DE2524833B2

DE2524833B2 - Verfahren und Trockner zur Trocknung einer PolychloroprenfoUe

Info

Publication number: DE2524833B2
Application number: DE19752524833
Authority: DE
Inventors: Francisco Dipl.-Ing. 5670 Opladen Belil; Bodo Dr. 4047 Dormagen Ehrig; Karl Dipl.-Ing. 4070 Dormagen Noethen
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1975-06-04
Filing date: 1975-06-04
Publication date: 1979-08-02
Also published as: IT1061347B; JPS51147054A; FR2313190A1; FR2313190B1; DE2524833A1; GB1530823A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Trockner zur Trocknung einer Polychloroprenfolie.

Die Kältekoagulation von Polychloroprenfolien und die sich daran anschließenden Aufarbeitungsstufen bis zum Erhalt eines festen Polychloroprenkautschuks sind seit langem bekannt und in Chem. Ang. Progr. 43 (1947), Seiten 391 bis 398, beschrieben.

Nach diesem bekannten Verfahren tritt auf einer in einem Latexbad sich drehenden gekühlten Walze Koagulation ein. Die auf der Walzenoberfläche sich ausbildende Polychloroprenfolie wird abgehoben und über ein Waschbad geführt, wo sie mit Wasser besprüht wird, um Verunreinigungen zu entfernen. Die nasse Folie läuft anschließend durch Quetschrollen, wird vorentwässert und gelangt in einen Trockner. Der Feuchtigkeitsgehalt der Folie vor Eintritt in den Trockner beträgt etwa 30 Gewichtsprozent. Nach Verlassen des Trockners wird die Folie zu einem Strang zusammengeführt, der anschließend in gewünschte Teilstücke geschnitten und auf Lager gefahren wird.

Die Durchführung des Trockenprozesses im Trockner gestaltet sich in den bisher angewendeten Verfahren sehr aufwendig, da wegen ungünstiger strömungstechnischer Verhältnisse nur verhältnismäßig geringe Wärmebzw. Stoffübergangszahlen erreicht werden. Es ist erstrebenswert, daß der Restfeuchtegehalt der Folie nach Verlassen des Trockners etwa bei S0,4 Gewichtsprozent liegt. Dieser Wert wird im Prinzip durch zwei verschiedene Verfahrensvarianten erreicht:

10

20

25

40

55

b0

I) In einem Etagentrockner durchläuft die Polychloroprenfolie, jeweils über Umlenkrollen abgeleitet, mehrere übereinanderliegende Etagen. Zwangsläufig liegt dabei die Folie größtenteils nicht auf dem Transportband auf, sondern hängt an der unteren Seite an.

Sollte die Klebrigkeit der Folie nicht ausreichend sein, hat dies einen hohen Anfall von minderwertiger Ware (Abfall) zur Folge. Neben diesem konstruktionsbedingten Nachteil haben die für diesen Zweck eingesetzten Etagentrockner unter anderem folgende weitere Nachteile:

a) einen schlechten thermischen Wirkungsgrad unter anderem bedingt durch die dauernde Abkühlung und Erwärmung des Transportbandes,

b) eine große Abstrahlungsoberfläche und

c) eine schlechte Luftverteilung im Innenraum des Trockners durch die parallele, einseitige Anblasung der Folie bei sehr niedriger Anströmgeschwindigkeit (unter 1 m/s).

Die Reparatur- und Wartungskosten sind bei diesem Trocknertyp wegen der Vielzahl der beweglichen Teile unter Temperaturbeanspruchung sehr hoch.

Die Notwendigkeit der Schmierung der beweglichen Teile des Etagentrockners — z. B. die Rollen des Transportbandes — führt wegen der sich ablagernden Schmierstoffe zu einer erhöhten Brandgefahr.

Der große Raumbedarf eines Etagentrockners sowie die geringe Anzahl von Warmluftdüsen erfordern einen recht langen Zeitraum bis zur Erreichung des Betriebsgleichgewichtes. Aus diesen Gründen ist die Feinregulierung des Trockners — notwendig bei sich z. B. plötzlich ändernden Betriebszuständen — sehr schwierig.

2) Die weitere Variante, der sogenannte Schleifenbandtrockner, ist in der DE-AS 12 52 408 und in der US-PS 32 07 828 beschrieben. Sie besteht darin, die Polychloroprenfolie nicht mehr horizontal durch den Trockner zu führen, sondern Umlenkroilen so anzubringen, daß eine fast vertikale Folienführung ermöglicht wird. Die Trocknung erfolgt durch IR-Bestrahlung, wobei beide Oberflächen der zu trocknenden Folie mit Luft angeblasen werden können.

Dieser Schleifenbandtrockner hat im Vergleich zum Etagentrockner unter anderem folgende andere Nachteile:

Bei einem solchen Trocknertyp besteht das Transportband aus zwischen an seitlichen Führungsketten befestigten Stäben, die mit Baumwollmanchons bezogen sind.

Auf diese Manchons wird die zu trocknende FoIi'; aufgelegt. Nach dem Trocknungsvorgang kann von dieser Oberfläche die trockene Folie besser abgenommen werden als von den nicht bezogenen Metallstäben. Sind die Manchons nach ca. 4- bis 6wöchigem Gebrauch durch Polychloropren verklebt, so müssen sie in Handarbeit abgerollt und wieder aufgezogen werden. Bei ca. 2000 Stäben in einem Trockner stellt dieser Arbeitsaufwand einen beträchtlichen Kostenfaktor dar.

Weiterhin ist das Anfahren eines solchen Trockners problematisch, weil die zu trocknende Folie wegen der besonderen Ander Führung durchreißen kann.

Beiden Trocknertypen gemeinsam ist die beschränkte Trockenkapazität, eine lange Trockenzeit und in mechanischer Hinsicht eine aufwendige Bauweise.

So besitzen die in der Technik gebräuchlichen Etagentrockner Dimensionen Länge/Breite/Höhe von ca. 50 m/5 m/9 m, um eine Trockenkapazität von etwa

1 t Polychloropren pro Stunde aufzuweisen. Die Trockenbandlänge beträgt etwa 400 m, die Trockenzeit ?0 bis 30 Minuten. Die Trocknung erfolgt in der Regel durch eine kombinierte Anordnung von Elektroinfrarotstrahlern und einigen wenigen, parallel zur Folie und nur die Oberseite der Folie anblasenden Heißluftdüsen, wobei die Elektroinfrarotstrahler in den überwiegenden Fällen im Eintrittsbereich des Polychloroprenbandes in dem Trockner angeordnet sind

Die Außenabmessungen eines gebräuchlichen Schleifenbandtroclcjers betragen in Länge/Breite/Höhe ca. 20 m/6 m/4 m bei einer Trockenkapazität von 1 t pro Stunde; die Trockenbandlänge beträgt ca. 200 m, die Trockenzeit ca. 15 Minuten. Die Trocknung erfolgt mittels Heißluft, die aus Düsenöffnungen die Folie mit etwa 0,6 bis 1,0 Meter pro Stunde anströmt

Aufgabe der Erfindung war es, die bisher eingesetzten aufwendigen Trockner durch einfachere und wirksamere Vorrichtungen zu ersetzen und ein Trockenverfahren zu entwickeln, das eine erheblich kürzere T.ockenzeit und somit schonendere Trocknung aufweist, sowie gegebenenfalls eine erhebliche Kapazitätssteigerung zuläßt.

Die Verkürzung der Trocknungszeit innerhalb des Trockners kann dadurch erreicht werden, daß die feuchte Polychloroprenpolymerisatfolie mit Gasinfrarotstrahlern bei gleichzeitiger Luftbedüsung der Folienober- und -Unterseite bestrahlt und anschließend mit Heißluft beidseitig durchtrocknet wird.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Trocknung einer Polychloroprenfolie, bei dem die feuchte Polychloroprenfolie durch Infrarotstrahlen erhitzt und gleichzeitig an ihren beiden Oberflächen mit Luft angeblasen wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Luft zum Anblasen der Polychloroprenfolie während der Infrarotbestrahlung erhitzt wird und das Anblasen mit 5 bis 30 m/s Anströmgeschwindigkeit nur bis zu einer Teiltrocknung der Polychloroprenfolie erfolgt und die vorgetrocknete Polychloroprenfolie anschließend zur Resttrocknung an beiden Oberflächen mit Heißluft einer Anströmgeschwindigkeit von 1 bis 50 m/s angeblasen wird.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Trockner zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Tunnelgehäuse, durch das ein Förderband geführt ist, mit einer Infrarotheizung zur Bestrahlung beider Oberflächen der Polychloroprenfolie und einer Blaseinrichtung zum Anblasen der beiden Oberflächen der Polychloroprenfolie mit Luft, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Blaseinrichtung eine Heizvorrichtung zum Erhitzen der Luft zugeordnet ist und dem Infrarotheizungsbereich ein Heißluftheizungsbereich nachgeordnet ist, dem sich ein Kühlluftbereich zum Anblasen beider Oberflächen der Pol} chloroprenfolie mit Kühlluft anschließt.

Bei der Durchführung des Verfahrens ist darauf zu achten, daß die Polychloroprenfolie nicht höher als etwa 190⁰C erhitzt wird. Ein Temperaturbereich von 65 bis 100⁰C hat sich als zweckmäßig herausgestellt.

Besonders vorteilhafterweise werden Infrarotstrahler eingesetzt, deren Emissionsmaximum zwischen ca. 1,5 bis 3 μπι Wellenlänge liegt. In diesem Bereich absorbiert die Polychloroprenfolie nur in untergeordnetem Maße und wird dadurch selbst bei hoher Energiestrahlung nicht chemisch verändert.

In dem Infrarotteil des Trockners wird vorteilhafterweise mit Strahlungsintensitäten von ca. 5 bis 30 Watt pro cm² gearbeitet.

Im Bereich des zweiten Trocknungsabschnittes wird die zum Verdampfen des Wassers erforderliche Energie in Form von Heißluft zugeführt. Die Polychloroprenfolie wird beiderseits über Düsen mit hoher Geschwindigkeit angeströmt.

Der Trocknungsvorgang ist in. erster Linie abhängig von der Strahlungsintensität, der Heißlufttemperatur, der Transportgeschwindigkeit der Polychloroprenfolie durch den Trockner, der Anströmgeschwindigkeit der Heißluft auf die Polychloroprenfolie sowie deren Dicke. Diese Parameter können für eine gegebene Foliendikke während des Trocknungsverfahrens den Anforderungen, die an die Polychloroprenfolie später gestellt werden, angepaßt werden.

Die Heißlufttemperatur beträgt zweckmäßigerweise von 100 bis 400, bevorzugt von 100 bis 250° C, so daß die Polychloroprenfolie nicht höher als etwa 190⁰C, bevorzugt 65 bis 100⁰C, erhitzt wird.

Die Transportgeschwindigkeit der Polychloroprenfo-He durch den Trockner beträgt zweckmäßigerweise von I bis 100, bevorzugt von 0,3 bis 0,5 m/s. Die optimale Transportgeschwindigkeit ergibt sich einerseits durch die Arbeitsgeschwindigkeiten der dem Trockner im Produktionsprozeß vorgeschalteten Anlagen und andererseits durch die zur Erzielung der Endfeuchte von 0,4 Gewichtsprozent notwendige Verweilzeit.

Die Anströmgeschwindigkeit der Heißluft auf die Polychloroprenfolie beträgt bevorzugt von 10 bis 35 m/s.

jo Die Foliendicke beträgt üblicherweise in Abhängigkeit vom zu trocknenden Polychloropren-Typ 0,2 bis 0,7 mm. Wesentlich für die Foliendicke ist die Arbeitsweise der Koagulationswalze sowie die der mechanischen Vorentwässerung der Folie.

J5 Die Durchführung des Trockenverfahrens erfolgt in einem sogenannten Düsen-Einbandtrockner, wie er beispielsweise in den Zeichnungen dargestellt und nachstehend näher erläutert ist. Sie zeigt
F i g. 1 den Trockner in der Seitenansicht,

F i g. 2 den Trockner in der Draufsicht,

Fi g. 3 den Trockner im Schnitt gemäß Linie A-B in Fig. 1,

Fig.4 den Trockner im Schnitt gemäß Linie C-D in Fig.l,

Fig. 5 den Trockner im Schnitt gemäß Linie £-Fin Fig.l.

Durch einen Infrarotheizungsbereich !,einen nachgeschalteten Heißluftheizungsbereich 2 und einen Kühlluftbereich 3 wird ein endloses Transportband 4 geführt — beispielsweise als geschlossenes oder poröses Band — das durch Unlerstützungsrollen 5 getragen wird und durch spezielle Spannungs- und Steuereinrichtungen 6 im gewünschten Betriebszustand gehalten wird.

Der Infrarotheizungsbereich 1 besteht aus Infrarot-Strahlern 7, oberhalb und unterhalb eines Bandes angeordneten Luftdüsen 8,9, einem Frischluftventilator 16 für IR-Strahler(Fig. 5), der mit Luftzuführungen 11 verbunden ist; einem Abluftventilator 12, der mit Abluftabführungen 13 in Verbindung steht, einer Flammenüberwachung 14 (Fig.5), einem Zünder 15 (Fig.5) und einem Gasbrenner 10 zur Erzeugung von Heißluft.

An den Infrarotheizungsbereich 1 des Trockners schlieft sich der Warmluftheizungsbereich 2 an, der im

b5 wesentlichen folgenden Aufbau zeigt:

Luftdüsen 17, 18 sind oberhalb und unterhalb des Transportbandes 4 angeordnet. Umluftventilatoren 19 sorgen für Luftzirkulation. Mittels Gasbrennern 20 wird

Heißluft erzeugt und über eine Warmluftzuführung 21 in den Trocknerraum eingeführt. Abluftabführungen 22 sind mit einem Abluftventilator 23 verbunden.

Der dritte Teil des Trockners ist der Kühlluftbereich 3, der auf den Heißluftheizungsbereich 2 folgt. Er besitzt ebenfalls Luftdüsen 26, 27 oberhalb und unterhalb des Transportbandes 4. Umluftventilatoren 19 sorgen auch hier für Luftzirkulation. Kaltluft wird über Kaltluftzuführungen 24 eingebracht und verbrauchte Luft über Luftabführungen 25 entlassen.

Gegenüber den bisher benutzten Trocknern ist es mit dieser Vorrichtung erstmals möglich, die Trockenbandlänge erheblich zu verkleinern sowie die Trocknungszeit bei gleichzeitiger Verdopplung der Trocknungskapazität stark herabzusetzen. Ein durch die Zeichnung beschriebener Trockner besitzt etwa die Maße Länge/ Breite/Höhe 40 m/5 m/2 m, eine Trockenkapazität von ungefähr 2,5 t pro Stunde, eine Trockenbandlänge von ca. 35 m und eine Trockenzeit von ca. 1 Minute.

Der Wirkungsgrad, bezogen auf die Verdampfungswärme des Wassers, beträgt bei Benutzung des Trockners ca. 40% gegenüber z. B. 20% bei Benutzung der herkömmlichen Etagentrockner.

Die Erfindung sei durch folgende Beispiele erläutert:

Beispiel 1

Im Beispiel 1 wird die Polychloroprenfolie mittels einer herkömmlichen Trockenvorrichtung getrocknet.

3,35 t/h eines Polychloropren-Latex mit einem Polymergehalt von ca. 30% werden auf einer gekühlten Drehwalze koaguliert, die so erzeugte Polychloroprenfolie wird abgehoben, gewaschen und abgequetscht. Die Polychloroprenfolie wird einer herkömmlichen Trokkeneinrichtung zugeführt, die die in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Kenndaten aufweist.

Beispiel 2

15

Im Beispiel 2 wird die Polychloroprenfolie durch einen nach der Erfindung arbeitenden Trockner getrocknet. 8,35 t/h eines Polychloropren-Latex mit einem Polymergehalt von ca. 30% werden auf einer gekühlten Drehwalze koaguliert, die so erzeugte Polychloroprenfolie wird abgehoben, gewaschen und abgequetscht. Die Polychloroprenfolie wird durch einen nach der Erfindung arbeitenden Trockner geführt, der folgende Kenndaten aufweist:

Beispiel 1 Beispiel 2

Bekannter Etagentrockner Erfindungsgemäßer Trockner

Außenabmessungen

Trocknung
Trocknungsp ri nzi ρ
Temperatur
I?-Kehre
Umluftzonen
Trocknungszeit
Trocknungslänge
IR-Strahler (Anzahl)
Betriebsart
Leistungsdichte
Lage der Strahlungsmax.
Düsen
Art

Abstand der Folie
Anzahl
Öffnung

Ausströmungsgeschw.
Ausströmungsrichtung
Ausströmungsebene
Umluftmenge
Abluftmenge
Ablufttemperatur
Wirkungsgrad (%)
Heizmittel

Länge: 51 000 mm
Breite: 4 880 mm
Höhe: 8 790 mm

Trockenofen

ca. 300°C
120⁰C bzw. 80⁰C
ca. 18 Minuten
ca. 340 000 mm
ca. 200
elektrisch
1,1 bis 2,2 W/cm²
1,3 bis 3,5 μΐη

Lochdüsen

200 mm

24

2 mm 0

1 m/s

parallel zur Folie

oben

ca. 15 000 m³/h

3000-10 000 m³/h

ca. 130⁰C

20 bis 24

Strom/Dampf

40 000 mm
5 000 mm
2 000 mm

Prallstrom

300⁰C

250⁰C bzw. 160⁰C

ca. 1 Minute

ca. 35 000 mm

Gas

8 bis 12 W/cm²

1,3 bis 3,5 μπη

Lochdüsen und Schutzdüsen

35 mm

190

5 mm0

10 und 35 m/s

senkrecht zur Folie

oben und unten

ca. 380 000 mVh

ca. 3000-10 000 nrVh

ca. 120⁰C

ca.40

Erdgas

Im Beispiel 1 erhält man unter der Verwendung der 65 Im Beispiel 2 erhält man unter der Verwendung des

oben beschriebenen Trockenvorrichtung ca. 1 t/h eines beschriebenen Trockners ca. 2J5 t/h eines getrockneten

getrockneten Polychloroprens mit einem Restfeuchte- Polychloroprens mit einem Restfeuchtegehalt von etwa

gehalt von etwa S 0,4 Gewichtsprozent ^ 0,4 Gewichtsprozent

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Trocknung einer Polychloroprenfolie, bei dem die feuchte Polychloroprenfolie durch Infrarotstrahlen erhitzt und gleichzeitig an ihren beiden Oberflächen mit Luft angeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft zum Anblasen der Polychloroprenfolie während der Infrarotbestrahlung erhitzt wird und das Anblasen mit 5 bis 30 m/s Anströmgeschwindigkeit nur bis zu einer Teiltrocknung der Polychloroprenfoüe erfolgt und die vorgetrocknete Polychloroprenfolie anschließend zur Resttrocknung an beiden Oberflächen mit Heißluft einer Anströmgeschwindigkeit von 1 bis 50 m/s angeblasen wird.

2. Trockner zur Durchführung des Verfahrens nach Anspsach 1, mit einem Tunnelgehäuse, durch das ein Förderband geführt ist, mit einer Infrarotheizung zur Bestrahlung beider Oberflächen der Polychloroprenfolie und einer Blaseinrichtung zum Anblasen der beiden Oberflächen der Polychloroprenfolie mit Luft, dadurch gekennzeichnet, daß der Blaseinrichtung eine Heizvorrichtung zum Erhitzen der Luft zugeordnet ist und dem Infrarotheizungsbereich (1) ein Heißluftheizungsbereich (2) nachgeordnet ist, dem sich ein Kühlluftbereich (3) zum Anblasen beider Oberflächen der Polychloroprenfolie mit Kühlluft anschließt.