DE19743461A1 - Trockner-Wärmetauscher - Google Patents

Trockner-Wärmetauscher

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DE19743461A1 DE19743461A DE19743461A DE19743461A1 DE 19743461 A1 DE19743461 A1 DE 19743461A1 DE 19743461 A DE19743461 A DE 19743461A DE 19743461 A DE19743461 A DE 19743461A DE 19743461 A1 DE19743461 A1 DE 19743461A1
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Description

Die Erfindung betrifft einen Trockner bzw. Wärmetauscher zur Trocknung bzw. SSP-Vorbehandlung (Aufwärmung ohne Kleben) von PET-Granulat oder auch PA- oder PEN-Granulat. Eine Verwendbarkeit ist auch für das Trocknen anderer, körniger Schüttgüter gegeben.
Verfahren und Vorrichtungen zum Kristallisieren und Nachkondensieren von PET in fester Phase sind hinlänglich bekannt. Die Nachkondensation von PET in fester Phase (SSP) erfolgt bei Temperaturen oberhalb 200°C über mehrere Stunden hinweg in ge­ eigneten Reaktoren bzw. Trocknern. Das Problem besteht darin, bei möglichst gerin­ gem Aufwand einen hohen Durchsatz und hohe Qualität des Materials zu erzielen. Das verwendete Prozeß dient der gleichmäßigen Erwärmung des PET u. a. und führt zu­ gleich Reaktionsprodukte ab.
Es ist bekannt, Dächertrockner oder Säulentrockner zur SSP-Behandlung von PET-Granulaten zu verwenden. So beschreibt die DE-A-43 00 913 einen Vorerhitzer mit dachförmigen Einbauten, um einen gleichmäßigen Gasfluß im Gegenstrom zu erzie­ len. Zugleich sollen die Einbauten auch eine Vergleichmäßigung des Produktflusses (Relativbewegung und gegen Verkleben) und eine Verringerung des Schüttdruckes er­ reichen. Bekannt sind ebenfalls Schachtreaktoren mit netzartigen Einbauten (DE-C- 27 53 543) u. a. Der Fertigungsaufwand für derartige Einbauten ist hoch.
Eine Vorrichtung zum Entstauben und Klassieren körniger Stoffe ist gemäß CH-PS 314655 beschrieben. Hierbei wird das herabfallende Produkt gleichmäßig mittels eines aufsteigenden Luftstromes entstaubt. Die Luft tritt seitlich neben bzw. unter einem Ver­ drängungskörper in die Vorrichtung ein.
Bekannt sind ebenfalls Trockner für Nüsse Kakaobohnen u. dgl., die im wesentlichen aus einem Oberteil mit zwei Heizzonen und einem Unterteil mit Kühlzonen bestehen. Das Produkt passiert den Trockner/Röster von oben nach unten in einem schmalen Kanal, dessen Längsseiten aus Gitterrosten mit Drahtgewebebespannung bestehen. Die Kanalbreite ist veränderlich und die Gitterroste sind herausnehmbar. Von Nachteil ist die geringe Baugröße, die hohe Produktdurchsätze bei langer Verweilzeit nicht er­ möglicht. Ein einfaches "upscaling" ist verfahrenstechnisch nicht möglich. Ein solcher Trockner/Röster wird mit Luft betrieben und ist undicht. Die Problematik des Agglome­ rierens spielt bei den zu behandelnden Produkten keine Rolle, die zudem vergleichs­ weise groß sind und deren Schüttdichte geringer ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, in Weiterbildung des vorgenannten Standes der Technik eine Trockner für Granulat, insbesondere aus PET, PEN oder PA zu deren thermischer Vorbehandlung zu entwickeln, der einen Massenfluß mit kurzer bis länge­ rer Verweilzeit und bei großer Bauhöhe ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einem an sich üblichen Trockner, mit run­ dem oder rechteckigem Querschnitt, ein Kanal angeordnet ist, dessen Seitenwände Elemente wie Lochbleche u. dgl. sind. Die Kanalbreite beträgt vorzugsweise 25 bis 40 cm, bei einer Länge bis ca. 3,5 m und einer Höhe von bis zu oder mehr als 15 m. Im unteren Bereich des Kanals können ein Verdrängungskörper und/oder Umlenkele­ mente angeordnet sein.
Möglich wird ein großer Gasdurchsatz ohne Lockerung und damit eine kurze Aufheiz­ zeit, verbunden mit kostengünstiger, geringer Baugröße.
Es ist notwendig, daß ein feinverteilter Gasdurchtritt, d. h. eine gute Durchströmung des Produktes bei abteilweiser Begasung (Kreuzstrom, Gegenstrom) und gegenläufig zum Produktstrom erreicht wird.
Die Verweilzeit des Produktes beträgt meist 1-2 Stunden, um eine gute Durchströmung des Produktes zu erreichen, einschließlich eines relativ großen bis kleineren Druck­ verlustes, weisen die Lochbleche kleine Löcher von nur wenigen mm Nennmaß auf, bzw. anstelle eigentlicher Lochbleche werden Bleche mit feinen, schlitzförmigen Öff­ nungen verwendet (ganz oder teilweise die Kanaloberfläche abdeckend).
Die äußere Ummantelung ist rechteckig oder rund (Druckstoßfestigkeit, Instandhal­ tung). Weitere Einbauten parallel zur Gasströmung können im Kanal angeordnet wer­ den, z. B. wechselweise abwärts geneigte Bleche, um ein Kleben des Granulates infol­ ge mangelnder Bewegung zu vermeiden.
Die Erfindung soll nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel an Hand einer Zeichnung näher beschrieben werden. In der Zeichnung zeigen die
Fig. 1 einen Längsschnitt des Trockners,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung nach Fig. 1,
Fig. 3 die Wandung des Kanals,
Fig. 4 die Wandung des Kanals im Querschnitt,
Fig. 5 eine Ausführungsform eines Hindernisses (Einbauten) im Kanal.
Der Trockner-Wärmetauscher besteht aus einem rechteckigen Gehäuse 1 mit einem Produkteintritt 2 und einem Produktaustritt 3 sowie Stutzen 4 und 5 für den Ein- und Austritt von Heiz- und Kühlgas.
Im Innern ist zwischen Produkteintritt 2 und Produktaustritt 3 ein Kanal zur Behandlung des Produktes. Dieser Kanal weist luftdurchlässige Bleche 6 auf, die über die gesam­ te Breite des Gehäuses 1 reichen und somit den Kanal begrenzen. Im Bedarfsfall kön­ nen diese Bleche 6 noch flexibel angeordnet sein, um die Kanalbreite zu variieren. Die Bleche 6 sind vorteilhaft für Gaseintritt und Gasaustritt verschieden je nach Aufga­ be für die Gasverteilung oder Verhinderung von Verstopfungen infolge Staubes und sie weisen in Produktflußrichtung im Kanal Hindernisse in Form gewellter oder messer­ förmiger Einbauten (8) auf und/oder die Bleche 6 können auch selbst gewellt sein. Die Bleche 6 selbst weisen ebenfalls in Produktflußrichtung Öffnungen 9 (Löcher, Schlitze oder Gitter) auf, durch die Prozeßgas und Staubpartikel u. dgl. ungehindert austreten können. Zugleich sind diese Öffnungen 9 so bemessen, daß gröbere Partikel, wie z. B. Engelshaare nicht hindurchtreten können und eine Selbstreinigung der Öffnungen 9 durch das Granulat erfolgt. Ein Verschmutzen der Öffnungen 9 wird zuverlässig verhin­ dert, z. B. durch eine konische Ausgestaltung der Öffnungen 9.
Das Produkt, z. B. ein PET-Granulat gelangt durch den Produkteintritt 2 in den, von den Blechen 6 begrenzten Kanal und durchläuft diesen Kanal langsam in Richtung Pro­ duktaustritt 3. Durch den Stutzen 4 dringt Heizgas 10, z. B. N2 durch die Öffnungen 9 der Bleche 6 in den Kanal und durchströmt das Granulat im Kreuzstrom bzw. Gegen­ strom. Über die Stutzen 4' kann das Heizgas 10 im gesamten Bereich des Kanals zir­ kulieren. Durch den Stutzen 4'' kann verbrauchtes Heizgas 10 austreten und in be­ kannter Weise rezykliert werden. Durch den Stutzen 5 kann ein Kühlgas eintreten und das Granulat analog durchströmen sowie durch den Stutzen 5' den Trockner wieder verlassen.
Erreicht wird eine hohe Gasgeschwindigkeit ohne Aufwirbelung des Produktes. Dies ergibt kurze Aufheizzeiten bzw. hohen Produktdurchsatz. Die Verfahrensführung des Trocknens/Nachkondensierens und Kühlens erfolgt in allgemein bekannter Weise bzgl. Temperaturführung und Verweildauer des Granulates im Kanal.
Durch Schaugläser/Serviceöffnungen 7 kann der Prozeß verfolgt werden.
Das Granulat aus PET, PEN, PA o. dgl. ist als Ausgangsmaterial homogen und arm an Verunreinigungen und ist nicht agglomeriert. Nach der Behandlung im Trockner ist die­ ses Granulat kristallisiert und weist eine, um 2-5% höhere Schüttdichte sowie homoge­ ne Granulatform auf. Die Temperaturverteilung ist homogen und evtl. low melting points sind nicht mehr ersichtlich.
Erreicht wurde dies durch die wechselseitige Durchströmung (Kreuz- oder Gegenstrom) des Produktes mit dem Heizgas 10 in einer schmalen Produktsäule mit geringem Schüttdruck. Letzteres wird durch die Einbauten 8 unterstützt. Die vergleichsweise fei­ nen Öffnungen 9 der Bleche 6 bewirken durch den Druckverlust des Heizgases eine gute Gasverteilung auf den Kanalwänden.
Bezugszeichenliste
1
Gehäuse
2
Produkteintritt
3
Produktaustritt
4
Stutzen
4
' Stutzen
4
'' Stutzen
5
Stutzen
5
' Stutzen
6
Blech
7
Schauglas/Serviceöffnung
8
Einbauten
9
Öffnung
10
Heizgas

Claims (7)

1. Trockner-Wärmetauscher zur thermischen Behandlung körniger Schüttgüter, insbe­ sondere Trocknung bzw. SSP-Vorbehandlung, z. B. von PET-Granulat u. dgl. be­ stehend aus einem Gehäuse (1), mit einem Produkteinritt (2) und einem Produk­ taustritt (3), sowie Stutzen (4, 5) für den Ein- und Austritt von Prozeßgas und einem luftdurchlässigen Kanal zur Behandlung des Granulates, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal durch Elemente begrenzt ist, die Öffnun­ gen (9) aufweisen, wobei die Größe der Öffnungen (9) kleiner als die Abmessun­ gen des Granulates ist.
2. Trockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente Bleche (6) sind, deren Öffnungen (9) loch- oder schlitzförmig sind.
3. Trockner nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (9) schlitzförmig und konisch sind, wobei die Breite der Öffnung (9) auf der produktbe­ rührenden Seite des Bleches (6) geringer ist als auf der produktabgewandten Seite.
4. Trockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal einen schlitz­ quader- oder ringförmigen Querschnitt aufweist.
5. Trockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kanal Hindernisse in Form von Einbauten (8) angeordnet sind.
6. Trockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Produkteintritts (2) ein statischer Verteiler angeordnet ist.
7. Trockner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (9) schlitzförmig in Flußrichtung des Produktes angeordnet sind.
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