DE2058247A1 - Process for grinding grainy materials at low temperatures - Google Patents

Process for grinding grainy materials at low temperatures

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DE2058247A1 DE19702058247 DE2058247A DE2058247A1 DE 2058247 A1 DE2058247 A1 DE 2058247A1 DE 19702058247 DE19702058247 DE 19702058247 DE 2058247 A DE2058247 A DE 2058247A DE 2058247 A1 DE2058247 A1 DE 2058247A1
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Description

DR. ALFRED SCHON · 8 MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE 49/1DR. ALFRED SCHON · 8 MUNICH 22 · WIDENMAYERSTRASSE 49/1

OZ 387OZ 387

Sch/zbSch / zb

INVENTA AG für Forschung und Patentverwertung Zürich,INVENTA AG for research and patent exploitation Zurich,

Zürich/SchweizZurich, Switzerland

Verfahren zum Mahlen von körnigen Materialien bei tiefen TemperaturenProcess for grinding granular materials at low temperatures

Beim Vermählen von körnigen Materialien zu Pulver verlangen die Stoffeigenschaften in manchen Fällen, daß der Mahlvorgang bei tiefen Temperaturen vorgenommen wird.Demand when grinding granular materials into powder the material properties in some cases that the grinding process is carried out at low temperatures.

Dies trifft zu bei der Vermahlung von Kunststoffgranulaten mit größerer Zähigkeit und relativ tiefen Schmelzpunkten, z.B. für Mischpolymerisate aus den Polyamiden 6, 6,6 und .12, welche wesentlich unterhalb 00C vermählen werden müssen,This is true in the milling of plastic granules with greater toughness and relatively low melting points, eg copolymers of the polyamides 6, 6.6, and .12, which must be substantially milled below 0 0 C,

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damit ein einwandfreies fließfähiges Pulver von gleichmäßiger Kornstruktur erhalten wird.so that a perfect flowable powder with a uniform grain structure is obtained.

Wenn die beim Vermählen entstehende Wärme nicht in ausreichendem Maße abgeführt wird, entstehen zu hohe Temperaturen, wodurch das Material teilweise über den Schmelzpunkt erwärmt werden kann, womit der Mahleffekt vermindert und die Leistung der Mühle erheblich herabgesetzt wird.If the heat generated during grinding is not sufficient Measures are dissipated, temperatures are too high, causing the material to partially heat up above the melting point can be, which reduces the grinding effect and the performance of the mill is significantly reduced.

Es bestehen verschiedene Möglichkeiten, um die Mahlwärme abzuführen; so wird z.B. dem Einsatzprodukt vorgemahlene feste Kohlensäure beigemischt, womit das körnige Material bereits auf eine tiefe Temperatur vorgekühlt wird, bevor es in die Mühle eintritt. Die Mahlwärme wird dann sowohl z.T. dem vorgekühlten Einsatzprodukt wie auch dem verdampfenden restlichen Kohlensäureschnee entnommen. Obwohl damit gute Mahlresultate erreicht wurden, hat das Verfahren doch den Nachteil, daß eine gleichmäßige Dosierung der Kohlensäure Schwierigkeiten bietet, womit eine genaue Temperatureinhaltung schlecht realisierbar ist. Außerdem ist die Handhabung des Kühlmittels umständlich und der Betrieb unwirtschaftlich. There are various ways of dissipating the grinding heat; For example, pre-ground solid carbonic acid is added to the input product, thus creating the granular material is already pre-cooled to a low temperature before it enters the mill. The grinding heat is then both partly taken from the pre-cooled feedstock as well as from the remaining carbon dioxide snow that evaporates. Although with it good grinding results have been achieved, the process has the disadvantage that a uniform dosage of carbonic acid Offers difficulties, which means that precise temperature maintenance is difficult to achieve. Besides, the handling is the coolant cumbersome and the operation uneconomical.

Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung von flüssigem Stickstoff als Kühlmittel. Bei direktem Kontakt des flüssigen Stickstoffes mit dem Einsatzprodukt kann die extrem tiefe Temperatur eine Verschlechterung der Zerkleinerungseigenschaften bewirken.Another possibility is to use liquid nitrogen as a coolant. If the liquid nitrogen with the feedstock, the extremely low temperature can impair the comminution properties cause.

Beide Verfahren sind bezüglich der Temperaturregelung wenig flexibel und verlangen entweder eine an die Mahlanlage direkt angeschlossene Anlage zur Flüssiggas-Herstellung oderBoth methods are not very flexible with regard to temperature control and either require one to be sent directly to the grinding plant connected plant for liquefied gas production or

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einen umständlichen Transport dieser Kältemittel über größere Distanzen. Diese Verfahren sind daher in wirtschaftlicher Hinsicht wenig attraktiv.cumbersome transport of these refrigerants over long distances. These processes are therefore more economical Not very attractive.

Es wurde nun gefunden, daß diese Nachteile vermieden werden können durch ein Verfahren zum Vermählen von körnigen Materialien "bei tiefen Temperaturen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die beim Mahlen entstehende Wärme durch einen gekühlten Gaskreislauf aus der Mühle abgeführt wird, welcher die aufgenommene Wärme seinerseits über einen ersten Wärmetauscher an einen Kaltgaskreislauf abgibt, wobei die benötigte Kälteleistung durch eine annähernd isentrope Ausdehnung eines komprimierten Gases in einer oder mehreren Expansionsmaschinen erzeugt wird, und das expandierte Gas nach der Wärmeaufnahme im ersten Wärmetauscher in einem zweiten Wärmetauscher auf annähernd Umgebungstemperatur erwärmt wird durch Wärmeübertragung an das in einem zwischengeschalteten Kompressor verdichtete gleiche Gas, welches im Gegenstrom zum wärmeaufnehmenden Gasstrom auf die Eintritts temp era tür der Expansionsmaschinen abgekühlt wird.It has now been found that these disadvantages can be avoided by a method for grinding granular materials "at low temperatures, which is characterized in that the heat generated during grinding by a cooled gas circuit is discharged from the mill, which in turn transfers the absorbed heat via a first heat exchanger to a cold gas circuit, the required cooling capacity through an approximately isentropic expansion a compressed gas is generated in one or more expansion machines, and the expanded gas after the heat absorption in the first heat exchanger, it is heated to approximately ambient temperature in a second heat exchanger is by heat transfer to the same gas compressed in an intermediate compressor, which in countercurrent to the heat-absorbing gas flow on the inlet temp era door of the expansion machines is cooled.

Bei genügend großer Kälteleistung können als Expansionsmaschinen Kaltgasturbinen verwendet werden, wie sie in Gasverflüssigungsanlagen üblich sind. Die Bremsung der Turbinen kann entweder unter Zwischenschaltung eines Getriebes elektrisch erfolgen, wobei Nutzenergie anfällt, oder es kann ein Bremsgebläse direkt mit der Turbine gekuppelt werden, wobei auf diese Weise bereits eine Vorkompression des Gases erzielbar ist. Für die Gaskompression können sowohl Turbokompressoren als auch Kolbenkompressoren verwendet werden, und zwar je nach der Größe der verlangten Kälteleistung und dem verwendeten Druckverhältnis.If the cooling capacity is sufficiently large, cold gas turbines can be used as expansion machines, as shown in Gas liquefaction plants are common. The turbines can be braked either with the interposition of a gearbox be done electrically, whereby useful energy is generated, or a brake fan can be coupled directly to the turbine in this way a pre-compression of the gas can already be achieved. For gas compression Both turbo compressors and reciprocating compressors can be used, depending on the size of the required Cooling capacity and the pressure ratio used.

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Als Kreislaufgas wird vorzugsweise Luft verwendet, da damit der Aufwand für die Systemauffüllung bei Leckverlusten am geringsten sein dürfte. Es können selbstverständlich auch andere Gase verwendet werden, welche sich im Betriebsbereich nicht verflüssigen. Air is preferably used as the cycle gas because it is used the effort for system replenishment in the event of leakage losses should be the least. It can of course other gases can also be used which do not liquefy in the operating area.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet, die Temperatur beim Mahlvorgang in weiten Grenzen und mit einfachen Mitteln der Regeltechnik auf ein beliebiges Niveau einzustellen und dort genau konstant zu halten.The inventive method allows the temperature during the grinding process within wide limits and with simple means of Adjust control technology to any level and keep it there exactly constant.

Die Regelung kann erfolgen durch eine Veränderung des Druckgefälles im Kältekreislauf, eine Veränderung der Gaskreislaufmenge oder durch Veränderung der wirksamen Wärmetauscherfläche. The regulation can take place by changing the pressure gradient in the refrigeration circuit, a change in the gas circuit volume or a change in the effective heat exchanger surface.

Der Aufwand für die Kälteerzeugung nach dem neuen Verfahren ist wesentlich kleiner als bei den anderen bekannten Verfahren und äußerst einfach in der Handhabung.The effort for the cold generation according to the new process is much smaller than with the other known processes and extremely easy to use.

Im folgenden Beispiel soll das Verfahren an Hand der beiliegenden Figur erläutert werden.In the following example, the method is to be explained with reference to the accompanying figure.

In der Expansionsturbine 1 werden 5000 kg Luft von 10 ata auf 1,5 ata expandiert, wobei die Luft von -600C auf -1300C abgekühlt und sodann durch die Leitung 21 zum ersten Wärmetauscher 2 geführt wird, wobei sie sich durch Wärmeaufnahme aus dem Mahlkreislauf auf -900C erwärmt. Im Wärmetauscher 3 wird die Luft weiter erwärmt bis auf +100C, wobei die Wärme einem im Gegenstrom geführten Luftstrom entzogen wird, wie weiter unten erklärt wird. Die aus dem Wärmetauscher 3 austretende Luft wird über die Leitung 23 dem Bremsgebläse zugeführt, wo sie von 1,2 auf 1,8 ata komprimiert wird. NachIn the expansion turbine 1 5000 kg of air 10 are ata to 1.5 ata expanded, the air from -60 0 C to -130 0 C cooled and then through line 21 to the first heat exchanger 2 is fed, while through heat absorption warmed to -90 0 C from the grinding circuit. In the heat exchanger 3, the air is further heated up to +10 0 C, the heat is extracted from a guided in counter-current air flow, as will be explained below. The air emerging from the heat exchanger 3 is fed via the line 23 to the brake fan, where it is compressed from 1.2 to 1.8 ata. To

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einer Zwischenkühlung im Kühler 5 gelangt die Luft zum Kompressor 6 und wird von diesem auf 10 ata verdichtet. Im Endkühler 7 wird die Kompressionswärme aus Kühlwasser abgegeben und die Luft gelangt schließlich über die Leitung 27 zurück zum Wärmetauscher 3> in welchem die Kreislaufluft auf die Turbinen-Eintrittstemperatur -6O0C abgekühlt wird.an intermediate cooling in the cooler 5, the air reaches the compressor 6 and is compressed by this to 10 ata. In the final cooler 7 the heat of compression is discharged from the cooling water and the air finally passes through the line 27 back to the heat exchanger 3> in which the circulation air to the turbine inlet temperature -6O 0 C is cooled.

Der im Wärmetauscher 2 auf -1000C gekühlte Luftstrom gelangt über die Leitung 30 zu einem Wirbelbettkühler 11, in welchem das vom Vorratsgefäß 10 zugeführte Kunststoffgranulat vorgekühlt wird. Das Luft-Granulatgemisch gelangt über Leitung zur Mühle 12, in welcher das Granulat zu Pulver zerkleinert wird. Die entstehende Mahlwärme wird dem Einsatzproduktstrom entnommen, wodurch sich die Lufttemperatur bis auf -60°C erwärmt. Im Abscheider 13 wird das Pulver von der Kreislaufluft abgetrennt und zu einer Siebeinrichtung gebracht, während die Luft durch den Ventilator 14 zum Wärmetauscher 2 zurückgeführt wird.The cooled in heat exchanger 2 to -100 0 C air stream passes via line 30 to a fluidized-bed cooler 11, in which the signal supplied from reservoir 10 plastic granulate is pre-cooled. The air-granulate mixture reaches the mill 12 via a line, in which the granulate is comminuted into powder. The resulting grinding heat is taken from the feed stream, which means that the air temperature is heated to -60 ° C. In the separator 13, the powder is separated from the circulating air and brought to a sieve device, while the air is returned to the heat exchanger 2 by the fan 14.

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Claims (1)

20582A720582A7 PatentanspruchClaim Verfahren zum Vermählen von körnigen Materialien, insbesondere von Kunststoffgranulaten, bei tiefen Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Vermählen entstehende Wärme durch einen gekühlten Gaskreislauf aus der Mühle abgeführt wird, welcher die aufgenommene Wärme seinerseits über einen ersten Wärmetauscher an einen Kaltgaskreislauf abgibt, wobei die benötigte Kälteleistung durch eine annähernd isentrope Ausdehnung eines komprimierten Gases in einer oder mehreren Expansionsmaschinen erzeugt wird, und das expandierte Gas nach der im ersten Wärmetauscher erfolgten Wärmeaufnahme in einem zweiten Wärmetauscher auf annähernd Umgebungstemperatur erwärmt wird durch Wärmeübertragung an das in einem zwischengeschalteten Kompressor verdichtete nämliche Gas, welches im Gegenstrom zum wärmeaufnehmenden Gasstrom auf die Eintrittstemperatur der Expansionsmaschine abgekühlt wird.Process for grinding granular materials, in particular of plastic granules, at low temperatures, characterized in that the resulting during grinding Heat is removed from the mill by a cooled gas circuit, which absorbs the heat in turn delivers to a cold gas circuit via a first heat exchanger, with the required cooling capacity by an approximately isentropic expansion of a compressed gas in one or more expansion machines is generated, and the expanded gas after taking up heat in the first heat exchanger in a second Heat exchanger is heated to approximately ambient temperature by heat transfer to the in an intermediate Compressor compressed the same gas, which in countercurrent to the heat-absorbing gas flow on the The inlet temperature of the expansion machine is cooled. 109825/ 1307109825/1307
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2516764A1 (en) * 1975-04-16 1976-10-28 Linde Ag COLD GRINDING PROCESS
USD420763S (en) 1997-11-26 2000-02-15 The Procter & Gamble Company Detergent tablet

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BR7024256D0 (en) 1973-03-08
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IE34768B1 (en) 1975-08-06
NL146421B (en) 1975-07-15
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GB1267019A (en) 1972-03-15
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CA931548A (en) 1973-08-07

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