EP1330304A1 - Method and device for thermally treating a material in pulverulent or granulate form - Google Patents

Method and device for thermally treating a material in pulverulent or granulate form

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Publication number
EP1330304A1
EP1330304A1 EP01986619A EP01986619A EP1330304A1 EP 1330304 A1 EP1330304 A1 EP 1330304A1 EP 01986619 A EP01986619 A EP 01986619A EP 01986619 A EP01986619 A EP 01986619A EP 1330304 A1 EP1330304 A1 EP 1330304A1
Authority
EP
European Patent Office
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segments
bulk material
rotation
axis
moving body
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01986619A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Composites Forest Research WITT
Thomas Kessler
Karl-Peter Farwerck
Kasper Evertz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Basell Polyolefine GmbH
Original Assignee
Basell Polyolefine GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basell Polyolefine GmbH filed Critical Basell Polyolefine GmbH
Publication of EP1330304A1 publication Critical patent/EP1330304A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B29B13/00—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
    • B29B13/02—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by heating
    • B29B13/021—Heat treatment of powders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • F26B11/187—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive on or in moving dishes, trays, pans, or other mainly-open receptacles the receptacle being a foraminous, perforated or open-structured drum or drum-like container, e.g. rotating around a substantially horizontal or vertical axis; the receptacle being multiple perforated drums, e.g. in superimposed arrangement the drum provided with internal subdivisions or multiple walls the subdivisions consisting of sector-shaped perforated chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
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    • F26B21/14—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects using gases or vapours other than air or steam, e.g. inert gases
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    • B29B2009/168—Removing undesirable residual components, e.g. solvents, unreacted monomers; Degassing

Definitions

  • the invention relates to a method for the thermal treatment of solids in powder or granular form by means of gas streams using a body which can be moved about an axis of rotation.
  • heating pulverized or granular material is to use heated mixers, in which case both the housing surfaces of a heated mixer and the mixing tools themselves can be heated.
  • Mixer drive the control, the supply and discharge of the product must be operated, so that, for example, retrofitting existing extrusion systems and
  • Extrusion lines are generally not possible or can only be implemented with considerable effort. If steam is introduced directly for drying or conditioning solid matter in powder or granule form, rapid heating is achieved due to the high heat of condensation. If saturated steam is also used for heating with steam, local overheating can occur damage to the powder or granules to be heated can be reliably avoided.
  • the disadvantage of using steam as the temperature control medium is that the condensate formed can only be removed again with relatively great effort. For this reason, targeted heating with steam of solids in powder or granule form, for example polymer solids capable of shaking, has generally only been possible in those technical processes in which the resulting residual moisture in the heated product does not have any serious disadvantages in the process steps following the heating process entails. A post-treatment of the heated product to remove the residual moisture would be a follow-up to be carried out with great effort.
  • the object of the invention is to achieve a conditioning of solids in powder or granule form such that both solids in which oxygen residues can remain in the product to be processed, and solids in which no oxygen residues may remain in the product to be processed can be directly conditioned by means of direct steam injection.
  • this object is achieved in that, in a process for the thermal treatment of solids in powder or granule form with gas streams by means of a body moved about an axis of rotation, the following process steps are carried out successively:
  • the product throughput can be set in a targeted manner by regulating the rotational speed of the moving body about its axis of rotation by means of the body moving about its axis of rotation, which contains cells configured in segments.
  • the moving body is preferably a single cell wheel containing cells which are arranged separately from one another and whose chambers are open in the radial direction. Because of the very small structural size of the moving body and the substitution of an existing metering device, the method proposed according to the invention can be easily integrated into existing process chains in extrusion lines or extrusion machines. It is irrelevant whether the body moved about its axis of rotation is operated in a horizontal arrangement or whether the body moved about its axis of rotation is operated in a vertical arrangement.
  • the individual segments of the rotating body are loaded or emptied over the outer circumference when the body moving about its axis of rotation is arranged vertically.
  • Both the steam in particular saturated steam, air, and an inert gas, for example nitrogen, can be introduced into the individual segments or chambers via the outer circumference of the moving body.
  • a perforated segment can be provided on the outer ring of the body configured as a cellular wheel and moving about its axis of rotation.
  • the bulk material can be it in powder form or in granulate form, and can be added to the individual segments of the cellular wheel on the outer ring of the moving body, and via the outer ring after almost one revolution from the individual segments of the body moving about its axis of rotation be emptied.
  • both the bulk material from the outer circumference and the air entering from the outside can be supplied from outside the moving body.
  • Both the steam and the gas stream entering via the outer surface can advantageously be removed from the individual segments via lines formed in the hub of the cellular wheel.
  • the vapor flow introduced on the outer circumferential surface of the cellular wheel, after its condensation and flow through the cells, together with their contents, can be collected at the hub of the cellular wheel and removed from there via a discharge line running coaxially with the axis of rotation from the vane cellular wheel.
  • a gas stream for example a nitrogen stream
  • nitrogen flows into the individual segments from the hub of the cellular wheel rotating about its axis of rotation, flows through the bulk material present there and supports the product discharge from the individual segment chambers at the product discharge point at the product discharge point of the cellular wheel.
  • a bulk material supply is assigned to the outer circumference of such a cell wheel.
  • the moving body can also be operated in a horizontal arrangement, so that the bulk material received in the segments can be acted upon by gas flows parallel to the axis of rotation of the body rotating about its axis of rotation.
  • the gases preferably enter the bed from above and flow downward. In this case, the moisture can be separated off, supported by gravity.
  • the individual segments charged with bulk material, stationary lines are provided both for bulk material, for steam or in particular for gases or inert gases and a stationary extraction line.
  • the individual segments embodied on the moving rotating body configured as a cellular wheel can be provided with cover surfaces in an alternating sequence.
  • the cover areas can optionally be provided.
  • the alternating order of the cover surfaces can be chosen differently on the bottom and on the cover of the cell wheel operated in a horizontal configuration, for example as an inlet or outlet for the bulk material, as cover surfaces arranged in segments in alternating arrangement without gas passage, and for example perforated segment surfaces which allow gas passage.
  • a vane cell wheel is used as the moving body, segments are created that are pie-shaped and are separated from one another by partitions.
  • solids can be treated in a movable body divided as a cell wheel by segment walls in individual cells in such a way that oxygen residues can remain in the solid which do not interfere with further processing.
  • drying can be largely supported by the air access, so that air access is sufficient at the cell wheel moved about its axis of rotation (in a horizontal arrangement).
  • the body in the segments of the moving body which is designed as a cellular wheel, can be conditioned by means of steam for heating, which then leads to inerting of the bulk material with inert gases.
  • the outlet surfaces and possibly the access surfaces are designed as a perforated grid arrangement.
  • the method proposed according to the invention can be used both for solids in which a residual oxygen content may remain, this according to the invention proposed methods can be implemented just as well on solids in powder or granular form, in which a residual residual oxygen content in the solid is critical. This is met by the number of air or inert gas inlets or outlets on the cellular wheel, which can be provided as an exemplary embodiment of a moving body.
  • the object is further achieved by a device for the thermal treatment of solids in powder or granular form with gas streams by means of a body which can be moved about its axis of rotation and comprises individual segments, covers being provided in segments in the lid and in the bottom of the movable body allow bulk material or gas flow to enter or exit.
  • the product throughput can be individually adjusted and influenced in accordance with the plant requirements, for example for the supply of extruder raw materials.
  • the moving device which is designed to rotate about its axis of rotation, be it in a vertical or in a horizontal arrangement, can be configured as a cellular wheel, the cellular wheel hub having lines for steam condensate and gas and lines for gas to support the emptying of the individual segments over the circumference of the cell wheel acting as a moving body can have.
  • FIG. 1 shows a side view of a moving body operated in a vertical arrangement with product and product discharge and gas entry over the outer peripheral surface
  • FIG. 2 shows a cellular wheel arrangement shown in perspective, with an associated supply shaft
  • FIG. 3 shows a cell wheel operated in a horizontal orientation, rotating about its axis of rotation with schematically drawn in and out of bulk goods and
  • Figure 4 shows a cover configuration of a cellular wheel for drying mainly with
  • FIG. 5 shows the bottom configuration of a moving body for drying with air according to FIG. 4 with perforated surfaces that allow the gas to escape, covering the segments,
  • FIG. 6 shows a cover configuration of a cellular wheel functioning as a moving body for heating and optionally inerting the product
  • FIG. 7 shows the configuration of the base part of a cellular wheel belonging to the base configuration according to FIG. 6.
  • FIG. 1 shows a side view of a cell wheel operated in a vertical orientation.
  • FIG. 1 shows a cellular wheel 2 rotating about an axis of rotation 1, which rotates, for example, clockwise 26 about the axis of rotation 1.
  • the cellular wheel 2 is divided into individual cellular wheel segments 3, the individual segments 3 being formed by segment walls 6 extending from the hub of the cellular wheel 2.
  • the segment arch of a segment is shown as an example with reference number 3.1.
  • the loading or emptying of the individual segments 3 takes place over the outer circumference, on which both a bulk material feed 4 and a bulk material discharge 5 and a steam inlet 16 are indicated in a schematic manner.
  • the individual segments 3 of the cellular wheel 2 are loaded via the feed or discharge points mentioned, whereby Coaxial to the axis of rotation 1 in the area of the cellular wheel hub, outlet lines for steam condensate or air discharge lines which are set up can be provided.
  • an inert gas flow which generates radially from the inside in each segment 3 of the cellular wheel can also be produced via a feed line for inert gas which also runs coaxially with the axis of rotation 1 of the cellular wheel 2 Generate 2.
  • This inert gas flow direction can advantageously be set in the radial direction to the outside immediately before or during the point in time at which the segment bend 3.1 of a segment 3 now containing bulk material lies opposite a product discharge 5. At this time, the emptying of the respective segment 3 of treated bulk material is supported by the inert gas flow taking place from the inside, so that its complete emptying can be ensured.
  • untreated bulk material can be re-introduced into the emptied cell 3 into a segment cell of the cell wheel 2 which is emptied in this way via the bulk material feed 4.
  • An air inlet 23, which can be optionally provided, can also be provided on the outside of the cellular wheel 2 via the outer surfaces (segment arc 3.1) of the respective segments 3 of the cellular wheel 2 ,
  • the air flowing in from the outside, which dries the bulk material contained in the individual segments 3, can likewise be discharged from the individual segments 3 via the derivatives provided in the area of the cellular wheel hub.
  • the inert gas flow direction 9 can be handled by the individual bulk material that is now treated, ie. heated and dried cells containing bulk 3 in Set the manner already mentioned above, so that the inert gas flow 9 running from the inside to the outside through the segments 3 allows complete emptying of the individual segments 3 of the cellular wheel 2 with respect to the bulk material removal 5.
  • Figure la shows the schematic representation of a vane wheel.
  • the vane wheel 2 which is rotatable about its axis of rotation 1 and is preferably used as a moving body, rotates relative to a boundary surface, not shown here. When installed in a vertical arrangement 28, it rotates with respect to two laterally arranged, stationary receiving boundary surfaces; when in a horizontal arrangement 29, relative to a bottom surface and top surface. If the vane wheel according to FIG. 1 a is arranged horizontally, an upper cover can be provided, but this is not absolutely necessary.
  • the individual segments 3 which are open in the region of the segment arch 3.1 are separated from one another by segment walls 6.
  • the direction of rotation of the vane wheel 2 used as a moving body corresponds in the configuration according to FIG. 1 and la clockwise; however, the direction of rotation could also be reversed if the entry and exit surfaces were adjusted accordingly.
  • FIG. 2 A perspective view of FIG. 2 shows in more detail a cell wheel 2 which can be rotated in a vertical arrangement 28 about its axis of rotation and which is supplied with bulk material over its outer circumference via a bulk material feed device 10 shown in a schematic configuration. Not shown here, there is a bulk material supply above the bulk material shaft, via which bulk material is continuously present at the bulk material feed device 10.
  • the opening of the bulk material chute can advantageously be adapted to the outer curvature of the circumferential surface of the cell wheel serving as rotating body 3 and, with its opening area 13, can only sweep over a fraction of the segment sheet 3.1 of a segment 3 of the cell wheel 2 that is to be filled or loaded. In contrast, the opening can also sweep over the entire segment arch 3.1 between two adjacent segment walls 6.
  • Reference number 5 denotes the bulk material removal point, which is not shown in any more detail here (see illustration according to FIG. 1).
  • the bulk material discharge 5 is preferably located on the underside in order to empty the individual containing the product, which is favored by gravity, in addition to the inert gas flow 9 running radially from the inside to the outside through the individual segments 3 To ensure cells 3 of the cellular wheel 2.
  • a cell wheel 2 operated in a horizontal orientation is shown in a schematic arrangement.
  • the bodies configured as cellular wheel 2, rotating about the axis of rotation 1 in the clockwise direction 26, contain individual segments 3 which are separated from one another by segment walls 6 extending in a star shape via the hub.
  • the height of the individual segments 3 of the cellular wheel 2 is identified by reference numeral 18.
  • the cover system of the cellular wheel 2 which is not shown in detail here, but which is explained in more detail below, which can optionally be provided with a horizontal arrangement 29.
  • the perforated segments that allow gas access are optionally provided.
  • the bulk material to be treated which is in powder or granule form, is introduced into the individual segments 3 of the cellular wheel 2.
  • a cellular wheel 2 is provided, from which, identified by reference numeral 17, a product is discharged into a further processing unit (not shown here), for example an extruder.
  • the segment 3 of the cellular wheel 2 which is just filled with bulk material to be treated in powder or granule form rotates clockwise 26 about its axis of rotation 1 oriented in the vertical direction as shown in FIG. 3.
  • the bulk material contained in the segment cell 3 is separated by the heated with reference numeral 16 or 22 provided steam entry in the corresponding segment 3 in stationary form.
  • the drying takes place.
  • Steam entry, inert gas supply and an optional air inlet can be provided stationary on the top of the cellular wheel 2. It is particularly preferred to carry out the steam introduction on the segmented areas configured as pie pieces.
  • the gas escapes on the underside of the cellular wheel 2.
  • the bottom area of the cellular wheel 2 according to Figure 3 - although not shown here - provided with gas permitting surfaces.
  • FIG. 4 shows the lid area of a movable body 2, which is designed as a cellular wheel and is used essentially for drying the solid in powder or granular form with air.
  • An optional cell wheel cover designated by reference numeral 19 is divided into individual segments 3 by segment walls 6 as shown in FIG. 3.
  • Reference number 4 denotes the product entry to be made in segment 3, while the segment 3 lying next to it in the clockwise direction 26 is closed by a fixed cover 21.
  • the segments 3 appearing as white areas in FIG. 4 represent the segments 3 of the cellular wheel 2, which moves clockwise 26 about its axis of rotation 1, taken in a vertical arrangement. Through the opening of the corresponding segment 3, which is released at 4, solids can consequently enter this segment 3.
  • the bulk material is not treated; in the adjoining segment 3, viewed in the clockwise direction 26, a steam supply 22 takes place.
  • the outer arc of the segment 3 is designated by reference number 3.1.
  • a cover configuration 19 of a cellular wheel 2 two adjacent segments 3 are opened in order to allow inert gases such as CO 2 to pass through.
  • the white area means a corresponding opening or a plate that allows gas to pass through.
  • FIG. 4 segment areas lying next to one another in the lower area and allowing an inert gas supply 24, of which only 2 are shown here, can also extend over more than 2 segments 3 of the cellular wheel 2.
  • FIG. 5 shows the bottom area of a cellular wheel 2, which primarily serves to dry a solid by supplying air, wherein oxygen residues which do not impair the further processing of the solid may still be present in the solid to be dried.
  • Reference number 17 denotes segment 3, on which the bulk material picked up in segment 3 during a rotation of cell wheel 2 in the clockwise direction 26 of its axis of rotation 1 has undergone a complete treatment cycle and leaves segment 3 at this point.
  • Reference 17 denotes the product discharge from the respective segment 3.
  • the bottom of a cellular wheel 2 serving as a moving body is equipped with both gas passage and solid sheets 25 per segment 3 preventing bulk material passage, whereas from the illustration gem.
  • Figure 5 shows that individual segments 3 can be provided with a perforated or lattice-shaped bottom, which Although the bulk material in the individual segments 3, which are separated from one another by the indicated segment walls 6 of the cellular wheel 2, is retained, it does, however, permit water vapor, inert gas and drying air to pass through.
  • FIGS. 6 and 7 show configurations of a movable body which allows solids to be treated in granular or powder form, in which no disturbing oxygen residues which may impair further processing may be present after the treatment. For example, this can be a problem when composing polyethylenes; especially if the products are pneumatically conveyed with air and therefore have a high oxygen content.
  • FIGS. 4 and 5 are in accordance with the design variants. 6 and 7, a larger proportion of segments 3 on the cellular wheel 2 are exposed to nitrogen inert gas inlets 24.1, 24.2, 24.3 and 24.4, whereas an air supply in the individual segments according to FIG. of the cover configuration 19 in FIG. 6 is completely omitted.
  • the inert gas for example nitrogen
  • the lid configuration in FIG. 4 would further increase the currently undesirable oxygen content of the solid in the form of granules or powder. Accordingly, the bottom side is gem. the representation from FIG.
  • the bottoms of the individual segments 3 are made in such a way that the bulk material remains in them, but inertization of the bulk material contained therein remains possible.
  • the lattice-shaped or mesh-like or perforated bottoms allow the bulk material to be conditioned to be retained in the segments 3 of the cellular wheel 2; on the other hand, gas passage can be achieved through the openings provided in the bottom. 7 shows that the individual base segments 27.1, 27.2, 27.3, 27.4, 27.5, 27.6 and 27.7 lie next to one another in the direction of rotation 26, ie seen in the clockwise direction.
  • the product discharge parallel to the axis of rotation 1 of the cellular wheel 2 is possible, at which the product leaves the segments 3 of the cellular wheel 2.
  • a cellular wheel 2 operated in this way in a horizontal arrangement 29 it can be very efficiently by direct steam introduction on the cover side 19 of the cellular wheel 2 as well drive out oxygen from the granules or powder present in solid form by subsequent inert gas supply at meler successive locations.
  • a low oxygen content in the feed stream and in the polymer melt means a higher quality product, which can be classified in terms of quality, for example with regard to the yellowness index.
  • Extruder is reduced. This means advantages in terms of the life of the extruder and advantages in terms of maintenance cycles.
  • the material throughput can be increased significantly.
  • the overall height 18 of the cellular wheel 2 is approximately 11.3 cm.
  • 0.5 t steam per hour which is about 800 m 3, is used to heat the polyethylene grit or the bulk material in granular or powder form from 20 to 100 ° C corresponds per hour.
  • 13 m can be passed through the cellular wheel 2 per minute. This corresponds to a volume flow of 200 1 steam per second. Assuming the flow velocity of the steam is about 4.5 km / h. an average dwell time of the material present in powder or granule form in the steam flow is about 6 seconds.

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Abstract

The invention relates to a method and a device for thermally treating solid matter in pulverulent or granulate form using gaseous streams (7, 16, 22, 23, 24), by means of a body (2), which is displaced about its rotational axis (1). According to said method, the following steps are performed in succession: the bulk goods contained in segments (3) of the displaced body (2) are first heated by exposure to water vapour (22). The heated bulk goods are then subjected to an air supply (23) and/or an inert gas supply (24) in one or more subsequent steps. Finally, the goods that have been dried and/or rendered inert are removed (17) from the segments (3) of the body (2) that is displaced about its rotational axis (1).

Description

Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Behandlung pulver- oder granulatförmig vorliegenden MaterialsMethod and device for the thermal treatment of material in powder or granule form
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur thermischen Behandlung von in Pulveroder Granulatform vorliegenden Feststoffen mittels Gasströmen unter Einsatz eines um eine Rotationsachse bewegbaren Körpers.The invention relates to a method for the thermal treatment of solids in powder or granular form by means of gas streams using a body which can be moved about an axis of rotation.
Bei vielen technischen Prozessen ist es erforderlich, ein in Pulver- oder Granulatform vorliegendes Material zu erwärmen. Besonders wirtschaftlich ist dabei die Nutzung der in Produktionsbetrieben meist vorhandenen Dampfversorgung, die im allgemeinen eine besonders günstige Energiequelle darstellt, besonders im Vergleich zur elektrischen Energie. Zur Erwärmung pulver- oder granulatförmigen Materials sind Schüttstromwär eüberträger bekannt, welche die Aufheizung des Produktes über reine Wärmeleitung vornehmen. Die zur Wärmeleitung erforderlichen Flächen sind relativ groß, so daß Schüttstromwärmeüberträger mit einer großen Baugröße einhergehen und demzufolge viel Platz beanspruchen.In many technical processes, it is necessary to heat a material in powder or granular form. It is particularly economical to use the steam supply that is usually available in production plants, which generally represents a particularly cheap energy source, especially in comparison to electrical energy. For heating powder or granular material, Schüttstromwär eüberträger are known, which carry out the heating of the product via pure heat conduction. The areas required for heat conduction are relatively large, so that bulk flow heat exchangers are associated with a large size and consequently take up a lot of space.
Eine andere Möglichkeit der Erwärmung von pulverisiertem oder granulatförmigem Material besteht in der Verwendung beheizter Mischer, wobei sowohl die Gehäuseflächen eines beheizten Mischers als auch die Mischwerkzeuge selbst beheizt werden können.Another possibility for heating pulverized or granular material is to use heated mixers, in which case both the housing surfaces of a heated mixer and the mixing tools themselves can be heated.
Aufgrund der sich rasch erneuernden Kontaktfläche werden hier im Vergleich zumDue to the rapidly renewing contact area here compared to
Schüttstromwärmeüberträger deutlich bessere Wärmeübergänge erzielt, so daß sich insgesamt kleinere Apparatebaugrößen erzielen lassen. Der Nachteil von beheizten Mischern ist darin zu sehen, daß ein nicht unerheblicher Aufwand in Gestalt desBulk flow heat exchangers achieved significantly better heat transfers, so that overall smaller apparatus sizes can be achieved. The disadvantage of heated mixers is the fact that a not inconsiderable effort in the form of
Mischerantriebes, der Regelung, der Zu- und Abförderung des Produktes betrieben werden muß, so daß beispielsweise eine Nachrüstung schon vorhandener Extrusionsanlagen undMixer drive, the control, the supply and discharge of the product must be operated, so that, for example, retrofitting existing extrusion systems and
Extrusionsstraßen im allgemeinen nicht möglich ist oder nur mit erheblichem Aufwand realisiert werden kann. Bei einer direkt erfolgenden Dampfeinleitung zur Trocknung bzw. Konditionierung von in Pulver- oder Granulatform vorliegendem Feststoff wird aufgrund der hohen Kondensationswärme eine rasche Erwärmung erzielt. Wird bei der Erwärmung mit Dampf zudem gesättigter Dampf eingesetzt, kann eine lokale Überhitzung und damit eine Schädigung des zu erwärmenden Pulvers bzw. Granulates sicher vermieden werden. Der Nachteil beim Einsatz von Dampf als Temperiermedium ist darin zu erblicken, daß das entstehende Kondensat nur mit verhältnismäßig hohem Aufwand wieder entfernt werden kann. Daher kann bislang eine gezielte Erwärmung mit Dampf von in Pulver- oder in Granulatform vorliegenden Feststoffen, zum Beispiel schütlfähige Polymerfeststoffe im allgemeinen nur bei denjenigen technischen Prozessen erfolgen, bei denen die resultierende Restfeuchte im erwärmten Produkt keine gravierenden Nachteile bei den sich an den Erwärmungsprozess anschließenden Verfahrensschritten nach sich zieht. Eine Nachbehandlung des erwärmten Produktes zum Entzug der Restfeuchte wäre ein mit hohem Aufwand zu betreibender Folgeschrift.Extrusion lines are generally not possible or can only be implemented with considerable effort. If steam is introduced directly for drying or conditioning solid matter in powder or granule form, rapid heating is achieved due to the high heat of condensation. If saturated steam is also used for heating with steam, local overheating can occur damage to the powder or granules to be heated can be reliably avoided. The disadvantage of using steam as the temperature control medium is that the condensate formed can only be removed again with relatively great effort. For this reason, targeted heating with steam of solids in powder or granule form, for example polymer solids capable of shaking, has generally only been possible in those technical processes in which the resulting residual moisture in the heated product does not have any serious disadvantages in the process steps following the heating process entails. A post-treatment of the heated product to remove the residual moisture would be a follow-up to be carried out with great effort.
Angesichts der gängigen Verfahren zum Trocknen von in Pulver- oder in Granulatform vorliegenden Feststoffen sowie der angeführten, mit den bisherigen Verfahren einhergehenden Nachteilen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Konditionierung von in Pulver- oder Granulatform vorliegenden Feststoffen dahingehend zu erreichen, daß sowohl Feststoffe bei denen Sauerstoffreste im zu verarbeitenden Produkt verbleiben können als auch Feststoffe, in denen keine Sauerstoffreste im zu verarbeitenden Produkt verbleiben dürfen, mittels Dampfdirekteinspeisung direkt konditioniert werden können.In view of the current methods of drying solids in powder or granule form and the disadvantages mentioned, associated with the previous methods, the object of the invention is to achieve a conditioning of solids in powder or granule form such that both solids in which oxygen residues can remain in the product to be processed, and solids in which no oxygen residues may remain in the product to be processed can be directly conditioned by means of direct steam injection.
Erfmdungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst daß bei einem Verfahren zur thermischen Behandlung von in Pulver- oder Granulatform vorliegenden Feststoffen mit Gasströmen mittels eines um eine Rotationsachse bewegten Körpers sukzessive die nachfolgenden Verfahrensschritte durchlaufen werden:According to the invention, this object is achieved in that, in a process for the thermal treatment of solids in powder or granule form with gas streams by means of a body moved about an axis of rotation, the following process steps are carried out successively:
Das Erwärmen des in Segmenten des bewegbaren Körpers aufgenommenen Schüttgutes durch Beaufschlagung mit WasserdampfThe heating of the bulk material taken up in segments of the movable body by exposure to water vapor
dem in einem oder mehreren Folgeschritten erfolgenden Aussetzen des erwärmten Schüttgutes einer Luft- und/oder einer Inertgaszufuhr, der Entnahme des trocknenden oder inertisierten Schüttgutes aus dem bewegbaren Körper.exposing the heated bulk material to an air and / or an inert gas supply in one or more subsequent steps, the removal of the drying or inertized bulk material from the movable body.
Die Vorteile des erfmdungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens sind vor allem darin zu erblicken, daß mittels des um seine Rotationsachse bewegten Körpers, der segmentartig konfigurierte Zellen enthält, durch die Regelung der Drehzahl des bewegten Körpers um seine Rotationsachse der Produktdurchsatz gezielt eingestellt werden kann. Bei dem bewegten Körper handelt es sich bevorzugt um ein einzelne, voneinander getrennt angeordnete Kammern enthaltendes Zellenrad, dessen Kammern in radiale Richtung offen sind. Aufgrund der sehr kleinen sich einstellenden Baugröße des bewegten Körpers und der Substitution einer vorhandenen Dosiereinrichtung läßt sich das erfmdungsgemäß vorgeschlagene Verfahren problemlos in Extrudierstraßen oder Extrudiermaschinen in bereits vorhandene Prozessketten nachträglich integrieren. Dabei ist unerheblich, ob der um seine Rotationsachse bewegte Körper in horizontaler Anordnung betrieben wird oder ob der um seine Rotationsachse bewegte Körper in vertikaler Anordnung betrieben wird.The advantages of the method proposed according to the invention can be seen above all in that the product throughput can be set in a targeted manner by regulating the rotational speed of the moving body about its axis of rotation by means of the body moving about its axis of rotation, which contains cells configured in segments. The moving body is preferably a single cell wheel containing cells which are arranged separately from one another and whose chambers are open in the radial direction. Because of the very small structural size of the moving body and the substitution of an existing metering device, the method proposed according to the invention can be easily integrated into existing process chains in extrusion lines or extrusion machines. It is irrelevant whether the body moved about its axis of rotation is operated in a horizontal arrangement or whether the body moved about its axis of rotation is operated in a vertical arrangement.
In vorteilhafter Weiterbildung des erfmdungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens werden bei vertikaler Anordnung des um seine Rotationsachse bewegten Körpers die einzelnen Segmente des Rotationskörpers über den Außenumfang beschickt bzw. entleert. Sowohl der Dampf, insbesondere gesättigter Dampf, Luft, als auch ein Inertgas beispielsweise Stickstoff, lassen sich über den Außenumfang des bewegten Körpers in die einzelnen Segmente oder Kammern eintragen. Zur Dampfbeschickung kann beispielsweise ein perforiertes Segment am Außenring des als Zellenrad ausgestalteten, um seine Rotationsachse bewegten Körpers vorgesehen sein.In an advantageous development of the method proposed according to the invention, the individual segments of the rotating body are loaded or emptied over the outer circumference when the body moving about its axis of rotation is arranged vertically. Both the steam, in particular saturated steam, air, and an inert gas, for example nitrogen, can be introduced into the individual segments or chambers via the outer circumference of the moving body. For steam charging, for example, a perforated segment can be provided on the outer ring of the body configured as a cellular wheel and moving about its axis of rotation.
Gemäß einer Ausfuhrungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens kann das Schüttgut, sei es in Pulverform oder in Granulatform, am Außenring des bewegten Körpers den einzelnen Segmenten des Zellenrades zugefügt werden, sowie über den Außenring nach nahezu einer Umdrehung aus den einzelnen Segmenten des um seine Rotationsachse bewegten Körpers entleert werden. Beim Betrieb eines bewegten Körpers, aufgeteilt in einzelne Segmente, läßt sich sowohl das Schüttgut vom Außenumfang her als auch die von außen eintretende Luft von außerhalb des bewegten Körpers zuführen. In vorteilhafter Weise können sowohl der Dampf als auch der über die Außenfläche eintretende Gasstrom über in der Nabe des Zellenrades ausgebildete Leitungen aus den einzelnen Segmenten entfernt werden. Der an der Außenumfangsflache des Zellenrades eingeleitete Dampfstrom kann nach dessen Kondensation und Durchströmung der Zellen samt Inhalt an der Nabe des Zellenrades gesammelt werden und von dort über eine koaxial zur Rotationsachse verlaufende Austragsleitung aus dem Flügelzellenrad entfernt werden.According to an embodiment variant of the method proposed according to the invention, the bulk material, be it in powder form or in granulate form, can be added to the individual segments of the cellular wheel on the outer ring of the moving body, and via the outer ring after almost one revolution from the individual segments of the body moving about its axis of rotation be emptied. When operating a moving body, divided into individual segments, both the bulk material from the outer circumference and the air entering from the outside can be supplied from outside the moving body. In Both the steam and the gas stream entering via the outer surface can advantageously be removed from the individual segments via lines formed in the hub of the cellular wheel. The vapor flow introduced on the outer circumferential surface of the cellular wheel, after its condensation and flow through the cells, together with their contents, can be collected at the hub of the cellular wheel and removed from there via a discharge line running coaxially with the axis of rotation from the vane cellular wheel.
In einer die Entleerung der einzelnen Segmente unterstützenden Weise des um seine Rotationsachse in vertikaler Anordnung rotierenden Zellenrades läßt sich ein Gasstrom, beispielsweise ein Stickstoffstrom, von der Nabe des um seine Rotationsachse in vertikaler Anordnung rotierenden Zellenrades aus einleiten. In der zur Rotationsachse des Zellenrades koaxial verlaufenden Inertgasversorgungsleitung strömt Stickstoff von der Nabe des um seine Rotationsachse rotierenden Zellenrades in die einzelnen Segmente ein, durchströmt das dort vorhandene Schüttgut und unterstützt durch die gewählte Strömungsrichtung von innen nach außen den Produktaustrag an der Produktaustragsstelle aus den einzelnen Segmentkammern des Zellenrades. Nach vollständiger Entleerung der einzelnen Segmentszellen am Zellenrad rotiert dieses beispielsweise im Uhrzeigersinn in Richtung auf den Produkteintrag, so daß die jeweils den Produkteintrag passierenden Zellen mit neu zu behandelndem Produkt beschickt werden können.In a manner supporting the emptying of the individual segments of the cell wheel rotating about its axis of rotation in a vertical arrangement, a gas stream, for example a nitrogen stream, can be introduced from the hub of the cell wheel rotating about its axis of rotation in a vertical arrangement. In the inert gas supply line, which runs coaxially with the axis of rotation of the cellular wheel, nitrogen flows into the individual segments from the hub of the cellular wheel rotating about its axis of rotation, flows through the bulk material present there and supports the product discharge from the individual segment chambers at the product discharge point at the product discharge point of the cellular wheel. After the individual segment cells on the cell wheel have been completely emptied, the cell wheel rotates, for example, clockwise in the direction of the product entry, so that the cells passing the product entry can be loaded with new product to be treated.
Zur Sicherstellung der Zufuhr des in Pulver- oder Granulatform vorliegenden Feststoffes in die einzelnen Segmente eines um seine horizontal orientierte Rotationsachse bewegten Zellenrades, ist dem Außenumfang eines solchen Zellenrades eine Schüttgutzufuhr zugeordnet. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschla- genen Verfahrens läßt sich der bewegte Körper auch in horizontaler Anordnung betreiben, so daß eine Beaufschlagung des in den Segmenten jeweils aufgenommen Schüttgutes durch Gasströme parallel zur Rotationsachse des um seine Rotationsachse drehenden Körpers möglich ist. Bei einer solcherart konfigurierten horizontal betriebenen Zellenradschleuse treten die Gase bevorzugt von oben in die Schüttung ein und strömen nach unten ab. Dabei kann in vorteilhafter Weise eine Abtrennung der Feuchtigkeit, unterstützt durch die Schwerkraft, erfolgen. Werden bei einem in horizontaler Anordnung betriebenen bewegten Körper die einzelnen Segmente mit Schüttgut beaufschlagt, so sind stationär angeordnete Leitungen sowohl für Schüttgut, für Dampf oder auch insbesondere für Gase oder Inertgase sowie eine stationär erfolgende Entnahmeleitung vorgesehen. Die einzelnen am als Zellenrad konfigurierten bewegten rotierenden Körper (z.B. als Flügelzellenrad) ausgeführten Segmente können in alternierender Reihenfolge mit Abdeckflächen versehen werden. Die Abdeckflächen können optional vorgesehen werden. Die alternierende Reihenfolge der Abdeckflächen kann am Boden und am Deckel des in horizontaler Konfiguration betriebenen Zellenrades unterschiedlich gewählt werden, beispielsweise als Ein- bzw. Auslaß für das Schüttgut, als segmentweise in alternierender Anordnung angeordnete Abdeckflächen ohne Gasdurchtritt sowie den Gasdurchtritt ermöglichende, beispielsweise perforierte Segmentflächen. Wird als bewegter Körper ein Flügelzellenrad eingesetzt, entstehen tortenstückförmig konfigurierte Segmente, die voneinander durch Trennwände getrennt sind.In order to ensure the supply of the solid or powdered or granular form into the individual segments of a cell wheel moved about its horizontally oriented axis of rotation, a bulk material supply is assigned to the outer circumference of such a cell wheel. According to an advantageous embodiment variant of the method proposed according to the invention, the moving body can also be operated in a horizontal arrangement, so that the bulk material received in the segments can be acted upon by gas flows parallel to the axis of rotation of the body rotating about its axis of rotation. In a horizontally operated cellular wheel sluice configured in this way, the gases preferably enter the bed from above and flow downward. In this case, the moisture can be separated off, supported by gravity. If the moving body is operated in a horizontal arrangement, the individual segments charged with bulk material, stationary lines are provided both for bulk material, for steam or in particular for gases or inert gases and a stationary extraction line. The individual segments embodied on the moving rotating body configured as a cellular wheel (for example as a vane wheel) can be provided with cover surfaces in an alternating sequence. The cover areas can optionally be provided. The alternating order of the cover surfaces can be chosen differently on the bottom and on the cover of the cell wheel operated in a horizontal configuration, for example as an inlet or outlet for the bulk material, as cover surfaces arranged in segments in alternating arrangement without gas passage, and for example perforated segment surfaces which allow gas passage. If a vane cell wheel is used as the moving body, segments are created that are pie-shaped and are separated from one another by partitions.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens lassen sich in einem als Zellenrad durch Segmentwände in einzelnen Zellen unterteilten bewegbaren Körper Feststoffe so behandeln, daß durchaus Sauerstoffreste im Feststoff verbleiben können, die bei der Weiterverarbeitung nicht stören. Bei dieser Verfahrensvariante kann die Trock-nung überwiegend durch den Luftzutritt unterstützt werden, so daß am um seine Rotationsachse (in horizontaler Anordnung) bewegten Zellenrad ein Luftzutritt ausreichend ist.In an advantageous embodiment of the method proposed according to the invention, solids can be treated in a movable body divided as a cell wheel by segment walls in individual cells in such a way that oxygen residues can remain in the solid which do not interfere with further processing. In this variant of the method, drying can be largely supported by the air access, so that air access is sufficient at the cell wheel moved about its axis of rotation (in a horizontal arrangement).
Werden hingegen Polymere verarbeitet, beispielsweise beim Compoundieren von Polyethylenen, wo der Restsauerstoffgehalt oft ein Problem darstellt und bei der Weiterverarbeitung enorm störend ist, kann eine Konditionierung des in den Segmenten des als Zellenrad ausgeführten bewegten Körpers über Dampf zum Erwärmen erfolgen, wobei sich daran eine Inertisierung des Schüttgutes mit Inertgasen anschließt. Zur Erleichterung des Gasdurchtritts, wobei das Schüttgut in Segmenten verweilen soll, sind die Auslaßflächen und eventuell die Zutrittsflächen als perforierte Gitteranordnung ausgebildet.If, on the other hand, polymers are processed, for example when compounding polyethylenes, where the residual oxygen content often poses a problem and is extremely disruptive during further processing, the body in the segments of the moving body, which is designed as a cellular wheel, can be conditioned by means of steam for heating, which then leads to inerting of the bulk material with inert gases. To facilitate the passage of gas, the bulk material being said to remain in segments, the outlet surfaces and possibly the access surfaces are designed as a perforated grid arrangement.
So läßt sich das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren sowohl bei Feststoffen anwenden, in denen ein Restsauerstoffgehalt verbleiben darf, wobei das erfmdungsgemäß vorgeschlagene Verfahren ebensogut an in Pulver- oder Granulatform vorliegenden Feststoffen verwirklicht werden kann, bei denen ein verbleibender Restsauerstoffgehalt im Feststoff kritisch ist. Dem wird durch die Anzahl der Luft- bzw. Inertgaseintritte bzw. Ausläße am Zellenrad entsprochen, welches als beispielhafte Ausführungsform eines bewegten Körpers vorgesehen werden kann.Thus, the method proposed according to the invention can be used both for solids in which a residual oxygen content may remain, this according to the invention proposed methods can be implemented just as well on solids in powder or granular form, in which a residual residual oxygen content in the solid is critical. This is met by the number of air or inert gas inlets or outlets on the cellular wheel, which can be provided as an exemplary embodiment of a moving body.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe weiterhin durch eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung von in Pulver- oder Granulatform vorliegenden Feststoffen mit Gasströmen mittels eines um seine Rotationsachse bewegbaren Körpers, der einzelne Segmente umfaßt gelöst, wobei im Deckel und im Boden des bewegbaren Körpers segmentweise Abdeckungen vorgesehen sind, die einen Ein- bzw. Austritt von Schüttgut oder Gasstrom zulassen.According to the invention, the object is further achieved by a device for the thermal treatment of solids in powder or granular form with gas streams by means of a body which can be moved about its axis of rotation and comprises individual segments, covers being provided in segments in the lid and in the bottom of the movable body allow bulk material or gas flow to enter or exit.
Mittels einer mit einem Fremdantrieb versehenen rotierenden Vorrichtung kann der Produktdurchsatz entsprechend den Anlagenerfordemissen individuell eingestellt und beeinflußt werden, beispielsweise zur Extruderrohstoffversorgung. Die bewegte Vorrichtung, die um ihre Rotationsachse, sei es in vertikaler oder in horizontaler Anordnung, rotierend ausgebildet ist, kann als Zellenrad konfiguriert sein, wobei die Zellenradnabe Ableitungen für Dampfkondensat und Gas sowie Zuleitungen für Gas zur Unterstützung der Entleerung der einzelnen Segmente über den Umfang des als bewegten Körpers fungierenden Zellenrades aufweisen kann.By means of a rotating device provided with an external drive, the product throughput can be individually adjusted and influenced in accordance with the plant requirements, for example for the supply of extruder raw materials. The moving device, which is designed to rotate about its axis of rotation, be it in a vertical or in a horizontal arrangement, can be configured as a cellular wheel, the cellular wheel hub having lines for steam condensate and gas and lines for gas to support the emptying of the individual segments over the circumference of the cell wheel acting as a moving body can have.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend erläutert.The invention is explained below with reference to the drawing.
Es zeigt:It shows:
Figur 1 eine Seitenansicht eines in vertikaler Anordnung betriebenen bewegten Körpers mit Produktein- und Produktaustrag sowie Gaseintrag über die Außenumfangsfläche,FIG. 1 shows a side view of a moving body operated in a vertical arrangement with product and product discharge and gas entry over the outer peripheral surface,
Figur l a ein Flügelzellenrad Figur 2 eine in perspektivischer Darstellung gezeigte Zellenradanordnung mit zugeordnetem Vorratsschacht,Figure la a vane wheel FIG. 2 shows a cellular wheel arrangement shown in perspective, with an associated supply shaft,
Figur 3 ein in horizontaler Orientierung betriebenes Zellenrad, rotierend um seine Rotationsachse mit schematisch eingezeichneten Schüttgutein- und -austritt undFIG. 3 shows a cell wheel operated in a horizontal orientation, rotating about its axis of rotation with schematically drawn in and out of bulk goods and
Dampf- bzw. Inertgaszufuhrleitungen, stationär angeordnet,Steam or inert gas supply lines, stationary,
Figur 4 eine Deckelkonfiguration eines Zellenrades für die Trocknung überwiegend mitFigure 4 shows a cover configuration of a cellular wheel for drying mainly with
Luft und anschließender Inertisierung,Air and subsequent inerting,
Figur 5 die Bodenkonfiguration eines bewegten Körpers für die Trocknung mit Luft gemäß Figur 4 mit den Gasaustritt ermöglichenden perforierten, die Segmente abdeckenden Flächen,FIG. 5 shows the bottom configuration of a moving body for drying with air according to FIG. 4 with perforated surfaces that allow the gas to escape, covering the segments,
Figur 6 eine Deckelkonfiguration eines als bewegten Körpers fungierenden Zellenrades zur Erwärmung und optionaler Inertisierung des Produktes,FIG. 6 shows a cover configuration of a cellular wheel functioning as a moving body for heating and optionally inerting the product,
Figur 7 die zur Bodenkonfiguration gemäß Figur 6 gehörende Konfiguration des Bodenteiles eines Zellenrades.7 shows the configuration of the base part of a cellular wheel belonging to the base configuration according to FIG. 6.
Aus der Darstellung gemäß Figur 1 geht eine Seitenansicht eines in vertikaler Orientierung betriebenen Zellenrades näher hervor.1 shows a side view of a cell wheel operated in a vertical orientation.
Figur 1 zeigt ein um eine Rotationsachse 1 rotierendes Zellenrad 2, welches beispielsweise im Uhrzeigersinn 26 um die Rotationsachse 1 rotiert. Das Zellenrad 2 ist in einzelne Zellenradsegmente 3 unterteilt, wobei die einzelnen Segmente 3 von der Nabe des Zellenrades 2 ausgehenden Segmentwänden 6 gebildet werden. Mit Bezugszeichen 3.1 ist der Segmentbogen eines Segmentes beispielhaft dargestellt. Bei dieser Konfiguration erfolgt die Beschickung bzw. die Entleerung der einzelnen Segmente 3 über den Außenumfang, an welchem sowohl eine Schüttgutzufuhr 4 als auch eine Schüttgutabfuhr 5 sowie ein Dampfeintritt 16 in schematischer Weise angedeutet sind. Über die erwähnten Zufuhr bzw. Abführstellen erfolgt die Beschickung der einzelnen Segmente 3 des Zellenrades 2, wobei koaxial zur Rotationsachse 1 im Bereich der Zellenradnabe Austrittsleitungen für sich einstellendes Dampfkondensat bzw. Luftabführleitungen vorgesehen sein können.FIG. 1 shows a cellular wheel 2 rotating about an axis of rotation 1, which rotates, for example, clockwise 26 about the axis of rotation 1. The cellular wheel 2 is divided into individual cellular wheel segments 3, the individual segments 3 being formed by segment walls 6 extending from the hub of the cellular wheel 2. The segment arch of a segment is shown as an example with reference number 3.1. In this configuration, the loading or emptying of the individual segments 3 takes place over the outer circumference, on which both a bulk material feed 4 and a bulk material discharge 5 and a steam inlet 16 are indicated in a schematic manner. The individual segments 3 of the cellular wheel 2 are loaded via the feed or discharge points mentioned, whereby Coaxial to the axis of rotation 1 in the area of the cellular wheel hub, outlet lines for steam condensate or air discharge lines which are set up can be provided.
Während beispielsweise das Schüttgut über den Schüttguteintrag 4 in die einzelnen Segmente 3 des Zellenrades 2 zugeführt werden kann, läßt sich über eine ebenfalls koaxial zur Rotationsachse 1 des Zellenrades 2 verlaufende Zufuhrleitung für Inertgas eine von innen radial nach außen erzeugende Inertgasströmung in jedem Segment 3 des Zellenrades 2 erzeugen. In vorteilhafter Weise läßt sich diese Inertgasströmungsrichtung in radialer Richtung nach außen unmittelbar vor bzw. während des Zeitpunktes einstellen, in welchem der Segmentbogen 3.1 eines nunmehr behandeltes Schüttgut enthaltenen Segmentes 3 gegenüber einem Produktaustrag 5 liegt. Zu diesem Zeitpunkt wird durch die von innen nach außen erfolgende Inertgasströmung die Entleerung des jeweiligen Segmentes 3 von behandeltem Schüttgut unterstützt, so daß dessen vollständige Entleerung gewährleistet werden kann. Bei weiterer Drehung des Zellenrades 2 um seine Rotationsachse 1 im Ulirzeigersinn kann in eine solcherart entleerte Segmentzelle des Zellenrades 2 über die Schüttgutzufuhr 4 erneut unbehandeltes Schüttgut über den Segmentbogen 3.1 in die entleerte Zelle 3 eingetragen werden.For example, while the bulk material can be fed into the individual segments 3 of the cellular wheel 2 via the bulk material entry 4, an inert gas flow which generates radially from the inside in each segment 3 of the cellular wheel can also be produced via a feed line for inert gas which also runs coaxially with the axis of rotation 1 of the cellular wheel 2 Generate 2. This inert gas flow direction can advantageously be set in the radial direction to the outside immediately before or during the point in time at which the segment bend 3.1 of a segment 3 now containing bulk material lies opposite a product discharge 5. At this time, the emptying of the respective segment 3 of treated bulk material is supported by the inert gas flow taking place from the inside, so that its complete emptying can be ensured. Upon further rotation of the cell wheel 2 about its axis of rotation 1 in the counterclockwise direction, untreated bulk material can be re-introduced into the emptied cell 3 into a segment cell of the cell wheel 2 which is emptied in this way via the bulk material feed 4.
Nach erfolgtem Schüttguteintrag über die Schüttgutzufuhr 4 kann durch Passage des Dampfeintrittes 16, dessen Öffnungserstreckung lediglich einen Bruchteil des Segmentbogens 3.1 umfaßt, eine Luft- oder eine Inertgasbeschickung 23,24 über den Außenring an den jeweiligen zu behandelnden Schüttgut enthaltenen Segmenten 3 erfolgen. Die Ableitung von Dampf 16 bzw. sich einstellendem Kondensat erfolgt durch die erwähnte koaxial zur Rotationsachse 1 verlaufende Austrittsleitung 8. Ein optional vorzusehender Lufteintrag 23 kann ebenfalls an der Außenseite des Zellenrades 2 über die Außenflächen (Segmentbogen 3.1) der jeweiligen Segmente 3 des Zellenrades 2 erfolgen. Die von außen nach innen strömende Luft, die das in den einzelnen Segmenten 3 enthaltene Schüttgut trocknet, kann ebenfalls über die im Bereich der Zellenradnabe vorgesehene Ableitungen aus den einzelnen Segmenten 3 ausgeleitet werden.After the bulk material has been introduced via the bulk material feed 4, passage of the steam inlet 16, the opening extent of which only comprises a fraction of the segment arc 3.1, can result in air or inert gas charging 23, 24 via the outer ring on the segments 3 contained in the respective bulk material to be treated. Steam 16 or condensate which is produced is discharged through the outlet line 8 which runs coaxially with the axis of rotation 1. An air inlet 23, which can be optionally provided, can also be provided on the outside of the cellular wheel 2 via the outer surfaces (segment arc 3.1) of the respective segments 3 of the cellular wheel 2 , The air flowing in from the outside, which dries the bulk material contained in the individual segments 3, can likewise be discharged from the individual segments 3 via the derivatives provided in the area of the cellular wheel hub.
Im Gegensatz dazu läßt sich die Inertgasströmungsrichtung 9 durch die einzelnen nunmehr behandeltes Schüttgut, d.h.. erwärmtes und getrocknetes Schüttgut enthaltende Zellen 3 in oben bereits erwähnter Weise einstellen, so daß durch die von innen nach außen verlaufende Inertgasströmung 9 durch die Segmente 3 vollständige Entleerung der einzelnen Segmente 3 des Zellenrades 2 gegenüber der Schüttgutabfuhr 5 erreicht werden kann.In contrast, the inert gas flow direction 9 can be handled by the individual bulk material that is now treated, ie. heated and dried cells containing bulk 3 in Set the manner already mentioned above, so that the inert gas flow 9 running from the inside to the outside through the segments 3 allows complete emptying of the individual segments 3 of the cellular wheel 2 with respect to the bulk material removal 5.
Figur l a zeigt die schematische Darstellung eines Flügelzellenrades.Figure la shows the schematic representation of a vane wheel.
Das um seine Rotationsachse 1 drehbare Flügelzellenrad 2, welches bevorzugt als bewegter Körper eingesetzt wird, rotiert relativ zu einer hier nicht dargestellten Begrenzungsfläche. Wenn in vertikaler Anordnung 28 eingebaut, rotiert es in bezug auf zwei seitlich angeordnete, stationär aufgenommene Begrenzungsflächen; wenn in horizontaler Anordnung 29 befindlich, relativ zu einer Bodenfläche und Deckelfläche. Bei horizontaler Anordnung des Flügelzellenrades gemäß Figur la kann eine obere Abdeckung vorgesehen sein, zwingend erforderlich ist diese jedoch nicht. Die einzelnen, im Bereich des Segmentbogens 3.1 offenen Segmente 3 werden durch Segmentwände 6 voneinander getrennt. Die Rotationsrichtung des als bewegter Körper eingesetzten Flügelzellenrades 2 entspricht in der Konfiguration gemäß Figur 1 und la dem Uhrzeigersinn; bei entsprechender Anpassung von Zutritt- und Austrittsflächen ließe sich die Rotationsrichtung jedoch auch umkehren.The vane wheel 2, which is rotatable about its axis of rotation 1 and is preferably used as a moving body, rotates relative to a boundary surface, not shown here. When installed in a vertical arrangement 28, it rotates with respect to two laterally arranged, stationary receiving boundary surfaces; when in a horizontal arrangement 29, relative to a bottom surface and top surface. If the vane wheel according to FIG. 1 a is arranged horizontally, an upper cover can be provided, but this is not absolutely necessary. The individual segments 3 which are open in the region of the segment arch 3.1 are separated from one another by segment walls 6. The direction of rotation of the vane wheel 2 used as a moving body corresponds in the configuration according to FIG. 1 and la clockwise; however, the direction of rotation could also be reversed if the entry and exit surfaces were adjusted accordingly.
Aus der perspektivisch wiedergegebenen Figur 2 geht ein in vertikaler Anordnung 28 um seine Rotationsachse drehbares Zellenrad 2 näher hervor, welches über eine in schematischer Konfiguration wiedergegebene Schüttgutzufuhreinrichtung 10 über seinen Außenumfang mit Schüttgut beaufschlagt wird. Hier nicht dargestellt, befindet sich oberhalb des Schüttgutschachtes ein Schüttgutvorrat, über welchen kontinuierlich Schüttgut an der Schüttgutzuführeinrichtung 10 ansteht. Die Öffnung des Schüttgutschachtes kann in vorteilhafter Weise an die Außenkrümmung der Umfangsfläche des als rotierenden Körpers 3 dienenden Zellenrades angepaßt sein und kann mit ihrem Öffnungsbereich 13 lediglich einen Bruchteil des Segmentbogens 3.1 eines jeweils zu befüllenden bzw. zu beschickenden Segments 3 des Zellenrades 2 überstreichen. Die Öffnung kann hingegen auch den gesamten Segmentbogen 3.1 zwischen zwei nebeneinander liegenden Segmentwänden 6 überstreichen.A perspective view of FIG. 2 shows in more detail a cell wheel 2 which can be rotated in a vertical arrangement 28 about its axis of rotation and which is supplied with bulk material over its outer circumference via a bulk material feed device 10 shown in a schematic configuration. Not shown here, there is a bulk material supply above the bulk material shaft, via which bulk material is continuously present at the bulk material feed device 10. The opening of the bulk material chute can advantageously be adapted to the outer curvature of the circumferential surface of the cell wheel serving as rotating body 3 and, with its opening area 13, can only sweep over a fraction of the segment sheet 3.1 of a segment 3 of the cell wheel 2 that is to be filled or loaded. In contrast, the opening can also sweep over the entire segment arch 3.1 between two adjacent segment walls 6.
Mit Bezugszeichen 5 ist der hier nicht näher dargestellte Schüttgutentnahmepunkt bezeichnet (vergl. Darstellung gem. Figur 1).Reference number 5 denotes the bulk material removal point, which is not shown in any more detail here (see illustration according to FIG. 1).
Bei vertikaler Anordnung 28 des als bewegten Körpers fungierenden Zellenrades 2 befindet sich der Schüttgutaustrag 5 vorzugsweise an der Unterseite, um neben der in radialer Richtung von innen nach außen verlaufenden Inertgasströmung 9 durch die einzelnen Segmente 3 ein durch die Schwerkraft begünstigtes Entleeren der einzelnen das Produkt enthaltenden Zellen 3 des Zellenrades 2 zu gewährleisten.In the case of a vertical arrangement 28 of the cellular wheel 2 functioning as a moving body, the bulk material discharge 5 is preferably located on the underside in order to empty the individual containing the product, which is favored by gravity, in addition to the inert gas flow 9 running radially from the inside to the outside through the individual segments 3 To ensure cells 3 of the cellular wheel 2.
Aus der Darstellung gemäß Figur 3 geht in schematischer Anordnung ein in horizontaler Orientierung betriebenes Zellenrad 2 näher hervor. Die als Zellenrad 2 konfigurierten, um die Rotationsachse 1 im Uhrzeigersinn 26 rotierenden Körper enthalten einzelne Segmente 3, die über sternförmig über die Nabe ausgehende Segmentwände 6 voneinander getrennt sind. Die Höhe der einzelnen Segmente 3 des Zellenrades 2 ist durch Bezugszeichen 18 gekennzeichnet. Im oberen Teil von Figur 3 befindet sich das hier nicht näher dargestellte, aber weiter unten näher ausgeführte Deckelsystem des Zellenrades 2, welches bei horizontaler Anordnung 29 optional vorgesehen sein kann. Insbesondere die den Gaszutritt erlaubenden perforierten Segmente sind dabei optional vorgesehen. An der Unterseite befindet sich der in Figur 3 nicht näher dargestellte, aber in Figuren 5 und 7 näher konfigurierte Bodenbereich des Zellenrades 2. Mit Bezugszeichen 4 ist der gemäß der Darstellung in Figur 3 folgende parallel zur Rotationsachse 1 verlaufende Schüttguteintrag gekennzeichnet. An dieser Stelle wird das zu behandelnde in Pulver-oder Granulatform vorliegende Schüttgut in die einzelnen Segmente 3 des Zellenrades 2 eingeleitet. Gemäß der Darstellung in Figur 3 ist ein Zellenrad 2 vorgesehen, aus welchem, mit Bezugszeichen 17 gekennzeichnet, ein Produktaustrag in eine hier nicht dargestellte Weiterverarbeitungseinheit, einen Extruder z.B. erfolgt. Das gerade mit zu behandelndem Schüttgut in Pulver- oder Granulatform befüllte Segment 3 des Zellenrades 2 rotiert gemäß der Darstellung in Figur 3 im Uhrzeigersinn 26 um seine in vertikaler Richtung orientierte Rotationsachse 1. Das in der Segmentzelle 3 jeweils enthaltene Schüttgut wird durch den mit Bezugszeichen 16 bzw 22 in stationärer Form vorgesehenen Dampfeintrag in das entsprechende Segment 3 erwärmt.From the illustration according to FIG. 3, a cell wheel 2 operated in a horizontal orientation is shown in a schematic arrangement. The bodies configured as cellular wheel 2, rotating about the axis of rotation 1 in the clockwise direction 26, contain individual segments 3 which are separated from one another by segment walls 6 extending in a star shape via the hub. The height of the individual segments 3 of the cellular wheel 2 is identified by reference numeral 18. In the upper part of FIG. 3 there is the cover system of the cellular wheel 2, which is not shown in detail here, but which is explained in more detail below, which can optionally be provided with a horizontal arrangement 29. In particular, the perforated segments that allow gas access are optionally provided. On the underside there is the bottom region of the cellular wheel 2, which is not shown in more detail in FIG. 3 but is configured in more detail in FIGS. 5 and 7. At this point, the bulk material to be treated, which is in powder or granule form, is introduced into the individual segments 3 of the cellular wheel 2. According to the illustration in FIG. 3, a cellular wheel 2 is provided, from which, identified by reference numeral 17, a product is discharged into a further processing unit (not shown here), for example an extruder. The segment 3 of the cellular wheel 2 which is just filled with bulk material to be treated in powder or granule form rotates clockwise 26 about its axis of rotation 1 oriented in the vertical direction as shown in FIG. 3. The bulk material contained in the segment cell 3 is separated by the heated with reference numeral 16 or 22 provided steam entry in the corresponding segment 3 in stationary form.
Nach dem Dampfeintrag zur Erwärmung des im entsprechenden Segment 6 aufgenommenen Schüttgutvorrates erfolgt die Trocknung. Dampfeintrag, Inertgaszufuhr sowie ein optional vorzusehender Lufteintritt können stationär an der Oberseite des Zellenrades 2 vorgesehen werden. Besonders bevorzugt ist es, die Dampfeinleitung an den tortenstückartig konfigurierten Segmentflächen vorzunehmen. Bei der in horizontaler Anordnung 29 betriebenen Konfiguration des bewegten Körpers, ausgestaltet als Zellenrad 2, erfolgt an der Unterseite des Zellenrades 2 der Gasaustritt. Dazu ist der Bodenbereich des Zellenrades 2 gem. Figur 3 - obwohl hier nicht näher dargestellt - mit Gasdurchtritt erlaubenden Flächen versehen.After the steam input for heating the bulk goods stored in the corresponding segment 6, the drying takes place. Steam entry, inert gas supply and an optional air inlet can be provided stationary on the top of the cellular wheel 2. It is particularly preferred to carry out the steam introduction on the segmented areas configured as pie pieces. In the configuration of the moving body, configured as a cellular wheel 2, operated in a horizontal arrangement 29, the gas escapes on the underside of the cellular wheel 2. For this purpose, the bottom area of the cellular wheel 2 according to Figure 3 - although not shown here - provided with gas permitting surfaces.
Aus der Darstellung gemäß Figur 4 geht der Deckelbereich eines bewegbaren Körpers 2 näher hervor, der als Zellenrad beschaffen ist und im wesentlichen für eine Trocknung des in Pulver- oder Granulatform vorliegenden Feststoffes mit Luft dient.4 shows the lid area of a movable body 2, which is designed as a cellular wheel and is used essentially for drying the solid in powder or granular form with air.
Ein mit Bezugszeichen 19 bezeichneter optionaler Zelle raddeckel ist gemäß der Darstellung aus Figur 3 durch Segmentwände 6 in einzelne Segmente 3 unterteilt. Mit Bezugszeichen 4 ist der in das Segment 3 vorzunehmende Produkteintrag bezeichnet, während das im Uhrzeiger-sinn 26 gesehen danebenliegende Segment 3 von einer festen Abdeckung 21 verschlossen ist. Die in Figur 4 als weiße Flächen erscheinenden Segmente 3 stellen die Segmente 3 des Zellenrades 2 dar, welches sich um seine Rotationsachse 1, aufgenommen in vertikaler Anordnung, im Uhrzeigersinn 26 bewegt. Durch die bei 4 freigegebene Öffnung des entsprechenden Segmentes 3 kann demzufolge Feststoff in dieses Segment 3 eintreten. In dem im Uhrzeigersinn 26 daneben liegenden Segment 3 erfährt das Schüttgut keine Behandlung, in dem sich anschließenden Segment 3, gesehen im Uhrzeigersinn 26, erfolgt eine Dampfzufuhr 22. Der Außenbogen des Segmentes 3 ist mit Bezugszeichen 3.1 bezeichnet. Nach erfolgter Dampfzufuhr, d.h. einer Erwäπnung des im Segment 3 jeweils aufgenommenen Schüttgutvorrates, wird das Schüttgut einer Luftzufuhr 23 zugeführt, wodurch eine Trocknung erfolgt Mit Bezugszeichen 24 sind in der Figur 4, den Deckelbereich 19 eines Zellenrades 2 wiedergebend, die Inertgaszuführungen als stationär angeordnete Stickstoffleitungen 24 ausgebildetAn optional cell wheel cover designated by reference numeral 19 is divided into individual segments 3 by segment walls 6 as shown in FIG. 3. Reference number 4 denotes the product entry to be made in segment 3, while the segment 3 lying next to it in the clockwise direction 26 is closed by a fixed cover 21. The segments 3 appearing as white areas in FIG. 4 represent the segments 3 of the cellular wheel 2, which moves clockwise 26 about its axis of rotation 1, taken in a vertical arrangement. Through the opening of the corresponding segment 3, which is released at 4, solids can consequently enter this segment 3. In the segment 3 lying next to it in the clockwise direction 26, the bulk material is not treated; in the adjoining segment 3, viewed in the clockwise direction 26, a steam supply 22 takes place. The outer arc of the segment 3 is designated by reference number 3.1. After the steam has been supplied, that is to say a heating of the bulk material supply recorded in segment 3, the bulk material is fed to an air supply 23, whereby drying takes place 4, the cover area 19 of a cellular wheel 2, the inert gas feeds are designed as stationary nitrogen lines 24 in FIG
Im hier dargestellten Beispiel einer Deckelkonfiguration 19 eines Zellenrades 2 sind 2 nebeneinanderliegende Segmente 3 geöffnet, um einen Durchtritt von Inertgasen, wie beispielsweise CO2 zu ermöglichen. Die weiße Fläche bedeutet eine entsprechende Öffnung oder ein den Gasdurchtritt ermöglichendes Blech.In the example shown here of a cover configuration 19 of a cellular wheel 2, two adjacent segments 3 are opened in order to allow inert gases such as CO 2 to pass through. The white area means a corresponding opening or a plate that allows gas to pass through.
Es liegt auf der Hand, das je nach Beschaffenheit, Erwärmungserfordernis, Feuchtegrad und Korngröße des in Pulver- oder Granulatform vorliegenden Schüttgutes an melireren Segmenten 3 eine Dampfzufuhr, an einzelnen Segmenten 3 eine Luftzufuhr, die die Trocknung unterstützt, vorgenommen werden kann.It is obvious that, depending on the nature, heating requirements, degree of moisture and grain size of the bulk material in powder or granular form, a supply of steam to meltered segments 3 and an air supply to individual segments 3 that supports drying can be carried out.
Die hier in der Darstellung gem. Figur 4 im unteren Bereich nebeneinanderliegenden, eine Inertgaszufuhr 24 erlaubenden Segmentflächen , von denen hier nur 2 dargestellt sind, können sich auch über mehr als 2 Segmente 3 des Zellenrades 2 erstrecken.The here according to the representation. FIG. 4 segment areas lying next to one another in the lower area and allowing an inert gas supply 24, of which only 2 are shown here, can also extend over more than 2 segments 3 of the cellular wheel 2.
Aus der Darstellung gem. Figur 5 geht der Bodenbereich eines Zellenrades 2 näher hervor, welches in erster Linie der Trocknung eines Feststoffes durch Luftzufuhr dient, wobei im zu trocknenden Feststoff durchaus noch Sauerstoffreste, die die Weiterverarbeitung des Feststoffes nicht beeinträchtigen, vorhanden sein dürfen. Mit Bezugszeichen 17 ist das Segment 3 bezeichnet, an welchem das während einer Umdrehung des Zellenrades 2 im Uhrzeigersinn 26 seiner Rotationsachse 1 im Segment 3 aufgenommene Schüttgut ein vollständigen Behandlungszyklus erfahren hat und an dieser Stelle das Segment 3 verläßt. Mit Bezugszeichen 17 ist der Produktaustrag aus dem jeweiligen Segment 3 bezeichnet.From the representation acc. FIG. 5 shows the bottom area of a cellular wheel 2, which primarily serves to dry a solid by supplying air, wherein oxygen residues which do not impair the further processing of the solid may still be present in the solid to be dried. Reference number 17 denotes segment 3, on which the bulk material picked up in segment 3 during a rotation of cell wheel 2 in the clockwise direction 26 of its axis of rotation 1 has undergone a complete treatment cycle and leaves segment 3 at this point. Reference 17 denotes the product discharge from the respective segment 3.
Je nach Ausgestaltung der Deckelkonfiguration in Bezug auf Durchtrittsöffnungen und Abdeckungen der einzelnen das Schüttgut aufnehmenden Segmentes 3, ist der Boden eines als bewegter Körper dienenden Zellenrades 2 sowohl mit einem Gasdurchtritt sowie auch einem Schüttgutdurchtritt verhindernden festen Blechen 25 pro Segment 3 ausgestattet, wohingegen aus der Darstellung gem. Figur 5 hervorgeht, daß einzelne Segmente 3 mit einem perforierten oder gitterförmig angeordnetem Boden versehen sein können, welche zwar das Schüttgut in den einzelnen Segmenten 3, die voneinander durch die angedeuteten Segmentwände 6 des Zellenrades 2 getrennt sind, zurückhält, aber durchaus einen Durchtritt von Wasserdampf, Inertgas und Trocknungsluft gestatten. Auf diese Weise kann beispielsweise feuchte Luft das Zellenrad 2 parallel zur Rotationsachse 1 nach unten hin verlassen sowie auch Dampfkondensat aus den einzelnen Segmenten 3 aus dem in diesem vorhandenes Schüttgut ausgetrieben werden. Bei den durch eine feste Bodenfläche 25 in Gestalt eines tortenstückföπnig konfigurierten Blechteiles abgeschlossenen Segmenten 3 ist ein Gasaustritt parallel zur Rotationsachse 1 des Zellenrades 2 nach unten nicht möglich. Die Verweildauer des zu konditionierenden Schüttgutes ist eine Funktion der Drehzahl des Flügelzellenrades 2 um eine Rotationsachse 1. Bei gegebener Dimensionierung des Zellenrades 2 läßt sich die Effektivität in Bezug auf Aufheizung und Trocknung mit den durchgesetzten Gasvolumina variieren.Depending on the configuration of the lid configuration with regard to passage openings and covers of the individual segments 3 receiving the bulk material, the bottom of a cellular wheel 2 serving as a moving body is equipped with both gas passage and solid sheets 25 per segment 3 preventing bulk material passage, whereas from the illustration gem. Figure 5 shows that individual segments 3 can be provided with a perforated or lattice-shaped bottom, which Although the bulk material in the individual segments 3, which are separated from one another by the indicated segment walls 6 of the cellular wheel 2, is retained, it does, however, permit water vapor, inert gas and drying air to pass through. In this way, for example, moist air can leave the cellular wheel 2 downward parallel to the axis of rotation 1 and steam condensate can also be expelled from the individual segments 3 from the bulk material present therein. In the case of the segments 3 which are closed off by a fixed base surface 25 in the form of a sheet-metal part configured in the form of a pie piece, a gas outlet parallel to the axis of rotation 1 of the cellular wheel 2 is not possible downwards. The dwell time of the bulk material to be conditioned is a function of the rotational speed of the vane wheel 2 about an axis of rotation 1. Given the dimensions of the cell wheel 2, the effectiveness in terms of heating and drying can be varied with the gas volumes that are passed through.
In den Darstellungen gem. der Figuren 6 und 7 sind Konfigurationen eines bewegbaren Köφers dargestellt, der Feststoffe in Granulat- oder Pulverform zu behandeln erlaubt, in denen nach der Behandlung keine störenden Sauerstoffeste, die die Weiterverarbeitung beeinträchtigen können, vorhanden sein dürfen. Dies kann beispielsweise beim Compoun- dieren von Polyethylenen ein Problem sein; insbesondere dann, wenn die Produkte mit Luft pneumatisch gefördert w irden und dadurch einen hohen Sauerstoffgehalt aufweisen.In the representations acc. FIGS. 6 and 7 show configurations of a movable body which allows solids to be treated in granular or powder form, in which no disturbing oxygen residues which may impair further processing may be present after the treatment. For example, this can be a problem when composing polyethylenes; especially if the products are pneumatically conveyed with air and therefore have a high oxygen content.
Im Unterschied zu den Deckel- bzw. Bodenkonfigurationen gem. der Ausführungsvarianten in Figuren 4 und 5 ist bei den Ausführungsvarianten gem. der Figuren 6 und 7 ein größerer Anteil von Segmenten 3 am Zellenrad 2 Stickstofflnertgaseinlässen 24.1 , 24.2, 24.3 bzw. 24.4 ausgesetzt, wohingegen eine Luftzufuhr in den einzelnen Segmenten gem. der Deckelkonfiguration 19 in Figur 6 vollständig unterbleibt Zur Trocknung dient demnach lediglich das an 4 Segmenten 3 am Umfang des Zellenrades 2 zugeführte Inertgas, beispielsweise Stickstoff, da ein gesonderter Lufteintrag gem. der Deckelkonfiguration in Figur 4 den gerade nicht erwünschten Sauerstoffgehalt des im Granulat- oder Pulverform vorliegenden Feststoffes weiter erhöhen würde. Demzufolge ist auch die Bodenseite gem. der Darstellung aus Figur 4 eines solcherart eingesetzten Zellenrades 2 im Vergleich zur Darstellung des Bodenbereiches gem. Figur 5 anders beschaffen. Bei dem gemäß Figur 7 dargestellten Bodenbereich sind die Böden der einzelnen Segmente 3 gerade so beschaffen, daß das Schüttgut in diesen vorhanden bleibt, jedoch eine Inertisierung des darin enthaltenen Schüttgutes möglich bleibt. Der in Gitterform oder maschendrahtförmig beschaffene oder auch perforierte Böden erlaubt einerseits einen Rückhalt des zu konditionierenden Schüttgutes in den Segmente 3 des Zellenrades 2; andererseits kann durch die im Boden vorgesehenen Öffnungen ein Gasdurchtritt erzielt werden. Aus der Darstellung gemäß Figur 7 geht hervor, daß die einzelnen Bodensegmente 27.1, 27.2, 27.3, 27.4, 27.5, 27.6 und 27.7 in Drehrichtung 26, d.h. im Uhrzeigersinn gesehen, nebeneinander liegen. Bei 17 ist der parallel zur Rotationsachse 1 des Zellenrades 2 erfolgende Produktaustrag möglich, an welchem das Produkt die Segmente 3 des Zellenrades 2 verläßt Mit einem solcherart in horizontaler Anordnung 29 betriebenen Zellenrades 2 läßt sich sehr effizient durch Direktdampfeinleitung an der Deckelseite 19 des Zellenrades 2 sowie durch anschließende Inertgaszufuhr an melireren hintereinander liegenden Stellen Sauerstoff aus dem Granulatoder in Pulverform vorliegenden Feststoff austreiben.In contrast to the lid or bottom configurations acc. The design variants in FIGS. 4 and 5 are in accordance with the design variants. 6 and 7, a larger proportion of segments 3 on the cellular wheel 2 are exposed to nitrogen inert gas inlets 24.1, 24.2, 24.3 and 24.4, whereas an air supply in the individual segments according to FIG. of the cover configuration 19 in FIG. 6 is completely omitted. For drying, therefore, only the inert gas, for example nitrogen, which is supplied to 4 segments 3 on the circumference of the cellular wheel 2 is used, since a separate air inlet according to FIG. the lid configuration in FIG. 4 would further increase the currently undesirable oxygen content of the solid in the form of granules or powder. Accordingly, the bottom side is gem. the representation from FIG. 4 of a cellular wheel 2 used in this way in comparison to the representation of the base area according to FIG. Figure 5 procured differently. In the bottom area shown in FIG. 7, the bottoms of the individual segments 3 are made in such a way that the bulk material remains in them, but inertization of the bulk material contained therein remains possible. The lattice-shaped or mesh-like or perforated bottoms on the one hand allow the bulk material to be conditioned to be retained in the segments 3 of the cellular wheel 2; on the other hand, gas passage can be achieved through the openings provided in the bottom. 7 shows that the individual base segments 27.1, 27.2, 27.3, 27.4, 27.5, 27.6 and 27.7 lie next to one another in the direction of rotation 26, ie seen in the clockwise direction. At 17, the product discharge parallel to the axis of rotation 1 of the cellular wheel 2 is possible, at which the product leaves the segments 3 of the cellular wheel 2. With a cellular wheel 2 operated in this way in a horizontal arrangement 29, it can be very efficiently by direct steam introduction on the cover side 19 of the cellular wheel 2 as well drive out oxygen from the granules or powder present in solid form by subsequent inert gas supply at meler successive locations.
Das Austreiben von Sauerstoff ist erforderlich, um beispielsweise eine Degradation weitestgehend zu verhindern. Ein geringer Sauerstoffgehalt im Feedstrom und in der Polymerschmelze bedeutet ein höherwertiges Produkt, welches beispielsweise hinsichtlich des Yellowness-Indizes qualitätsmäßig höher eingestuft werden kann.The expulsion of oxygen is necessary in order to largely prevent degradation, for example. A low oxygen content in the feed stream and in the polymer melt means a higher quality product, which can be classified in terms of quality, for example with regard to the yellowness index.
Neben einer deutlichen Verbesserung der Produktqualität beim Extrudieren, wo zugeführtes Material nur mit Sauerstoff in Berührung kommt, beispielsweise bei pneumatischen Zuführungen, besitzt das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren noch weitere Vorteile:In addition to a significant improvement in product quality during extrusion, where material supplied only comes into contact with oxygen, for example in the case of pneumatic feeds, the method proposed according to the invention has further advantages:
1. Ein Großteil der durch das Aufheizen in das zu verarbeitende Produkt einzubringenden Energie kann am Extruder bei dessen zuzuführender elektrischer Energie eingespart werden. Da Dampf an Produktionsstellen im allgemeinen zur Verfügung steht, ergibt sich eine erhebliche Minderung der Einspeisung von Energie am Extruder.1. A large part of the energy to be introduced by the heating into the product to be processed can be saved on the extruder with the electrical energy to be supplied become. Since steam is generally available at production sites, there is a significant reduction in the feed-in of energy to the extruder.
2. Bei gleichen Produktdurchsätzen auf den Extrudern wird zur Vorwärmung des Polymergranulates weniger elektrische Energie benötigt; die mechanische Beanspruchung des2. With the same product throughputs on the extruders, less electrical energy is required to preheat the polymer granules; the mechanical stress of the
Extruders wird herabgesetzt. Dies bedeutet Vorteile hinsichtlich der Lebensdauer des Extruders sowie Vorteile hinsichtlich der Wartungszyklen.Extruder is reduced. This means advantages in terms of the life of the extruder and advantages in terms of maintenance cycles.
3.Third
Für den Fall, daß die zur Verfügung stehende mechanische Antriebsleistung des Extruders als Engpaß bei einer geplanten Durchsatzerhöhung darstellt, kann der Materialdurchsatz deutlich erhöht werden.In the event that the available mechanical drive power of the extruder is a bottleneck in a planned increase in throughput, the material throughput can be increased significantly.
Anhand eines Beispiels seien nachfolgend sich einstellende Verfahrensparameter sowie die Dimensionierung eines erfmdungsgemäß konfigurierten Zellenrades näher erläutert:Using an example, the process parameters that are set and the dimensions of a cell wheel configured according to the invention are explained in more detail below:
Bei einem Massenstrom von 6 t pro Stunde Polyethylen-Gries und einer angenommenen Umdrehungszahl des Zellenrades von einer Umdrehung pro Minute werden 100 kg Polyethylengries pro Minute durch das Zellenrad 2 durchgesetzt. Pro Zellenrad 2 werden 10 Segmente oder Kammern 3 angenommen, d. h. jedes Segment nimmt ca. 10 kg Polyethylen d. h. ein 20 1 entsprechendes Volumen auf. Das Gesamtvolumen des Zellenrades 2 muß deswegen so ausgelegt sein, daß 200 1 Material aufgenommen werden können.With a mass flow of 6 t per hour of polyethylene grits and an assumed number of revolutions of the cellular wheel of one revolution per minute, 100 kg of polyethylene grits per minute are passed through the cellular wheel 2. 10 segments or chambers 3 are assumed per cellular wheel 2, i. H. each segment takes about 10 kg of polyethylene d. H. a volume corresponding to 20 1. The total volume of the cellular wheel 2 must therefore be designed so that 200 1 material can be accommodated.
Bei Annahme eines Zellenrades 2 mit 1 ,5 m Durchmesser, welches einer Fläche von 1 ,76 m2 entspricht, ergibt sich eine Bauhöhe 18 des Zellenrades 2 von etwa 11 ,3 cm.Assuming a cellular wheel 2 with a diameter of 1.5 m, which corresponds to an area of 1.76 m 2 , the overall height 18 of the cellular wheel 2 is approximately 11.3 cm.
Für die Erwärmung des Polyethylengrieses oder des in Granulatform oder Pulverform vorliegenden Schüttgutes von 20 auf 100°C werden 0,5 t Dampf pro Std. , was etwa 800 m3 pro Stunde entspricht, benötigt. Daraus ergibt sich, daß sich pro Minute 13 m durch das Zellenrad 2 durchsetzen lassen. Dies entspricht einem Volumenstrom von 200 1 Dampf pro Sekunde. Bei einer angenommenen Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes von etwa 4,5 km/Std. stellt sich eine mittlere Verweilzeit des in Pulver- oder Granulatfoπn vorliegenden Materials im Dampfstrom von etwa 6 Sekunden ein. 0.5 t steam per hour, which is about 800 m 3, is used to heat the polyethylene grit or the bulk material in granular or powder form from 20 to 100 ° C corresponds per hour. The result of this is that 13 m can be passed through the cellular wheel 2 per minute. This corresponds to a volume flow of 200 1 steam per second. Assuming the flow velocity of the steam is about 4.5 km / h. an average dwell time of the material present in powder or granule form in the steam flow is about 6 seconds.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Rotationsachse1 axis of rotation
2 Zellenrad2 cellular wheel
3 Zellenradsegment 3.1 Segmentbogen3 cellular wheel segment 3.1 segment arch
4 Schüttgutzufuhr 5 Schüttgutabfuhr4 Bulk material supply 5 Bulk material removal
6 Segmentwand6 segment wall
7 Lufteintritt7 air intake
8 Austritt8 exit
9 Inertgasströmungsrichtung 10 Schüttgutzufuhrschacht9 Inert gas flow direction 10 Bulk material feed shaft
1 1 Schüttgutvorrat1 1 bulk supply
12 Schüttgutaustritt12 Bulk material outlet
13 Öffnungsbereich13 opening area
14 Zellenradbreite 15 Austrittsöffnungserstreckung14 cell wheel width 15 outlet opening extension
16 Dampfeintritt16 steam admission
17 Schüttgutentnahme17 Bulk material removal
18 Zellenradhöhe18 cell wheel height
19 Zellenraddeckel 20 Zellenradboden19 cellular wheel cover 20 cellular wheel base
21 Geschl. Segment21 closed segment
22 Dampfzufuhr22 Steam supply
23 Luftzufuhr23 Air supply
24 Inertgaszufuhr 24 Inert gas supply
25 Blech25 sheet
26 Drehsinn26 direction of rotation
27 Perforierte Segmentböden27 perforated segment floors
GasaustrittssegmentGas exit segment
27.7 27.7
28 Vertikal Anordnung28 Vertical arrangement
29 Horizontal Anordnung 29 Horizontal arrangement

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur thermischen Behandlung von in Pulver- oder Granulatform vorliegenden Feststoffen mit Gasströmen (7, 16, 22, 23, 24) mittels eines um eine Rotationsachse (1) bewegten Köφers (2) mit nachfolgenden sukzessive zu durchlaufenden Verfahrensschritten:1. Process for the thermal treatment of solids in powder or granule form with gas streams (7, 16, 22, 23, 24) by means of a body (2) moved about an axis of rotation (1) with the following process steps to be carried out successively:
- dem Erwärmen des in Segmenten (3) des Köφers (2) aufgenommenen- The heating of the segments (3) of the body (2)
Schüttgutes durch Beaufschlagung mit Wasserdampf (22),Bulk goods by exposure to water vapor (22),
dem in einem oder mehrere Folgeschritte erfolgenden Aussetzung des erwärmten Schüttgutes einer Luftzufuhr (23) und/oder einer Inertgaszufuhr (24)the exposure of the heated bulk material to an air supply (23) and / or an inert gas supply (24) in one or more subsequent steps
der Entnahme (17) des getrockneten oder inertisierten Schüttgutes aus dem bewegten Köφer (2)the removal (17) of the dried or inertized bulk material from the moving body (2)
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (3) eines in vertikaler Anordnung (28) betriebenen bewegten Rotationsköφers (2) über seinen Außenumfang beschickt/entleert werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the segments (3) of a vertical arrangement (28) operated rotating body (2) are loaded / emptied over its outer circumference.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Schüttgut am Außenring des bewegten Köφers (2) den Segmenten (3) zugeführt und diese am3. The method according to claim 2, characterized in that bulk material on the outer ring of the moving body (2) supplied to the segments (3) and this on
Außenring des bewegbaren Körpers (2) entleert werden.Outer ring of the movable body (2) are emptied.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß in Inertgase (24) und/oder Dampf (16,22) seitlich in die Segmente (3) des um seine Rotationsachse (1) bewegten Körpers (2) eintreten. 4. The method according to claim 1, characterized in that in inert gases (24) and / or steam (16, 22) enter laterally into the segments (3) of the body (2) moving about its axis of rotation (1).
5. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf - und Lufteintritt (7) am Außenumfang des bewegbaren Köφers (3) erfolgt5. The method according to claim 2, characterized in that the steam and air inlet (7) on the outer circumference of the movable body (3)
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Dampf, Luft, Inertgas an der Nabe (8) des bewegten Köφers (2) nach Durchströmung der Segmente (3) in radialer Richtung austreten.6. The method according to claim 5, characterized in that steam, air, inert gas on the hub (8) of the moving body (2) after flowing through the segments (3) emerge in the radial direction.
7. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasbeaufschlagung der Segmente (3) in radialer Richtung (9) von innen nach außen erfolgt.7. The method according to claim 2, characterized in that the gas is applied to the segments (3) in the radial direction (9) from the inside to the outside.
8. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Versorgung der Segmente (3) des Köφers (2) dem Außenumfang des Köφers (2) eine Schüttgutzufuhr (10, 1 1 , 12) zugeordnet ist.8. The method according to claim 2, characterized in that for supplying the segments (3) of the body (2) the outer circumference of the body (2) is assigned a bulk material supply (10, 1 1, 12).
9. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (3) eines in horizontaler Anordnung (29) betriebenen bewegten Köφers (2) parallel zur Rotationsachse (1) des bewegten Köφers (2) mit Gasströmen (4, 16, 22, 23 und 24) beaufschlagt werden.9. The method according to claim 1, characterized in that the segments (3) of a horizontally arranged (29) operated moving body (2) parallel to the axis of rotation (1) of the moving body (2) with gas flows (4, 16, 22, 23 and 24) are applied.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß der bewegte Körper (2) deckelseitig (19) mit die Segmente (3) in alternierender Reihenfolge abdeckenden Flächen (25) versehen ist.10. The method according to claim 9, characterized in that the moving body (2) on the cover side (19) with the segments (3) in alternating order covering surfaces (25) is provided.
1 1. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegte Körper (2) bodenseitig (20) ein Segmente (3. 1 7) mit Auslaß für das behandelte Schüttgut sowie segmentweise angeordneten Abdeckflächen (25) sowie mit den Gasaustritt ermög-lichenden Segmentflächen (27) versehen ist.1 1. The method according to claim 9, characterized in that the moving body (2) on the bottom side (20) a segments (3. 1 7) with outlet for the treated bulk material and segmented cover surfaces (25) and with the gas outlet possible Segment surfaces (27) is provided.
12. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in horizontaler Anord- nung (29) des bewegten Köφers (2) das Austreiben von Feuchtigkeit in zur Rotationsachse (1) paralleler Richtung unterstützt wird. 12. The method according to claim 9, characterized in that in the horizontal arrangement (29) of the moving body (2) the expulsion of moisture in the direction parallel to the axis of rotation (1) is supported.
13. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Segmenten (3) aufgenommene Schüttgut eine Trocknung durch Luft (7, 23) bei zulässigem Rest-sauerstoffgehalt des Schüttgutes unterzogen wird.13. The method according to claim 9, characterized in that the bulk material received in the segments (3) is subjected to drying by air (7, 23) with a permissible residual oxygen content of the bulk material.
14. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das von Sauerstoff zu befreiende Schüttgut durch Direktdampfeinleitung (22) und Zufuhr von Inertgas (24) inertisiert wird.14. The method according to claim 9, characterized in that the bulk material to be freed from oxygen is rendered inert by direct steam introduction (22) and supply of inert gas (24).
15. Vorrichtung zur thermischen Behandlung von in Pulver- oder in Granulatform vorliegenden Feststoffen mit Gasströmen (7, 16, 22, 23, 24) mittels eines um seine15. Device for the thermal treatment of solids present in powder or granule form with gas streams (7, 16, 22, 23, 24) by means of one around it
Rotationsachse (1) bewegten Zellenrades (2), das einzelne Segmente (3) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß im Deckel (19) und im Boden (20) des bewegten Zellenrades (2) segmentweise Abdeckungen (21 , 25, 27) vorgesehen sind, die einen Eintritt bzw. Austritt von Schüttgut oder Gasströmen (22, 23, 24) ermöglichen.Rotation axis (1) of the moving cellular wheel (2), which comprises individual segments (3), characterized in that covers (21, 25, 27) are provided in segments in the cover (19) and in the bottom (20) of the moving cellular wheel (2) that allow entry or exit of bulk material or gas flows (22, 23, 24).
16. Vorrichtung gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegte Köφer (2) als Zellenrad ausgebildet ist, welches um seine Rotationsachse (1) bewegbar ist und in der Zellenradnabe Ableitungen (8) für Dampfkondensat, Luft und Zuleitungen für Inertgas zur Unterstützung zur Entleerung der Segmente (3) vorgesehen sind.16. The apparatus according to claim 15, characterized in that the moving body (2) is designed as a cellular wheel, which is movable about its axis of rotation (1) and in the cellular wheel derivatives (8) for steam condensate, air and supply lines for inert gas to support Emptying the segments (3) are provided.
17. Vorrichtung gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des um seine Rotationsachse (1) rotierenden Zellenrades (2) ein den stationären Gaszutritt und den Zutritt von Schüttgut erlaubender Deckel (19) aufgenommen ist und unterhalb des um seine Rotationsachse (1) rotierenden Zellenrades (2) ein stationärer Deckel (20) mit Schüttgutentnahme (17) sowie den Gasdurchtritt erlaubenden Segmenten (27) aufgenommen ist.17. The apparatus according to claim 15, characterized in that above the rotating about its axis of rotation (1) rotating cell wheel (2) a stationary gas access and the access of bulk material allowing cover (19) is received and below the rotating around its axis of rotation (1) Cell wheel (2), a stationary cover (20) with bulk material removal (17) and segments (27) permitting gas passage is accommodated.
18. Vorrichtung gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (3) des bewegten Körpers (2) in vertikaler Richtung durchströmt werden. 18. The apparatus according to claim 15, characterized in that the segments (3) of the moving body (2) are flowed through in the vertical direction.
9. Vorrichtung gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (3) des bewegten Körpers (2) von außen nach innen oder von innen nach außen von Dampf, Luft, Inert- oder Trocknungsgas durchströmt werden. 9. The device according to claim 15, characterized in that the segments (3) of the moving body (2) are flowed through from outside to inside or from inside to outside by steam, air, inert or drying gas.
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