DE4206521A1 - Drying wetting, washing and/or cleaning agent or component - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von schütt- und rieselfähigen Granulaten von Wertstoffen oder Wertstoffgemischen, die als Netz-, Wasch- und/oder Reinigungsmittel und/oder zur Verwen dung in solchen Mitteln geeignet sind, aus ihren wäßrigen Lösungen und/oder Suspensionen durch Wirbelschicht-Sprühgranulation in einem heißen Fluidisierungsgas im Bereich des Normaldrucks.The invention relates to a process for the production of bulk and free-flowing granules of materials or mixtures of materials, which as wetting, washing and / or cleaning agents and / or for use are suitable in such agents from their aqueous solutions and / or suspensions by fluidized bed spray granulation in one are called fluidizing gas in the range of normal pressure.
Zur Erzeugung von Partikeln aus anfänglich flüssigem Produkt, also aus Lösungen oder Suspensionen, kommen in der technischen Anwendung insbesondere die Sprühtrocknung, die Sprühtrocknung mit integrierter Wirbelschicht-Agglomeration und die Wirbelschicht-Sprühgranulation in Frage. Üblicherweise wird bei der Herstellung von Granulaten aus wäßrigen Zubereitungen von Wertstoffen der eingangs genannten Art seit Jahrzehnten weltweit in großtechnischen Maßstab die Sprühtrock nung eingesetzt. Als Trocknungsgasstrom werden Heißluft oder Gemi sche von Luft und heißen Verbrennungsabgasen verwendet. Textilwasch pulver sowie Wertstoffe und Wertstoffgemische zur Herstellung von Textilwaschmitteln in schütt- und rieselfähiger Pulverform werden in sogenannten Sprühtürmen in der Regel im Bereich des Umgebungsdrucks in Gegenstrom-, seltener in Gleichstromfahrweise, großtechnisch ge wonnen.To generate particles from an initially liquid product, ie from solutions or suspensions, come in technical application in particular spray drying, spray drying with integrated Fluid bed agglomeration and fluid bed spray granulation in question. Usually is used in the production of granules aqueous preparations of valuable materials of the type mentioned for decades on a large industrial scale the spray skirt used. Hot air or Gemi are used as the drying gas flow air and hot combustion gases. Textile washing powder as well as recyclables and mixtures for the production of Textile detergents in pourable and free-flowing powder form are used in so-called spray towers usually in the area of the ambient pressure in countercurrent, more rarely in cocurrent mode, on an industrial scale won.
Auch der Einsatz der Wirbelschicht-Sprühgranulation zur Herstellung von Waschmittelgranulaten ist aus dem Stand der Technik bekannt (Uh lemann in Chem.-Ing.-Tech. 62 (1990) Nr. 10, S. 822-834 und EP-B 1 63 836). In diesem Verfahren, das zur Herstellung pulverförmiger Netz-, Wasch- und Reinigungsmittel allerdings viel seltener durchge führt wird, werden Feststoffpartikel in einem aufwärtsgerichteten Gasstrom in der Schwebe gehalten. In diesem Zustand sind die Parti kel voneinander getrennt und so beim Einsprühen von Flüssigkeit in das Wirbelbett für die Sprühtropfen rundum zugänglich. Außerdem fin det in diesem Zustand ein intensiver Wärme- und Stoffaustausch zwi schen den Feststoffpartikeln und dem Gasstrom statt.Also the use of fluidized bed spray granulation for production detergent granules are known from the prior art (Uh lemann in Chem.-Ing.-Tech. 62 (1990) No. 10, pp. 822-834 and EP-B 1 63 836). In this process, which is used to produce powder However, wetting agents, detergents and cleaning agents are used much less frequently leads, solid particles are in an upward direction Gas flow kept in suspense. The parties are in this state separate from each other and so when spraying liquid in the fluidized bed is accessible to the spray drops all around. In addition fin in this state there is an intensive heat and mass exchange between the solid particles and the gas flow instead.
Wenn nun ein schwebendes Partikel von einem Sprühtropfen getroffen wird, verteilt sich das flüssige Produkt des Sprühtropfens auf dem festen Untergrund durch Spreitung. Der intensive Wärme- und Stoff austausch mit dem umgebenden Gasstrom führt zu einer Trocknung und Verfestigung des Flüssigkeitsfilms. Durch vielfaches Aufsprühen, Spreiten und Verfestigen wächst das Partikel zwiebelartig. Das Teil chen mit der Wunschkorngröße ist kompakt und auch nahezu rund.Now when a floating particle is hit by a spray drop the liquid product of the spray drop is distributed on the solid surface by spreading. The intense warmth and fabric exchange with the surrounding gas flow leads to drying and Solidification of the liquid film. By multiple spraying, Spreading and solidification, the particle grows onion-like. The part Chen with the desired grain size is compact and also almost round.
Bei der Wirbelschicht-Sprühgranulation wäßriger Zubereitungen der eingangs genannten Stoffe wird wie bei der Sprühtrocknung mit Heiß luft als Fluidisierungsgas gearbeitet. Aus der EP-B-1 63 836 ist fer ner der Einsatz von Stickstoffgas genannt. In the fluidized bed spray granulation of aqueous preparations The substances mentioned at the beginning become like hot spray drying air worked as a fluidizing gas. From EP-B-1 63 836 fer ner called the use of nitrogen gas.
Zu den Vorteilen des Trocknungsverfahrens unter Einsatz von Heißluft als Trockengas zählt unter anderem neben der beliebigen Verfügbar keit der Gasphase die Möglichkeit, in offenen Systemen arbeiten zu können, die eine Entsorgung der mit Feuchtigkeit beladenen Heißgas phase durch Abgeben in die Außenluft technisch problemlos ermögli chen. Intensive physikalisch-chemische Untersuchungen über den Ab lauf des Trocknungsverfahrens haben darüber hinaus gezeigt, daß die Trocknung mit Heißluft auch schon bei Einsatz vergleichsweise milder Heißgastemperaturen wirkungsvoll und rasch abläuft. Der Trocknungs vorgang am feuchten Partikel setzt weitgehend unabhängig von der Temperatur des verwendeten Heißgases schon bei vergleichsweise nie drigen Temperaturen - beispielsweise bei Temperaturen der Partikel von etwa 40°C - ein und setzt sich unter vergleichsweise langsamer Steigerung der Partikeltemperatur bis zum Siedebereich des Wassers unter Normaldruck fort. Insgesamt verläuft der Trocknungsvorgang in Heißluft rasch und gerade auch in den letzten Trocknungsstufen sehr effektiv, so daß die Wertstoffe beim Trocknen zum rieselfähigen Gut einer vergleichsweise milden Temperaturbelastung ausgesetzt sind.The advantages of the drying process using hot air among other things, the dry gas includes any available gaseous phase the possibility to work in open systems can, the disposal of the moisture-laden hot gas phase is technically possible by releasing it into the outside air chen. Intensive physico-chemical studies on the Ab course of the drying process have also shown that the Drying with hot air is comparatively milder even when used Hot gas temperatures run effectively and quickly. The drying process on wet particle sets largely independent of the The temperature of the hot gas used is comparatively never low temperatures - for example at temperatures of the particles of around 40 ° C - and settles under comparatively slower Increasing the particle temperature up to the boiling range of the water under normal pressure. Overall, the drying process runs in Hot air quickly and especially in the last drying stages effective, so that the recyclable materials become free-flowing goods when they dry are exposed to a comparatively mild temperature load.
Von den Nachteilen und Einschränkungen dieses Verfahrenstyps gerade für das durch die Erfindung angesprochene Sachgebiet der Trocknung von Wertstoffen bzw. Wertstoffgemischen aus den Bereichen der Tex tilwaschmittel und/oder Reinigungsmittel sei beispielhaft auf die folgenden Punkte verwiesen: Zahlreiche dieser Wertstoffe sind - ins besondere im Fall organischer Komponenten - oxidationsempfindlich. Die Behandlung mit Heißluft kann besonders im höheren Temperaturbe reich zu Schädigungen führen. Die Auftrocknung rein oder weitgehend organischer Wertstoffe, z. B. von Tensiden auf Naturstoffbasis, schafft beträchtliche Probleme aus der Brand- oder gar Explosions- Gefahr des Trockengutes. Wichtige Wertstoffkomponenten, insbesondere Niotenside des Waschmittelbereichs, zeigen eine mehr oder weniger starke Pluming-Neigung, d. h. zum Übergang organischer Aerosole in die dampfbeladene Abluft der Sprühtürme. Insgesamt besteht die er höhte Gefahr der Umweltbelastung durch die großen Mengen der verar beiteten wäßrigen, festen und gasförmigen Materialanteile und Hilfs stoffe. Überlegungen zur Kreislaufführung des Trocknungsgasstromes haben in der gewerblichen Anwendung dieses Verfahrens keinen durch greifenden Niederschlag gefunden.Straight from the disadvantages and limitations of this type of procedure for the subject of drying addressed by the invention of recyclables or mixtures of recyclables from the areas of Tex Detergent and / or detergent is an example of that the following points: Many of these recyclables are ins especially in the case of organic components - sensitive to oxidation. The treatment with hot air can be especially in the higher temperature rich lead to damage. The drying up pure or largely organic materials, e.g. B. of surfactants based on natural substances, creates significant problems from fire or even explosion Risk of dry goods. Important recyclable components, in particular Nonionic surfactants in the detergent range, show a more or less strong pluming tendency, d. H. on the transition from organic aerosols to the steam-laden exhaust air from the spray towers. Overall he exists increased risk of environmental pollution due to the large quantities of processed processed aqueous, solid and gaseous material and auxiliary materials fabrics. Considerations for recycling the drying gas flow have none in the commercial application of this process reaching precipitation.
Bei der Wirbelschichttrocknung ist es ferner bekannt, an Stelle von Heißluft als Trocknungsgas Heißdampf einzusetzen (Gehrmann, Chem.- Ing.-Tech. 62 (1990) Nr. 10, S. A 512-A 520). Hier werden beson ders geringe Emissionen (Abwasser, Abluft) erreicht, in dem die aus getriebenen Brüden kondensiert werden. Nach dem Stand der Technik ist dieses Verfahren jedoch nur für relativ temperaturunempfindliche Produkte, wie z. B. Braunkohle oder Klärschlamm einsetzbar. Als An wendungsgebiet wird ferner die Trocknung von Papierpulpe genannt. Im gleichen Dokument wird zur Reduktion von Emissionen bei der Trock nung temperaturempfindlicher Produkte der Einsatz von Vakuumtrock nern empfohlen, gleichzeitig aber auch auf die Schwierigkeiten beim kontinuierlichen Betreiben dieser Apparate mit rieselfähigen Schütt gütern hingewiesen.In fluid bed drying, it is also known instead of Use hot air as the drying gas for hot steam (Gehrmann, Chem. Ing.-Tech. 62 (1990) No. 10, p. A 512-A 520). Here are special low emissions (waste water, exhaust air), in which the driven vapors are condensed. According to the state of the art However, this method is only for those who are relatively insensitive to temperature Products such as B. lignite or sewage sludge can be used. As an area of application is also called the drying of paper pulp. in the same document is used to reduce emissions when drying use of vacuum drying recommended, but at the same time also on the difficulties with continuous operation of these devices with free-flowing bulk goods pointed out.
Auch beim Trocknen von temperaturempfindlichen Produkten im Dampf wirbelschichtrockner treten Probleme auf. Die Trocknungsgeschwindig keit im Temperaturbereich um 150°C ist für überhitzten Wasserdampf nämlich deutlich niedriger als für Heißluft. Erst die Steigerung der Arbeitstemperatur auf 250°C bringt eine Annäherung der Trocknungsge schwindigkeiten. Eine Trocknung der Wertstoffe der eingangs genann ten Art auf übliche Restfeuchtegehalte bei einer akzeptablen Trock nungsdauer läßt sich beim Einsatz von überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas daher nur mit derart hohen Arbeitstemperaturen errei chen, bei denen eine nicht mehr akzeptable Temperaturschädigung des Einsatzgutes auftritt.Even when drying temperature-sensitive products in steam fluidized bed dryers encounter problems. The drying speed speed in the temperature range around 150 ° C is for superheated steam namely significantly lower than for hot air. Only the increase in Working temperature to 250 ° C brings the drying area closer speed. A drying of the materials of the beginning ten way in usual residual moisture contents with an acceptable dry duration can be used when using superheated steam Drying gas can therefore only be reached with such high working temperatures Chen, where a no longer acceptable temperature damage to the Good use occurs.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art zu verbessern, so daß es abgasfrei und frei von beladenem Abwasser durchgeführt werden kann, ohne daß bei der großtechnischen Anwendung des Verfahrens eine Qualitätsverschlechte rung des erhaltenen Granulats eintritt.The invention is therefore based on the object of the method of to improve the type mentioned so that it is emission-free and free of loaded wastewater can be carried out without the large-scale application of the process a deterioration in quality tion of the granules obtained occurs.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man mit über hitztem Wasserdampf als Fluidisierungsgas arbeitet, dabei das Granu lat vor dessen Gefährdung durch thermische Einwirkung aus dem Granu lator austrägt und die lagerbeständige Schütt- und Rieselfähigkeit des derart partiell aufgetrockneten Gutes gegebenenfalls durch Zu satz zur Bindung begrenzter Wassermengen befähigter Mischungsbe standteile und/oder eine Nachbehandlung sicherstellt und daß man im geschlossenen System mit einem Wasserdampfkreislaufstrom arbeitet, dem man den verdampften Wasseranteil des Einsatzgutes als Teilstrom entzieht und die abgegebene Wärmeenergie wieder zuführt. Die Ener giezufuhr kann außerhalb des Trocknungsbehälters durch Überhitzung des Wasserdampfs und/oder innerhalb über integrierte Wärmetauscher erfolgen.This object is achieved in that with heated water vapor works as a fluidizing gas, thereby the granu lat before its exposure to thermal effects from the granu lator discharges and the storage-stable bulk and pourability of the partially dried product in this way, if necessary by adding Set for binding limited amounts of water in mixed mixtures components and / or post-treatment ensures and that in closed system works with a steam cycle flow, which is the evaporated water portion of the feed as a partial stream withdraws and supplies the given thermal energy again. The Ener Pouring can occur outside of the drying container due to overheating of water vapor and / or within via integrated heat exchangers respectively.
In der älteren Anmeldung DE-A 40 30 688 ist ein Verfahren zur Gewin nung solcher feinteiliger fester schütt- bzw. rieselfähiger Wert stoffe oder Wertstoffgemische für Netz-, Wasch- und/oder Reinigungs mittel aus ihren wäßrigen Zubereitungen beschrieben, wobei überhitz ter Wasserdampf als trocknender Heißgasstrom eingesetzt und dabei die Trocknung des partikulären Gutes vor dessen Gefährdung durch thermische Einwirkung abgebrochen wird. Erforderlichenfalls wird dabei die lagerbeständige Schütt- bzw. Rieselfähigkeit des derart partiell aufgetrockneten Gutes durch Zusatz solcher Mischungsbe standteile sichergestellt, die zur Bindung begrenzter Wassermengen befähigt sind. Neben oder anstelle dieser Maßnahme kann auch eine Nachbehandlung zur Homogenisierung des Restfeuchtegehaltes im parti kulären Gut und/oder dessen Nachtrocknung unter wertstoffschonenden Bedingungen angeschlossen werden. In the earlier application DE-A 40 30 688 there is a method for winning of such finely divided, solid pourable or free-flowing value substances or mixtures of substances for wetting, washing and / or cleaning described from their aqueous preparations, being overheated ter steam used as a drying hot gas stream and thereby drying of the particulate material before it is endangered thermal action is canceled. If necessary the storage-stable bulk or free-flowing properties of such partially dried goods by adding such a mixture components ensured that bind limited amounts of water are qualified. In addition to or instead of this measure, a Post-treatment for homogenizing the residual moisture content in the parti kular good and / or its subsequent drying under preserving materials Conditions are connected.
Zur Erzeugung von Granulaten wird jedoch in der älteren Anmeldung die Sprühtrocknung eingesetzt. Eine Trocknung in einer Wirbelschicht ist nur bei der Nachbehandlung des getrockneten Gutes optional vor gesehen.However, the older application describes the production of granules spray drying used. A fluidized bed drying is only optional before the aftertreatment of the dried goods seen.
Die nachfolgend geschilderte Erfindung betrifft eine gezielte Ausge staltung dieses Verfahrens aus der genannten älteren Anmeldung. Aus Gründen der Vollständigkeit der Erfindungsoffenbarung wird hiermit die Offenbarung dieser älteren Anmeldung ausdrücklich auch zum Ge genstand der vorliegenden Erfindungsoffenbarung gemacht.The invention described below relates to a targeted Ausge Organization of this procedure from the earlier application mentioned. Out For reasons of completeness of the disclosure of the invention is hereby the disclosure of this earlier application expressly also for Ge subject made the present disclosure of the invention.
Zu berücksichtigen ist in diesem Zusammenhang, daß bis heute die praktischen Erfahrungen beim Einsatz von Trocknungsverfahren unter Verwendung von überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas sehr be schränkt sind, obwohl diese Technologie an sich seit dem Anfang die ses Jahrhunderts bekannt ist und in der Literatur wiederholt be schrieben wird. Die ältere Patentanmeldung DE-A 40 30 688 setzt sich mit dem einschlägigen druckschriftlichen Stand der Technik ausführ lich auseinander. Auf diese Angaben der älteren Anmeldung sei hier verwiesen und lediglich die nachfolgenden Veröffentlichungen be nannt, die ihrerseits umfangreiche Literaturverzeichnisse zu diesem Arbeitsgebiet enthalten: A. M. Trommelen et al. "Evaporation and Drying of Drops in Superheated Vapors" AIChE Journal 16 (1970) 857-867; Colin Beeby et al. "STEAM DRYING" Soc of Chem Eng, Japan, Tokyo (1984), 51-68 sowie W. A. Stein "Berechnung der Verdampfung von Flüssigkeit aus feuchten Produkten im Sprühturm" Verfahrenstechnik 7 (1973) 262-267.In this context it should be borne in mind that the practical experience in the use of drying processes Use of superheated steam as a drying gas be very are limited, although this technology has inherently been the ses Century is known and repeated in the literature is written. The older patent application DE-A 40 30 688 settles with the relevant state of the art in print apart. On this information from the older application, be here referenced and only be the following publications named, which in turn has extensive bibliographies on this Field of work included: A. M. Trommelen et al. "Evaporation and Drying of Drops in Superheated Vapors "AIChE Journal 16 (1970) 857-867; Colin Beeby et al. "STEAM DRYING" Soc of Chem Eng, Japan, Tokyo (1984), 51-68 and W. A. Stein "Calculation of the Evaporation of Liquid from moist products in the spray tower "Process engineering 7 (1973) 262-267.
Ein für das Verständnis der Erfindung wesentlicher grundsätzlicher Unterschied der Trocknung mit Heißluft zur Trocknung mit überhitztem Wasserdampf ist auffallend: Beim Arbeiten mit dem Heißluftstrom setzt der Trocknungsvorgang bereits bei niederen Guttemperaturen wirkungsvoll ein. Die Wasserabreicherung ist dabei derart ausge prägt, daß beim Erreichen der Guttemperatur von etwa 100°C die Trocknung schon nahezu abgeschlossen ist. So sind beispielsweise bis zu ca. 90% des insgesamt vorhandenen Wassers zu diesem Zeitpunkt aus dem Tropfen bereits ausgetragen. Völlig anders sieht der Verlauf der Tropfentemperatur beim Einsatz von Heißdampf aus. Durch Konden sation des Heißdampfes auf dem kühleren Einsatzgut und Abgabe der Kondensationswärme an das zu trocknende Gut findet eine spontane Aufheizung des wäßrigen Tropfens auf die Siedetemperatur des Wassers unter Arbeitsbedingungen statt, beim Arbeiten unter Normaldruck also auf Temperaturen von etwa 100°C. Diese Siedetemperatur wird als Min desttemperatur während des gesamten Trocknungszeitraums im Guttrop fen beibehalten. Die jeweilige Beladung der wäßrigen Phase mit den zu gewinnenden Trockenstoffen führt - in Abhängigkeit vom Trock nungsgrad des Tropfens - zu individuellen Abweichungen des Tempera turverlaufs nach oben zu einem früheren oder späteren Zeipunkt.A fundamental one for understanding the invention Difference between drying with hot air and drying with superheated Water vapor is striking: when working with the hot air flow the drying process starts at low product temperatures effective one. The water depletion is so out characterizes that when the material temperature of about 100 ° C is reached Drying is almost complete. For example, up to about 90% of the total water available at this time already carried out from the drop. The course looks completely different the drop temperature when using superheated steam. By condensate sation of the superheated steam on the cooler feed and delivery of the Heat of condensation on the material to be dried finds a spontaneous one Heating of the aqueous drop to the boiling point of the water under working conditions, i.e. when working under normal pressure to temperatures of around 100 ° C. This boiling temperature is called Min minimum temperature during the entire drying period in the crop maintain. The respective loading of the aqueous phase with the leads to winning dry substances - depending on the dry Degree of drop - to individual deviations in tempera upward to an earlier or later point in time.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird unter bewußter Inkaufnahme ge wisser Einschränkungen bezüglich des Trocknungsergebnisses im End produkt von den vielgestaltigen Vorteilen des Austausches der Heiß luft durch überhitzten Wasserdampf im Wirbelschicht-Sprühgranula tionsverfahren gerade bei dem erfindungsgemäß betroffenen tempera turempfindlichen Trocknungsgut Gebrauch gemacht. Als ein wesentli ches Element sieht die Erfindung hier vor, im Trockengut Restfeuch ten zu tolerieren, die - in Abhängigkeit vom Einzelfall - durchaus beträchtlich sein können, gleichzeitig aber entweder durch gegebe nenfalls mitzuverwendende Hilfsmittel die lagerbeständige Schütt- und Rieselfähigkeit des derart aufgetrockneten kornförmigen Gutes sicherzustellen und/oder eine Nachbehandlung z. B. eine Nachtrock nung vorzusehen. Die Hilfsstoffe können dabei, wie im nachfolgenden noch geschildert wird, ihrerseits ausgewählte Wertstoffe für den geplanten Einsatzzweck oder Inertstoffe sein. Erfindungsgemäß ge lingt damit die Einhaltung der Qualitätsnormen der bekanntlich kom plexen Anforderungen an die durch die Erfindung betroffenen Mehr stoffgemische auf Basis organischer und anorganischer Mischungskom ponenten - beispielsweise Textilwaschmittel - ohne Qualitätseinbuße, jedoch unter Wahrnehmung der Vorteile der Trocknung mit überhitztem Wasserdampf. Oxidationsprozesse an gefährdeten Komponenten der Netz-, Wasch- und Reinigungsmittel sind unterbunden; Brand- und Ex plosionsgefahren sind ausgeschaltet. Da der Trocknungsdampf im Kreislauf gefahren wird, entfällt die Abgabe unerwünschter Komponen ten in die Umgebungsluft. Lediglich der aus dem zu trocknenden Gut entstandene Dampfteilstrom wird ausgeschleust und bedarf der Reini gung. Dabei anfallende mitgetragene Gutanteile werden verwertet. Auch sonstige technologische Vorteile für die Auslegung der entspre chenden Einrichtungen können genutzt werden.In the process according to the invention, ge is accepted with conscious acceptance some restrictions regarding the drying result in the end product of the many advantages of hot exchange air through superheated steam in the fluidized bed spray granules tion method precisely in the tempera affected according to the invention door-sensitive items to be dried. As an essential ches element provides the invention here, residual moisture in the dry material tolerated, which - depending on the individual case - definitely can be considerable, but at the same time either given if necessary, auxiliary materials to be used and flowability of the granular material thus dried ensure and / or post-treatment z. B. a dressing gown provision. The auxiliaries can, as in the following is still described, in turn selected recyclables for the planned use or inert substances. According to the ge the compliance with the quality standards of the well-known com complex requirements for the More affected by the invention mixtures of substances based on organic and inorganic mixture com components - for example textile detergents - without loss of quality, however, while realizing the benefits of overheating drying Steam. Oxidation processes on endangered components of the Wetting agents, detergents and cleaning agents are prohibited; Fire and Ex explosion risks are switched off. Since the drying steam in Circulation is dispensed with, the delivery of unwanted components into the ambient air. Only that from the material to be dried The resulting steam partial flow is discharged and requires Reini supply. Any shares of good that are carried along are utilized. Other technological advantages for the interpretation of the corresponding Appropriate facilities can be used.
Der außerhalb des Wirbelbetts am Dampfkreislauf vorgenommene Ener gieeintrag kann in jeder bekannten beliebigen Form vorgenommen wer den. Bevorzugt ist aber die indirekte Wärmeübertragung. Als Beispiel sei die Verwendung von Rohrbündelsystemen erwähnt, die einerseits von Heizgasen beliebigen Ursprungs und andererseits - aber getrennt von diesen Heizgasen - von dem aufzuheizenden Wasserdampfstrom durchströmt werden.The energy from the steam circuit outside the fluidized bed The entry can be made in any known form the. However, indirect heat transfer is preferred. As an an example the use of tube bundle systems should be mentioned, on the one hand from heating gases of any origin and on the other hand - but separately of these heating gases - of the steam flow to be heated be flowed through.
In einer besonders wichtigen Ausführungsform der Erfindung wird die ser indirekte Energieeintrag in den Dampfkreislaufstrom mittels ei nes oder mehrerer integrierter Brenner mit indirekter Wärmeübertra gung auf den Dampfstrom vorgenommen, wobei brennerseitig die heißen Verbrennungsgase unmittelbar in den Wärmeaustauscher eingeleitet werden, der in den Dampfkreislaufstrom integriert ist. Die Tempera tur der Verbrennungsgase kann dabei beispielsweise im Bereich von etwa 400 bis 1 000°C und insbesondere im Temperaturbereich von etwa 650 bis 960°C liegen. Zur optimalen Wärmeausnutzung und damit zur Kostensenkung des Gesamtverfahrens kann es zweckmäßig sein, eine anteilige, bevorzugt möglichst weitgehende Kreislaufführung auch der Rauchgase vorzusehen. So können beispielsweise wenigstens 30 Vol.-% und vorzugsweise mehr als 40 Vol.-% der heißen Rauchgase nach dem Verlassen des integrierten Wärmeaustauschers im Kreislauf zur weite ren Energieverwertung wieder zurückgeführt werden. Vorzugsweise liegt die Menge der Rauchgaskreislaufführung bei mehr als 60 Vol.-% und dabei häufig im Bereich von etwa 70 Vol.-% der zugeführten Ver brennungsgase. Zum Betrieb des Brenners sind alle üblichen Brennga se, insbesondere Erdgas oder vergleichbare niedere Kohlenwasserstof fe bzw. Kohlenwasserstoffgemische und/oder Wasserstoff geeignet.In a particularly important embodiment of the invention, the This indirect energy input into the steam cycle flow by means of egg nes or more integrated burners with indirect heat transfer the steam flow, with the hot side on the burner side Combustion gases are introduced directly into the heat exchanger be integrated into the steam cycle stream. The tempera The combustion gases can be in the range of, for example about 400 to 1,000 ° C and especially in the temperature range of about 650 to 960 ° C. For optimal heat utilization and thus for It may be appropriate to reduce the cost of the overall process Proportionate, preferably as far as possible, recycling To provide flue gases. For example, at least 30% by volume and preferably more than 40 vol .-% of the hot flue gases after the Leaving the integrated heat exchanger in the circuit too far energy recovery. Preferably the amount of flue gas circulation is more than 60 vol% and often in the range of about 70 vol .-% of Ver supplied combustion gases. All the usual Brennga are used to operate the burner se, in particular natural gas or comparable lower hydrocarbons Fe or hydrocarbon mixtures and / or hydrogen are suitable.
Im erfindungsgemäßen Verfahren führt man dem Heißdampf hauptsächlich Wärmeenergie über innen- oder außenliegende Wärmeaustauscher zu, wobei der Heißdampf als Übertragungsmedium dient. Durch den zuver lässigen und totalen Ausschluß von Schadstoffen, insbesondere Sauer stoff und Kohlendioxid, im Trocknungsgas sind unerwünschte oxydative Angriffe am zu trocknenden Gut ebenso ausgeschlossen wie die Bildung von Carbonatsalzen bzw. Carbonatablagerungen, die in den meist basi schen Wertstoffen des hier betroffenen Arbeitsbereiches beim Arbei ten mit Rauchgas enthaltenden Trocknungsgasen unvermeidlich sind. Der Einsatz von im Wirbelbett integrierten Wärmeaustauschern zur zusätzlichen Beheizung ermöglicht eine besonders effektive Wärme übertragung und erlaubt eine erhebliche geringere Dampftemperatur als die alleinige Beheizung durch Einleiten von Heißdampf, um die gleiche Restfeuchte zu erhalten, so daß die thermische Beanspruchung des zu trocknenden Guts gering ist. Diese Verfahrensvariante eignet sich besonders für Trocknungsgut mit mittlerer Temperaturempfind lichkeit. Bei der Trocknung thermisch sensitiver Wertstoffe und Wertstoffgemische sind vorteilhafter ausschließlich externe Wärme ausstauscher einzusetzen, wobei man kürzere Verweilzeiten als bei im Wirbelbett integrierten Wärmeaustauschern einstellt. In the process according to the invention, the superheated steam is mainly carried out Heat energy via internal or external heat exchangers, the superheated steam serves as the transmission medium. By the verver casual and total exclusion of pollutants, especially acid Substance and carbon dioxide in the drying gas are undesirable oxidative Attacks on the goods to be dried are excluded, as is education of carbonate salts or carbonate deposits, which are mostly in the basi the valuable materials of the work area affected here at work drying gases containing flue gas are unavoidable. The use of heat exchangers integrated in the fluidized bed additional heating enables particularly effective warmth transmission and allows a significantly lower steam temperature than the sole heating by introducing superheated steam to the to obtain the same residual moisture, so that the thermal stress of the goods to be dried is low. This process variant is suitable is particularly suitable for items with moderate temperature sensitivity ease. When drying thermally sensitive materials and Mixtures of recyclable materials are advantageously only external heat to use exchangers, with shorter residence times than with im Fluid bed integrated heat exchanger sets.
Erfindungsgemäß wird im geschlossenen System mit einem Wasserdampf kreislaufstrom gearbeitet, dem der verdampfte Wasseranteil des Ein satzgutes entzogen wird, während der insbesondere im Trocknungs schritt abgegebene Energiebetrag dem Kreislaufstrom wieder zugeführt wird. Der abgezogene Wasserdampfteilstrom wird nach der Reinigung von mitgetragenen Anteilen des Einsatzgutes in einer wichtigen Aus führungsform als Brauchdampf anderweitig verwendet, nachdem ge wünschtenfalls zunächst Druck und Temperatur dieses Dampfteilstromes den dort geforderten Bedingungen angeglichen worden sind. In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zweckmäßig, mindestens einen Anteil dieses abgezogenen Dampfteil stromes zu kondensieren. Die dabei anfallende wäßrige Flüssigphase wird vorzugsweise nach Aufkonzentrierung zusammen mit den darin vor liegenden ausgekreisten Wertstoffanteilen zur Zubereitung der zu trocknenden wäßrigen Lösungen und/oder Suspensionen eingesetzt.According to the invention in a closed system with a steam circulating current worked, which the evaporated water portion of the one set goods is withdrawn, especially during drying The amount of energy released is returned to the circulating current becomes. The stripped water vapor partial stream is after cleaning of carried parts of the input material in an important off leadership form as service steam otherwise used after ge if desired, pressure and temperature of this partial steam flow have been adapted to the conditions required there. In a it is another embodiment of the method according to the invention expedient, at least a portion of this stripped steam part to condense current. The resulting aqueous liquid phase is preferably after concentration together with those before lying circles of recyclable material for the preparation of the drying aqueous solutions and / or suspensions used.
Bevorzugt wird ferner mit Innendrücken des dampferfüllten Systems im Bereich des Normaldrucks gearbeitet. Dabei werden aber insbesondere derart angehobene Drücke im Kreislaufsystem eingestellt, daß, bei spielsweise an Schadstellen, wie sie in großtechnischen Anlagen nie mals völlig auszuschließen sind, Lufteinbrüche in das dampferfüllte Kreislaufsystem mit Sicherheit verhindert werden können.It is also preferred with internal pressures of the steam-filled system in Range of normal pressure worked. But in particular such raised pressures in the circulatory system that, at for example, at damaged areas that never occur in large-scale plants Sometimes there are no air inlets into the steam filled Circulatory system can be prevented with certainty.
Das Arbeiten im Bereich des Normaldrucks ermöglicht den vergleichs weise komplikationslosen Betrieb auch in großtechnischen Anlagen mit den geforderten hohen Stoffdurchsätzen pro Zeiteinheit. Da Fremdgas, insbesondere Luft, in das mit Wasserdampf erfüllte Kreislaufsystem nicht einbrechen kann, sind Sekundärschädigungen der angestrebten hochwertigen Produktbeschaffenheit damit zuverlässig ausgeschlossen. Geeignete Arbeitsdrücke liegen beispielsweise im Bereich bis etwa 150 mbar, zweckmäßig bis etwa 75 mbar und vorzugsweise unterhalb 50 mbar. Der Bereich von etwa 5 bis 15 mbar System-Innendruck kann be sonders bevorzugt sein. Die Trocknung mit überhitztem Wasserdampf im Sinne der Erfindung ist prinzipiell natürlich auch bei Unterdrücken, insbesondere im Bereich mäßiger Unterdrücke, möglich, erfordert dann aber einen erhöhten technischen Aufwand zur Sicherstellung des Aus schlusses möglicher Schadstellen im Kreislaufsystem, durch die uner wünschte Lufteinbrüche ausgelöst würden.Working in the area of normal pressure enables the comparison wise complication-free operation even in large-scale plants the required high material throughputs per unit of time. Since extraneous gas, especially air, into the circulatory system filled with water vapor cannot collapse, secondary damage is the target high-quality product quality thus reliably excluded. Suitable working pressures are, for example, in the range up to approximately 150 mbar, suitably up to about 75 mbar and preferably below 50 mbar. The range from about 5 to 15 mbar system internal pressure can be be particularly preferred. Drying with superheated steam in the The principle of the invention is of course also in the case of negative pressures, then possible, especially in the area of moderate negative pressures but an increased technical effort to ensure the end possible damage points in the circulatory system through which desired air ingress would be triggered.
Wesentlich in der erfindungsgemäßen Lehre ist der Verzicht auf die Einstellung optimaler Trocknungsergebnisse durch Heißdampfeinwirkung im Verfahrensendprodukt. Restfeuchten, auch durchaus beträchtlichen Ausmaßes, können toleriert werden, wenn in der Zusammensetzung des Gutes sichergestellt ist, daß durch eine Art "Innerer Trocknung" eine so weitgehende Bindung dieses Restwassers stattfindet, daß die lagerbeständige Schütt- und Rieselfähigkeit des Trockengutes gewähr leistet ist.What is essential in the teaching according to the invention is the omission of Setting optimal drying results by exposure to superheated steam in the process end product. Residual moisture, also quite considerable Extent, can be tolerated if in the composition of the Good things are ensured that a kind of "internal drying" such extensive binding of this residual water takes place that the guarantee storage-stable bulk and free-flowing properties of the dry goods is accomplished.
Verlangt die Temperaturempfindlichkeit des zu trocknenden Wertstoffs oder Wertstoffgemisches die Beibehaltung nicht unbeträchtlicher Was sermengen im Produkt der Haupttrocknung und damit gegebenenfalls die Bindung dieses Restwassers zur Sicherung der lagerbeständigen Schütt- und Rieselfähigkeit des Trockengutes, so werden erfindungs gemäß Hilfsstoffe eingesetzt, die bevorzugt als partikulärer Fest körper zur Wasserfixierung befähigt sind. Eine solche Fixierung von Restwasser kann beispielsweise über dessen Einbindung als Kristall wasser erfolgen. Ebenso ist aber auch eine rein absorptive Bindung begrenzter Wassermengen in Feststoffteilchen der hier betroffenen Art möglich, ohne daß dadurch eine unerwünschte Klebrigkeit bzw. Haftung der Teilchen aneinander bewirkt wird. Die Hilfsstoffe werden dabei in wenigstens so hinreichender Menge eingesetzt, daß trotz der im Gut verbliebenen Restfeuchte die Schütt- und Lagerbeständigkeit gewährleistet ist. Requires the temperature sensitivity of the material to be dried or mixture of recyclable materials the retention of not inconsiderable what Amounts of water in the product of the main drying and, if necessary, the Binding of this residual water to ensure storage stability Bulk and free-flowing properties of the dry goods, so fiction used according to auxiliaries, preferably as a particulate solid body are capable of water fixation. Such fixation of Residual water can be incorporated as a crystal, for example water. But also a purely absorptive bond limited amounts of water in solid particles of those affected Possible without causing undesirable stickiness or Adhesion of the particles to one another is effected. The excipients are used in at least such a sufficient amount that despite the the residual and storage stability in the residual moisture is guaranteed.
Die das Restwasser bindenden Hilfsstoffe können in einer Ausfüh rungsform der Erfindung dem getrockneten Frischgut zweckmäßigerweise unmittelbar nach dessen Ausschleusung aus dem Granulator zugesetzt und damit intensiv vermischt werden. In einer bevorzugten Ausfüh rungsform werden diese Hilfsstoffe allerdings, zumindest anteilswei se, den wäßrigen Lösungen bzw. Suspensionen schon vor der Wirbel schicht-Sprühgranulation zugemischt. Möglich ist diese zuletzt ge nannte Ausführungsform immer dann, wenn die jeweilige Temperaturem pfindlichkeit des zu trocknenden Gutes eine so weitgehende Trocknung zuläßt, daß die verbleibende Restfeuchte in hinreichendem Ausmaß durch solche mitverwendeten Hilfsstoffe aufgenommen und gebunden werden kann.The auxiliary materials that bind the residual water can be in one version Form of the invention expediently the dried fresh material added immediately after its discharge from the granulator and thus be mixed intensively. In a preferred embodiment However, these auxiliaries take at least some form se, the aqueous solutions or suspensions even before the vortex Layered spray granulation added. This is possible last mentioned embodiment whenever the respective Temperaturem sensitivity of the goods to be dried such extensive drying allows the remaining residual moisture to a sufficient extent absorbed and bound by such auxiliary substances used can be.
In einer in diesem Zusammenhang bevorzugten Ausführungsform des er findungsgemäßen Verfahrens werden als Restwasser bindende Hilfsstof fe entsprechende Wertstoffe aus dem Bereich der Netz-, Wasch- und/ oder Reinigungsmittel eingesetzt, die ihrerseits hinreichend tempe raturunempfindlich sind. Typische Beispiele hierfür sind kristall wasserbindende anorganische Wertstoffe aus den Klassen der Builder- Komponenten, der Waschalkalien und/oder der sogenannten Stellmittel, z. B. kristallwasserbindende Silikatverbindungen, insbesondere Zeo lithe. Ein für Textilwaschmittel besonders charakteristisches Bei spiel ist heute der Zeolith-NaA in Waschmittelqualität mit einem Calciumbindevermögen im Bereich von 100 bis 200 mg CaO/g - verglei che hierzu die Angaben der DE 24 12 837. Beispiele für kristallwas serbindende Waschalkalien sind Soda oder Natriumbicarbonat, während Natriumsulfat als Neutralsalz bzw. Stellmittel beträchtliche Mengen an Kristallwasser binden kann. Neben oder anstelle solcher Hilfs stoffe mit der Fähigkeit zur Kristallwasserbindung binden kann aber das Restwasser auch durch Hilfsmittel bzw. entsprechende Wertstoffe mit der Fähigkeit zur absorptiven Wasserbindung eingesetzt werden. So ist es bekannt, daß bekannte Vergrauungsinhibitoren auf Stärke- bzw. Zellulosebasis, textilweichmachende Hilfsmittel, insbesondere auf Basis anorganischer, quellfähiger Silikate, aber auch eine Reihe von unter Normalbedingungen festen organischen Tensidverbindungen beträchtliche Wassermengen aufnehmen können, ohne mit einer uner wünschten Oberflächenklebrigkeit darauf zu reagieren.In a preferred embodiment of the he The inventive method are used as residual water binding adjuvant corresponding materials from the area of wetting, washing and / or cleaning agents are used, which in turn are sufficiently tempe are insensitive to nature. Typical examples are crystal water-binding inorganic materials from the classes of builders Components, the washing alkalis and / or the so-called adjusting agents, e.g. B. crystal water-binding silicate compounds, in particular Zeo lithe. A particularly characteristic for textile detergents Today, the detergent-quality zeolite NaA is one game Calcium binding capacity in the range of 100 to 200 mg CaO / g - compare che the details of DE 24 12 837. Examples of crystal water Serum binding alkalis are soda or sodium bicarbonate, while Sodium sulfate as a neutral salt or adjusting agent considerable amounts can bind to crystal water. In addition to or instead of such auxiliary can bind substances with the ability to bind water of crystallization the residual water also by means of auxiliary materials or appropriate materials can be used with the ability to absorb water. It is known that known graying inhibitors on starch or cellulose-based, textile softening aids, in particular based on inorganic, swellable silicates, but also a number of organic surfactant compounds that are solid under normal conditions can absorb significant amounts of water without using an un desired surface tack to respond to.
Je nach der Temperaturempfindlichkeit der eingesetzten Wertstoffe bzw. Wertstoffgemische einerseits und der Natur und der Menge der mitverwendeten Hilfsstoffe andererseits können beträchtliche Rest wassergehalte im aufgetrockneten Gut zurückbleiben, ohne dessen la gerbeständige Schütt- und Rieselfähigkeit zu gefährden. Erfindungs gemäß ist daher vorgesehen, die Trocknung mit überhitztem Wasser dampf bei Restwassergehalten des aus der Wirbelschicht entnommenen Gutes im Bereich von etwa 1 bis 20 Gew.-% abzubrechen, wobei Rest wassergehalte im Bereich von etwa 5 bis 15 Gew.-% bevorzugt sind. Die hier angegebenen Bereiche beziehen sich dabei auf das Gewicht des aus der Wirbelschicht ausgetragenen Gutes. Erfindungsgemäß ist weiterhin bevorzugt, den Anteil dieses Restwassers, der nicht als Kristallwasser gebunden ist, auf höchstens etwa 10 Gew.-%, vorzugs weise auf nicht mehr als etwa 3 bis 4 Gew.-% einzugrenzen. Auch hier gilt zur Gew.-%-angabe das zuvor gesagte.Depending on the temperature sensitivity of the recyclables used or mixtures of materials on the one hand and the nature and quantity of auxiliary materials used on the other hand can have considerable residual water contents remain in the dried goods without their la to endanger tannable bulk and pourability. Invention is therefore provided for drying with superheated water steam at residual water content from the fluidized bed Abort good in the range of about 1 to 20 wt .-%, the rest water contents in the range of about 5 to 15% by weight are preferred. The ranges given here refer to the weight of the material discharged from the fluidized bed. According to the invention further preferred, the proportion of this residual water that is not considered Water of crystallization is bound, preferably to a maximum of about 10% by weight limit to no more than about 3 to 4% by weight. Here too applies to the wt .-% - what was said before.
Die Arbeitsbedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglichen den Einsatz hoher Temperaturen der im Kreislauf geführten Wasser dampfphase im Bereich der Trocknung im Wirbelbett. Wird die Wärme ausschließlich über die Dampfphase eingebracht, so sind Arbeitstem peraturen im Bereich von etwa 270 bis 350°C in der Wasserdampfphase besonders geeignet. Diese Temperaturangaben beziehen sich jeweils auf die Temperatur des dem Wirbelbett zugeführten, auf Optimal-Tem peratur aufgeheizten Wasserdampfstromes.Enable the working conditions of the method according to the invention the use of high temperatures of the circulated water vapor phase in the area of drying in a fluidized bed. Will the heat brought in exclusively via the vapor phase, so are workers temperatures in the range of about 270 to 350 ° C in the water vapor phase particularly suitable. These temperature specifications refer in each case to the temperature of the fluidized bed, to optimal temp temperature of heated steam flow.
Beim Einsatz in das Wirbelbett integrierter Wärmeaustauscher wird die Wärme überwiegend durch diesen Wärmeaustauscher eingebracht. Die Wasserdampfphase dient zur Fluidisierung. In diesem Fall liegen die bevorzugten Eintrittstemperaturen des Wasserdampfes erheblich nie driger, nämlich bei 150°C bis 180°C. Die hier geringere Trocknungs geschwindigkeit wird über die größere Bettlänge und/oder Betthöhe und damit durch die größere Verweilzeit in der Trocknungszone aus geglichen. Je nach Temperaturempfindlichkeit des Trocknungsguts ist daher eine der beiden Ausführungsformen vorteilhafter.When used in the fluidized bed, the heat exchanger is integrated the heat is mainly introduced through this heat exchanger. The Water vapor phase is used for fluidization. In this case, the preferred inlet temperatures of water vapor never significantly third, namely at 150 ° C to 180 ° C. The lower drying here speed is determined by the greater bed length and / or bed height and thus due to the longer dwell time in the drying zone compared. Depending on the temperature sensitivity of the items to be dried therefore one of the two embodiments more advantageous.
Weitgehend energetische Überlegungen - insbesondere auch zu der be absichtigten Weiterverwendung des auszukreisenden Dampfteilstromes - bestimmen die Mengenverhältnisse zwischen der zu verdampfenden flüs sigen Wassermenge und der zugeführten Menge des überhitzten Wasser dampfes. Möglich sind hier Ausführungsformen, die nur eine be schränkte Absenkung der Dampftemperatur nach Verlassen des Wirbel betts vorsehen, während in anderen Ausführungsformen eine weiterfüh rende Ausnutzung der thermischen Energie des Wasserdampfes bis zu einer Absenkung der Dampftemperatur in die Nähe der Kondensations temperatur zweckmäßig sein kann. Möglich ist es auch, in an sich bekannter Weise die Wirbelschicht in verschiedene Zonen einzuteilen: Hoch- und Mitteltemperaturzone sowie Kühlzone.Largely energetic considerations - especially regarding the be deliberate further use of the partial steam flow to be removed - determine the proportions between the rivers to be evaporated amount of water and the amount of superheated water supplied steamy. Embodiments are possible that only one limited lowering of the steam temperature after leaving the vortex Provide beds, while in other embodiments continue Effective use of the thermal energy of water vapor up to a decrease in the steam temperature in the vicinity of the condensation temperature may be appropriate. It is also possible in itself known way to divide the fluidized bed into different zones: High and medium temperature zone and cooling zone.
Eine besonders interessante Ausführungsform der Erfindung sieht die Rückgewinnung und Verwertung der Kondensationswärme des aus dem Kreislauf ausgeschleusten Wasserdampfanteiles vor. Durch den Einsatz geeigneter Arbeitsschritte kann dabei die Recyclisierung auch der geringen Wertstoffanteile sichergestellt werden, die über den ausge schleusten Heißdampfstrom den primären Kreislauf des Dampfes verlas sen haben. Hier kann beispielsweise unter Ausnutzung der Kondensa tionswärme des ausgeschleusten Dampfanteiles wie folgt gearbeitet werden: A particularly interesting embodiment of the invention sees the Recovery and recovery of the heat of condensation from the Cycle of ejected water vapor. Because of the engagement Suitable steps can also be the recycling of low proportions of recyclable materials are ensured, which exceed the flow of hot steam left the primary circuit of the steam have. Here, for example, using the condensate tion heat of the discharged steam portion worked as follows will:
In einer bevorzugt mehrstufigen Eindampfanlage wird unter Ausnutzung der Kondensationswärme des abgezogenen Dampfteilstromes das Dampf kondensat aufkonzentriert. Das dabei anfallende Restkonzentrat wird in den Verfahrensprimärkreislauf zurückgeführt. Insbesondere kann dieses Restkonzentrat dem durch überhitzten Heißdampf zu trocknenden Wertstoffslurry zugegeben werden.In a preferably multi-stage evaporation plant is used the heat of condensation of the subtracted steam the steam concentrated condensate. The remaining concentrate is returned to the primary process circuit. In particular can this residual concentrate is to be dried by superheated superheated steam Recycled slurry are added.
Falls erforderlich, kann bei der Kondensation des aus dem Primär kreislauf ausgeschleusten Heißdampfes eine hier gegebenenfalls an fallende mit geringsten Wertstoffmengen beladene Restgasphase einem nachfolgenden Aufarbeitungsschritt - beispielsweise einer Verbren nung, der Behandlung in Biofiltern oder in Waschanlagen - zugeführt werden. Durch eine solche Kombination der Maßnahmen eines praktisch vollständigen Recyclisierens der jeweiligen Teilströme und der zu verlässigen Vernichtung von letzten Restspuren ermöglicht das erfin dungsgemäße Verfahren auf dem hier betroffenen Arbeitsgebiet groß technischer Fertigung erstmalig die Möglichkeit Wertstoffe und Wert stoffgemische aus dem Gebiet der Wasch- und Reinigungsmittel abluft frei und frei von beladenem Abwasser zu gewinnen.If necessary, condensation from the primary cycle of discharged superheated steam if necessary falling residual gas phase loaded with the smallest amounts of recyclable material subsequent processing step - for example a scorch treatment, treatment in biofilters or in washing systems will. By such a combination of measures of a practical complete recycling of the respective partial flows and the This enables the reliable destruction of the last traces procedures in accordance with the work area concerned here are large technical production for the first time the possibility of valuable materials and value Exhaust air mixtures of substances from the field of washing and cleaning agents can be extracted free and free of loaded wastewater.
Neben oder an Stelle des Einsatzes von zur Bindung des Restwassers befähigten Hilfsstoffen sieht die Erfindung ferner eine Nachbehand lung des primär angefallenen, teilgetrockneten Granulats vor. Die Nachbehandlung wird durch zwei technische Konzeptionen realisiert, die auch miteinander verbunden werden können.In addition to or instead of using to bind the residual water The invention further provides for qualified auxiliary substances aftertreatment the primary accumulated, partially dried granules. The Aftertreatment is realized by two technical concepts, that can also be connected to each other.
Die erste dieser Konzeptionen geht davon aus, daß der individuelle Auftrocknungsgrad des jeweils betroffenen Partikels von seiner Teil chengröße bestimmt wird. Wird erfindungsgemäß das Trocknungsverfah ren zu einem Zeitpunkt abgebrochen, an dem noch beträchtliche Mengen an Restfeuchte im Gut vorliegen, dann wird eine integrale Betrach tung des Restfeuchtegehaltes der Wirklichkeit nur teilweise gerecht. In der differentiellen Betrachtung der Verteilung dieser Restfeuchte über die einzelnen Gutanteile zeigt sich, daß die Fein- beziehungs weise Feinstanteile sehr weitgehend oder vollständig aufgetrocknet sein können, während die gröberen Gutanteile noch so feucht sind, daß eine lagerbeständige Schütt- und Rieselfähigkeit für das dem Wirbelbett entnommene Gut noch nicht sichergestellt ist. In einer wichtigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dem entsprechend eine "Nachtrocknung" des Primärgutes aus der Wirbel schicht durch einen zusätzlichen, mindestens einstufigen Nachbehand lungsschritt erreicht, der - ohne das pulverförmige Gut einer Ge fährdung durch Verklebung auszusetzen - zu einer Homogenisierung des Feuchtegehalts über das Gesamtgut unabhängig von der individuellen Teilchengröße führt. Auf diese Weise kann aus den noch vergleichs weise feuchten gröberen Anteilen des Gutes soviel an Restfeuchte in das Fein- und Feinstgut übertragen werden, daß nach diesem Homogeni sierungsschritt die lagerbeständige Schütt- und Rieselfähigkeit des Trockengutes gewährleistet sind, ohne daß es des zusätzlichen Aus trages weiterer Feuchtemengen aus dem Schüttgut bedarf.The first of these conceptions assumes that the individual Degree of drying of the particle concerned from its part size is determined. According to the invention, the drying process canceled at a time when there were still considerable quantities of residual moisture in the goods, then an integral consideration the residual moisture content only partially meets reality. In the differential consideration of the distribution of this residual moisture It can be seen from the individual shares that the fine relationship very fine or very dry can be while the coarser good parts are still so moist, that a storage-stable bulk and pourability for the Fluid bed removed material is not yet ensured. In a important embodiment of the method according to the invention correspondingly a "post-drying" of the primary material from the vortex layer through an additional, at least one-stage after-treatment achieved step that - without the powdery material of a Ge exposure to glue - to homogenize the Moisture content over the total good regardless of the individual Particle size leads. In this way, from the still comparative wise, coarser parts of the material so much residual moisture in the fine and ultra-fine material are transferred that after this homogeneity the storage-stable bulk and pourability of the Dry goods are guaranteed without the additional off further amounts of moisture from the bulk material are required.
Zur Verwirklichung dieser Nachbehandlungsstufe sind alle Verfahrens techniken geeignet, die den Feuchtigkeitsgehalt der einzelnen Parti kel unter gleichzeitiger Verhinderung eines Verklebens der Masse ausgleichen. Lediglich beispielhaft seien hier das Umwälzen, Mischen oder Schütteln des primär angefallenen Gutes im kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Verfahren genannt. Besonders geeignet kann eine Nachbehandlung des Gutes in einem nachgeschalteten, weiteren Wirbelbett sein.All procedures are necessary to achieve this post-treatment stage techniques appropriate to the moisture content of each part kel while preventing sticking of the mass compensate. Circulation and mixing are only examples here or shaking the primary product in continuous or called discontinuous processes. Can be particularly suitable an aftertreatment of the goods in a downstream, further one Be a fluidized bed.
Hierbei wird mit beliebigen Gasen, vorzugsweise mit Umgebungsluft, gearbeitet. Oxidative Materialgefährdungen und unerwünschte Verun reinigungen der Abluft treten hierbei nicht oder kaum mehr auf und sind leicht zu beherrschen. Da das zu trocknende Gut dem Wirbelbett mit erhöhter Temperatur - üblicherweise im Bereich von etwa 105°C - entnommen wird, kann über eine solche nachgeschaltete Feuchtigkeits homogenisierung in einer Wirbelschicht noch eine geringfügige zu sätzliche Absenkung der Restfeuchte erzielt werden.Here, with any gases, preferably with ambient air, worked. Oxidative material hazards and undesirable pollution Exhaust air cleaning does not occur or hardly occurs here are easy to master. Since the material to be dried is the fluidized bed with elevated temperature - usually in the range of about 105 ° C - can be removed via such a downstream moisture homogenization in a fluidized bed still a little too additional reduction in residual moisture can be achieved.
Neben oder anstelle einer solchen Hilfsmaßnahme kann im erfindungs gemäßen Verfahren aber auch eine zusätzliche Trocknung in einer oder mehreren Stufen zur weiteren Absenkung der Restfeuchte vorgesehen sein. Charakteristisch für die Nachtrocknung ist, daß hier unter Bedingungen gearbeitet wird, die die Wertstoffe des Trockenguts nicht schädigen. Als Beispiel von Verfahrensparametern zur Risiko minderung seien genannt: Absenkung der Temperatur der Heißgasphase, Verzicht auf überhitzten Wasserdampf als Heißgas und dessen Ersatz durch Trocknungsgase anderen Ursprungs, beispielsweise Luft und/oder Inertgas sowie Übergang in eine andere Trocknungstechnologie.In addition to or instead of such an auxiliary measure in the Invention according to the method but also an additional drying in one or several stages are provided to further reduce the residual moisture be. It is characteristic of post-drying that here under Conditions are worked, which are the recyclables of the dry material not harm. As an example of process parameters for risk reduction are mentioned: lowering the temperature of the hot gas phase, Avoid superheated steam as a hot gas and replace it by drying gases of other origin, for example air and / or Inert gas and transition to another drying technology.
Das Verfahren der Wirbelschicht-Sprühgranulation beruht auf dem Wachstum von Keimen, die entweder im Wirbelbett selbst durch nicht treffende, sich verfestigende Sprühtropfen gebildet werden, oder durch Abrieb von schon vorhandenen festen Teilchen erzeugt werden, oder die von außen dem Wirbelbett zugeführt werden. Um eine kontinu ierliche Verfahrensführung zu gewährleisten, müssen gleichbleibende Granulationsbedingungen vorherrschen. Alle dem Wirbelbett entnomme nen Granulate müssen zahlenmäßig durch neue Keime ersetzt werden. Andererseits muß das Abgas von mitgeführten Feingutanteilen gerei nigt werden. Diese feinen Partikel sind aber auch Keimgut. Um auf eine besonders einfache und wirtschaftliche Weise den Ausgleich der oben genannten Partikelbilanz sicherzustellen, wird daher vorge schlagen, daß man die mit dem Abgas aus dem Wirbelbett entweichenden Feingutanteile abscheidet und als Keime für die Granulatbildung ins besondere intern mit Hilfe eines über dem Wirbelbett angeordneten Staubfilters in das Wirbelbett zurückführt. Die Abscheidung des Feinguts aus dem Abgas kann mit Zyklonen vorgenommen werden. Vor teilhaft ist aber, daß man das Abgas mittels im Kopf des Granulators integrierte und oberhalb des Wirbelbetts angeordnete Tuchfilter rei nigt. Damit wird eine Platzersparnis bei der ohnehin erforderlichen Abgasreinigung und Zurückführung der Feingutanteile in das Wirbel bett erreicht.The process of fluidized bed spray granulation is based on the Growth of germs that do not occur either in the fluidized bed itself hitting, solidifying spray drops are formed, or generated by abrasion of existing solid particles, or which are fed from the outside to the fluidized bed. To ensure a continuous To ensure proper procedural conduct must be consistent Granulation conditions prevail. Remove all from the fluidized bed Granules have to be replaced by new germs. On the other hand, the exhaust gas from the fine material carried must be cleaned be inclined. However, these fine particles are also seedlings. In order to a particularly simple and economical way of balancing the Ensuring the above-mentioned particle balance is therefore preferred suggest that the escaping from the fluidized bed with the exhaust gas Separates fines and as germs for the formation of granules special internally with the help of a arranged above the fluidized bed Dust filter in the fluidized bed. The separation of the Fines from the exhaust gas can be made with cyclones. Before but it is partial that the exhaust gas is in the head of the granulator integrated cloth filter arranged above the fluidized bed nends. This will save space in the anyway necessary Exhaust gas cleaning and return of the fine material components to the vortex bed reached.
Damit nur diejenigen Granulate aus dem Wirbelbett entnommen werden, welche die gewünschte Korngröße erreicht haben, wird in einer weite ren Ausgestaltung vorgeschlagen, daß man das Granulat über einen oder mehrere Sichter aus dem Wirbelbett austrägt. Diese sind in platzsparender Weise vorteilhaft im Anströmboden der Wirbelbettappa ratur eingesetzt. Besonders vorteilhaft sind dabei Gegenstrom- Schwerkraft-Sichter.So that only those granules are removed from the fluidized bed, which have reached the desired grain size will be in a wide range Ren proposed that the granules over a or several sifters from the fluidized bed. These are in space-saving advantageous in the inflow floor of the fluidized bed appa used. Countercurrent Gravity classifier.
Für den Einsatz im erfindungsgemäßen Verfahren eignen sich insbeson dere wäßrige Zubereitungen solcher Wertstoffe und Wertstoffkombina tionen aus dem Gebiet der Netz-, Wasch- und/oder Reinigungsmittel, die durch kurzfristige Einwirkung von Wasser bzw. Wasserdampf im Bereich einer Guttemperatur von 100 bis 120°C nicht oder nicht we sentlich geschädigt werden. Geeignet sind insbesondere als Wert stoffbestandteile Komponenten dieser Art, die unter den Arbeitsbe dingungen den angegebenen Temperaturbereich wenigstens für einen Zeitraum von etwa 5 s bis 5 min. schadlos überstehen. Entscheidend ist, daß der Zeitraum dieser Temperatureinwirkung im erfindungsgemä ßen Verfahren so kurz gehalten wird, daß unter den gewählten Ar beitsbedingungen substantielle Schädigungen des zu trocknenden Gutes noch nicht auftreten. So können beispielsweise auch an sich hydroly segefährdete Tensidverbindungen unter diesen Arbeitsbedingungen Ver weilzeiträume von einigen Sekunden bis einigen Minuten weitgehend unbeschadet überstehen, wenn bestimmte, dem einschlägigen Fachmann bekannte Rahmenbedingungen eingehalten werden. So wird es möglich, daß man im erfindungsgemäßen Trocknungsverfahren wäßrige Zubereitun gen wasserlöslicher und/oder unlöslicher organischer und/oder anor ganischer Wertstoffe aus Netz-, Wasch- und/oder Reinigungsmitteln der Trocknung unterwirft, die beispielsweise den nachfolgenden Stoffklassen zuzuordnen sind: Komponenten mit Tensid- bzw. Emulga torwirkung, anorganische und/oder organische Gerüstsubstanzen oder Builder-Komponenten, Waschalkalien, Stellmittel bzw. Neutralsalze, Textilweichmacher, Bleichaktivatoren, Hilfsstoffe zur Verbesserung des Schmutztragevermögens der Flotten wie Vergrauungsinhibitoren oder auch Abrasivstoffe.Are particularly suitable for use in the method according to the invention dere aqueous preparations of such valuable materials and material combinations ions from the field of wetting, washing and / or cleaning agents, caused by short-term exposure to water or water vapor in the Range of a product temperature of 100 to 120 ° C not or not we be significantly damaged. Are particularly suitable as a value fabric components Components of this type, which are included in the working area conditions the specified temperature range for at least one Period of about 5 s to 5 min. Survive harmless. Crucial is that the period of this temperature exposure in the invention essen procedure is kept so short that under the selected Ar working conditions substantial damage to the goods to be dried not yet occur. For example, hydroly Surfactant compounds at risk under these working conditions Ver because periods of a few seconds to a few minutes largely survive unscathed, if certain, to the relevant specialist known framework conditions are observed. So it becomes possible that aqueous preparation in the drying process according to the invention gene water-soluble and / or insoluble organic and / or anor ganic materials from wetting agents, detergents and / or cleaning agents subject to drying, for example the following Substance classes can be assigned: Components with surfactant or emulsions door effect, inorganic and / or organic framework substances or Builder components, washing alkalis, adjusting agents or neutral salts, Fabric softeners, bleach activators, additives for improvement the dirt-carrying capacity of fleets such as graying inhibitors or abrasives.
In einer wichtigen Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfah ren zur Trocknung von Wertstoffmischungen für den Aufbau von Tex tilwaschmitteln eingesetzt. Die zu trocknenden wäßrigen Einsatzma terialien enthalten dabei waschaktive Tenside zusammen mit Gerüst- bzw. Builder-Substanzen, sowie gewünschtenfalls Waschalkalien und/oder Neutralsalze. Dabei ist hier wenigstens ein Teil der eingesetz ten Mehrstoffmischungen zur Bindung und/oder Fixierung von Restwas ser, insbesondere in Form von Kristallwasser befähigt. Ebenso wie im Sprühtrocknungsverfahren von Textilwaschmitteln wird bei solchen Stoffmischungen in aller Regel nicht das Textilwaschmittel in seiner Gesamtheit der Wirbelschicht-Sprühgranulation ausgesetzt. Die extre me Temperaturempfindlichkeit peroxidenthaltender Bleichkomponenten, wie Perborat-Monohydrat beziehungsweise -Tetrahydrat und entspre chender anderer besonders temperatursensitiver Komponenten läßt das nicht zu. Als weitere Beispiele seien Enzyme, Duftstoffe, Bleichak tivatoren und andere Kleinkomponenten genannt. Auch die Lehre der Erfindung sieht dementsprechend unter anderem die Herstellung soge nannter Mehrkomponenten-Turmpulver vor, die einen Großteil der das Fertigwaschmittel ausmachenden Komponenten in Mischung vereinigt enthalten, nachträglich aber noch mit flüssigen und/oder festen wei teren Wirkstoffkomponenten beaufschlagt bzw. vermischt werden. Be kannte Beispiele für solche Flüssigkomponenten sind insbesondere leichtflüchtige niotensidische Komponenten, die im erfindungsgemäßen Verfahren zwar nicht mehr über das Abgas in die Umwelt entlassen werden, deren Zugabe zum Gesamtwaschmittel gleichwohl durch nach trägliches Aufdüsen auf ein erfindungsgemäß vorbereitetes saugfähi ges Granulat einfach ausgestaltet werden kann.In an important embodiment, the method according to the invention for drying mixtures of recyclable materials for building text detergents used. The aqueous application measure to be dried materials contain wash-active surfactants together with framework or builder substances, and if desired washing alkalis and / or Neutral salts. At least part of the is used here multi-component mixtures for binding and / or fixing residual water water, especially in the form of crystal water. Just like in Spray drying process of textile detergents is used in such Fabric mixtures usually do not contain the textile detergent in its All of the fluidized bed spray granulation exposed. The extreme temperature sensitivity of peroxide-containing bleaching components, such as perborate monohydrate or tetrahydrate and correspond other particularly temperature-sensitive components not to. As further examples are enzymes, fragrances, bleach tivators and other small components called. The teaching of Accordingly, the invention accordingly sees the manufacture of so-called called multi-component tower powder, which a large part of the Components making up the finished detergent are combined in a mixture included, but later with liquid and / or solid white teren active ingredient components are applied or mixed. Be Known examples of such liquid components are in particular volatile non-surfactant components in the invention The process is no longer released into the environment via the exhaust gas are, the addition to the total detergent by after Sluggish spraying on an absorbent prepared according to the invention granules can be easily designed.
Im folgenden finden sich allgemeine Angaben von Wertstoffen für die unmittelbare oder mittelbare Verwendung bei der Herstellung von Netz-, Wasch- und/oder Reinigungsmitteln unter Einsatz der erfin dungsgemäßen Arbeitsprinzipien, wobei diese Zusammenstellung an heu te üblichen Komponenten von Textilwaschmitteln dargestellt ist.The following is general information on valuable materials for the direct or indirect use in the manufacture of Wetting agents, detergents and / or cleaning agents using the inventions working principles according to the invention, this compilation on heu te common components of textile detergents is shown.
Als anionische Tenside sind zum Beispiel Seifen aus natürlichen oder synthetischen, vorzugsweise gesättigten Fettsäuren brauchbar. Geeig net sind insbesondere aus natürlichen Fettsäuren, zum Beispiel Ko kos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren, abgeleitete Seifengemische. Be vorzugt sind solche, die zu 50 bis 100% aus gesättigten C12-18- Fettsäureseifen und zu 0 bis 50% aus Olsäureseife zusammengesetzt sind.For example, soaps made from natural or synthetic, preferably saturated, fatty acids can be used as anionic surfactants. Soap mixtures derived from natural fatty acids, for example coconut, palm kernel or tallow fatty acids, are particularly suitable. Preference is given to those which are composed of 50 to 100% of saturated C 12-18 fatty acid soaps and 0 to 50% of oleic acid soap.
Weiterhin geeignete synthetische anionische Tenside sind solche vom Typ der Sulfonate und Sulfate. Besondere Bedeutung kann dabei das erfindungsgemäße Verfahren für entsprechende Verbindungen pflanzli chen und/oder tierischen Ursprungs haben.Other suitable synthetic anionic surfactants are those of Type of sulfonates and sulfates. This can be particularly important Plant method according to the invention for corresponding compounds and / or of animal origin.
Als Tenside vom Sulfonattyp kommen Alkylbenzolsulfonate (C9-15-Al kyl), Olefinsulfonate, d. h. Gemische aus Alken- und Hydroxyalkan sulfonaten sowie Sulfonate in Betracht, wie man sie beispielsweise aus C12-18-Monoolefinen mit end- oder innenständiger Doppelbindung durch Sulfonieren mit gasförmigem Schwefeltrioxid und anschließende alkalische oder saure Hydrolyse der Sulfonierungsprodukte erhält. Geeignet sind auch die Alkansulfonate, die aus C12-18-Alkanen durch Sulfochlorierung oder Sulfoxidation und anschließende Hydrolyse be ziehungsweise Neutralisation beziehungsweise durch Bisulfitaddition an Olefine erhältlich sind, sowie insbesondere die Ester von Alpha- Sulfofettsäuren (Estersulfonate), z. B. die Alpha-sulfonierten Me thylester der hydrierten Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren.Suitable surfactants of the sulfonate type are alkylbenzenesulfonates (C 9-15 -alkyl), olefin sulfonates, ie mixtures of alkene and hydroxyalkane sulfonates, and sulfonates such as are obtained, for example, from C 12-18 monoolefins with a terminal or internal double bond by sulfonating with gaseous sulfur trioxide and subsequent alkaline or acid hydrolysis of the sulfonation products. Also suitable are the alkanesulfonates which are obtainable from C 12-18 alkanes by sulfochlorination or sulfoxidation and subsequent hydrolysis or neutralization or by bisulfite addition to olefins, and in particular the esters of alpha sulfo fatty acids (ester sulfonates), e.g. B. the alpha-sulfonated methyl ester of hydrogenated coconut, palm kernel or tallow fatty acids.
Wichtige Tensid- beziehungsweise Emulgatorkomponenten sind in diesem Zusammenhang auch die sogenannten Di-salze, die sich durch Versei fung der zuvor genannten Alpha-sulfonierten Fettsäure-Methylester beziehungsweise durch unmittelbare Sulfonierung von insbesondere gesättigten Fettsäuren - insbesondere C12-18-Fettsäuren - herstellen lassen.Important surfactant or emulsifier components in this context are also the so-called di-salts, which can be prepared by saponification of the aforementioned alpha-sulfonated fatty acid methyl esters or by direct sulfonation of, in particular, saturated fatty acids - in particular C 12-18 fatty acids.
Geeignete Tenside vom Sulfattyp sind die Schwefelsäuremonoester aus primären Alkoholen natürlichen und synthetischen Ursprungs, d. h. aus Fettalkoholen, z. B. Kokosfettalkoholen, Talgfettalkoholen, Ole ylalkohol, Lauryl-, Myristyl-, Palmityl- oder Stearylalkohol, oder den C10-20-Oxoalkoholen, und diejenigen sekundärer Alkohole dieser Kettenlänge. Auch die Schwefelsäuremonoester der mit insbesondere 1 bis 6 Mol Ethylenoxid ethoxylierten Alkohole natürlichen und/oder synthetischen Ursprungs sind geeignete Komponenten. Als Beispiel für Synthese-Alkohole seien Verbindungen wie 2-Methyl-verzweigte C9-11- Alkohole mit im Durchschnitt 3,5 Mol Ethylenoxid genannt. Ferner eignen sich sulfatierte Fettsäuremonoglyceride.Suitable surfactants of the sulfate type are the sulfuric acid monoesters from primary alcohols of natural and synthetic origin, ie from fatty alcohols, e.g. As coconut fatty alcohols, tallow fatty alcohols, oleyl alcohol, lauryl, myristyl, palmityl or stearyl alcohol, or the C 10-20 oxo alcohols, and those secondary alcohols of this chain length. The sulfuric acid monoesters of alcohols of natural and / or synthetic origin ethoxylated with in particular 1 to 6 mol of ethylene oxide are also suitable components. Examples of synthetic alcohols are compounds such as 2-methyl-branched C 9-11 alcohols with an average of 3.5 moles of ethylene oxide. Sulfated fatty acid monoglycerides are also suitable.
Die anionischen Tenside können in Form ihrer Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalze sowie als lösliche Salze organischer Basen vorliegen. The anionic surfactants can be in the form of their sodium, potassium and Ammonium salts as well as soluble salts of organic bases.
Als nichtionische Tenside sind Anlagerungsprodukte von 1 bis 40, vorzugsweise 2 bis 20 Mol Ethylenoxid an 1 Mol einer aliphatischen Verbindung mit im wesentlichen 10 bis 20 Kohlenstoffatomen aus der Gruppe der Alkohole, Carbonsäuren, Fettamine, Carbonsäureamide oder Alkansulfonamide verwendbar. Besonders wichtig sind die Anlagerungs produkte von 8 bis 20 Mol Ethylenoxid an primäre Alkohole, wie z. B. an Kokos- oder Talgfettalkohole, an Oleylalkohol, an Oxoalkohole oder an sekundäre Alkohole mit 8 bis 18, vorzugsweise 12 bis 18 C- Atomen. Neben den wasserlöslichen Nonionics sind aber auch nicht beziehungsweise nicht vollständig wasserlösliche Polyglykolether mit 2 bis 7 Ethylenglykolether-Resten im Molekül von Interesse, insbe sondere wenn sie zusammen mit wasserlöslichen, nichtionischen oder anionischen Tensiden eingesetzt werden. Im erfindungsgemäßen Verfah ren kann der Verschleppungstendenz solcher nichtionischen Tenside dadurch Rechnung getragen werden, daß Komponenten dieser Art ganz oder teilweise nach Abschluß der Wirbelschicht-Sprühgranulation auf das erhaltene Granulat aufgetragen werden. Insbesondere kann das auch Gültigkeit für bei Raumtemperatur flüssige Niotenside haben.Addition products from 1 to 40 are nonionic surfactants. preferably 2 to 20 moles of ethylene oxide to 1 mole of an aliphatic Compound having essentially 10 to 20 carbon atoms from the Group of alcohols, carboxylic acids, fatty amines, carboxamides or Alkanesulfonamides can be used. The attachments are particularly important Products from 8 to 20 moles of ethylene oxide to primary alcohols, such as. B. on coconut or tallow fatty alcohols, on oleyl alcohol, on oxo alcohols or to secondary alcohols with 8 to 18, preferably 12 to 18 C- Atoms. In addition to the water-soluble nonionics, however, are also not or not completely water-soluble polyglycol ethers 2 to 7 ethylene glycol ether residues in the molecule of interest, esp especially when combined with water-soluble, non-ionic or anionic surfactants are used. In the method according to the invention The carryover tendency of such nonionic surfactants can be increased are taken into account that components of this type entirely or partially upon completion of the fluidized bed spray granulation the granules obtained are applied. In particular, it can also apply to nonionic surfactants that are liquid at room temperature.
Außerdem können als nichtionische Tenside auch Alkyglykoside der allgemeinen Formel R-O-(G)x eingesetzt werden, in der R einen primä ren geradkettigen oder verzweigten aliphatischen Rest mit 8 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 C-Atomen bedeutet, G ein Symbol ist, das für eine Glykose-Einheit mit 5 oder 6 C-Atomen steht, und der Oligomeri sierungsgrad x zwischen 1 und 10 liegt.In addition, alkyglycosides of the general formula RO- (G) x can also be used as nonionic surfactants, in which R is a primary straight-chain or branched aliphatic radical having 8 to 22, preferably 12 to 18 C atoms, G is a symbol which stands for a glycose unit with 5 or 6 carbon atoms, and the degree of oligomerization x is between 1 and 10.
Als organische und anorganische Gerüst- beziehungsweise Builder-Sub stanzen eignen sich schwach sauer, neutral oder alkalisch reagieren de lösliche und/oder unlösliche Komponenten, die Calciumionen auszu fällen oder komplex zu binden vermögen. Geeignete und insbesondere ökologisch unbedenkliche Builder-Substanzen sind feinkristalline synthetische Zeolithe der bereits geschilderten Art. Als weitere Builder-Bestandteile, die insbesondere zusammen mit den Zeolithen eingesetzt werden können, kommen (co-)polymere Polycarboxylate in Betracht, wie Polyacrylate, Polymethacrylate und insbesondere Copo lymere der Acrylsäure mit Maleinsäure, vorzugsweise solche mit 50 bis 10% Maleinsäure. Das Molekulargewicht der Homopolymeren liegt im allgemeinen zwischen 1 000 und 100 000, das der Copolymeren zwi schen 2 000 und 200 000, vorzugsweise 50 000 bis 120 000, bezogen auf freie Säure. Ein besonders bevorzugtes Acrylsäure-Maleinsäure- Copolymer weist ein Molekulargewicht von 50 000 bis 100 000 auf. Geeignete, wenn auch weniger bevorzugte Verbindungen dieser Klasse sind Copolymere der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Vinylethern, wie Vinylmethylether, in denen der Anteil der Säure mindestens 50% beträgt. Brauchbar sind ferner Polyacetalcarbonsäuren, wie sie bei spielsweise in den US-Patentschriften 41 44 226 und 41 46 495 be schrieben sind, sowie polymere Säuren, die durch Polymerisation von Acrolein und anschließende Disproportionierung mittels Alkalien er halten werden und aus Acrylsäureeinheiten und Vinylalkoholeinheiten beziehungsweise Acroleineinheiten aufgebaut sind.As an organic and inorganic framework or builder sub punches are weakly acidic, neutral or alkaline de Soluble and / or insoluble components to remove the calcium ions fall or bind complex. Suitable and in particular Ecologically harmless builder substances are fine crystalline synthetic zeolites of the kind already described. As further Builder components, in particular together with the zeolites can be used, come in (co) polymeric polycarboxylates Consider, such as polyacrylates, polymethacrylates and copo in particular polymers of acrylic acid with maleic acid, preferably those with 50 up to 10% maleic acid. The molecular weight of the homopolymers is generally between 1,000 and 100,000, that of the copolymers between 2,000 and 200,000, preferably 50,000 to 120,000 for free acid. A particularly preferred acrylic acid-maleic acid Copolymer has a molecular weight of 50,000 to 100,000. Suitable, albeit less preferred, compounds of this class are copolymers of acrylic acid or methacrylic acid with vinyl ethers, such as vinyl methyl ether, in which the proportion of acid is at least 50% is. Also useful are polyacetal carboxylic acids, as in for example in US Pat. Nos. 41 44 226 and 41 46 495 are written, as well as polymeric acids, which by polymerization of Acrolein and subsequent disproportionation using alkalis are kept and from acrylic acid units and vinyl alcohol units or acrolein units are constructed.
Brauchbare organische Gerüstsubstanzen sind beispielsweise die be vorzugt in Form ihrer Natriumsalze eingesetzten Polycarbonsäuren, wie Citronensäure und Nitrilotriacetat (NTA), sofern ein derartiger Einsatz aus ökologischen Gründen nicht zu beanstanden ist.Usable organic builders are, for example, be preferably polycarboxylic acids used in the form of their sodium salts, such as citric acid and nitrilotriacetate (NTA), if such Use for ecological reasons is not objectionable.
In Fällen, in denen ein Phosphat-Gehalt toleriert wird, können auch Phosphate mitverwendet werden, insbesondere Pentanatriumtriphosphat, gegebenenfalls auch Pyrophosphate sowie Orthophosphate, die in er ster Linie als Fällungsmittel für Kalksalze wirken.In cases where a phosphate content is tolerated, too Phosphates are used, in particular pentasodium triphosphate, optionally also pyrophosphates and orthophosphates contained in it act as a precipitant for lime salts.
Geeignete anorganische, nicht komplexbildende Salze sind die - auch als "Waschalkalien" bezeichneten - Bicarbonate, Carbonate, Borate oder Silikate der Alkalien; von den Alkalisilikaten sind vor allem die Natriumsilikate mit einem Verhältnis Na2O:SiO2 wie 1:1 bis 1:3,5 brauchbar. Aus den restlichen Gruppen üblicher Waschmittel bestandteile kommen zur Mitverwendung im erfindungsgemäßen Verfahren insbesondere Komponenten aus den Klassen der Vergrauungsinhibitoren (Schmutzträger), der Neutralsalze und der textilweichmachenden Hilfsmittel in Betracht.Suitable inorganic, non-complexing salts are the bicarbonates, carbonates, borates or silicates of the alkalis - also referred to as "washing alkalis"; Of the alkali silicates, especially the sodium silicates with a Na 2 O: SiO 2 ratio of 1: 1 to 1: 3.5 can be used. From the remaining groups of conventional detergent components, components from the classes of graying inhibitors (dirt carriers), neutral salts and textile-softening auxiliaries are particularly suitable for use in the process according to the invention.
Geeignete Vergrauungsinhibitoren sind beispielsweise Carboxymethyl cellulose, Methylcellulose, Methylhydroxyethylcellulose und deren Gemische. Als typisches Beispiel für einen geeigneten Vertreter der Neutralsalze ist das bereits erwähnte Natriumsulfat zu nennen. Ge eignete Weichmacher sind beispielsweise quellfähige Schichtsilikate von der Art entsprechender Montmorillonite, beispielsweise Bentonit.Suitable graying inhibitors are, for example, carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, methyl hydroxyethyl cellulose and their Mixtures. As a typical example of a suitable representative of the Neutral salts include the sodium sulfate already mentioned. Ge Suitable plasticizers are, for example, swellable layered silicates of the type of corresponding montmorillonites, for example bentonite.
Hochtemperatur-sensitive übliche Mischungsbestandteile von Wasch- und Reinigungsmitteln, wie Bleichmittel auf Basis von Per-Verbindun gen, Enzyme aus der Klasse Proteasen, Lipasen und Amylasen bzw. Bak terienstämme oder Pilze, Stabilisatoren, Parfüme, temperaturempfind liche Farbstoffe und dergleichen, werden wie bereits angegeben zweckmäßigerweise mit dem zuvor gewonnenen Granulat vermischt.High-temperature-sensitive common mixture components of washing and cleaning agents, such as bleaches based on per-compound genes, enzymes from the class proteases, lipases and amylases or Bak strains or mushrooms, stabilizers, perfumes, temperature sensitive Liche dyes and the like, as already stated expediently mixed with the previously obtained granulate.
Im folgenden werden Beispiele und Versuchsergebnisse des erfindungs gemäßen Verfahrens näher beschrieben.The following are examples and test results of the invention according to the method described in more detail.
Fig. 1 zeigt schematisch die Versuchsanlage. Sie bestand im wesent lichen aus einer Wirbelkammer 1 mit einem zweigeteilten, getrennt anströmbaren Schlitzboden 2, einer Zellenradschleuse 3 zum Produkt austrag und einem in der Wirbelkammer 1 integrierten Rohrbündelwär meaustauscher 4, der oberhalb des Schlitzbodens 2 eingebaut war. Zur Rückführung des aufgemahlenen Überkorns diente eine Förderschnecke 5 mit Aufgabetrichter 6. Das Trocknungsgut, der Slurry, wurde aus ei ner beheizten Vorlage über die Leitung 7 zu einer Einstoffdüse ge pumpt und in das Wirbelbett gesprüht. Fig. 1 shows schematically the pilot plant. It consisted mainly of a vortex chamber 1 with a two-part, separately inflatable slot floor 2 , a rotary valve 3 for product discharge and an integrated in the vortex chamber 1 tube bundle heat exchanger 4 , which was installed above the slot floor 2 . A conveyor screw 5 with feed hopper 6 was used to return the ground oversize. The material to be dried, the slurry, was pumped from a heated template via line 7 to a single-component nozzle and sprayed into the fluidized bed.
Ein Gebläse 8 fördert Wasserdampf durch einen zum Wiederaufheizen (Überhitzen) vorgesehenen Wärmeaustauscher 9 in die Wirbelkammer 1 Zwischen das Gebläse 8 und den Wärmeaustauscher 9 war eine Durch flußmeß- und Regeleinrichtung 10 geschaltet. Der austretende Dampf wurde in einem Zyklon 11 von Staub gereinigt und über einen weiteren Ventilator 12 zurückgeführt. Die Überschußbrüden wurden bei 13 aus geschleust. Zum Anfahren des Versuchs war ein Anschluß 14 an die Kreislaufleitung für Dampf vorgesehen.A blower 8 promotes water vapor through a heat exchanger 9 provided for reheating (overheating) into the swirl chamber 1. A flow measuring and control device 10 was connected between the blower 8 and the heat exchanger 9 . The escaping steam was cleaned of dust in a cyclone 11 and returned via a further fan 12 . The excess vapors were removed at 13 . To start the experiment, a connection 14 to the circuit line for steam was provided.
Zu Versuchsbeginn wurde sogenanntes "Turmpulver" als Bettmaterial vorgelegt. Dieses war mit herkömmlicher Trocknung mit heißer Luft in einem Produktionssprühturm hergestellt worden (Schüttgewicht 550 g/l, Restfeuchte ca. 12%). Das Turmpulver enthielt etwa 16 Gew.-% Tenside, ca. 15 Gew.-% Soda sowie 28% Zeolith NaA, etwa 2% Wasser glas, Sokalan (R) sowie übliche Kleinkomponenten.At the beginning of the experiment, so-called "tower powder" was used as bed material submitted. This was in with conventional hot air drying a production spray tower (bulk density 550 g / l, residual moisture approx. 12%). The tower powder contained about 16% by weight Surfactants, approx. 15% by weight soda and 28% zeolite NaA, approx. 2% water glass, Sokalan (R) and common small components.
Nach Fluidisierung des Wirbelgutes mit heißer Luft wurde mit der Einstoffdüse (Bohrung 0,7 mm) der Waschmittelslurry eingesprüht (ca. 30 kg/h bei 6 bar Sprühdruck). Sein Feststoffanteil enthielt die oben angegebenen Komponenten.After fluidizing the fluidized material with hot air, the Single-substance nozzle (0.7 mm hole) sprayed into the detergent slurry (approx. 30 kg / h at 6 bar spray pressure). Its solids content contained the components specified above.
Die Ausgangsfeuchte des Slurrys betrug 50%. Die feuchte Abluft wur de teilweise ausgeschleust, zum größten Teil jedoch im Kreislauf gefahren, wobei der im Kreislauf geführte Luftstrom im Wärmeaustau scher 9 vor der Wirbelschicht wieder aufgeheizt wurde. Der ausge schleuste Luftstrom wurde durch Frischluft wieder ersetzt. Die Tem peratur der Luft betrug am Eintritt in die Wirbelschicht etwa 145°C, am Austritt etwa 90°C.The initial moisture of the slurry was 50%. The moist exhaust air was partly discharged, but for the most part it was circulated, the circulating air flow in the heat exchanger 9 before the fluidized bed being heated again. The extracted air flow was replaced by fresh air. The temperature of the air was about 145 ° C at the entry into the fluidized bed and about 90 ° C at the exit.
Ein Teil des erzeugten Granulates wurde über die Zellenradschleuse 3 aus dem Wirbelbett ausgetragen, aufgemahlen und über die Förder schnecke 5 als Granulationskeime der Wirbelschicht wieder zugeführt. Part of the granules produced was discharged from the fluidized bed via the rotary feeder 3 , ground and fed back via the screw conveyor 5 as granulation nuclei of the fluidized bed.
Die Verweilzeit des Produktes in der Wirbelschicht war etwa 20 min.The residence time of the product in the fluidized bed was about 20 minutes.
Nachdem über mehrere Stunden keine Zunahme des Schüttgewichtes mehr festgestellt wurde, wurde auf Trocknung mit überhitztem Dampf umge stellt. Der Dampf wurde, wie vorher die Luft, im Kreislauf gefahren. Die Überhitzung des Dampfes erfolgte wieder durch den Wärmeaustau scher 9 vor der Wirbelschicht und den darin angeordneten Rohrbündel wärmeaustauscher 4. Die Dampfeintrittstemperatur betrug im Mittel 150°C, die Dampftemperatur am Austritt der Wirbelschicht 105°C. Der Slurrydurchsatz war 30 kg/h. Als Bettvorlage wurde zu Beginn der Dampftrocknung das in den Vorversuchen mit Lufttrocknung produzierte Granulat verwendet. Die Verweilzeit des Produktes in der Wirbel schicht betrug etwa 20 min.After no increase in bulk density was found for several hours, the switch was made to drying with superheated steam. The steam, like the air before, was circulated. The steam overheated again by the heat exchanger 9 in front of the fluidized bed and the tube bundle heat exchanger 4 arranged therein. The steam inlet temperature was on average 150 ° C, the steam temperature at the outlet of the fluidized bed 105 ° C. The slurry throughput was 30 kg / h. At the beginning of steam drying, the granulate produced in the preliminary experiments with air drying was used as the bedding. The residence time of the product in the fluidized bed was about 20 minutes.
Die Versuchsergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 dargestellt.The test results are shown in Tables 1 and 2.
Tabelle 1 zeigt die Schüttgewichte von drei aus dem Wirbelbett ent nommenen Proben:Table 1 shows the bulk densities of three from the fluidized bed samples taken:
Probe 3 am Ende der Versuche mit Lufttrocknung
Probe 6 nach Trocknung mit Dampf und einfachem Bettaustausch
Probe 7 nach Trocknung mit Dampf und zweifachem Bettaustausch.Sample 3 at the end of the experiments with air drying
Sample 6 after drying with steam and simple bed exchange
Sample 7 after drying with steam and double bed exchange.
Zu beobachten ist eine deutliche Zunahme des Schüttgewichtes von 687 mg/l der Probe 3 über 782 mg/l der Probe 6 auf 820 mg/l der Probe 7. Die Restfeuchte betrug in allen Fällen ca. 5% (gemessen mit Infra rottrocknung bei 135°C und 7 min).A significant increase in bulk density of 687 can be observed mg / l of sample 3 over 782 mg / l of sample 6 to 820 mg / l of sample 7. The residual moisture in all cases was approx. 5% (measured with infra red drying at 135 ° C and 7 min).
Die durchgeführten Siebanalysen (Tabelle 2) zeigen eine Verschiebung zu größeren Teilchen bei der Trocknung mit Dampf.The sieve analyzes carried out (Table 2) show a shift to larger particles when drying with steam.
Aufnahmen mit einem Lichtmikroskop zeigen bei den dampfgetrockneten Partikeln (Fig. 2, 25-fache Vergrößerung, Probe 7) eine wesentlich glattere und gleichmäßigere Oberfläche gegenüber den luftgetrockne ten (Fig. 3, 25-fache Vergrößerung, Probe 3). Aufnahmen des Kornin neren zeigen gleichzeitig weniger und kleinere Poren bei dem dampf getrockneten Granulat.Images with a light microscope show the steam-dried particles ( Fig. 2, 25 times magnification, sample 7) a much smoother and more uniform surface compared to the air-dried ( Fig. 3, 25 times magnification, sample 3). Images of the grain interior show fewer and smaller pores in the steam-dried granulate.
Anbackungen am Wärmeaustauscher 4 in der Wirbelschicht sowie Pro duktschäden durch direkten Kontakt mit den Wärmeaustauscherrohren wurden nicht beobachtet.Caking on the heat exchanger 4 in the fluidized bed and product damage through direct contact with the heat exchanger tubes were not observed.
BezugszeichenlisteReference list
1 Wirbelkammer
2 Schlitzboden (Anströmboden)
3 Zellenradschleuse
4 Wärmeaustauscher
5 Förderschnecke
6 Aufgabetrichter
7 Leitung
8 Gebläse
9 Wärmeaustauscher
10 Durchfluß-, Meß- und Regeleinrichtung
11 Zyklon
12 Ventilator
13 Überschußbrüden
14 Anschluß 1 swirl chamber
2 slotted floor (inflow floor)
3 rotary valve
4 heat exchangers
5 screw conveyor
6 feed hoppers
7 line
8 blowers
9 heat exchangers
10 flow, measuring and control device
11 cyclone
12 fan
13 excess vapors
14 connection
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