlazení pod bod kondenzace, vlhkosti. Takto zpracovaný plyn se po následném ohřevu a, pokud je to žádoucí, po odstranění stop kyslíku zavádí zpátky do věžové sušárny. Poloha, ve které se netečný plyn do věžové sušárny zavádí, je především funkcí průměru šachty: konkrétně řečeno, výška vrstvy granulátu nad vstupem plynu musí být adekvátní pro zajištění dostatečně rovnoměrné distribuce proudu netečného plynu. Z praktického hlediska to znamená, že dolní mez poměru výšky vrstvy ku průměru šachty se pohybuje v rozmezí od 1,3 do 2. V podstatě rovnoměrná distribuce proudu netečného plynu je předpokladem pro zajištění maximálně rovnoměrného sušení granulátu, které je zase důležité z hlediska docílení co možná nejnižšího kolísání hodnoty viskozity jednotlivých zrn. Výsledkem požadavku v podstatě rovnoměrné distribuce je, ve srovnání s průměrem šachty, velká výška vrstvy sušicí zóny, a znamená to, zejména v případě vysokých teplot sušení a temperování, že doby prodlení granulátu v zařízení jsou mnohokrát větší než doba prodlení požadovaná vlastní kinetikou sušení. Kromě toho vyžaduje vysoká tlaková ztráta odpovídající jmenovitý výkon plnicího dmychadla, což představuje relativně vysoké náklady na spotřebu energie. Další nevýhoda věžové sušárny spočívá v tom, že množství netečného plynu je limitované bodem fluidizace granulátu. Z důvodu zajištění nepřekračování uvedeného bodu fluidizace je proto nezbytné konstruovat vysoce výkonnostní systémy s korespondujícími velikostmi průměrů šachty věžové sušárny. Velké průměry
84251 (84251a)
PV 2002-1885
- 3 - ............
• · · · · ♦ · ···· ···· · · ·· · * · · «··« šachty však mohou ve svém důsledku způsobovat mnohem obtížnější docilování pístového průtoku ve věžové sušárně, kterýžto pístový průtok je významný z hlediska zajištění nízkého kolísání viskozity jednotlivých zrn. Kromě toho velké průměry šachty, spolu s rovnoměrnou distribucí proudu netečného plynu, způsobují další zvyšování shora zmiňovaných nákladů na spotřebu energie.
Další nevýhodu provádění sušení a temperování granulátu v jednom jediném zařízení, například ve věžové sušárně typu popsaného v dokumentu DE-A 25 30 304, představuje jeho nízká flexibilita z hlediska měnění zpracovávaného množství granulátu nebo doby prodlení, a rovněž tak z hlediska přípravy produktů s odlišnou molární hmotností a/nebo za různých podmínek temperování.
současné
Podle skutečností uváděných v dokumentu DE-A 43 2 6 105 se proto navrhuje zařízení pro předehřev a sušení, které je uspořádané před věžovou sušárnou, v důsledku čehož dochází k oddělení procesu sušení a procesu temperování. Tento návrh je zajištěný prostřednictvím dvou zařízení s fluidním ložem, uspořádaných před věžovou sušárnou, přičemž první z těchto zařízení vykazuje vířivé fluidní lože, a druhé fluidní lože s charakteristickými rysy pístového průtoku. V kontinuálně provozovaných fluidních ložích se produkt, určený k sušení, obvykle umísťuje na vstupní desku, kterou ve většině případů tvoří děrovaná deska, tyčový rošt nebo specificky pro tento účel vytvořená deska, skrze kterou a tím i skrze produkt prochází ohřátý vysoušeči plyn ve směru od spodního konce k hornímu konci. Rychlost průchodu plynu se zde nastavuje tak, aby bylo docíleno udržování produktu ve flotaci, a tak, aby nedocházelo k j eho dopravování nebo vytlačování mimo zařízení pneumatickému Pohybující se
84251 (84251a)
PV 2002-1885 produkt se chová jako tekutina. Jestliže je produkt na jedné straně přiváděný kontinuálně, vystupuje tento vně prostřednictvím vyprazdňovaciho otvoru na straně druhé. Plyn má proto několik funkcí: zaprvé odpovídá za fluidizaci granulátu a za druhé slouží jako médium pro přenos tepla a pro látkový přenos. Intenzivní přenos tepla a intenzivní látkový přenos, které jsou zařízení s fluidním ložem schopná zajistit, činí tato zařízení principiálně vhodná pro rychlý ohřev a sušení. Nicméně, v případě produktů s pomalou kinetikou sušení, například nylon-6 granulátu, je průtok plynu potřebný pro přepravovaní produktu využitý nedostatečně, a vzhledem k tomu není v takových případech použití zařízení s fluidním ložem dostatečně ekonomické.
z hlediska nákladů
Další nevýhoda zařízení s fluidním ložem spočívá v tom, že distribuce doby prodlení produktu je, v důsledku dobře rozvinuté fluidizace, širší než v případě věžové sušárny. Výsledkem uvedené skutečnosti je nerovnoměrný obsah vlhkosti v produktu na výstupu ze zařízení s fluidním ložem, a tím na vstupu do
Kondenzace udržovacím následně uspořádaného udržovacího zařízení, tuhé fáze, prováděná v následně uspořádaném zařízení za účelem dalšího zvýšení molární hmotnosti je velmi citlivá na nerovnoměrný obsah vlhkosti v přiváděném granulátu. Tato nerovnoměrnost obsahu vlhkosti má za následek kolísání relativní viskozity jednotlivých zrn, která snižuje jakost výsledného produktu a jeho použitelnost, například pro rychloběžné zvlákňování. Další nevýhodou zařízení s fluidním ložem je poměrně silné mechanické namáhání granulátu během jeho fluidizace a z toho vyplývající tvorba prachu.
84251 (84251a)
PV 2002-1885 • ••4 · ♦ · ··«« ·· · 4 4··· * * · • · · 4 · 4 4 · ♦ · «444 ·· 4* ·· ·· ··«·
Podstata vynálezu
Cílem předloženého vynálezu je proto, vzhledem ke shora uvedeným skutečnostem, poskytnout takové zařízení, které je použitelné k sušení a tepelnému zpracování granulátu proudem netečného plynu, které je cenově přístupnější, a které je schopné zajistit úzkou distribuci doby prodlení produktu v zařízení, značné zvýšení průtokové rychlosti netečného plynu díky jeho naprosté nezávislosti na bodě fluidizace, a v důsledku toho zvýšení jeho výkonnosti. Kromě toho by toto zařízení mělo být schopné zajistit způsob zpracovávání granulátu, ve kterém je proces sušení a proces temperování oddělený, a který eliminuje nevýhody ze stavu techniky známých postupů.
Uvedeného cíle předloženého vynálezu se dosahuje prostřednictvím navrhovaného zařízení pro sušení a tepelné zpracování granulátu proudem netečného plynu. Navrhované zařízení vykazuje hranolovitou základní jednotku se vstupem pro přivádění polykondenzovaného granulátu v její horní části a výstupem polykondenzovaného granulátu v její spodní části, s přívodem proudu netečného plynu na jedné boční ploše a s odtahem proudu netečného plynu na protilehlé boční ploše hranolovíté základní jednotky, a dále distribuční a zadržovací příslušenství, uspořádané, v uvedeném pořadí, v oblasti přívodu proudu netečného plynu a v oblasti odtahu proudu netečného plynu, přičemž se každé z uvedených příslušenství rozkládá přes v podstatě celý účinný průřez hranolovíté základní jednotky ve vertikálním směru.
Navrhovaného postupu zpracovávání granulátu se podle předloženého vynálezu dosahuje prostřednictvím kontinuálního způsobu sušení polykondenzovaného granulátu v tuhé fázi,
84251 (84251a)
PV 2002-1885 ···· «· ·· »· ·· ··· který spočívá (a) v sušení polykondenzovaného granulátu a jeho ohřevu na teplotu mezi minimální teplotou 105 až 120 °C a maximální teplotou 2 °C pod bodem měknutí granulátu, prováděné v jednom nebo ve více zařízeních, (b) ve zpracovávání granulátu v udržovacím zařízení, (c) v ochlazování granulátu v chladicím zařízení, a volbě zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4 pro použití alespoň jako (jednoho nebo více) zařízení v kroku (a).
Granulát obvykle vykazuje formu zrn s velikostí částic pohybující se v rozmezí od 1,5 do 5 mm, zejména v rozmezí od 2 do 3 mm. Tento granulát může mít válcovitý, kulovitý nebo čočkovitý tvar. Granulátem použitým ve spojení s předloženým vynálezem je s výhodou polykondenzovaný granulát, zejména polyesterový granulát nebo polyamidový granulát.
Polykondenzáty jsou polymery připravené kondenzací monomerů s odštěpením sloučenin s nízkou molekulovou hmotností. Polykondenzáty, zejména polyestery nebo polyamidy, jsou osobám obeznámeným se stavem techniky známé a dostatečně popsané v odborné literatuře, a proto zde není dále nutné uvádět o nich jakékoliv další podrobné informace.
Pro uváděné účely je výhodné použít polokrystalické polykondenzáty.
Přednostně používanými polyamidy jsou polykaprolaktam (nylon-6), polyhexamethylenadipamid (nylon-6,6), jejich kopolymery, nebo jiné částečně aromatické kopolyamidy na bázi kyseliny tereftalové, a případně kopolyamidy na bázi kyseliny isoftalové, na bázi kyseliny 5-sulfoisoftalové, na
84251 (84251a)
PV 2002-1885 / ·**·**« * * * · f ► · « • · · * · ♦ · · « « « bázi kyseliny adipové, na bázi hexamethylendiaminu a na bázi kaprolaktamu.
Přednostně používanými polyestery jsou polyalkylentereftaláty, především polyethylentereftalát (PTFE) a polybutylentereftalát (PBTP).
V jednom přednostním provedení použité polykondenzáty obsahují filery, vyztužovací činidla a obvyklé přísady, a proces zpracovávání podporující činidla, jejichž celkové množství se obvykle pohybuje v rozmezí od 0,1 do 90 % hmotn., s výhodou v rozmezí od 10 do 75 % hmotn., a zejména v rozmezí od 20 do 70 % hmotn., vztaženo na hmotnost pólykondenzátu.
Použitými polykondenzáty mohou být polymery s nízkou molekulovou hmotností určené pro jejich zpracování na polymery s vysokou molekulovou hmotností, zejména v případě, kdy k těmto polymerům s nízkou molekulovou hmotností byly v předchozím kroku jejich přípravy přimíchané filery a/nebo další přísady (tzv. přímé slučování). Přijatelné jsou rovněž polymery s vyšší molekulovou hmotností určené pro úpravu na požadovanou (konečnou) molekulovou hmotnost, která se uskutečňuje zejména v sekundárním kroku postupu zpracování. Modifikace molekulové hmotnosti, například zvyšování nebo snižování molekulové hmotnosti, se může uskutečňovat během zpracovávání, například v důsledku přivádění energie nebo smykového působení, nebo chemické reakce s přísadami.
Sušení a tepelné zpracování se uskutečňuje prostřednictvím proudu netečného plynu. Uvedeným netečným plynem může být především dusík nebo přehřátá pára. Z důvodů souvisejících se spotřebou energie je výhodnější použít
84251 (84251a)
PV 2002-1885 • · ♦ « ♦ ♦ · · * 44 4 4 4 » · 4 · ·
4 4 44·· 4 · ·
444 4 44 44 ·· · «444 přehřátou páru, tj. páru o teplotě od 120 do 230 °C. v případě recirkulace netečného plynu je výhodné, jestliže je proud netečného plynu vystupující ze zařízení podrobovaný průchodu skrze zařízení pro odlučování prachu, například vírový odprašovač nebo filtr, a poté, po jeho opětném ohřevu, opět zaváděný do zařízení. V případě, kdy je použitým netečným plynem pára, se nadbytek páry odtahuje (dílčí odtahování). Naproti tomu v případě, kdy je použitým netečným plynem dusík, se proud netečného plynu podrobuje kompletnímu průchodu skrze kondenzační chladič nebo věžovou pračku plynu za účelem jeho ochlazení a odstranění v něm obsažené vody jejím vysrážením.
Zařízení vykazuje hranolovitou základní jednotku, jejíž tvarová konfigurace je stanovená boční plochou pro převádění proudu netečného plynu a šířkou zařízení měřenou kolmo k této boční ploše. Tato šířka má, ve spojení s průtokovým množstvím netečného plynu, přímý účinek na pokles tlaku způsobený průchodem plynu skrze vrstvu granulátu v zařízení, a takto i na vzniklé náklady na spotřebu energie. Pro z průmyslového hlediska relevantní prosazené množství granulátu je šířka zařízení obvykle větší než 0,1 m, a pokud možno větší než 0,2 m. Narůstající náklady na spotřebu energie také určují horní mez šířky zařízení, která takto není obvykle větší než 1 m, s výhodou není větší než 0,6 m a obzvláště výhodně není větší než 0,4 m.
Geometrické rozměry zařízení (šířka zařízení a boční plocha pro převádění proudu netečného plynu), a rovněž množství netečného plynu procházející skrze zařízení, je možné pokládat za tři nezávislé proměnné z hlediska stanoveného prosazeného množství granulátu a stanoveného poklesu úrovně vlhkosti v zařízení. Základními kritérii,
84251 (84251a)
PV 2002-1885 • · ·» · «Ι( » představujícími významnou roli při stanovování shora uvedených charakteristických parametrů, jsou především optimalizace týkající se nákladů na spotřebu energie a konstrukčních požadavků, a dále teplotní úroveň požadovaná nebo nezbytná pro provádění následné kondenzace tuhé fáze.
Pro z průmyslového hlediska relevantní prosazené množství granulátu, které se obvykle pohybuje v rozmezí od 300 do 12 000 kg/h, pro stanovený pokles úrovně vlhkosti v zařízení, který se, zejména v případě polyamidového granulátu, obvykle pohybuje z výchozí úrovně vlhkosti cca 11 až 15 % hmotn. na úroveň menší než 1 % hmotn., zejména menší než asi 0,2 % hmotn., pro z průmyslového hlediska relevantní průtokové množství netečného plynu, které se pohybuje v rozmezí cca od 2 000 do 100 000 Nm3/h, a při šířce zařízení, jejíž velikost je limitovaná s ohledem na náklady na spotřebu energie, pohybující se v rozmezí od 0,1 do 1 m, s výhodou v rozmezí od 0,2 do 0,6 m, a obzvláště v rozmezí od 0,2 do 0,4 m, se pak velikost boční plochy hranolovité základní jednotky přicházející do styku s netečným plynem pohybuje v rozmezí od 1 do 50 m2, s výhodou v rozmezí od 1 do 30 m2. Vyšší prosazené množství granulátu představuje, odpovídajícím způsobem, větší množství netečného plynu a také, pokud je to vzhledem ke shora uvedeným podmínkám možné, větší boční plochy povrchu hranolovítých základních j ednotek.
Dimenzování rozměrů stanovených parametrech prostřednictvím následujícího zařízení sušení příkladu:
v závislosti na je ilustrované
V závislosti na 4 000 kg/h a požadovaném prosazeném množství granulátu snížení obsahu vlhkosti z 11 na
84251 (84251a)
PV 2002-1885 « 4
II*» «·
0,2 % hmotn. při teplotě sušení 180 °C, v kombinaci s průtokovým množstvím netečného plynu 25 000 Nm3/h a předem zvolenou šířkou zařízení 0,3 m, je výsledná plocha povrchu potřebná pro převádění proudu netečného plynu 18 m2. Doba prodlení, vyplývající z prosazeného množství granulátu a z objemu zařízení, je 53 minut. Jestliže dojde ke zvýšení množství přiváděného plynu na 40 000 Nm3/h, pri ponechání ostatních parametrů beze změny, plocha povrchu potřebná pro převádění proudu netečného plynu pouze 10 m2, a doba prodlení se sníží na asi 30 minut.
V případě zmenšení šířky zařízení se plocha povrchu potřebná pro převádění proudu netečného plynu prudce zvětší: například, při šířce zařízení 0,1 m a ponechání dalších parametrů sušení beze změny jsou plochy povrchu potřebné pro převádění proudu netečného plynu 150 m2 (při množství netečného plynu 25 000 Nm3/h) , respektive 95 m2 (při množství netečného plynu 40 000 Nm3/h).
Při použití přehřáté páry, což je z ekonomického hlediska výhodné, se průtokové množství netečného plynu obvykle pohybuje v rozmezí cca od 2 do 8 kg páry na kilogram granulátu, s výhodou v rozmezí cca od 4 do 6 kg páry na kilogram granulátu. Nižší průtoková množství páry vedou ke snížení teploty páry pod 100 °C v oblasti vstupu produktu. Uvedená skutečnost způsobuje kondenzaci vody na produktu, což je nežádoucí.
Distribuční a zadržovací příslušenství, uspořádané v oblasti přívodu a v oblasti odtahu proudu netečného plynu, slouží jednak k zajišťování rovnoměrné distribuce proudu netečného plynu, a jednak k zadržování granulátu. Každé z těchto příslušenství se rozkládá přes v podstatě celý
84251 (84251a)
PV 2002-1885
Φ ♦ f · ♦ · * · ♦ · « • ♦ t · · f·· ·· · « · ♦·· ·< ♦·« · · • »· »>·· · · « «··· ·« »♦ *» «· ··*♦ účinný průřez hranolovité základní jednotky ve vertikálním směru, a je s výhodou tvořené vertikálními deskami opatřenými průchody. Uvedenými vertikálními deskami opatřenými průchody jsou s výhodou děrované pláty nebo tyčové rošty předloženého
Vertikálními deskami, použitými pro účely vynálezu, mohou být jemně děrované pláty CONIDUR® nebo tyčové rošty RIMA® nebo CORIMA®, dodávané na trh firmou Hein, Lehmann Trenn- und Fórdertechnik GmbH. Konstrukční provedení první součásti distribučního a zadržovacího příslušenství, uspořádané v oblasti přívodu proudu netečného plynu, je takové, aby se tlaková ztráta pohybovala přibližně v rozmezí od 10 do 50 mbar, což znamená pokles tlaku průchodem celou vrstvou granulátu výrazně přes 10 %. Druhá součást distribučního a zadržovacího příslušenství, uspořádaná v oblasti odtahu proudu netečného plynu, může být z konstrukčního hlediska navržená pro nižší tlakové ztráty; v tomto případě je totiž, pro účely zabránění unikání granulátu, potřebná pouze minimální mechanická pevnost. Při běžných velikostech zrn granulátu v rozmezí cca od 2 do 3 mm jsou zvolené děrované desky s průměrem v nich opatřených průchodů o velikosti 0,5 až 1 mm, zatímco v případě jemnějšího granulátu je nutné použít desky s průchody menšího průměru.
V přednostním provedení je průtokové množství netečného plynu nastavené na jeho snižování od horního konce ke spodnímu konci v celém účinném průřezu hranolovité základní jednotky ve vertikálním směru. Uvedené snižování průtokového množství netečného plynu může být buď spojité nebo, ještě výhodněji, nespojité. Postupné snižování průtokového množství netečného plynu od horního konce zařízení k jeho spodnímu konci způsobuje i snižování množství netečného plynu, které je potřebné k provádění sušení se stejnými
84251 (84251a)
PV 2002-1885
- 12 - ............
···« · · f » 9 * « • · · · ·« · · ·· 4 φ · · 4 · · · ··· «·4Φ ·· ·· 4· 4* ♦ ··♦ parametry, s odpovídajícím ekonomickým efektem z hlediska nákladů. Uvedenou skutečnost ilustruje následující příklad: v závislosti na prosazeném množství granulátu 4 000 kg/h a požadavku snížení obsahu vlhkosti z 11 na 0,2 % hmotn. při teplotě sušení 180 °C, přičemž šířka sušárny je 0,4 m a plocha povrchu pro převádění proudu netečného plynu je 10 nč, je potřebné konstantní průtokové množství netečného plynu 25 000 Nm3/h. Stejné parametry sušení je rovněž tak možné docílit se třemi dílčími proudy netečného plynu, jejichž průtokové množství se postupně snižuje přes výšku zařízení od horního konce ke spodnímu konci, konkrétně s průtokovým množstvím prvního dílčího proudu netečného plynu 10 800 Nm3/h a rychlostí 1,16 m/s v horní části, s průtokovým množstvím druhého dílčího proudu netečného plynu 4 000 Nm3/h a rychlostí 0,65 m/s ve středové části, a s průtokovým množstvím třetího dílčího proudu netečného plynu 3 600 Nm3/h a rychlostí 0,58 m/s ve spodní části zařízení. Celkové potřebné průtokové množství plynu může být takto sníženo z 25 000 Nm3/h na 18 400 Nm3/h. Celková úspora energie z toho vyplývající je asi 10 %.
V dalším přednostním provedení je proud netečného plynu přiváděný, v každém případě přes distribuční a zadržovací příslušenství, na jednu boční plochu dvou nebo více hranolovitých základních jednotek uspořádaných paralelně, a odtahovaný, v každém případě opět přes distribuční a zadržovací příslušenství, na protilehlé boční ploše všech uvedených jednotek. Paralelní uspořádání alespoň dvou hranolovitých základních jednotek umožňuje rozdělit proud přiváděného granulátu mezi tyto jednotky a takto zajistit kompaktnost konstrukčního provedení zařízení. Podobně se rovněž tak mezi uvedené hranolovité základní jednotky zásobované granulátem rozděluje i proud netečného plynu,
84251 (84251a)
PV 2002-1885 ·· ·< ·· »* *· *· • ♦ · » ♦ · * * * · · • 4 -* ♦ » » · · « · 4 *4 · · · « » 4*· · ♦ * ♦· · * * * · · · « · « 4 «« · · · · 4 * »44· načež se opět, po jeho průchodu skrze jednotlivé vrstvy granuláty, svádí do společného proudu, který je poté podrobovaný průchodu skrze společné zařízení pro odlučování prachu, například vírový odprašovač, za použití plnicího dmychadla a ohřívacích prostředků.
Podle předloženého vynálezu se dále navrhuje kontinuální způsob sušení polykondenzovaného granulátu v tuhé fázi (a) sušením polykondenzovaného granulátu a jeho ohřevem na teplotu mezi minimální teplotou 105 až 120 °C a maximální teplotou 2 °C pod bodem měknutí granulátu, prováděným v jednom nebo ve více zařízeních, (b) zpracováváním granulátu v udržovacím zařízení, a (c) ochlazováním granulátu v chladicím zařízení, který dále zahrnuje volbu zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4 pro použití alespoň jako (jedno nebo více) zařízení v kroku (a) .
Polykondenzáty a zejména polyamidové kondenzáty po jejich připravení pro požadovaný účel stále ještě obsahují zbytkové množství monomerů, a dále zbytkové množství lineárních a cyklických oligomerů. Obsah zbytkových monomerů a oligomerů je obvykle menší než 2 %, nicméně, v určitých jednotlivých případech může být tento obsah podstatně vyšší, zejména v případě hydrolytické polymerace tavením, ve spojení se kterou se obsahy zbytkových monomerů a oligomerů obvykle pohybují v rozmezí od 9 do 12 %. Vzhledem k tomu, že obsah zbytkových monomerů a oligomerů způsobuje v následných krocích postupu zpracovávání problémy spočívající zejména v jejich ulpívání a vytváření usazenin, nánosů a povlakových vrstev na stěnách použitých zařízeních, musí být tyto zbytkové monomery a oligomery z procesu odstraněny, což se
84251 (84251a)
PV 2002-1885 · » « t 0 ♦ » · · ·♦««·» ·9 *» 9* provádí obvykle extrakcí, zejména protiproudovou extrakcí vodou. Vzhledem k uvedené skutečnosti je granulát na výstupu z extrakčního stupně vlhký, přičemž například v případě nylon-6 granulátu vykazuje obvykle obsah vody v rozmezí od 11 do 15 % hmotn., zejména v rozmezí od 12 do 14 % hmotn. Z důvodu vyhnutí se jakékoliv nežádoucí hydrolytické degradaci granulátu během následného zpracovávání musí být vlhký polykondenzovaný granulát tak, aby bylo docíleno požadovaného obsahu vlhkosti, který by neměl být větší než asi 0,1 % hmotn., podrobený důkladnému vysušení v celém obj emu.
Bylo zjištěno, že vlhký polykondenzovaný granulát je možné v zařízení podle předloženého vynálezu sušit v tuhé fázi a za použití proudu netečného plynu, přičemž granulát a netečný plyn jsou vůči sobě vedené v příčném průtoku. Vlhký polykondenzovaný granulát se za tohoto stavu ohřívá na teplotu mezi minimální teplotou 105 až 120 °C a maximální teplotou 2 °C pod bodem měknutí granulátu, přičemž uvedený bod měknutí je definovaný jako teplota, při které dochází k aglomeraci, slinutí nebo vzájemnému dílčímu povrchovému spojování u více než 2 % částic z jejich celkového množství. Bod měknutí polykondenzátu je závislý především na chemické struktuře a stupni krystaličnosti tohoto polykondenzátu, a dále na charakteristických vlastnostech a na celkovém množství přísad. V případě nylonu-6 se bod měknutí obvykle pohybuje kolem nebo nad teplotou cca 190 až 195 °C. Shora zmiňovaného poklesu úrovně vlhkosti se docílí vhodným nastavením doby prodlení granulátu v zařízení s příčným průtokem podle vynálezu. Tak například nylon-6 granulát je v zařízení podle vynálezu možné vysušit z výchozí úrovně vlhkosti v rozmezí od 11 až 15 % hmotn. na obsah vlhkosti cca 1 % hmotn. za cca 30 minut při teplotě 180 až 195 °C.
84251 (84251a)
PV 2002-1885 • 4 44 ·· *♦
4 4 4 4 · *
4 4 4··· • 4 44
4> 4 • 4 4
4 4 ♦ 4 * *
4444 44 44
Delší doby prodlení poskytují úměrně korespondující nižší obsahy vlhkosti. Vzhledem k uvedeným skutečnostem je kinetika sušení závislá na teplotě: nižší teploty vyžadují delší doby prodlení.
Zejména v případě systémů pro hromadnou výrobu může být výhodné uspořádat dvě nebo více zařízení s příčným průtokem do série a s ohřevem proudu netečného plynu mezi jednotlivými zařízeními, a takto docílit zlepšení distribuce netečného plynu a zrovnoměrnění průběhu ohřevu a sušení granulátu.
Podstatně vysušený, ohřátý granulát se pak zavádí do udržovacího zařízení, ve kterém se provádí kondenzace tuhé fáze za účelem dalšího zvýšení molární hmotnosti granulátu, načež se takto zpracovaný podrobuje dalšímu sušení, například v případě nylonu-6 granulátu konkrétně sušení na zbytkovou úroveň vlhkosti pod 0,06 % hmotn.
Použité udržovací zařízení může s výhodou zahrnovat věžovou sušárnu, skrze gravitací. Různé doby prostřednictvím množství čehož je takto možné kterou polykondenzát prodlení je možné granulátu v sušárně, připravit produkty prochází nastavovat v důsledku s odlišnými molekulovými hmotnostmi při vysokých teplotních úrovních.
Z prostoru věžové sušárny je výhodné vyloučit atmosférický kyslík a to prostřednictvím průchodu mírného proudu čerstvého dusíku zařízením v protiproudu vzhledem k průchodu polykondenzátu.
Nicméně, vedle tohoto způsobu provozování věžové sušárny, který je též známý jako věžová sušárna s neaktivní
84251 (84251a)
PV 2002-1885 • 4 44 44 ·4 · 4 4 4 · · • 44 4 4 ·** · ··· 4 4 ·
4 » 4 4*4 • 444 44 ·♦ ··
4· *
* · · šachtou, tj . provozování za použití pouze mírného proudu dusíku, je možné použít způsob provozování známý jako věžová sušárna s aktivní šachtou, tj . provozování sušárny s přídavnou cirkulací netečného plynu. V tomto případě je možné buď vzájemně propojit okruhy netečného plynu zařízení s příčným průtokem a věžové sušárny, nebo provozovat jednotlivá zařízení odděleně.
Uvedená varianta provozování věžové sušárny s aktivní šachtou je významná zejména z hlediska možnosti zvýšení výkonnosti stávajících věžových sušáren prostřednictvím použití přídavné, před věžovou sušárnou uspořádané sušárny s příčným průtokem.
Jedinou funkcí sušárny s příčným průtokem je pak vysoušení granulátu z výchozí úrovně vlhkosti cca 12 % hmotn. na úroveň vlhkosti asi 6 % hmotn.
V následně uspořádané věžové sušárně s vlastním okruhem průtoku plynu (nebo s okruhem propojeným s okruhem sušárny s příčným průtokem) se pak uskutečňuje další sušení na obsah vlhkosti pod 0,06 % hmotn.
Dimenzování rozměrů sušárny s příčným průtokem pro provádění sušení uvedeného typu je možné ilustrovat prostřednictvím následujícího příkladu:
Při použití věžové sušárny s prosazeným množstvím granulátu 4 000 kg/h pro sušení granulátu z výchozí úrovně vlhkosti granulátu 12 % hmotn. na konečnou úroveň vlhkosti 0,06 % hmotn. může uspořádání sušárny s příčným průtokem před věžovou sušárnou zajistit zvýšení prosazeného množství granulátu ve věžové sušárně na 8.000 kg/h, při stejných,
84251 (84251a)
PV 2002-1 885 « · · · « · · · · » •+· · »· «♦ · * ·» ··♦· výchozí i konečné, úrovních vlhkosti. Použitá sušárna s příčným průtokem vykazuje šířku 0,4 m, plochu povrchu pro převádění proudu plynu 5 m2, a objemový průtok páry 11 000 NmJ/h při vstupní teplotě páry 180 °C. Úroveň vlhkosti granulátu se v sušárně s příčným průtokem sníží z 12 na 6 % hmotn.
Polykondenzovaný granulát vystupující z udržovacího zařízení se pak ochlazuje v chladicím zařízení (krok (c) zpracovávání), přičemž je pro tento účel použito zařízení s příčným průtokem podle předloženého vynálezu. Teplota polykondenzovaného granulátu se v tomto zařízení obvykle sníží na 30 až 60 °C, a nejlépe na 40 až 50 °C. Použitým chladicím plynem může být každý plyn nebo směs plynů, které se pro tento účel obvykle používají, zejména dusík nebo vzduch, s výhodou vzduch.
Podle předloženého vynálezu se dále poskytuje systém pro sušení a následnou kondenzaci polykondenzovaného granulátu v tuhé fázi s alespoň jedním zařízením s příčným průtokem pro sušení a ohřev polykondenzovaného granulátu použitým ve spojení s udržovacím zařízením, obzvláště věžovou sušárnou, a dále s chladicím zařízením, které se použije zejména zařízení s příčným průtokem.
Navrhované způsob a systém jsou obzvláště vhodné pro sušení a následnou kondenzaci polykondenzovaného granulátu, zejména polyesterového granulátu nebo polyamidového granulátu, s výhodou zejména nylon-6 granulátu.
Zařízení s příčným průtokem spojuje výhody známých věžových sušáren a zařízení s fluidním ložem: například, stejně jako věžové sušárny poskytuje úzkou distribuci doby
84251 (84251a)
PV 2002-1885 ·· »♦ ·· ·*«· ♦ · · · • « · · · · * ♦ * · · • · · · · ·· ··· ♦ · • · · · · · · · · · ··♦· ♦· ·* ·· * ♦ ···· prodlení granulátu v zařízení. Kromě toho toto zařízení, v důsledku začlenění distribučního a zadržovacího příslušenství, které je velmi účinné z hlediska zajišťování rovnoměrné distribuce proudu proplachovacího plynu, umožňuje, ve srovnání s konvenční věžovou sušárnou, volit mnohokrát menší tloušťky vrstev granulátu v sušicí zóně. Výsledkem jsou podstatně nižší tlakové ztráty, z toho vyplývající nižší potřebný jmenovitý výkon plnicího dmychadla a tím, v konečném důsledku, i nižší náklady na spotřebu energie.
Navíc se u tohoto zařízení může průtokové množství netečného plynu měnit v širokém rozsahu, protože se, na rozdíl od zařízení s fluidním ložem, přemísťování granulátu neuskutečňuje prostřednictvím průchodu netečného plynu, ale gravitací. Dolní mez průtokového množství netečného plynu je závislá na zvolené tloušťce vrstvy granulátu, na prosazeném množství granulátu, a na specifických parametrech pro požadovaný pokles úrovně vlhkosti a ohřev granulátu.
Na rozdíl od známých věžových zařízení a zařízení s fluidním ložem není horní mez průtokového množství netečného plynu závislá na bodu fluidizace granulátu. Charakteristické znaky konstrukčního provedení zařízení, zejména uspořádání distribučního a zadržovacího příslušenství, umožňují zvýšení množství netečného plynu nad množství plynu, které se pojí s bodem fluidizace granulátu.
Oddělení procesu sušení a následné kondenzace, jakož i intenzivní látkový přenos a intenzivní přenos tepla v zařízení s příčným průtokem výslovně umožňují provádění dvou kroků postupu zpracovávání, tj. sušení a následné kondenzace, při velmi vysoké teplotní úrovni. Možnost měnění
84251 (84251a)
PV 2002-1885
- 19 »44· 44 doby prodlení granulátu v udržovacím zařízení znamená, že je toto zařízení možné použít rovněž pro zpracovávání s vláknitými prekurzory s nízkou molekulovou hmotností, a to s následujícími výhodami: především, sušení a následnou kondenzaci je možné, ve srovnání se stavem techniky, provádět podstatně rychleji, a to dokonce i v případě zpracovávání zejména vláknitých prekurzorů s nízkou molekulovou hmotností. Na rozdíl od postupů zpracovávání ve známých věžových zařízeních s dobami prodlení v rozmezí od 20 do 30 hodin, je možné dobu potřebou pro sušení a následnou kondenzaci snížit na cca 5 až 12 hodin. Takto je možné docílit vyšší prosazené množství granulátu aniž by bylo nutné jakkoliv zvětšovat průměr věžového zařízení pro provádění následné kondenzace. Uvedená skutečnost umožňuje snazší zajištění pístového průtoku granulátu v zařízení, a tím i zvýšení kvality výsledného produktu jako důsledku nižšího kolísání viskozity jednotlivých zrn.
Intenzivní ohřev v zařízení s příčným průtokem, umožňující ohřátí vlhkého granulátu na velmi vysoké teploty v několika minutách, a rovněž i v udržovacím zařízení, které pracuje při vysokých teplotních úrovních, s sebou překvapivě přináší výrazné snížení obsahu oligomerů v polykondenzovaném granulátu. K uvedenému poklesu obsahu oligomerů dochází hlavně před výstupem produktu ze zařízení s příčným průtokem. Vzhledem k tomu, že dokonce ani po provozní době zařízení v délce několika měsíců nebyly na stěnách zařízení, potrubí nebo strojního vybavení systému pozorovány žádné nánosy oligomerů jakéhokoliv typu, se má za to, že pokles obsahu oligomerů se uskutečňuje prostřednictvím jejich reakce s polymerním řetězcem.
Uvedené uspořádání proto poskytuje možnost zajistit
84251 (84251a)
PV 2002-1885
4 4 4 4 4 4 444 4 4
4 4 4 4 4 4 4 · 4
4444 44 44 44 ·* 4444 výrobu produktů s obzvláště nízkým obsahem oligomerů, a zejména s nízkým obsahem dimerkaprolaktamu, a s odpovídajícími výhodami jejího provádění, týkajícími se zejména snížení nebo naprosté eliminace vyvíjení výparů při zvlákňování během výroby vláken, vytváření povlakových vrstev na stěnách forem během vstřikovacího lisování, a vytváření povlakových vrstev na stěnách válců během výroby fólií.
Další poskytovaná výhoda spočívá v možnosti zvyšování prosazeného množství granulátu v předcházejícím extrakčním stupni, protože přípustné obsahy oligomerů na bázi kaprolaktamu, jsou vzhledem k tomu, že obsah těchto oligomerů se dále snižuje během provádění sušení a následné kondenzace podle předloženého vynálezu, vyšší než v případě známých postupů. Pokles obsahu oligomerů na bázi kaprolaktamu ve skutečnosti určuje rychlost procesu extrakce, protože difúzní koeficienty a rozpustnost oligomerů jsou výrazně nižší než tytéž parametry v případě monomerů.
Další výhodu zařízení s příčným průtokem, ve srovnání se zařízeními známými z dosavadního stavu techniky, představují výrazně nižší náklady na spotřebu energie. Tuto skutečnost je možné ilustrovat prostřednictvím následujícího příkladu:
Vysoušení granulátu, přiváděného do zařízení v množství 7 t/h, z výchozí úrovně vlhkosti 12 % hmotn. na vlhkost cca 0,2 % hmotn. představuje tlakovou ztrátu ve věžovém zařízení s průměrem 4,2 m a vrstvou granulátu o výšce 5 m nad vstupem plynu, za použití průtokového množství netečného plynu skrze vrstvu granulátu asi 28 000 kg/h, asi 300 mbar, což ve svém
84251 (84251a)
PV 2002-1885
- 21 - .........* ..
4·*· ··· 4 4 4» ·
4 4 4 4 4 44 « 4 4 · 4 4 4 4 4 444 · 4
44 4444 4 4 4 • 444 44 44 44 ·» 4444 důsledku vyžaduje jmenovitý výkon plnicího dmychadla asi 400 kW.
V kontrastu s tím je uvedené sušení se stejnými parametry možné docílit v zařízení s příčným průtokem se šířkou například 0,3 m, plochou povrchu pro převádění proudu plynu 36 m2, a průtokovým množství netečného plynu asi 50 000 kg/h s tím, že tlaková ztráta, způsobená průchodem plynu skrze vrstvu granulátu a distribuční a zadržovací příslušenství, je pouze asi 60 mbar. Potřebný jmenovitý výkon plnicího dmychadla je takto pouze asi 200 kW, v důsledku čehož jsou náklady na spotřebu energie, ve srovnání s konvenčním zařízením, poloviční.
Přehled obrázků na výkresech
Předložený vynález bude blíže vysvětlen na základě dále uvedeného podrobného popisu příkladů jeho konkrétních provedení ve spojení s připojenými výkresy, ve kterých představuj e:
obr. 1 zařízení s příčným průtokem podle vynálezu;
obr. 2 schéma uspořádání třech zařízení s příčným průtokem do série;
obr. 3 systém pro sušení a následnou kondenzaci polykondenzovaného granulátu v tuhé fázi podle vynálezu ve schématickém znázornění;
obr. 4a schéma uspořádání dvou zařízení s příčným průtokem uspořádané paralelně; a
84251 (84251a)
PV 2002-1885 r· 44 4» ·4 4* *· t 4 4 · · 4 4 4 4 4 • 94 4 · «44 4 4 4 · 4 44*4 4 4 9
4444 49 44 44 44 4444 obr. 4b schéma uspořádání třech zařízení s příčným průtokem uspořádané paralelně.
Příklady provedení vynálezu
Zařízení 1_ s příčným průtokem, znázorněné příkladně na obr. 1, vykazuje hranolovitou základní jednotku 2 opatřenou vstupem 3 pro přivádění granulátu v její horní části a výstupem £ granulátu v její spodní části, a dále přívodem 5_ proudu netečného plynu na jedné boční ploše a odtahem 6 proudu netečného plynu na protilehlé boční ploše této hranolovité základní jednotky 2.
Obr. 2 představuje, ve schématickém znázornění, uspořádání několika zařízení 1 s příčným průtokem do série, přičemž toto uspořádání tvoří konkrétně tři zařízení s příčným průtokem. Ze schématického znázornění na obr. 2 je dále seznatelné distribuční a zadržovací příslušenství 7_ a 8, naznačené přerušovanou čárou, které na obr. 1 není znázorněné, a které je, v uvedeném pořadí, uspořádané v oblasti přívodu 5 proudu netečného plynu a v oblasti odtahu 6 proudu netečného plynu. Granulát je přiváděný (skrze vstup pro přivádění granulátu označený vztahovou značkou 3) do horní části prvního zařízení s příčným průtokem, prochází skrze toto první zařízení gravitací, načež vstupuje a prochází skrze ostatní zařízení s příčným průtokem uspořádaná do série, přičemž v každém případě granulát skrze uvedená zařízení prochází ve směru od jeho horního konce ke spodnímu konci, a nakonec granulát opouští spodní část v pořadí posledního zařízení s příčným průtokem skrze jeho výstup 4 granulátu. Netečný plyn, především
84251 (84251a)
PV 2002-1885 t· »* • « · »
·« b ·
přehřátá pára, prochází skrze do série uspořádaná zařízení s příčným průtokem s výhodou v uzavřeném okruhu, opatřeném ohřívacími prostředky vloženými mezi jednotlivými zařízeními a uspořádanými v okruhu v účelných umístěních, s odtahováním nadbytku páry z okruhu podle požadavku.
Obr. 3 představuje, ve schématickém znázornění, systém pro sušení a následnou kondenzaci polykondenzovaného granulátu v tuhé fázi, ve kterém se vlhký granulát zavádí do horní části zařízení 10 s příčným průtokem a podrobuje sušení a ohřevu prostřednictvím proudu netečného plynu, s výhodou přehřáté páry, procházejícím skrze granulát v příčném průtoku. Pára odtahovaná ze zařízení s příčným průtokem se, například, podrobuje odstraňování prachu prostřednictvím vírového odprašovače Z a, po jejím opětném ohřevu ve výměníku tepla, vrací zpět do zařízení ZLO s příčným průtokem. Nadbytek páry se z okruhu netečného plynu odtahuje a zkapalňuje.
Sušení podrobený granulát se poté převádí do věžového zařízení 20 a prochází skrze toto zařízení gravitací ve směru od jeho horního konce ke spodnímu konci v protiproudu vzhledem k mírnému proudu dusíku. Na toto věžové zařízení 20 navazuje chladicí zařízení 30, které je konstrukčně vytvořené podobně jako zařízení s příčným průtokem. Granulát skrze toto chladicí zařízení 30 prochází gravitací od jeho horního konce ke spodnímu konci, přičemž dochází k jeho ochlazování prostřednictvím v protiproudu procházejícího chladicího plynu, především vzduchu.
Obr. 4a představuje, ve schématickém znázornění, sestavu dvou zařízení s příčným průtokem v paralelním uspořádání. Zpracovávaný granulát se přivádí do horní části
84251 (84251a)
PV 2002-1885
44 ·· ·» ·· «4
4 · > 4 · 4 4 4 9 4 • 4 4 4 4 ··· · · 4
44 4444 444
9444 44 44 44 44 4444 a odebírá ze spodní části každé ze dvou hranolovitých základních jednotek 2. Tato dvě zařízení s příčným průtokem jsou opatřená společným přívodem 5 proudu netečného plynu. Netečný plyn prochází přes distribuční a zadržovací příslušenství 7 do granulátu a vystupuje vně z granulátu skrze distribuční a zadržovací příslušenství 8. Jednotlivé dílčí proudy netečného plynu vystupující z granulátu se odtahují přes samostatné odtahy 6 proudu netečného plynu a poté se, s výhodou, neznázorněným způsobem, spojují do společného proudu.
Obr. 4b představuje, ve schématickém znázornění, sestavu tří zařízení s příčným průtokem v paralelním uspořádání. Proud netečného plynu se rozděluje do tří samostatných přívodů 5 proudu netečného plynu každé z hranolovitých základních jednotek 2 zásobovaných granulátem. Podobně jsou uspořádané tři samostatné odtahy 6 proudu netečného plynu pro jednotlivé dílčí proudy netečného plynu, které jsou pak spojené do jediného odtahu.
Příklady
Dále uvedené příklady byly prováděné v zařízení s příčným průtokem, které je znázorněné na obr. 1, jehož hranolovitá základní jednotka vykazuje následující rozměry: šířka 250 mm, výška 500 mm a hloubka 280 mm, což znamená, že boční plocha povrchu pro převádění netečného plynu je 0,125 m2.
Použité distribuční a zadržovací příslušenství obsahuje jemně děrované pláty CONIDUR®, dodávané na trh firmou Hein, Lehmann Trenn- und Fordertechnik GmbH, přičemž jemně děrovaný plát uspořádaný v oblasti přívodu proudu netečného
84251 (84251a)
PV 2002-1885
- 25 - ···· · « · · · · • · · · ···· · · ···· ·· e· «· ·· ···
plynu (viz vztahová značka 7 na obr. 2) vykazuje rozměry:
tloušťka plátu: 0, 5 mm
průměr průchozích otvorů: 0, 6 mm, a
volná plocha povrchu: asi 14 %;
zatímco jemně děrovaný plát uspořádaný v oblasti odtahu proudu netečného plynu (viz vztahová značka 8 na obr. 2) vykazuje rozměry:
tloušťka plátu: 0,75 mm průměr průchozích otvorů: 0,8 mm, a volná plocha povrchu: asi 14 %.
Objem hranolovité základní jednotky shora uvedených rozměrů je 35 1. Při hmotnosti 650 kg/qm3 vrstvy granulátu činí tedy hmotnost granulátu obsaženého v hranolovité základní jednotce asi 23 kg.
Do tohoto zařízení s příčným průtokem byl shora kontinuálně zaváděn extrakcí získaný nylon-6 granulát válcového tvaru o délce asi 3 mm a průměru asi 2 mm, s průměrnou hmotností zrna v rozmezí od 12,5 do 14,5 mg, s výchozím obsahem vlhkosti 13 % hmotn., a s relativní viskozitou 2,05. Prosazené množství granulátu kolísalo v rozmezí od 25 do 75 kg/h, což odpovídá velikosti doby prodlení v zařízení s příčným průtokem od 55 do 18 minut. Pro zavádění přehřáté páry o teplotě 180 °C do zařízení s příčným průtokem přes tyčový rošt, uspořádaný na jedné jeho boční straně, bylo použito plnicí dmychadlo. Proud páry, vystupující na protilehlé boční straně zařízení skrze vírový odprašovač, ve kterém je podrobovaný odlučování prachu, je, po opětném ohřevu, zaváděný zpátky do zařízení s příčným průtokem. Nadbytek páry byl z okruhu odtažen a podroben zkapalnění. Množství plynu v cirkulačním okruhu se pohybovalo v rozmezí od 200 do 70 m3/h. Tlaková ztráta proudu plynu průchodem skrze zařízení s příčným průtokem se,
84251 (84251a)
PV 2002-1885 v závislosti na průtokovém množství plynu, pohybovala v rozmezí od 3 do 25 mbar. V následně uvedené Tabulce 1 jsou zanesené parametry a analytické údaje procesu zpracování granulátu v zařízení s příčným průtokem.
Tabulka 1
PMG DPG MNP TNPin TNPex TGln TGex OVGin OVGex
[kg/h] [min] [m3/h] [°C] [°C] [°C] [°C] [%hmotn.] [% hmotn.]
25 55 164 180 137 25 178 13 0,15-0,18
25 55 140 180 132 25 178 13 0,11-0,17
25 55 102 180 105 25 178 13 0,62-0,67
37,5 37 200 180 138 25 179 13 0,40-0,42
37,5 37 162 180 118 25 179 13 0,60-0,63
37,5 37 144 180 115 25 179 13 0,73-0,76
50 28 200 180 119 25 175 13 0,92-0,94
50 28 181 180 116 25 174 13 1,02-1,03
75 18 184 180 101 25 168 13 2,20-2,39
kde:
PMG je prosazené množství granulátu v [kg/h];
DPG je doba prodleni granulátu v [min];
MNP je množství netečného plynu v [m3/h];
TNPín je teplota netečného plynu na vstupu ve [°C]; TNPexje teplota netečného plynu na výstupu ve [°C]; TGín je teplota granulátu na vstupu ve [°C];
84251 (84251a)
PV 2002-1885 • · 4 · · • · · · · <
TGex je teplota granulátu na výstupu ve [°C];
OVGj_n je obsah vlhkosti granulátu na vstupu v [% hmotn.]; a OVGex je obsah vlhkosti granulátu na výstupu v [% hmotn.].
Granulát vystupující ze zařízení s příčným průtokem byl poté převáděn do věžového zařízení, ve kterém byl podroben následné kondenzaci při teplotě 178 °C s dobou prodlení 6 hodin. Ohřev věžového zařízení byl zajištěn pouze prostřednictvím v okruhu uchovaného tepla, což znamená, do systému nebyla přiváděna žádná další energie. Za účelem následného sušení granulátu bylo do spodní kónické části věžového zařízení přiváděno malé množství čerstvého dusíku, asi 1 m3/h. Nakonec byl zpracovávaný granulát převeden do druhého zařízení s příčným průtokem a ochlazován na teplotu 50 °C po dobu 5 minut, přičemž byl jako chladicí plyn použit vzduch.
Po provedení následné kondenzace ve věžovém zařízení byla relativní viskozita granulátu 2,47 a zbytkový obsah vlhkosti 0,01 % hmotn.
Zastupuj e:
Dr. Miloš Všetečka v.r.
84251 (84251a)
PV 2002-1885
JUDr, Miioš Všetečka advokát
120 00 Praha 2, Hálkova 2
·· ·· ·· UMICl’ • · · · * · % ♦ • · · · · ··· · ·
Upravesaá strana

Claims (3)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Kontinuální způsob sušení a následné kondenzace polykondenzovaného granulátu v tuhé fázi, (a) sušením polykondenzovaného granulátu a jeho ohřevem na teplotu mezi minimální teplotou 105 až 120 °C a maximální teplotou 2 °C pod bodem měknutí granulátu, prováděným v jednom nebo ve více zařízeních, (b) zpracováváním granulátu v udržovacím zařízení, a (c) ochlazováním granulátu v chladicím zařízení, který zahrnuje použití (jednoho nebo více) zařízení (1) s hranolovitou základní jednotkou (2) se vstupem (3) pro přivádění polykondenzovaného granulátu v její horní části a výstupem (4) polykondenzovaného granulátu v její spodní části, s přívodem (5) proudu netečného plynu na jedné boční ploše a s odtahem (6) proudu netečného plynu na protilehlé boční ploše hranolovité základní jednotky (2) , a dále s distribučním a zadržovacím příslušenstvím (7, 8) , uspořádaným, v uvedeném pořadí, v oblasti přívodu (5) proudu netečného plynu a v oblasti odtahu (6) proudu netečného plynu, přičemž se každá součást uvedeného příslušenství rozkládá přes v podstatě celý účinný průřez hranolovité základní jednotky (2) ve vertikálním směru, jako zařízení v kroku (a), a použití věžové sušárny s neaktivní šachtou jako udržovacího zařízení v kroku (b).
    16 84251 (84251b)
    PV 2002-1885
    44 44 • 4 4 · • · 4 • 4 · • · · ···· ·· • 4 ·» • · · • »4 4* • 4 ·
    4 4 ·· v«fiá strana
    4 4 4
    44 4444
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se jako chladicí zařízení v kroku (c) použije zařízení (1) s hranolovitou základní jednotku (2) se vstupem (3) pro přivádění polykondenzovaného granulátu v její horní části a výstupem (4) polykondenzovaného granulátu v její spodní části, s přívodem (5) proudu netečného plynu na jedné boční ploše a s odtahem (6) proudu netečného plynu na protilehlé boční ploše hranolovité základní jednotky (2), a dále s distribučním a zadržovacím příslušenstvím (7, 8) uspořádaným, v uvedeném pořadí, v oblasti přívodu (5) proudu netečného plynu a v oblasti odtahu (6) proudu netečného plynu, přičemž se každá součást uvedeného příslušenství rozkládá přes v podstatě celý účinný průřez hranolovité základní jednotky (02) ve vertikálním směru.
  3. 3. Systém pro sušení a následnou kondenzaci polykondenzovaného granulátu v tuhé fázi způsobem podle nároku 1 nebo 2, s alespoň jedním zařízením (1) s hranolovitou základní jednotku (2) se vstupem (3) pro přivádění polykondenzovaného granulátu v její horní části a výstupem (4) polykondenzovaného granulátu v její spodní části, s přívodem (5) proudu netečného plynu na jedné boční ploše a s odtahem (6) proudu netečného plynu na protilehlé boční plose hranolovité základní jednotky (2), a dále s distribučním a zadržovacím příslušenstvím (7, 8) uspořádaným, v uvedeném pořadí, v oblasti přívodu (5) proudu netečného plynu a v oblasti odtahu (6) proudu netečného plynu, přičemž se každá součást uvedeného příslušenství rozkládá přes v podstatě celý účinný průřez hranolovité základní jednotky (2) ve vertikálním směru, použitým pro sušení a ohřev polykondenzovaného granulátu, s k němu připojeným udržovacím zařízením, a dále s chladicím
    16 84251 (84251b)
CZ20021885A 1999-11-30 2000-11-29 Kontinuální zpusob sušení a následné kondenzace polykondenzovaného granulátu, systém k provádení zpusobu a použití systému CZ301886B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19957664A DE19957664A1 (de) 1999-11-30 1999-11-30 Vorrichtung zum Trocknen und thermischen Behandeln von Granulat mit einem Inertgasstrom

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20021885A3 true CZ20021885A3 (cs) 2002-10-16
CZ301886B6 CZ301886B6 (cs) 2010-07-21

Family

ID=7930905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20021885A CZ301886B6 (cs) 1999-11-30 2000-11-29 Kontinuální zpusob sušení a následné kondenzace polykondenzovaného granulátu, systém k provádení zpusobu a použití systému

Country Status (25)

Country Link
US (1) US6754979B2 (cs)
EP (1) EP1235671B1 (cs)
JP (1) JP4838472B2 (cs)
KR (1) KR100733098B1 (cs)
CN (1) CN1309544C (cs)
AR (1) AR026553A1 (cs)
AT (1) ATE249326T1 (cs)
AU (1) AU5437601A (cs)
BG (1) BG64353B1 (cs)
BR (1) BR0015991B1 (cs)
CA (1) CA2394013A1 (cs)
CO (1) CO5290281A1 (cs)
CZ (1) CZ301886B6 (cs)
DE (2) DE19957664A1 (cs)
ES (1) ES2207569T3 (cs)
HU (1) HUP0204032A2 (cs)
IL (1) IL149629A0 (cs)
MX (1) MXPA02005044A (cs)
PL (1) PL197246B1 (cs)
SA (1) SA00210581B1 (cs)
SK (1) SK7512002A3 (cs)
TR (1) TR200201445T2 (cs)
TW (1) TW487621B (cs)
WO (1) WO2001039947A1 (cs)
ZA (1) ZA200204231B (cs)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10049263A1 (de) * 2000-09-28 2002-04-11 Buehler Ag Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Nachbehandlung von polymerem Kunststoffmaterial in Granulatform
GB0119616D0 (en) * 2001-08-11 2001-10-03 Heat Win Ltd Method and apparatus for continuous processing of moist organic materials
US6935051B2 (en) * 2002-11-22 2005-08-30 Charles L. Stock Heating and drying apparatus for particulate material
EP1491253A1 (en) * 2003-06-26 2004-12-29 Urea Casale S.A. Fluid bed granulation process and apparatus
ITPD20040037A1 (it) * 2004-02-16 2004-05-16 Plastic Systems Srl Processo di deumidificazione e di iniezione e stampaggio di materie plastiche in granuli ed impianto predisposto per operare secondo tale processo
WO2006020603A2 (en) * 2004-08-11 2006-02-23 Phoenix Technologies International, Llc Method for treating extremely small particles of polyethylene terephthalate
US8079158B2 (en) * 2004-09-02 2011-12-20 Grupo Petrotemex, S.A. De C.V. Process for separating and drying thermoplastic particles under high pressure
US7730633B2 (en) * 2004-10-12 2010-06-08 Pesco Inc. Agricultural-product production with heat and moisture recovery and control
IL165967A0 (en) * 2004-12-23 2006-01-15 Super Feed Technologies Ltd Apparatus and method for grain treatment
US7875184B2 (en) * 2005-09-22 2011-01-25 Eastman Chemical Company Crystallized pellet/liquid separator
DE102005050106B4 (de) * 2005-10-18 2008-04-30 Josef Meissner Gmbh & Co. Kg Rückgewinnung von Nitriersäuregemischen aus Nitrienprozessen
CA2645304C (en) * 2006-03-09 2015-11-24 Gala Industries, Inc. Apparatus and method for pelletizing wax and wax-like materials
KR101645747B1 (ko) * 2008-06-20 2016-08-04 바스프 에스이 폴리아미드 펠렛의 다단계 건조 및 후축합을 위한 연속식 방법
DE102009025537A1 (de) 2009-06-19 2010-12-30 Basf Se Copolyamide
FI121927B (fi) * 2009-08-04 2011-06-15 Outotec Oyj Menetelma ja nauhasintrauslaitteisto pelletoidun mineraalimateriaalin jatkuvatoimiseksi sintraamiseksi
CN102190796B (zh) * 2010-03-04 2012-09-05 天华化工机械及自动化研究设计院 一种惰性气体循环的对位芳纶微粉干燥工艺
BR112013013082B8 (pt) * 2010-11-26 2022-06-28 Potter Owen Processador de partícula gasosa e método para processar partícula gasosa
WO2012080335A1 (de) 2010-12-17 2012-06-21 Basf Se Verfahren zur trocknung und nachkondensation von polyamidteilchen
KR101175032B1 (ko) * 2011-01-03 2012-08-17 삼성에스디아이 주식회사 극판 건조 장치
EP2570247B1 (de) 2011-09-19 2018-03-28 Uhde Inventa-Fischer GmbH Trocknungs-/Entgasungsvorrichtung sowie Vorrichtung und Verfahren zur direkten Herstellung von Formkörpern aus Polyesterschmelzen
WO2013076037A1 (de) 2011-11-21 2013-05-30 Basf Se Verfahren zur vereinfachten herstellung vom polyamid 6
US8629237B2 (en) 2011-11-21 2014-01-14 Basf Se Simplified production of nylon-6
EP2671902B1 (de) 2012-06-05 2018-01-03 Polymetrix AG Polyamid-konditionierung
EP2682417A1 (de) 2012-07-06 2014-01-08 Basf Se Verfahren zur Reinigung von Polyamidteilchen
PL2992035T3 (pl) 2013-05-02 2021-05-31 Basf Se Sposób wytwarzania poliamidów o wysokiej lepkości
CN103264457A (zh) * 2013-05-31 2013-08-28 常熟市金泉化纤织造有限责任公司 一种防止聚苯硫醚切片干燥过程中氧化的连续干燥方法
DE102013219684A1 (de) * 2013-09-30 2015-04-02 Krones Ag Vorrichtung zum Erwärmen von Kunststoffbröckchen
CN107030549B (zh) * 2014-09-25 2018-05-08 胡斯华纳有限公司 地板表面加工机
SE539542C2 (en) 2014-09-25 2017-10-10 Husqvarna Ab Floor surfacing machine
CN115230147A (zh) * 2022-07-22 2022-10-25 南京航空航天大学 一种面向高质量激光增材制造的烘干送粉一体化装置及方法
CN118636331B (zh) * 2024-08-16 2024-11-19 常州市鹏泽塑料有限公司 一种基于电动车塑件原材料生产的智能干燥机

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB845711A (en) * 1956-02-02 1960-08-24 Inventa Ag Process for the treatment of granular polyamide materials with gaseous agents
FR1327493A (fr) * 1962-06-27 1963-05-17 Borg Warner Procédé et appareil pour le chauffage de granules en matière plastique
SE312771B (cs) * 1964-06-05 1969-07-21 G Bojner
NL140765B (nl) * 1967-03-25 1974-01-15 Stamicarbon Werkwijze voor het afzeven en drogen van door natte granulatie van thermoplastische kunststoffen verkregen granulaat.
PL71402B1 (cs) * 1967-11-22 1974-06-29 Sni Viscosa Societa Nazionale Industria Applicazioni Viscosa
CH520170A (de) * 1969-07-09 1972-03-15 Inventa Ag Verfahren zur Herstellung hochmolekularer Polyamide
DE2444034C3 (de) * 1974-09-14 1982-10-21 Engelbrecht + Lemmerbrock Gmbh + Co, 4520 Melle Satztrockner für Getreide
DE2520304C2 (de) 1975-05-07 1983-04-14 geb. David Sonja 8069 Rohrbach Engel Gewächshaus
DE2530304C3 (de) * 1975-07-08 1979-03-22 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen und Tempern von Polyamidgranulat
DE2755941A1 (de) * 1977-12-15 1979-06-21 Basf Ag Verfahren zum austragen von granulierten linearen polykondensaten aus einer behandlungszone
DE3213025C2 (de) * 1982-04-02 1997-06-12 Fischer Karl Ind Gmbh Verfahren zur Nachkondensation von Polykondensaten
DE3224903A1 (de) * 1982-07-03 1984-01-05 Wolfgang 6100 Darmstadt Eddigehausen Verfahren zum trocknen von kunststoffgranulat und trockenlufttrockner hierfuer
US4974336A (en) * 1988-02-26 1990-12-04 Permian Research Corporation Drying method
DE3923061C1 (cs) * 1989-07-13 1990-07-26 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen, De
CH685003A5 (de) * 1992-08-11 1995-02-28 Buehler Ag Verfahren zum kontinuierlichen Kristallisieren und Polymerisieren von Kunststoffmaterial und Vorrichtung hierfür.
US5558678A (en) * 1992-11-13 1996-09-24 Karl Fischer Industrieanlagen Gmbh Process and apparatus for continuous crystallization of plastic granules
DE4309227A1 (de) * 1993-03-23 1994-09-29 Zimmer Ag Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Polyester für Lebensmittelverpackungen
DE29521563U1 (de) * 1995-01-09 1997-10-30 Bühler AG, Uzwil Vorrichtung zum kontinuierlichen Kristallisieren von Polyestermaterial
DE19709517A1 (de) * 1997-03-10 1998-09-17 Hoechst Trevira Gmbh & Co Kg Vorrichtung zur Kristallisation von Polymergranulaten sowie Verfahren zur Kristallisation von Polymergranulaten
DE19743461A1 (de) * 1997-10-01 1999-04-08 Buehler Ag Trockner-Wärmetauscher

Also Published As

Publication number Publication date
PL364818A1 (en) 2004-12-13
US20030000100A1 (en) 2003-01-02
DE50003676D1 (de) 2003-10-16
BR0015991A (pt) 2002-08-06
BR0015991B1 (pt) 2010-10-19
ATE249326T1 (de) 2003-09-15
ZA200204231B (en) 2003-05-28
BG106744A (en) 2003-04-30
AU5437601A (en) 2001-06-12
EP1235671A1 (de) 2002-09-04
IL149629A0 (en) 2002-11-10
EP1235671B1 (de) 2003-09-10
KR100733098B1 (ko) 2007-06-27
AR026553A1 (es) 2003-02-19
ES2207569T3 (es) 2004-06-01
CA2394013A1 (en) 2001-06-07
DE19957664A1 (de) 2001-05-31
SA00210581B1 (ar) 2006-05-06
TR200201445T2 (tr) 2002-12-23
CZ301886B6 (cs) 2010-07-21
JP2003515471A (ja) 2003-05-07
CN1309544C (zh) 2007-04-11
SK7512002A3 (en) 2003-02-04
JP4838472B2 (ja) 2011-12-14
WO2001039947A1 (de) 2001-06-07
HUP0204032A2 (en) 2003-03-28
BG64353B1 (bg) 2004-11-30
CN1402663A (zh) 2003-03-12
US6754979B2 (en) 2004-06-29
KR20020056953A (ko) 2002-07-10
TW487621B (en) 2002-05-21
PL197246B1 (pl) 2008-03-31
CO5290281A1 (es) 2003-06-27
MXPA02005044A (es) 2002-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ20021885A3 (cs) Kontinuální způsob suąení granulátu, zařízení k jeho provádění a pouľití tohoto zařízení
CA2609217C (en) Method and apparatus for making crystalline polymeric pellets and granules
CN102066463A (zh) 聚酰胺颗粒多级干燥和后缩合的连续方法
US9032641B2 (en) Method and apparatus for making crystalline polymeric pellets and granules
KR19980080046A (ko) 폴리머 미립 결정화 방법 및 장치
CN101296788B (zh) 降低聚酯颗粒中乙醛含量的方法及其装置
US7819942B2 (en) Solid-phase polycondensation of polyester with process gas purification
US7683156B2 (en) Production of a high-molecular polycondensate
US20130324693A1 (en) Polyamide Conditioning
MX2007001578A (es) Policondensacion de poliester en fase solida con limpieza de gas de proceso.
BRPI0611406B1 (pt) Method for processing crystalline polymers in pellets and apparatus for processing crystalline polymers in pellets

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20161129