DE3627751C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen von teilchenförmigen Schüttgütern und Pasten mit Adsorptionsmitteln, bei dem das Naßgut mit einem in der Körnung von dem zu trocknenden Gut verschiedenen Ad­ sorptionsmittel gemischt und nach einer Verweilzeit durch Klassieren von dem Adsorptionsmittel abgetrennt, dann das Adsorptionsmittel kontinuierlich oder diskontinuierlich in einer Regenerieranlage regeneriert und dann der Trocknungs­ stufe wieder zugeführt wird.

Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der DE-AS 10 18 001 und der DE-AS 10 91 951 sowie der US-PS 25 49 104 bekannt, wobei die Regenerierung des Adsorptionsmittels in einem Trockenofen erfolgt, der im Gegenstrom mit vorgewärmter Frischluft beheizt wird. Bei einem solchen Verfahren ergeben sich indessen Proble­ me in bezug auf mitgerissene Stäube und Materialteilchen in der Abluft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Probleme in bezug auf mitgerissene Stäube und Materialteilchen in der Abluft zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das abgetrennte Adsorptionsmittel in der Regenerieranlage mit einem Trockengas behandelt wird, dem die aufgenommene Feuchtigkeit durch Abkühlen wieder entzogen wird.

Bei einer solchen Regenerierung wird das abgetrennte Ad­ sorptionsmittel zweckmäßigerweise kontinuierlich in der Regenerieranlage mit einem im Kreis geführten Trockengas behandelt, dem die aufgenommene Feuchtigkeit durch Ab­ kühlen entzogen und das vor Einwirkung auf das mit Feuch­ tigkeit beladene Adsorptionsmittel noch aufgeheizt wird.

Auf diese Weise läßt sich der Regenerierungvorgang relativ schnell bei den für das Adsorptionsmittel zulässigen hohen Temperaturen durchführen, ohne daß auf die Eigenschaften des zu trocknenden Gutes Rücksicht genommen werden muß.

Da der Regeneriervorgang sozusagen im geschlossenen Kreis stattfindet, fallen auch keinerlei Stäube und andere Ver­ unreinigungen an, es wird lediglich die abgeschiedene Feuchtigkeit als Kondensat abgelassen.

Neben der Entfernung von Wasser aus den teilchenförmigen Schüttgütern und Pasten können selbstverständlich auch andere Lösungsmittel mit dem erfindungsgemäßen Verfahren entfernt werden. Es ist dann lediglich dafür Sorge zu tragen, daß ein entsprechend geeignetes Adsorptionsmittel in der notwendigen Körnungsgröße verwendet wird.

Im Regenerierkreis wird dann statt Wasser das entspre­ chende Lösungsmittel als Kondensat abgeschieden.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn zum Trocknen des teilchenförmigen Schüttgutes bzw. der teilchen­ förmigen Pasten ein Adsorptionsmittel in nur teilweise regenerierter Form eingesetzt wird. In dieser Form weist das Adsorptionsmittel üblicherweise eine wesentlich größere mechanische Festigkeit auf.

Die Menge des eingesetzten Adsorptionsmittels hängt von dem Feuchtigkeitsgrad des zu trocknenden Naßgutes ab und kann somit genau berechnet werden. Es erweist sich in­ dessen als sehr zweckmäßig, wenn das Adsorptionsmittel in gewichtsmäßigem Überschuß mit dem Naßgut gemischt und für eine gewisse Zeit mit diesem in einer Verweilstrecke in engem Kontakt gehalten wird. Mit einer solchen über­ schüssigen Menge Adsorptionsmittel läßt sich die Trock­ nung des Naßgutes wesentlich schneller vollziehen, ohne daß die größere Menge des im Regenerierkreis umlaufenden Adsorptionsmittels Probleme verursacht.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann somit leicht eine Trocknung der teilchenförmigen Schüttgüter und Pasten, die beispielsweise eine Feuchtigkeit von 30 bis 40% aufweisen, bis zu einer Restfeuchte von 0,3% er­ reicht werden.

Zur Erzielung einer noch niedrigeren Restfeuchte ist es zweckmäßig, das Naßgut in zwei oder mehr aufeinanderfolgen­ den Stufen mit dem Adsorptionsmittel zu behandeln. Hierfür hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn das Adsorptionsmittel im Gegenstrom nacheinander in mehreren Stufen mit dem zu trocknenden Gut gemischt und jeweils für eine gewisse Verweilzeit in engem Kon­ takt mit diesem gehalten wird. Mit anderen Worten, man wird bei einem zweistufigen Verfahren das aus der Rege­ nerieranlage kommende frisch regenerierte Adsorptions­ mittel auf das in Stufe 2 vorliegende bereits vorgetrock­ nete Gut einwirken lassen, um die Restfeuchte desselben noch weiter zu verringern. Das in der Stufe 2 durch Klas­ sieren ausgeschiedene Adsorptionsmittel wird dann in der Stufe 1 eingesetzt und entfernt in dieser Stufe von dem zum Einsatz kommenden relativ feuchten Schüttgut den größten Teil der Feuchtigkeit, bevor das Adsorptionsmit­ tel in die Regenerieranlage zurückgeführt und nach Ab­ scheiden der aufgenommenen Feuchtigkeit wieder in Stufe 2 eingesetzt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen für das Trocknen von Kunststoffen, insbesondere von Polyvinylchlorid.

Dabei ergibt sich der besondere Vorteil, daß neben der Feuchtigkeit auch das noch in einem ganz geringen Prozent­ satz vorhandene Monomere an dem Adsorptionsmittel, bei­ spielsweise Silikagel oder Aluminiumoxidgel, adsorbiert und in der Regenerieranlage zusammen mit der Feuchtigkeit als Kondensat abgeschieden wird. Auf diese Weise werden Umweltproblem vermieden.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus Dosiervorrichtungen für das Naß­ gut und für das Adsorptionsmittel, die aus entsprechenden Vorratsbehältern der Mischvorrichtung beide Materialien in der erforderlichen Menge zuführen.

In der Mischvorrichtung werden Naßgut und Adsorptionsmittel innig gemischt und anschließend in einer entsprechend langen Verweilstrecke in engem Kontakt gehalten und dann in einer Klassiervorrichtung wieder getrennt.

Für das Dosieren, das Mischen und auch das Klassieren können an sich alle gebräuchlichen Vorrichtungen Anwendung finden. Man wird lediglich dafür Sorge tragen, daß bei den entsprechenden Maßnahmen keine mechanische Beschädigung der Adsorptionsmittel stattfindet, was dann letztlich zu Schwierigkeiten bei der Trennung durch Klassieren führen würde.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist vorteilhafterweise eine Regeneriervorrichtung für das beim Klassieren er­ haltene Adsorptionsmittel auf, in der dasselbe mittels kontinuierlich umlaufendem Trockengas regenerierbar ist. Diese Regeneriervorrichtung weist dabei eine Heizvorrichtung auf, mit der das Trockengas vor dem Eintritt in den Rege­ nerierbehälter erhitzt wird und eine Kühlvorrichtung für das aus dem Regenerierbehälter austretende feuchtigkeits­ beladene Gas, durch die eine Kondensation der Feuchtigkeit und gegebenenfalls beim Trocknen von Kunststoffen noch vorhandener Monomere bewirkt wird.

In dieser Kühlvorrichtung scheiden sich Feuchtigkeit und gegebenenfalls Monomere als Kondensat ab und werden von Zeit zu Zeit abgelassen.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung, mit der eine besonders wirtschaftliche Trocknung auf besonders niedrige Restfeuchte möglich ist, besteht aus zwei hintereinander geschalteten Behandlungs­ stufen für das Naßgut, worin dem in Stufe 2 behandelten Naßgut frisch regeneriertes Adsorptionsmittel und dem in Stufe 1 behandelten Naßgut das in Stufe 2 nach dem Klassieren erhaltene Adsorptionsmittel zuführbar ist. Eine solche in bezug auf das Adsorptionsmittel als Gegen­ stromanlage anzusehende Vorrichtung kann selbstverständlich noch weitere Behandlungsstufen für die Behandlung des Naßgutes mit dem Adsorptionsmittel aufweisen, wodurch der Restfeuchtegehalt noch weiter verringert werden kann.

Es hat sich schließlich bei der erfindungsgemäßen Vor­ richtung noch als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn für die Abkühlung und Wiederaufheizung des Trockengases Wärmeaustauscher vorgesehen sind, die von einer Wärme­ pumpe betrieben werden, wobei das Gas auf der einen Seite abgekühlt und nach Abscheidung des Kondensates auf der anderen Seite gleichzeitig wieder erwärmt wird.

Auf diese Weise läßt sich die Regeneriereinheit der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung relativ kompakt ausbilden.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der in der­ Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele im einzelnen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine einstufige Vorrichtung zum Trocknen von teilchenförmigen Schüttgütern und Pasten mit einem Adsorptionsmittel welches im Kreislauf geführt und in einer Regenerier­ vorrichtung für den erneuten Einsatz rege­ neriert wird.

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Zwei­ stufenverfahrens bei dem das Naßgut nach­ einander in zwei Stufen mit dem Adsorptions­ mittel behandelt und dieses dann in einem Regenerierkreis für den erneuten Einsatz aufbereitet wird.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist das zu trocknende Gut im Vorratsbehälter 1 gelagert und wird über eine Dosierschnecke 2 einer Mischvorrichtung 3 zugeführt.

In gleicher Weise gelangt das frisch regenerierte Adsorp­ tionsmittel aus einem Regenerierbehälter 4 über einen mit einer Dosiervorrichtung 5 versehenen Vibrationsförderer ebenfalls in die Mischvorrichtung 3.

Das zu trocknende Gut und das Adsorptionsmittel werden in der Mischvorrichtung 3 innig gemischt und gelangen dann in eine Verweilstrecke 6 in der beide Materialien eine ausreichend lange Zeit verweilen bis sie in eine Klassiervorrichtung 7 kommen, wo das mit Feuchtigkeit beladene Adsorptionsmittel aufgrund der Korngröße von dem nunmehr getrockneten Gut abgetrennt und dem Regenerierbehälter 4 zugeführt wird. Das getrocknete Gut selbst wird in ein Silo 8 abgegeben.

Bei dem Regenerierbehälter 4 handelt es sich um einen Rieselschacht in den über eine Heizvorrichtung 9 erhitztes Trocken­ gas eingeleitet wird, welches im Gegenstrom mit dem Adsorp­ tionsmittel zusammentrifft und dieses von der aufgenommenen Feuchtigkeit und gegebenenfalls einem geringen Anteil Monomeren, die bei der Trocknung von Kunststoffen anfallen, befreit.

Das solchermaßen mit Feuchtigkeit beladene Trockengas tritt am oberen Ende des Regenerierbehälters aus und ge­ langt über eine Leitung 10 in eine Kühlvorrichtung 11, wo die Feuchtigkeit auskondensiert und an einem Auslaß 12 abgelassen wird.

Das solchermaßen regenerierte Adsorptionsmittel gelangt dann über die Dosiervorrichtung 5 von neuem in die Mischvorrichtung 3 und der Kreislauf beginnt erneut.

Bei der in Fig. 2 schematisch dargestellten zweistufigen Vorrichtung wird das zu trocknende Gut in eine Mischvorrichtung 13 eingeführt und mit dem ebenfalls eingegebenen Adsorptionsmittel, welches bereits in der Stufe 2 benutzt worden ist, gemischt und gelangt über eine Verweilstrecke 14 in eine Klassiervorrichtung 15. Hier wird das nunmehr verbrauchte Adsorptionsmittel abgetrennt und in den Regene­ rierbehälter 16 zurückgeführt.

Das bereits vorgetrocknete Gut gelangt dann in die Mischvorrichtung 17, wo aus dem Regenerierbehälter 16 frisch regeneriertes Adsorptionsmittel dem bereits vorgetrockneten Gut beige­ mischt wird. Die Mischung gelangt über eine Verweilstrecke 18 schließlich zur Klassiervorrichtung 19 wo das getrocknete Gut nunmehr mit einer wesentlich geringeren Restfeuchte von dem Adsorptionsmittel abgetrennt wird.

Das nur teilweise mit Feuchtigkeit beladene Adsorptions­ mittel gelangt dann in die Mischvorrichtung 13 der ersten Stufe zu erneutem Einsatz und wird dann nach der Abtrennung in der Klassiervorrichtung 15 dem Regenerierbehälter 16 zugeführt, wo es in der gleichen Weise wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben mit Hilfe eines Trockengases von der Feuchtigkeit befreit wird.

Das Trockengas wird in einem Wärmetauscher 20 abgekühlt, die kondensierte Feuchtigkeit am Auslaß 21 abgelassen und das Trockengas mit einem Wärmetauscher 22 vor dem Eintritt in den Regenerierbehälter 16 aufgeheizt.

Trocknungsbeispiel

Als zu trocknende Substanz wurden in den Vorratsbehälter 500 kg Polyvinylchlorid mit einem Wassergehalt von 35 bis 40 Gew.% und einer Teilchengröße von 50 bis 250 µm eingefüllt.

Als Adsorptionsmittel wurden 750 kg Silicagelperlen mit einem Teilchendurchmesser von 3 bis 5 mm verwendet.

Die beiden Ausgangsmaterialien wurden in der Mischvorrichtung im Ge­ wichtsverhältnis 1 zu 1,5 zusammengemischt und auf der Verweilstrecke 300 sec lang in Kontakt gehalten. Anschließend wurde die Mischung unter Verwendung eines Siebes mit einem Lochdurchmesser von 0,8 bis 2 mm klassiert.

Der Wassergehalt des solchermaßen getrockneten PVC-Pro­ duktes betrug 0,4 Gewichtsprozent.

Das Adsorptionsmittel wurde nach dem Klassieren mit einem Wassergehalt von ca. 38 Gewichtsprozent erhalten. Es wurde mit einem Trockengas regeneriert, welches bei seinem Ein­ tritt in den Reaktor eine Temperatur von 100 bis 120 Grad Celsius und bei seinem Austritt aus dem Reaktor eine Temperatur von 50 bis 90 Grad Celsius aufwies.

Die Dauer der Regenerierung betrug 5 bis 15 min. In teilregenerierter Form, bei der das Silicagel die größte mechanische Festigkeit aufweist, betrug der Wasser­ gehalt desselben 8 bis 12 Gewichtsprozent.

In dieser Form wurde das regenerierte Silicagel wieder im Trocknungsverfahren eingesetzt.

Claims (10)

1. Verfahren zum Trocknen von teilchenförmigen Schütt­ gütern und Pasten mit Adsorptionsmitteln, bei dem das Naßgut mit einem in der Körnung von dem zu trocknenden Gut verschiedenen Adsorptionsmittel gemischt und nach einer Verweilzeit durch Klassie­ ren von dem Adsorptionsmittel abgetrennt, dann das Adsorptionsmittel kontinuierlich oder diskontinu­ ierlich in einer Regenerieranlage regeneriert und dann der Trocknungsstufe wieder zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das abgetrennte Adsorptionsmittel in der Rege­ nerieranlage mit einem Trockengas behandelt wird, dem die aufgenommene Feuchtigkeit durch Abkühlen wieder entzogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das abgetrennte Adsorptionsmittel kontinuier­ lich in der Regenerieranlage mit einem im Kreis geführten Trockengas behandelt wird, dem die auf­ genommene Feuchtigkeit durch Abkühlen entzogen und das vor dem Einwirken auf das Adsorptionsmittel wieder aufgeheizt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Trocknen verwendete Adsorptionsmittel in nur teilweise regenerierter Form eingesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorptionsmittel in gewichtsmäßigem Über­ schuß mit dem Naßgut gemischt und für eine gewisse Zeit mit diesem in einer Verweilstrecke in engem Kontakt gehalten wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Naßgut in zwei oder mehr aufeinander fol­ genden Stufen mit dem Adsorptionsmittel behandelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorptionsmittel im Gegenstrom nachein­ ander in mehreren Stufen mit dem zu trocknenden Gut gemischt und jeweils für eine gewisse Verweil­ zeit in engem Kontakt mit diesem gehalten wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, mit Dosiervorrichtungen (2, 5) für Naßgut und Adsorp­ tionsmittel, eine Mischvorrichtung (3) mit gege­ benenfalls sich anschließender Verweilstrecke (6) und darauf folgender Klassiervorrichtung (7), gekennzeichnet durch eine Regeneriervorrichtung für das beim Klassieren anfallende Adsorptionsmittel, in der dasselbe mit­ tels kontinuierlich umlaufenden Trockengases rege­ nerierbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Heizvorrichtung (9) für das Trockengas vor dessen Eintritt in den Regenerierbehälter (4) und eine Kühlvorrichtung (11) für das aus dem Regene­ rierbehälter (4) austretende Trockengas.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und/oder 8, gekennzeichnet durch zwei hintereinander geschaltete Behandlungsstufen für das Naßgut, worin dem in Stufe 2 behandelten Naßgut frisch regeneriertes Adsorptionsmittel und dem in Stufe 1 behandelten Naßgut das in Stufe 2 nach dem Klassieren anfallende Adsorptionsmittel zuführbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abkühlung und Wiederaufheizung des Trockengases Wärmeaustauscher (20, 22) vorgesehen sind, die von einer Wärmepumpe betrieben werden.