DE2048487A1 - Verfahren zur Nachtrocknung von granulat oder pulverförmigen Kunst stoffen - Google Patents

Description

Verfahren zur Nachtrocknung von granulat- oder pulverförmigen Kunststoffen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Nachtrocknung von granulat- oder pulverförmigen Kunststoffen mit Kristallisaticnsphasen unter 200⁰C auf eine Endfeuchtigkeit unterhalb o,l%.

Bei der Trocknung derartiger Kunststoffe, die häufig auch noch luft-bzw. sauerstoffempfindlich sind, besteht die Gefahr, daß sich die Pulver oder Granulate infolge der Zuführung der für die Trocknung notwendigen Wärme so weit aufheizen, daß der Kristallisationstemperaturbereich erreicht wird. Bei diesen Temperaturen agglomerieren die Pulver oder Granulate sehr schnell, so daß sich relativ große Zusammenballungen ergeben, die einerseits nur noch sehr schlecht trocknen und andererseits die Trocknungsapparatur verstopfen.

Es ist bekannt, die genannten Kunststoffe in einem Vakuum-Taumel trockner in diskontinuierlicher Fahrweise zu behandeln. Taumeltrockner sind zylindrische, liegende Gefäße, die um eine liegende Achse außerhalb ihres Zentrums rotieren. Durch einen Doppelmantel zirkuliert das Heizmedium. Die wärmetauschende Fläche ist im Verhältnis zur eingefüllten Menge (deren Gewicht in der Größenordnung von t liegt) klein, so daß sich lange Trockenzeiten ergeben, Infolge des diskontinuierlichen Betriebes sind Zwischenlagerungen des Produktes vor und nach der thermischen Behandlung erforderlich, was besonders problematisch ist, wenn die Granulate nicht mit Luft bzw. mit Sauerstoff in Berührung kommen dürfen.

Bei einer Trocknung auf eine gewünschte Endfeuchte des Produktes von etwa 0,1% ergeben sich im Taumcltrockn^r Gesamtchargenzeiten von 16 bis 24 h. Eine Verkürzung der Chargenzeit konnte durch Einbauten erreicht werden, die sowohl eine Vergrößerung der

— 2 —

209815/0 7 25

meaustauschflache als auch eine zwangsweise bessere Umwälzung des Produktes zum Ziel haben. Für die oben angegebene Endfeuchte betragen jedoch die Chargenzeiten in derart umgebauten Taumeltrock- :iern immer noch 12 bis 16 Stunden.

Im übrigen gelten die genannten Chargenzeiten für Kunststoffe, deren Kristallisationstemperatur bei der Trocknung nicht erreicht wird. Bei Kunststoffen mit niedrig liegenden Kristallisationstemperaturen ist man zur Vermeidung schlechttrocknender Agglomerate gezwungen, mit niedrigen Temperaturen des Heizmediums zu verfahren, wodurch die Chargenzeiten noch erheblich verlängert werden.

Mit der diskontinuierlichen Arbeitsweise und den dazu notwendigen Zwischenlagerungen ist außerdem der Nachteil verbunden, daß der Taumeltrockner platzmäßig aufwendig ist, da auf Bunker und Transporteinrichtungen nicht verzichtet werden kann. In einem Betrieb, wo alle Verfahrensschritte kontinuierlich ablaufen, stellt die Trocknung im Taumeltrockner eine störende Unterbrechung des Produktionsflusses dar. Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus der Tatsache, daß nach jeder Charge eine intensive und häufig schwierige Reinigung des Trockners erfolgen muß.

Bekannt sind außerdem kontinuierliche Verfahren für die thermische Behandlung von Granulaten, die)nach dem Wirbelschicht-, Fließbett-Verfahren oder einer Kombination beider Verfahren arbeiten. Bei diesem Verfahren wird eine Schüttung des Produktes von Gasen durchströmt. Ober Wasserdampf-Partialdruck und Temperatur dieser Gase werden Stoff- und Wärmetransport durchgeführt. Neben der kontinuierlichen Fahrweise dieser Verfahren konnte eine wesentlichs Verkürzung der Trockenzeit erreicht werden. Die Verfahren arbeiten bei Normaldruck; als Gase werden Luft oder Stickstoff eingesetzt. Die Gase werden getrocknet und temperiert und meistens im Kreislau gefahren und laufend regeneriert. Im Falle der thermischen Behandlung von Kunststoffen kommt Stickstoff dann zur Anwendung, wenn das Produkt bei höheren Temperaturen durch Einwirkung von Sauersto zur Verfärbung neigt.

209815/0725

Der Vorteil des guten Wärmeübergangs dieser Verfahren birgt den Nachteil in sich, daß in Folge der Durchwirbelung der Festkörper iu.rch Gase, besonders bei der kontinuierlichen Fahrweise, die einzelnen Körner eine unterschiedliche Verweilzeit in der Wirbelschicht haben. Einzelne Körner werden auf dem schnellsten und kürzesten Wege von der Stelle der Festkörperzufuhr zum Festkörperaustritt gelangen, während andere mehrere Male durch die Schicht gewirbelt werden, bis sie den Festkörperaustrag erreichen.

Mit dem Aufwirbeln des Produktes ist ein weiterer Nachteil verbunden, der aus dem Verschluß der einzelnen Körner herrührt. Produkt geht verloren,und es macht Schwierigkeiten, die abziehenden Gase vom abgeriebenen und mitgerissenen Staub zu befreien.

Allgemein läßt sich sagen, daß, neben den erwähnten Nachteilen, diese Anlagen sehr wartungsintensiv sind und ein stabiler Betrieb regelungstechnisch große Schwierigkeiten bereitet. Ist das zu trocknende Produkt sauerstoffempfindlich, so daß der Fließbettbzw. Wirbelbettrockner mit einem Inertgas betrieben werden muß, dann ergeben sich außerdem hohe Betriebskosten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Machtrocknung von granulat- oder pulverförmigen Kunststoffen mit Kristallisationsphasen unter 200⁰C auf eine Endfeuchtigkeit unterhalb o,l % anzugeben, dem die beschriebenen Nachteile nicht nehr anhaften.

)iese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Einsatzgut unter Vakuum kleiner als 1 Torr in kontinuierlichem Durchlauf mit unterschiedlicher Schichtdicke und entsprechend ngepaßter Fördergeschwindigkeit über mit Vibrationsantrieb versehenen Wärmetauschflächen transportiert wird, wobei die Schichtiicke und die Temperatur in nacheinanderfolgenden Behandlungsibschnitten produktspezifisch derart angepaßt sind, daß beim Aufheizen über den die Kristallisationsphase bestimmenden Temjeraturbereich keine störende Agglomeratbildung eintritt.

2 0 9 8 15/0725

Diese Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es ohne weiteres möglich ist, Kunststoffgranulate oder -pulver mit relativ niedrig liegenden Kristallisationstemperaturen auf höhere Temperaturen aufzuheizen, wenn nur die Schichtdicke auf der Wärmetauschfläche eine bestimmte Größe nicht überschreitet. Störende, den Betrieb des Trockners gefährdende Agglomeratbildungen treten dann nicht auf. Sobald die Kristallisation abgeschlossen ist, kann die Schichtdicke vergrößert werden, und zwar auf einen produktspezifischen Wert, der bezüglich Trocknungszeit und Durchsatz ein Optimum darstellt.

Die Förderung des Einsatzgutes durch Vibration hat den Vorteil, daß ein guter und gleichmäßiger Wärmeübergang sichergestellt ist. Außerdem ist ein Vibrationsantrieb gut regelbar; das Produkt unterliegt keinem mechanischen Abrieb und bleibt auf den Wärmetauschflächen nicht haften. Die Form der Wärmetauschflächen kann beliebig gewählt werden.

Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem Trocknungsverfahren im Taumeltrockner bestehen in den wesentlich kürzeren Trocknungszeiten und im kontinuierlichen Durchlauf. Platzaufwendige Zwischenlagerungen sind nicht mehr erforderlich. Gegenüber dem Wirbelschicht- bzw. Fließbett-Verfahren ist außerdem vorteilhaft, daß unterschiedliche Verweilzeiten der Granulate im Trockner nicht auftreten und daß die Trocknung luft- bzw. sauerstoffempfindlicher Kunststoffe keine besonderen kostspieligen Maßnahmen erfordert.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schichtdicken des Einsatzgutes im Durchlauf zwischen 1 cm und 8 cm liegen, wobei die geringere Schichtdicke auf der Einlaufseite liegt. Bei diesen Schichtdicken ergeben sich die kürzesten Trocknungszeiten.

Schließlich ist es zweckmäßig, das Einsatzgut während des kontinuierlichen Durchlaufs mehrfach zur Änderung der Lageverteilung zu durchmischen. Dadurch erfolgt ein besonders guter Wärmeübergang von der Wärmetauschfläche auf das Einsatzgut.

209815/0725

Als Beispiel für das erfindungsgemäße Verfahren soll die Trocknung von Polyester-Granulaten beschrieben werden: Das Granulat wurde in einem Vibrationstrockner von 24 m² Heizfläche mit zwei Gruppen von jeweils 15 Wärmetauschflächen bei einem Betriebsdruck von o,l Torr getrocknet. Die Schichtdicke betrug auf der ersten Gruppe 2,5 cm und auf der zweiten Gruppe 5 cm. Die Temperaturen der ersten Gruppe wurde stufenweise von 100 bis 140⁰C gesteigert, während die zweite Gruppe eine konstante Temperatur von 160⁰C hatte. Die letzte Behandlungsfläche wurde zur Kühlung des Produktes eingesetzt. Bei einer Endfeuchtigkeit des Polyesters von o,oo3 % konnte im kontinuierlichen Dauerbetrieb ein stündlicher Durchsatz von 25o kg Polyester-Granulaten erreicht werden. Eine Durchmischung des Granulats erfolgte lediglich dadurch, daß es über Fallschlitze von einer Wärmetauschfläche auf die nächste gefördert wurde.

20981 5/0725

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE

   Il Verfahren zur Nachtrocknung von granulat- oder pulverförmigen Kunststoffen mit Kristallisationsphasen unter 200⁰C auf eine Endfeuchtigkeit unterhalb o,l%, dadurch gekennzeichnet , daß das Einsatzgut unter Vakuum kleiner als 1 Torr in kontinuierlichem Durchlauf mit unterschiedlicher Schichtdicke und entsprechend angepaßter Fördergeschwindigkeit über mit Vibrationsantrieb versehenen Wärmetauschflächen transportiert wird, wobei die Schichtdicke und die Temperatur in nacheinander-folgenden Behandlungsabschnitten produktspezifisch derart angepaßt sind, daß beim Aufheizen über den die Kristallisationsphase bestimmenden Temperaturbereich keine störende Agglomeratbildung eintritt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schichtdicken im Durchlauf zwischen 1 cm und 8 cm liegen, wobei die geringere Schichtdicke auf der Einlaufseite liegt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Einsatzgut während des kontinuierlichen Durchlaufs mehrfach zur Änderung der Lageverteilung durchmischt wird.

   209815/0725