DE2058247B - Verfahren zum Mahlen von kornigen Materialien bei tiefen Temperaturen - Google Patents

Description

Beim Vermählen von körnigen Materialien zu Pulver verlangen die Stoffeigenschaften in manchen Fällen, daß der Mahlvorgang bei tiefen Temperaturen vorgenommen wird.

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 0° C vermählen werden müssen, damit ein einwandfreies fließfähiges Pulver von gleichmäßiger Kornstruktur erhalten wird.

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.

Es bestehen verschiedene Möglichkeiten, um die Mahlwärme abzuführen; so wird z.B. dem Einsatzprodukt vorgemahlent 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 zum Teil 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.

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 Zcrkleinerungseigenschaften bewirken.

Beide Verfahren sind bezüglich der Temperaturregelung wenig flexibel und verlangen entweder eine an die Mahlanlage direkt angesch'.ns-.cne Anlage zur Flüssiggas-Hersteilung oder einen umständlichen 'Transport dieser Kältemittel übergroßere Distanzen. Diese Verfahren sind daher in wirtschaftlicher Hinsicht wenig attraktiv.

Es wurde nun gefunden, daß diese Nachteile vermieden werden können durch ein Verfahren zum Vermählen von körnigem 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

ao in einem zwischengeschalteten Kompressor verdichtete gleiche Gas, welches im Gegenstrom zum wärmeaufnehmenden Gasstrom auf die Eintrittstemperatur der Expansionsmaschinen abgkühlt wird.
Bei genügend großer Kälteleistung können als Expansionsmaschuien 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.

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.

Das erfindungsgemäße Verfahrer 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.

Die Regelung kann erfolgen durch eine Veränderung des Druckgefälles im Kältekreislauf, eine Veränderung der Gaskreislaufmenge oder durch Veränderung der wirksamen Wärmetauscherfläche.

Der Aufwand für die Kälteerzeugung nach dem neuen Verfahren ist wesentlich kleiner als bei den anderen bekannten Verfahren und äußerst einfach in der Handhabung.

Im folgenden Beispiel soll das Verfahren an Hand der Figur erläutert werden.

In der Expansionsturbine 1 werden 5000 kg Luft von 10 ata auf 1,5 ata expandiert, wobei die Luft von — 60° C auf — 130° C abgekühlt und sodann durch die Leitung 21 zum ersten Wärmetauscher! geführt wird, wobei sie sich durch Wärmeaufnahme aus dem Mahlkreislauf auf -9O⁰C erwärmt. Im Wärmetauschers wird die Luft weiter erwärmt bis auf +10° C, 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 züge-

führt, wo sie von 1,2 auf 1,8 ata komprimiert wird. Nävh 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 — 60⁰C abgekühlt wird.

Der im Wärmetauscher 2 auf — 100^c C gekühlte to Luftstrom gelangt über die Leitung 30 zu einem Wirbelbettkühler 11, in weichem das vom Vorratsgefäß 10 zugeführte Kunststoffgranulat vorgekühlt wird. Das Luft-Granulatgemisch gelangt über Leitung 31 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   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 Käiteleistyng durch eine annähernd isentrope Ausdehnung eines komprimierten Gases in einer oder mehreren Expansionsma^ schinen erzeugt wird, und das expandierte Gai 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.