DE2456398A1

DE2456398A1 - Verfahren zur verhinderung von explosionen beim betrieb von heiz- und kuehlmischerkombinationen zur aufbereitung von thermoplastischen kunststoffen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2456398A1
Application number: DE19742456398
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Rheinstahl AG
Current assignee: Rheinstahl AG
Priority date: 1974-11-29
Filing date: 1974-11-29
Publication date: 1976-06-10
Also published as: NL7512569A; DE2456398B2; IT1054407B; BE834884A; SE7512368L; FR2292566A1; FR2292566B1; GB1517330A

Description

RHEINSTAHL ^ '

Aktiengesellschaft 35 Kassel,

PK 275β PSRP/Fr/kä

Yerfahren zur Verhinderung von Explosionen beim Betrieb von Heiz- und Kühlmischerkoabinationen zur Aufbereitung von thermoplastischen Kunststoffen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung von Explosionen beim Betrieb von Heizmischern zur Aufbereitung von Polyvinylchlorid (PVC) und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Beim Aufbereiten von. PVC in Heiz- und Kühlmischerkombinationen ist es ganz vereinzelt zu Explosionen im Kühlmischer gekommen, die entweder im Augenblick des EinfHeßens des im Heizmischer aufbereiteten Mischgutes'in den Kühlmischer oder beim Entleeren des Kühlmischers stattfanden.

Für das Zustandekommen von Explosionen ist Voraussetzung, daß ein zündfähiges Gas-Luftgemisch und eine Zündquelle vorhanden ist.

Das Entstehen eines zündfähigen Gas-Luftgemisches erklärt sich im vorliegenden Fall so, daß während der Erwärmung des PVC-PuI-vers im Heizmischer*von Raumtemperatur auf ca. 110-130 ° C Restmonomere freiwerden und sich somit im freien Innenraum des Heizmischers ein Gas-Luftgemisch bildet. Für das freiwerdende Gas (Chloräthen, CH = CHCL) liegen bei 20 ° C und 760 Torr die untere Explosionsgrenze bei 3» 8 Vol.-94 und die obere Explosionsgrenze bei 29,3 V0I.-36. Aus Messungen während der Aufbereitung de,s PVC im Heizmischer ist bekannt, daß die vorstehend genannte untere Explosionsgrenze bereits vor Erreichen der Aufbereitungs-Endtemperatur von IIÖ-13O ° C erreicht und überschritten werden kann* ' -

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Beim Entleeren des Heizmischers ^urch den bodenseitig angeordneten Auelauf in den nachgeschalteten Kühlmischer wird das im Heizmischer entstandene Gas-Luftgemisch mit der Luft aus dem Innenraum des Kühlmischers vermischt, so daß die untere Explosionsgrenze wieder unterschritten wird. Falls nun während des Entleerens des Heizmischers eine wirksame Zündquelle vorhanden ist, kann es zu einer Explosion kommen. Hinsichtlich der Zündquellen lassen sich mechanisch erzeugte Funken im Bereich des Auslaufes durch sorgfältige Gestaltung des Auslaufverschlusses vermeiden, während sich die Funkenbildung durch elektrostatische Entladungen im ausfließenden Mischgut kaum beeinflussen lassen.

Die Gefahr einer Explosion im Kühlmischer beim Entleeren des Heizmischers in den Kühlmischer ist jedoch auf eine ganz kurze Zeitspanne begrenzt, da die Luftzumischung zu dem Gas-Luftgemisch fast augenblicklich erfolgt und somit die untere Zündgrenze schnell unterschritten wird.

Mit fortschreitender Betriebsdauer der Heiz- und Kühlmischerkombination verschiebt sich der Zeitpunkt einer möglichen Explosion vom Zeitpunkt der Entleerung des Heizmischers auf den Zeitpunkt der Entleerung des Kühlmischers, da die Gaskonzentration im freien Innenraum des Kühlmischers von Charge zu Charge zunimmt und somit auch im Kühlmischer die untere Explosionsgrenze von 3»8 Vol.-S überschritten wird, wobei es nach längerer Betriebezeit auch zu einem Überschreiten der oberen Explosionsgrenze von 29,3 Vol.-56 kommt. Beim Öffnen des Auelaufes am Kühlmischer kann also im Auslaufbereich durch den Zutritt von Luft ein zündfähiges Gas-Luftgemisch entstehen, das explodiert, sofern eine wirksame Zündquelle in diesem Bereich vorhanden ist.

Der Erfindung von daher liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zu entwickeln, mit dem sich Explosionen in Heizmischern der eingangs genannten Art verhindern lasten.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß im Heizmischer während der Aufbereitung des Mischgutes der Luftdruck auf etwa 500 bis 250 Torr vermindert und gleichzeitig mit einem

»Durchsatzvolumen je Minute von etwa'dem 3 his 5-fachen des freien Luftvolumens des Heizmischers Frischluft durch das im Umlauf befindliche Mischgut hindurchgesaugt wird.

In einer bekannten Heiz- und"Kühlmischerkombination, bestehend aus einem mit Deckel verschließbaren stehenden zylindrischen ein- oder doppelwandigen und mit einem verschließbaren Auslauf versehenen Behälter mit bodenseitig angeordneten, mit Umfangsgeschwindigkeiten bis zu kO m/sec. antreibbaren Werkzeugen als Heizmischer und einem nachgeschalteten räumlich tiefer angeordneten doppelwandigen mit Deckel verschließbaren stehenden zylindrischen Behälter mit bodenseitig angeordneten langsamlaufenden Werkzeug U¹Ud verschließbaren Auslauf als Kühlmischer ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß der Deckel des Heizmischers eine Luftaustrittsöffnung aufweist, an die unter Zwischenschaltung von einem oder mehreren Staubabscheidern eine Saugpumpe angeschlossen ist und daß am Behälterboden eine Lufteintrittsöffnung angeordnet ist, die über eine Verbindungsleitung und eine einstellbare Drossel mit der Außenluft verbunden ist. Eine einfache und betriebssichere Form der am Behälterboden anzuordnenden Lufteintrittsöffnung besteht in weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, daß die oberste Lippendichtung des Dichtungssatzes zur Abdichtung der durch den Behälterboden hindurchgeführten Antriebswelle für die bodenseitig angeordneten rotierenden Werkzeuge mit ihrer Dichtlippe zum Behälterinnenraum hinweist und der unter dieser Lippendichtung liegende freie Ringraum über eine Verbindungsleitung und eine einstellbare Drossel mit der Außenluft verbunden ist, wobei der Ringspalt zwischen der Antriebswelle und der sich bei Unterdruck im Heizmischer geringfügig von der Antriebswelle abhebenden Dichtlippe als Lufteintrittsöffnung dient.

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Das erfindungsgemäße Verfahren vird anhand eines in der Zeichnung vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens näher erläutert.

Lh zeigen

Fig. 1 die Anordnung eines Heizmischers mit Filter- und Absaugeinrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Wellenabdichtung

mit Luftzuführung als Einzelheit A aus Fig. 1.

Räumlich oberhalb eines (nichtgezeichneten) Kühlmischers befindet sich der verschließbare Auslauf 1 des Heizmischers 2, dessen bodenseitig angeordnetes Werkzeug 3 von einem Antriebsmotor k über einen im gemeinsamen Maschinenrahmen 5 untergebrachten (nicht dargestellten) Riementrieb mit Umfangsgeschwindigkeiten bis zu ^O m/sec angetrieben wird - Auf dem Deckel 2a des Heizmischers 2 ist ein verschließbarer Beschickungstrichter 7 angeordnet, über dessen Absperrventil 6 der Heizmischer 2 chargenweise mit dem aufzubereitenden Kunststoff, wie z. B. PVC-Pulver, beschickt wird.

Am Deckel 2a befindet sich außerdem eine Luftaustrittsöffnung 8, an die über Verbindungsleitungen 9» 10, 11 und 12 mit dazwischengeschaltetera Staubabscheider 13 und diesem nachgeschalteten Zyklon-Staubabscheider l4 eine Saugpumpe 15 innerhalb einer Vakuum-Kompaktanlage angeschlossen ist.

Am Boden des Heizmischers 2 befindet sich eine Lufteintrittsbffnung l6, die bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 aus dem sich bei Unterdruck im Heizmischer öffnenden Ringspalt zwischen der zum Behälterinnenraum hin gerichteten Lippe der oberen Lippendichtung 20 und der Antriebswelle Ja besteht. Der Ringraum 21 unterhalb der Lippendichtung 20 ist über Bohrungen 22» 23i die Verbindungsleitung 17 und eine einstellbare Drossel 18 mit der Außenluft verbunden.

Während der Aufbereitung des PVC im Heizmischer wird das eingefüllte Mischgut von Raumtemperatur auf etwa 110 - 130 C aufgeheizt. Das mit zunehmender Temperatur intensiver werdende Freiwerden von

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Reetmonomeren wird durch-eine Verminderung des Luftdrucks im Heizmischer auf etwa 500 bis 250 Torr wesentlich beschleunigt. Durch Ansaugen von Luft vom Behälterboden her durch das in Form einer Trombe umlaufende Mischgut hindurch mit Luftmengen je Minute, die dem 3-5-fachen freien, also nicht vom Mischgut ausgefüllten Volumen des Heizmischers entsprechen, werden dl· freiwerdenden Restmonomere mit einem intensiven Luftstrom verdünnt und aus dem Heizmischer abgeführt.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß die untere Explosionsgrenze des Restmonomer-Luftgemischs im Heizmischer auch bei großen Anteilen von Restmonomeren im aufzubereitenden PVC jederzeit unterschritten bleibt.

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Claims

HHEINSTAHL .Γ. Knssel. den 27.11.197'» Aktiengesellschalt ϊ PbKP Fr/Hu. PK 275» Patentansprüche

1. Verfahren zur Verhinderung von Explosionen beim Betrieb von Heizmischern zur Aufbereitung von Polyvinylchlorid (PVC) dadurch gekennzeichnet,

daß im Heizmischer während der Aufbereitung des Mischgutes der Luftdruck auf etwa 500 bis 250 Torr vermindert und gleichzeitig mit einem Durchsatzvolumen je Minute von etwa dem J-bis 5-fachen freien Luftvolumens des .Heizmischers Frischluft durch das im Umlauf befindliche Mischgut hindurchgesaugt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem mit Deckel verschließbaren stehenden zylindrischen ein- oder doppelwandigen und mit einem verschließbaren Auslauf versehenen Behälter mit bodenseitig angeordneten, mit Umfangsgeschwindigkeiten bis zu kO m/sec antreibbaren Werkzeugen als Heizmischer und einem nachgeechalteten räumlich tiefer angeordneten doppelwandigen mit Deckel verschließbaren stehenden zylindrischen Behälter mit bodenseitig angeordnetem langsamlaufenden Werkzeug und verschließbarem Auslauf als Kühlmischer, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2a) des Heizmischers (2) eine Luftaustrittsöffnung (8) aufweist, an die unter Zwischenschaltung von einem oder mehreren Staubabscheidern (13* ΐΊ) eine Saugpumpe (lfj) angeschlossen ist und daß am Behälterboden eine Lufteintrittsöffnung (l6) angeordnet ist, die über eine Verbindungsleitung (17) und eine einstellbare Drossel (lö) mit der Außenluft verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch-gekennzeichnet, daß die oberste Lippendichtung (20) des Dichtungssatzes zur Abdichtung der durch den Behälterboden hindurchgeführten

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* Γ ' Antriebswelle (3a) für die bodenseitig angeordneten rotierenden Werkzeuge (3) mit ihrer Dichtlippe zum Behälterinnenraum hinweist und der unter dieser Lippendichtung liegende freie Ringraum über eine Verbindungsleitung (17) und eine einstellbare Drossel (l8) mit der Außenluft verbunden ist, wobei der Kingspalt zwischen der Antriebswelle (3a) und der sich bei Unterdruck im Heizmischer geringfügig von der Antriebswelle abhebenden Dtchtlippe als Lufteintrittsöffnung dient.

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