DE2305497C3

DE2305497C3 - Vorrichtung zum raschen Überfuhren eines Produktes aus einem Gasstrom in einen Fördergasstrom

Info

Publication number: DE2305497C3
Application number: DE732305497A
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Braunau Reich (Oesterreich); Siegfried 8261 Raitenhaslach Strebel; Heinz Dipl.-Ing. 8263 Burghausen Winkler
Original assignee: Wacker Chemie AG
Current assignee: Wacker Chemie AG
Priority date: 1973-02-05
Filing date: 1973-02-05
Publication date: 1979-03-08
Also published as: IT1002827B; JPS49111381A; SE407020B; NO141846B; FR2216202B1; ES422901A1; DE2305497A1; US3874738A; CA995286A; AT356075B; ATA85274A; NL7401520A; JPS5521691B2; CH573855A5; NO740358L; BE810554A; DE2305497B2; FR2216202A1; NO141846C; GB1438242A

Description

Es ist bekannt, Produkte mittels Abscheider, meistenteils Zyklone, aus Gasströmen abzuscheiden. Die Wirkung beruht darauf, daß der Gasstrom durch konische Verjüngung des Zyklons in immer schnellere Rotation versetzt wird, die Produktteilchen durch die Zentrifugalkraft nach außen geschleudert und an der Zyklonwand durch Reibung gebremst werden, während das fast gewichtlose Gas die Geschwindigkeit praktisch beibehält, so daß die Produktteilchen am Ende des Abscheiders, der Schwerkraft folgend, aus dem Zyklon herausfallen, während das Gas in der Mitte des Zyklons nach oben abgezogen wird. Zu dieser theoretischen Wirkungsweise gehört eine so genaue Einstellung der Druckverhältnisse im Zyklon, wie sie im praktischen Betrieb kaum möglich ist. Entweder es tritt — bei Überdruck — Gas mit dem Produkt aus dem angeschlossenen Trockner aus oder — bei Unterdruck — wird Gas in den Abscheider gesaugt, was im allgemeinen zu einem Abscheidungsverlust führt. Um diese Nachteile zu beheben, wird z. B. mit Zellenradschleusen oder Pendelklappenklemmen als Abschlußorgane gearbeitet.

Oftmals ist es jedoch aus betrieblichen und Qualitätsgründen notwendig, besonders bei temperaturempfindlichen und/oder klebrigen Produkten, daß ein freier Austritt und rascher Übergang aus dem Zyklon in einen zweiten gegebenenfalls konditionierten Gasstrom ohne Durchmischung der beiden Gassströme gegeben ist. Um dies zu erreichen, wird in der DE-AS 11 85 535 vorgeschlagen, dem Zyklon eine Wirbelkammer mit tangentialen, in verschiedenen Höhen angeordneten Zuführ- und Ableitungen für das Fördergas nachzuschalten. Da hier der produktführende Gasstrom aus dem Zyklon wirbelnd bis in die klebe, zylindrische Wirbelkammer herabgezogen und dort} vom Fördergasstrom wirbelnd koaxial umgeben fwird, ist eine Vermischung der Gasströme nur theoretisch zu vermeiden, wogegen in der praktischen Anwendung recht deutliche Vermischungen auftreten.

Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Abscheidungsvorrichtungen bekannt, die Trennvorrichtungen ίο enthalten. So wird zum Beispiel in der DE-PS 9 11 241 eine Vorrichtung beschrieben, die spezifisch schwerere von spezifisch leichteren Teilchen trennt Dabei wird mit flüssigen Trägerströmen gearbeitet. Die Trennvorrichtung (Kehrschott) soll bewirken, daß die spezifisch is leichteren Teilchen nicht in den Trägerstrom der abgetrennten spezifisch schwereren Teilchen gelangen. Aus der US-PS 28 69 677 ist ebenfalls eine Abscheidungsvorrichtung mit einer Trennplatte bekannL Mit dieser Vorrichtung werden noch glühende, unverbrannte schwere Teilchen aus einem Verbrennungsgasstrom abgetrennt, wobei durch ein Loch in der Trennplatte die schwereren Teilchen nach unten fallen.

Beide Patentschriften beschreiben Trennvorrichtungen für Teilchen. Sie stellen kein Vorbild für eine Vorrichtung zum raschen Überführen eines Produktes aus einem Gasstrom in einen gegebenenfalls konditionierten Fördergasstrom dar.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung aufzuzeigen, welche die schnelle Überführung eines

so Produktes aus einem Gasstrom in einen gegebenenfalls konditionierten Fördergasstrom ermöglicht, ohne daß dabei Vermischungen der Gasströme eintreten und Ablagerungen des Produktes im Bereich des ersten Gasstromes auftreten.

Für eine Vorrichtung zum raschen Überführen eines Produktes aus einem Gasstrom in einen Fördergasstrom, ohne daß eine Vermischung der beiden Gasströme stattfindet, bestehend aus einem Abscheider, insbesondere Zyklon, in dem das Produkt vom Gasstrom getrennt wird, und einer nachfolgenden Vorrichtung, die eine tangentiale Eintrittsöffnung für den Fördergasstrom und eine Austrittsöffnung für den mit Produkl beladenen Fördergasstrom aufweist, ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung darin zu sehen, daß

4^r> die nachfolgende Vorrichtung aus einem sich konisch nach unten erweiternden Teil, der an den Abscheider angeschlossen ist, wenigstens einem plattenförmigen Einbau, der im konischen Teil der Vorrichtung so angebracht ist, daß zwischen der Wand des konischen

^Γ>ο Teils und dem Einbau ein Rinspalt bleibt, und einem unteren Teil mit der tangential geringfügig unterhalb des Einbaus angebrachten Eintrittsöffnung für den Fördergassstrom und mit der Austrittsöffnung zentral am Boden des unteren Teils besteht.

Der erfindungsgemäßen Vorrichtung kommt besondere Bedeutung zu, wenn es sich bei den zu überführenden Produkten um temperaturempfindliche und/oder bei Erweichung klebrige Substanzen handelt, die schnell aus einem heißen Gasstrom in einen kühlen Fördergasstrom überführt werden sollen. Beispielsweise fallen bei Sprühtrocknung von wäßrigen Kunststoffdispersionen Pulver an, die in der Wärme die Tendenz zum Zusammenkleben haben. Solange die Verdampfung des Wassers vonstatten geht, wird das Kunststoffteil-

b^r> chen nicht sehr warm, da die Verdampfungskälte Jes Wassers eine wesentliche Erwärmung verhindert. Sobald jedoch eine Trocknung erreicht ist, muß ein schnelles Austragen aus dem warmen Gasstrom in den

kalten erfolgen. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dies möglich, ohne daß der vom Trocknen feuchte Gasstrom mit dem Fördergasstrom, der konditioniert sein kann (z. B. trocken und kalt), vermischt wird. Entscheidend für die Zweckmäßigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist neben dem schnellen Wechsel des Produktes vom Gasstrom in den Fördergasstrom ohne Durchmischung auch die Tatsache, daß das Produkt in dauernder Bewegung bleibt und somit keine Gelegenheit zum Zusammenkleben hat

Beispiele rolcher Kunststoffpulver sind: Homo-, Co- oder Pfropfpolymerisate von Acrylsäureestern; Styrol, Acryl- oder Methacrylsäureestern; Styrol und Butadien; Styrol, Butadien und Acrylsäureestern; Vinylestern, insbesondere Vinylacetet; Vinylacetat und geradkettigen Vinylestern mit 3—18 Kohlenstoffatomen; Vinylacetat und verzweigten Vinylestern mit 4—18 Kohlenstoffatomen; Vinylestern und Vinychlorid und/oder Oltfinen; Vinylchlorid, Acrylsäureestern und Vinylacetat; Vinylidenchlorid, Acrylsäureestern und 'vinylacetat; Vinylidenchlorid und Acrylsäureestern. Von besonderer Bedeutung ist die Vorrichtung für Polymere, die einen niederen Ei wärmungspunkt, beispielsweise zwischen 0° und 40°C, aufweisen. Derartige Polymere sind z. B. Copolymere aus Vinylacetat und/oder Vinylchlorid und Äthylen, vorzugsweise bis zu 30 Gew.-% Äthylen; Vinylacetat und/oder Vinylchlorid und Vinyllaurat mit über 20 Gew.-% Vinyllaurat; Vinylacetat und Acrylsäureestern mit Alkoholen einer Kettenlänge über 4 Kohlenstoffatomen; Vinylacetat und Vinylversaticestern (Versatiesäure, Handelsname der Fa. Shell); verzweigten Carbonsäuren mit verschiedenen Kettenlängen und Vinylpropionatcopolymeren.

Die Vorrichtung ist jedoch auch für die Trennung anderer Gas-Produkt-Gemische geeignet. So können alle bei der Sprühtrocknung anfallenden Gemische getrennt und die Produkte schnell in einen Fördergasstrom überführt werden. Weitere Beispiele sind die Trockenmilchherstellung oder die Verdüsung von Kunststofflösungen, wobei bei der letzteren durch den Gasstromwechsel eine Kondensierung des Lösungsmittels bei Abkühlung auf dem Produkt verhindert wird.

Die Trennung des Produkts von dem Gasstrom ist Stand der Technik. Die verwendeten Abscheider sind meistenteils Zyklone. Die Größe und die Form (spitzer Winkel, stumpfer Winkel) des Zyklons wird in bekannter Weise den Notwendigkeiten des zu trennenden Gas-Produkt-Gemisches angepaßt.

An den Abscheider ist die nachfolgende Vorrichtung direkt angeschlossen. Der obere Teil letzter Vorrichtung stellt einen sich nach unten erweiternden Konus dar, wobei die Schräge entsprechend den apparativen Notwendigkeiten sehr verschieden sein kann.

Durch die konische Wandung wird das Produkt, das zwar gebremst ist, sich jedoch immer noch bewegt, auf Grund des Trägheitsmomentes, an der konischen Wandung entlang nach unten geführt. Der wirbelnde Gasstrom tritt jedoch zentral in die nachfolgende Vorrichtung ein und kann höchstens bis zum zentral angebrachten Einbau vorstoßen. Durch den konischen Aufbau sind nunmehr das Produkt und der Gasstrom räumlich weit getrennt, so daß der nach oben abgezogene wirbelnde Gasstrom keine Teilchen mitnehmen kann. Eine maximale Abscheidung des Produkts ist die Folge.

Das Produkt fällt durch den Ringspalt, der von dem zentralen Einbau und der Wand des konischen Teils gebildet wird, in den unteren Teil der Vorrichtung und

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wird hier sofort vom Fördergassirom er^faßt. Durch diese Anordnung bleibt das Produkt immer in Bewegung und wird rasch vom Gasstrom in den Fördergasstrom überführt Der Ringspalt wird in seiner Größe der Menge des anfallenden Produkts angepaßt und zwar so, daß das gesamte Produkt, ohne Verstopfungen zu verursachen, in den unteren Teil der Vorrichtung gelangen kann.

Der Einbau kann sehr verschieden gestaltet werden. Die einfachste Ausführungsform ist eine runde Platte. Es ist jedoch vorteilhaft wenn der Einbau aus mehreren plattenförmigen Elementen besteht wobei das oberste Element den kleinsten, das unterste Elemente den größten Durchmesser aufweist und alle, außer dem obersten Element, eine zentrale Abzugsöffnung enthalten. Das oberste Element kann auch einen Kegelaufsatz tragen. Dies hat zur Folge, daß Teilchen, die gegebenenfalls nicht direkt in den Ringspalt fallen, sondern weiter innen auf den Einbau fallen, von diesem abrutschen und somit ebenfalls in den Ringspalt gelangen. Die oftmals eingesetzten weiteren plattenförmigen Elemente mit der zentralen Abzugsöffnung sind meistenteils zur öffnung hin geneigt, um ebenfalls ein Abrutschen der Teilchen zu erreichen. Durch diese zusätzlichen Maßnahmen wird erreicht, d?ß sich auch nicht einzelne Teilchen, die dem normalen Produktstrom nicht gefolgt sind, irgendwo festsetzen können. Eine Qualitätsverschlechterung des Produkts durch Teilchen, die durch eine zu lange Verweilzeit Schaden genommen haben, kann somit völlig vermieden werden.

Das Produkt wird im unteren Teil der nachfolgenden Vorrichtung vom Fördergasstrom erfaßt. Dieser tritt tangential zur Wandung ein, bewegt sich somit entlang der Wandung, bis er in einer zentralen öffnung am Boden der Vorrichtung beladen mit Produkt austritt Es kann auch nur ein Teil der Gasmenge in den unteren Teil der nachfolgenden Vorrichtung geblasen werden. Der zweite Teil wird über eine Düse mit Ejektorwirkung in die Abführung des ersten Teils des Gasstromes, die unten zentral am unteren Teil der Vorrichtung angeschlossen ist, eingebracht. Durch diese Maßnahme ist es möglich, den Druck in der Vorrichtung ideal einzustellen, da durch Regulierung der jeweiligen Mengen der Teilgasströme ein Unterdruck erzeugt werden kann. Dies ist für eine konstante Abscheidung von Vorteil.

Als Fördergas wird meistenteils Luft eingesetzt. Es sind jedoch auch andere Gase geeignet, z. B. Stickstoff oder Edelgase. Der Fördergasstrom ist oftmals konditioniert, d. h. er wird vor der Aufnahme des Produkts gewissen Maßnahmen unterworfen, die z. B. konstante Temperatur, geringe Feuchtigkeit, Reinheit usw. bewirken. Der Gasstrom, aus dem das Produkt abgeschieden wird, ist ebenfalls meistenteils Luft, jedoch können auch hierbei andere Gase, wie Stickstoff und Edelgase, eingesetzt werden. Der Gasstrom ist oftmals heiß und enthält Schadstoffe, wie z. B. Chlorwasserstoff, Feuchtigkeit oder Lösungsmittel, von denen das Produkt befreit werden soll. Durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die Vorrichtung wird eine schnelle und nicht zur Vermischung der Gasströme führende Überführung des Produkts bewirkt.

Zeichnungsbeschreibung:

In den Fig. 1 und 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform uer erfindungsgemäßen Vorrichtung Hergestellt.

In Fig. ! ist mit 1 ein Abscheider, beispielsweise ein Zyklon, dargestellt. Mit 2 ist die nachfolgende gesamte Vorrichtung bezeichnet. Der obere konische Teil der

Vorrichtung trägt die Nummer 3, in ihm enthalten sind die Einbauten 4. Durch die konische Wandung des oberen Teils 3 und durch die Einbauten 4 wird der Ringspalt 5 gebildet. Der untere Teil der Vorrichtung 2 ist mit 6 bezeichnet. In diesen unteren Teil 6 tritt durch die Cintrittsöffnung 7 der Fördergasstrom ein. Diese^r wird n:>: Produkt beladen, welches durch den Ringspalt Z in den unteren Teil gelangt. Der Fördergasstrom wird über Hie zentrale öffnung 8 abgezogen. An diese öffnung schließt sich die Ableitung 9 an. Die Ableitung 9 hat eine Verzweigung 10, durch die ein Tei' der Fördergasmenge eingeführt werden kann

Fig.2 stellt einen Schnitt entlang der Linie A-B in Fig. 1 dar. Aus dieser Figur wird der Anschluß der Öffnung 7 deutlich. Durch diese spezielle Form des Anschlusses wird bewirkt, daß der eintretende Fördergasstrom sich entlang der Wandung des unteren Teilb 6 der nachfolgenden Vorrichtung bewegt und dabei das aus dem Ringspalt 5 austretende Produkt aufnimmt. Weiterhin ist die zentrale Austrittsöffnung 8 und die AL!·'llung 9 ersichtlich, iowie die Verzweigung 10 fs> den zweiten Teil des Fördcrg^ssiroms.

Beispiel

Sn einer Vorrichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, wird ein heißes, feuchtes Gemisch aus Luft und einem Äthylen- Vinylaceiat-Copolymerpulver eingeführt.

ι« Durch die Eintrittsöifnung 7 der Vorrichtung wird trockene Luft eingeblasen, ebenso durch die Verzweigung 10. Die trockene Luft übernimmt das abgeschiedene Produkt und transportiert es über die Ableitung 9 zusammen mit dem Fördergasstrom der Verzweigung 10 in ein Vorratssüo. Das dort abgeschiedene Copolymerpulver weist einwandfreie Qualität auf, d. h. es enihäii keine Teilchen, die geschädigt sind und außerdem zeigt es keine Verklumpungen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum raschen Überführen eines Produktes aus einem Gasstrom in einen Fördergasstrom, ohne daß eine Vermischung der beiden Gasströme stattfindet, bestehend aus einem Abscheider, insbesondere Zyklon, in dem das Produkt vom Gasstrom getrennt wird, und einer nachfolgenden Vorrichtung, die eine tangential Eintrittsöffnung für den Fördergasstrom und eine Austrittsöffnung für den mit Produkt beladenen Fördergasstrom aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die nachfolgende Vorrichtung (2) aus einem sich konisch nach unten erweiternden Teil (3), der an den Abscheider (1) angeschlossen ist, wenigstens einem plattenförmigen Einbau (4), der im konischen Teil der Vorrichtung (3) so angebracht let, daß zwischen der Wand des konischen Teils (3) und dem Einbau (4) ein Ringspalt (5) bleibt, und einem unteren Teil (6) mit der tangential geringfügig unterhalb des Einbaus (4) angebrachten Eintrittsöffnung (7) für den Fördergasstrom und mit der Austrittsöffnung (8) zentral am Boden des unteren Teils (6) besteht

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere plattenförmige Einbauten (4) vorgesehen sind, wobei die oberste Platte den kleinsten und die unterste Platte den größten Durchmesser aufweist und alle Platten, außer der obersten, eine zentrale Abzugsöffnung aufweisen.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oberste Platte der Einbauten (4) einen kegelförmigen Aufsatz trägt.