EP3702710B1 - Drying container and method for drying plastic granulate - Google Patents

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EP3702710B1
EP3702710B1 EP20157021.5A EP20157021A EP3702710B1 EP 3702710 B1 EP3702710 B1 EP 3702710B1 EP 20157021 A EP20157021 A EP 20157021A EP 3702710 B1 EP3702710 B1 EP 3702710B1
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    • F26B2200/08—Granular materials

Definitions

  • An inert gas compressed under pressure such as nitrogen for example, can also be used as the drying gas, which after expansion also has an increased water absorption capacity. This also enables the drying of oxidation-prone plastic granules which, when dried using compressed air according to the prior art, react with the oxygen, and in extreme cases could even ignite.
  • the at least one outlet opening is designed in the form of an elongated hole or a gap. In this way, a bundled, narrow gas jet is achieved, as a result of which a uniform flow through the granulate material is supported while avoiding turbulence.
  • the gas outlets 23, 33 are each provided with a grid - not shown - to avoid blockages caused by penetrating granules.
  • the adsorption dryer 7 essentially comprises a drying cartridge 71 containing a molecular sieve, which via a first line 72 is connected to a Fan 73 and a heater 74 connected downstream of this is connected. Instead of heated ambient air, the expanded compressed air introduced into the drying container 1 is circulated via the first line 72 through the drying cartridge 71. Furthermore, a second line 75 is passed through the drying cartridge 71, through which, for the regeneration of the drying cartridge 71, heated ambient air is passed by means of a fan 73 with a downstream heater 74.
  • FIG. 3 a lower section of a further embodiment of a drying container 1 is shown in a detailed representation.
  • the drying container 1 has a second gas duct 4 which is arranged in the transition between the cylindrical first section 11 and the funnel-shaped second section 12.
  • a tubular cylinder sheet 41 is introduced into the drying container 1 and rests on the container wall 10 in the region of the funnel-shaped second section 12 and is connected to it.
  • the outside diameter of the cylinder sheet 41 is smaller than the inside diameter of the container wall 10 of the cylindrical first section 11.
  • the offset ring is provided radially all round with elongated outlet openings 44.
  • the enlarged diameter end of the funnel plate 42 opposite the offset ring 43 rests against the inner wall of the cylindrical first section 11 of the drying container 1 and is connected to it.
  • the drying gas When flowing through the plastic granulate, the drying gas gives off heat to the granulate, whereby the drying gas increasingly cools.
  • the second gas duct not shown, is supplied to the plastic granulate via the fan 51, heated ambient air. This heated ambient air converts the water contained in the granulate into the gas phase. At the same time, the drying gas is supplied with thermal energy, which increases its water absorption capacity again.
  • the gas duct can be arranged at any position on the drying container. A position far below is preferably to be selected in order to maximize the flow path of the drying gas as possible. Furthermore, as shown in FIGS. 1 and 2, several gas ducts, in particular those arranged parallel to one another, can also be arranged, which can be fed via a common drying gas source or also in each case via a separate drying gas source. By arranging a plurality of gas ducts fed separately with drying gas, a different flow rate and / or drying gas amount can be set, whereby the flow through the plastic granulate with drying gas can be set in more detail.

Description

Die Erfindung betrifft einen Trocknungsbehälter zur Trocknung von Kunststoffgranulat nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Trocknung von Kunststoffgranulat nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11.The invention relates to a drying container for drying plastic granules according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a method for drying plastic granules according to the preamble of claim 11.

Vor der Verarbeitung von Kunststoffgranulat ist es zwingend erforderlich, dieses zu trocknen. Dieses betrifft insbesondere hygroskopische Kunststoffe, wie beispielsweise PA oder PBT, welche Wassermoleküle vergleichbar einem Schwamm speichern. Durch Feuchtigkeit des eingesetzten Kunststoffgranulates werden minderwertige Formteile verursacht, welche den gestellten Anforderungen nicht entsprechen. Typische Fehlerbilder reichen von den so genannten Feuchtigkeitsschlieren bis hin zu einem Molekularkettenabbau mit entsprechendem Festigkeitsverlust.Before processing plastic granulate, it is imperative to dry it. This applies in particular to hygroscopic plastics such as PA or PBT, which store water molecules like a sponge. Moisture in the plastic granulate used causes inferior molded parts which do not meet the requirements. Typical defect patterns range from so-called moisture streaks to molecular chain degradation with a corresponding loss of strength.

Zum Trocknen von Kunststoffgranulaten kommen unterschiedliche Trocknungsverfahren zum Einsatz. Bei Trockenlufttrocknern erfolgt die Trockenlufterzeugung in einer Luft-Trockenpatrone im Trockner. Die zu entfeuchtende Luft wird in der Trockenpatrone an einem so genannten Molekularsieb vorbeigeströmt, welches das in der Luft enthaltene Wasser aufnimmt. Das Molekularsieb besteht aus einem porösen Granulat (beispielsweise einem Silikatgel), welches eine hohe Aufnahmefähigkeit von Wasser besitzt. Ein solcher Adsorbtionstrockner ist beispielsweise in der DE 20 2017 107 185 U1 beschrieben. Hierbei ist ein Trocknungsbehälter angeordnet, der das zu trocknende Kunststoffgranulat enthält und der einen oberen zylindrischen Teil aufweist, an den sich ein unterer trichterförmiger Teil anschließt. Die Trocknungsluft wird über einen mittig in den Trocknungsbehälter angeordneten Diffusorkegel dem Kunststoffgranulat zugeführt. Dieses sogenannte Adsorbtionsverfahren erweist sich als sehr energieintensiv, da zur jeweils erforderlichen Reaktivierung des Molekularsiebes eine Erhitzung auf 250°C bis 350°C erforderlich ist.Different drying processes are used to dry plastic granulates. With dry air dryers, the dry air is generated in an air drying cartridge in the dryer. In the desiccant cartridge, the air to be dehumidified flows past a so-called molecular sieve, which absorbs the water contained in the air. The molecular sieve consists of a porous granulate (for example a silicate gel), which has a high absorption capacity for water. Such an adsorption dryer is for example in DE 20 2017 107 185 U1 described. Here, a drying container is arranged which contains the plastic granulate to be dried and which has an upper cylindrical part, to which a lower funnel-shaped part is connected. The drying air is fed to the plastic granulate via a diffuser cone arranged in the middle of the drying container. This so-called adsorption process has proven to be very energy-intensive, since the molecular sieve must be reactivated in each case by heating to 250 ° C to 350 ° C.

In der EP 0 041 941 A2 ist weiterhin ein Kühlbunker sowie ein Verfahren zur Regelung der Durchströmung eines Kühlbunkers beschrieben, wobei als weiterer Verwendungszweck allgemein die Verwendung bei Trocknungsanlagen genannt ist, nicht jedoch die Verwendung zur Trocknung von Kunststoffgranulat.In the EP 0 041 941 A2 a cooling bunker and a method for regulating the flow through a cooling bunker are also described, the use in drying systems being mentioned as a further purpose, but not the use for drying plastic granulate.

Aufgrund des einfachen Aufbaus werden zur Trocknung von Kunststoffgranulat unter anderem auch Drucklufttrockner eingesetzt. Dabei wird an einen regelmäßig vorhandenen Druckluftanschluss ein Ventil zur Druck- und Durchflussmengenreduzierung angeschlossen, an das sich eine Prozessheizung anschließt, welche Luft auf Trocknungstemperatur erwärmt, bevor sie den Materialbehälter durchströmt. Dabei macht man sich folgenden Effekt zunutze: Mit steigendem Druck nimmt die Aufnahmefähigkeit der Luft für Wasser ab. Bei der Verdichtung von Luft wird bereits ein Großteil des Wassers abgeschieden. Wird diese verdichtete Luft auf den Umgebungsdruck entspannt, hat die entspannte Luft einen Taupunkt von ca. -25°C. Dabei ist der Taupunkt die Temperatur, bei der die in der Luft gebundene Feuchtigkeit an einem Objekt kondensiert. Je niedriger der Taupunkt der Luft, desto höher ist ihre Wasseraufnahmekapazität.Due to the simple structure, compressed air dryers are also used to dry plastic granulate. A valve for pressure and flow rate reduction is connected to a regularly available compressed air connection, to which a process heater is connected, which heats air to drying temperature before it flows through the material container. The following effect is used here: With increasing pressure, the air's ability to absorb water decreases. When the air is compressed, a large part of the water is separated out. If this compressed air is relaxed to the ambient pressure, the relaxed air has a dew point of approx. -25 ° C. The dew point is the temperature at which the moisture bound in the air condenses on an object. The lower the dew point of the air, the higher its water absorption capacity.

Der Einsatz der vorstehenden Vorrichtungen zur Trocknung von Kunststoffgranulat hat sich in der Praxis bewährt. Vor dem Hintergrund des erheblichen Energiebedarfs der vorbekannten Trocknungsvorrichtungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Effizienz solcher Trocknungsvorrichtungen zu erhöhen. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch einen Trocknungsbehälter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.The use of the above devices for drying plastic granulate has proven itself in practice. Against the background of the considerable energy requirement of the previously known drying devices, the object of the invention is to increase the efficiency of such drying devices. According to the invention, this object is achieved by a drying container with the features of claim 1.

Mit der Erfindung ist ein Trocknungsbehälter zur Trocknung von Kunststoffgranulat bereitgestellt, dessen Effizienz erhöht ist. Überraschend hat sich gezeigt, dass die Austragsmenge des in dem Kunststoffgranulat befindlichen Wassers durch das in den Trocknungsbehälter eingebrachte Trocknungsgas signifikant erhöht wird, wenn das Trocknungsgas nicht, wie im Stand der Technik bekannt, zentral über einen Diffusorkegel, sondern vielmehr von außen nach innen durch einen zumindest bereichsweise radial umlaufend an der Behälterinnenwand angeordneten, zur Behältermittelachse hin kragenden Gasleitkanal eingebracht wird, der einen geschlossenen, ring- oder teilringförmigen Raum begrenzt, der mit wenigstens einer Auslassöffnung versehen ist, welche wenigstens eine Auslassöffnung zur Entnahmeöffnung hin gerichtet ist. Durch die Ausrichtung der Auslassöffnungen zur Entnahmeöffnung hin wird das Trocknungsgas, vorzugsweise vorgewärmte entspannte Pressluft oder durch einen Adsorbtionstrockner getrocknete Luft, umlaufend von außen nach innen in den unteren Bereich des in dem Behälter befindlichen Kunststoffgranulats eingebracht, von wo es langsam flächig durch das Granulat nach oben steigt und hierbei über einen längeren Zeitraum Feuchtigkeit von den Granulatpartikeln aufnimmt, die es umströmt. Hierdurch ist eine erhöhte Feuchtigkeitsabführung aus dem Granulat erzielt. Durch die zur Entnahmeöffnung hin, nach unten gerichteten Auslassöffnungen ist weiterhin eine Verstopfung der Auslassöffnungen durch eindringende Granulatpartikel vermieden.The invention provides a drying container for drying plastic granulate, the efficiency of which is increased. Surprisingly, it has been shown that the discharge amount of the water in the plastic granulate is significantly increased by the drying gas introduced into the drying container if the drying gas is not, as is known in the prior art, centrally via a diffuser cone, but rather from the outside to the inside through a at least partially arranged radially circumferentially on the inner wall of the container, for Container center axis cantilever gas duct is introduced, which delimits a closed, annular or partially annular space which is provided with at least one outlet opening, which at least one outlet opening is directed towards the removal opening. By aligning the outlet openings towards the removal opening, the drying gas, preferably preheated relaxed compressed air or air dried by an adsorption dryer, is circulated from the outside to the inside into the lower area of the plastic granules in the container, from where it slowly moves upwards through the granules increases and over a longer period of time absorbs moisture from the granulate particles that flow around it. This results in increased moisture removal from the granulate. The outlet openings directed downwards towards the removal opening also prevent the outlet openings from being blocked by penetrating granulate particles.

Alle vorhandenen Gaseinlässe sind an der Behälterwand angeordnet. Insbesondere ist kein zentraler Innenkörper wie bspw. ein Diffusorkegel zur Einleitung von Trocknungsgas vorhanden. Hierdurch ist der Trocknungsprozess optimiert. Es hat sich gezeigt, dass durch derartige im Stand der Technik bekannte zentrale Innenkörper Schattenbereiche gebildet sind, in denen nur eine verminderte Durchströmung mit aufsteigendem Trockengas stattfindet.All existing gas inlets are arranged on the container wall. In particular, there is no central inner body such as, for example, a diffuser cone for introducing drying gas. This optimizes the drying process. It has been shown that such central inner bodies known in the prior art form shadow areas in which there is only a reduced flow of rising dry gas.

Als Trocknungsgas kann auch ein unter Druck komprimiertes Inertgas wie beispielsweise Stickstoff zum Einsatz kommen, das nach Entspannung ebenfalls eine erhöhte Wasseraufnahmekapazität aufweist. Hierdurch ist auch die Trocknung von oxidationsfreudigem Kunststoffgranulat ermöglicht, das bei Trocknung mittels Pressluft gemäß dem Stand der Technik mit dem Sauerstoff reagieren, im Extremfall sich sogar entzünden könnte.An inert gas compressed under pressure, such as nitrogen for example, can also be used as the drying gas, which after expansion also has an increased water absorption capacity. This also enables the drying of oxidation-prone plastic granules which, when dried using compressed air according to the prior art, react with the oxygen, and in extreme cases could even ignite.

Trocknungsbehälter weisen üblicherweise eine hohlzylindrische oder auch hohlquaderförmige Behälterwand auf, die in eine Trichterform übergeht. Hiervon abweichend kann der Trocknungsbehälter auch in sonstiger Weise hohlprismaförmig ausgebildet sein. Unter einem Hohlprisma ist vorliegend ein geometrischer Hohlkörper zu verstehen, der durch Parallelverschiebung eines ebenen Vielecks entlang einer orthogonal zu diesem angeordneten Geraden gebildet ist.Drying containers usually have a hollow cylindrical or hollow cuboid container wall which merges into a funnel shape. Deviating from this, the drying container can also be hollow prismatic in some other way be trained. In the present case, a hollow prism is to be understood as a geometric hollow body which is formed by parallel displacement of a flat polygon along a straight line arranged orthogonally to this.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Gasleitkanal zumindest teilweise, bevorzugt vollständig an dem zweiten Abschnitt der Behälterwand angeordnet. Hierdurch ist eine maximale Durchströmung des Kunststoffmaterials mit Trocknungsgas erzielt. Bevorzugt ist die wenigstens eine Auslassöffnung in einem Winkel von zwischen 10° und 100°, bevorzugt zwischen 30° und 70°, besonders bevorzugt zwischen 40° und 50° Grad zu einer orthogonal zur Behältermittelachse verlaufenden Ebene ausgerichtet.In a further development of the invention, the gas duct is at least partially, preferably completely, arranged on the second section of the container wall. This achieves a maximum flow through the plastic material with drying gas. The at least one outlet opening is preferably oriented at an angle of between 10 ° and 100 °, preferably between 30 ° and 70 °, particularly preferably between 40 ° and 50 ° degrees to a plane running orthogonally to the container center axis.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die wenigstens eine Auslassöffnung in Form eines Langlochs oder eines Spaltes ausgebildet. Hierdurch ist ein gebündelter, schmaler Gasstrahl erzielt, wodurch eine gleichmäßige Durchflutung des Granulatmaterials unter Vermeidung von Verwirbelungen unterstützt ist.In an embodiment of the invention, the at least one outlet opening is designed in the form of an elongated hole or a gap. In this way, a bundled, narrow gas jet is achieved, as a result of which a uniform flow through the granulate material is supported while avoiding turbulence.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Gasleitkanal einen radial zur Mittelachse des Trocknungsbehälters gerichteten Vorsprung auf, in dem die Auslassöffnungen angeordnet sind. Hierdurch ist einem Eindringen von Granulatpartikeln weiter entgegengewirkt.In a further embodiment of the invention, the gas duct has a projection which is directed radially to the central axis of the drying container and in which the outlet openings are arranged. This further counteracts the penetration of granulate particles.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist axial beabstandet zu dem Gasleitkanal auf dessen der Entnahmeöffnung entgegengesetzten Seite in dem ersten Abschnitt ein durch die Behälterwand geführter zweiter Gaseinlass angeordnet, der mit einer zweiten Trocknungsgasquelle verbunden ist, die eine Anordnung mit einer Heizung und einem Gebläse umfasst. Hierdurch ist die Zuführung von vorgewärmten Gas in einem oberen Bereich des Behälters ermöglicht, durch das dem durch die Durchströmung des Granulats abgekühlten Trocknungsgas Wärmeenergie zugeführt wird, wodurch die Aufnahmekapazität des in dem Trocknungsbehälter befindlichen Trocknungsgases für die weitere Durchflutung des Kunststoffgranulats erhöht wird. Zudem wird durch das erwärmte Trocknungsgas der zweiten Trocknungsluftquelle in dem Kunststoffgranulat befindliches Wasser in die Gasphase überführt, wodurch dieses von dem Trocknungsgas besser aufgenommen wird. Hierdurch ist der Sättigungsgrad des eingebrachten Trocknungsgases erhöht, wodurch eine Reduzierung des für den Trocknungsprozess erforderlichen Volumens an Trocknungsgas erzielt ist.In an advantageous embodiment of the invention, a second gas inlet, which is guided through the container wall and is connected to a second drying gas source, which comprises an arrangement with a heater and a fan, is arranged axially spaced from the gas duct on its side opposite the removal opening in the first section. This enables the supply of preheated gas in an upper area of the container, through which thermal energy is supplied to the drying gas cooled by the flow of the granulate, whereby the absorption capacity of the drying gas in the drying container is increased for the further flow of the plastic granulate. In addition, the heated drying gas of the second drying air source in the plastic granulate is in the gas phase is transferred, whereby this is better absorbed by the drying gas. As a result, the degree of saturation of the drying gas introduced is increased, as a result of which the volume of drying gas required for the drying process is reduced.

Bevorzugt ist die zweite Trocknungsgasquelle eine Umgebungsluftquelle. Durch die Zuführung erwärmter Umgebungsluft, die eine zusätzliche, wenn auch gegenüber dem Trocknungsgas geringere Aufnahmekapazität aufweist, ist der Trocknungsprozess weiter unterstützt. Alternativ kann die zweite Trocknungsgasquelle auch eine weitere Trocknungsluftquelle sein, die bevorzugt durch einen Adsorbtionstrockner gebildet ist, dem entweder Umgebungsluft oder aus dem Trocknungsbehälter entnommene, weitgehend gesättigte Luft zugeführt wird. Weiterhin kann die zweite Trocknungsgasquelle auch eine Inertgasquelle, beispielsweise eine Stickstoffquelle sein.The second drying gas source is preferably an ambient air source. The drying process is further supported by the supply of heated ambient air, which has an additional, albeit lower absorption capacity than the drying gas. Alternatively, the second drying gas source can also be a further drying air source, which is preferably formed by an adsorption dryer to which either ambient air or largely saturated air taken from the drying container is fed. Furthermore, the second drying gas source can also be an inert gas source, for example a nitrogen source.

In Weiterbildung der Erfindung ist der zweite Gaseinlass im Bereich der der Entnahmeöffnung zugewandten, unteren Hälfte, bevorzugt im Bereich des unteren Drittels des ersten Abschnitts der Behälterwand angeordnet.In a further development of the invention, the second gas inlet is arranged in the area of the lower half facing the removal opening, preferably in the area of the lower third of the first section of the container wall.

In Ausgestaltung der Erfindung mündet der zweite Gaseinlass in einem zweiten, zumindest bereichsweise radial umlaufend an der Behälterinnenwand angeordneten, zur Behältermittelachse hin kragenden Gasleitkanal, der wenigstens eine Auslassöffnung aufweist, die bevorzugt in Form eines Langlochs oder eines Spaltes ausgebildet ist und zur Entnahmeöffnung hin gerichtet ist.In an embodiment of the invention, the second gas inlet opens into a second gas duct, which is at least partially arranged radially circumferentially on the inner wall of the container, cantilevered towards the container center axis and has at least one outlet opening, which is preferably designed in the form of an elongated hole or a gap and is directed towards the removal opening .

In Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Behälter, bevorzugt an der Behälterwand, wenigstens ein Thermosensor und/oder wenigstens ein Taupunktsensor angeordnet, der mit einer Steuer- und Regeleinrichtung verbunden ist, über die der Volumenstrom wenigstens einer der Trocknungsgasquellen steuerbar ist, wobei die Steuer- und Regeleinrichtung mit einem in der Zuleitung zwischen Trocknungsgasquelle und Trocknungsbehälter angeordneten Ventil und/oder Gebläse verbunden ist. Hierdurch ist eine bedarfsgerechte Zuführung von Trocknungsgas der ersten und/oder der zweiten Trocknungsgasquelle ermöglicht, wodurch die Energieeffizienz des Trocknungsprozesses erhöht ist. Hierbei ist insbesondere die Energieeinsparung beachtlich, die durch eine Reduzierung von in dem Trocknungsbehälter eingebrachten, entspannten Druckgas, beispielsweise Pressluft erzielt ist.In an embodiment of the invention, at least one thermal sensor and / or at least one dew point sensor is arranged in the container, preferably on the container wall, which is connected to a control and regulating device via which the volume flow of at least one of the drying gas sources can be controlled. and the control device is connected to a valve and / or fan arranged in the supply line between the drying gas source and the drying container. As a result, a need-based supply of drying gas to the first and / or the second drying gas source is made possible, whereby the Energy efficiency of the drying process is increased. The energy saving achieved by reducing the expanded compressed gas, for example compressed air, introduced into the drying container is particularly noteworthy here.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Trocknung von Kunststoffgranulat bereitzustellen, das einen effizienten Austrag von Wasser aus dem Kunststoffgranulat ermöglicht. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst.The invention is also based on the object of providing a method for drying plastic granules which enables water to be efficiently discharged from the plastic granules. According to the invention, this object is achieved by a method having the features of claim 11.

Mit der Erfindung ist ein Verfahren zur Trocknung von Kunststoffgranulat bereitgestellt, das einen effizienten Austrag von Wasser aus dem Kunststoffgranulat ermöglicht. Dadurch, dass dem Kunststoffgranulat über einen seitlich an der Behälterwand angeordneten ersten Gaseinlass über wenigstens eine Auslassöffnung eines radial zumindest bereichsweise umlaufend angeordneten Gasleitkanals ein entspannter, im Wesentlichen in Gravitationsrichtung gerichteter Trocknungsgasvolumenstrom zugeführt wird, wobei beabstandet zu dem ersten Gaseinlass auf dessen der Entnahmeöffnung des Trocknungsbehälters abgewandten Seite über einen zweiten an der Behälterwand angeordneten Gaseinlass dem Kunststoffgranulat ein weiterer erwärmter Trocknungsgasvolumenstrom, in Form eines über ein Gebläse eingebrachten erwärmten Umgebungsluftstroms oder auch eines erwärmten Inertgasstroms zugeführt wird, ist die Feuchtigkeitsaufnahme des im Trocknungsbehälter befindlichen Trocknungsgases erhöht, wodurch die Effizienz des Trocknungsprozesses verbessert ist. Durch die Zuführung von erwärmten Trocknungsgas, insbesondere Umgebungsluft wird dem in dem Trocknungsbehälter befindlichen, durch die Durchströmung durch Kunststoffgranulat abgekühlten Trocknungsgas Wärmeenergie zugeführt, wodurch dessen Feuchtigkeitsaufnahmekapazität erhöht ist. Zudem wird durch das erwärmte Trocknungsgas, insbesondere Umgebungsluft in dem Kunststoffgranulat befindliches Wasser in die Gasphase überführt, wodurch dieses von dem Trocknungsgas besser aufgenommen wird. Der Sättigungsgrad des durch den ersten Gaseinlass eingebrachten Trocknungsgases ist hierdurch erhöht, wodurch das für den Trocknungsprozess erforderliche Volumen an Trocknungsgas, wie beispielsweise kostenintensiver Pressluft oder auch einem sonstigen Druckgas, reduziert ist.The invention provides a method for drying plastic granules which enables water to be efficiently discharged from the plastic granules. In that the plastic granulate is supplied with a relaxed drying gas volume flow directed essentially in the gravitational direction via a first gas inlet arranged laterally on the container wall via at least one outlet opening of a radially at least partially circumferential gas duct, with the drying gas volume flow directed essentially in the gravitational direction, spaced from the first gas inlet on its facing away from the removal opening of the drying container If another heated drying gas volume flow is supplied to the plastic granulate via a second gas inlet arranged on the container wall, in the form of a heated ambient air flow introduced via a fan or a heated inert gas flow, the moisture absorption of the drying gas in the drying container is increased, which improves the efficiency of the drying process . By supplying heated drying gas, in particular ambient air, thermal energy is supplied to the drying gas located in the drying container and cooled by the flow through plastic granulate, whereby its moisture absorption capacity is increased. In addition, the heated drying gas, in particular ambient air in the plastic granulate, is used in the Gas phase transferred, whereby this is better absorbed by the drying gas. The degree of saturation of the drying gas introduced through the first gas inlet is thereby increased, as a result of which the volume of drying gas required for the drying process, such as cost-intensive compressed air or other compressed gas, is reduced.

In Weiterbildung der Erfindung wird die Temperatur und/oder der Taupunkt in dem Trocknungsbehälter durch wenigstens einen Sensor erfasst und auf Basis der erfassten Messwerte erfolgt eine Steuerung des ersten und/oder des zweiten Trocknungsgasstroms. Hierdurch wird dem Kunststoffgranulat lediglich ein auf den tatsächlichen Bedarf abgestimmtes Volumen an Trocknungsgas zugeführt. Bevorzugt ist der erste Trocknungsgasvolumenstrom aus expandiertem Druckgas wie beispielsweise Pressluft oder aus durch einen Adsorbtionstrockner getrockneter Umgebungsluft gebildet.In a further development of the invention, the temperature and / or the dew point in the drying container is recorded by at least one sensor and the first and / or the second drying gas flow is controlled on the basis of the recorded measured values. As a result, the plastic granulate only has an effect on the actual Demand adjusted volume of drying gas supplied. The first drying gas volume flow is preferably formed from expanded compressed gas such as compressed air or from ambient air dried by an adsorption dryer.

Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1
die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Trocknung von Kunststoffgranulat;
Figur 2
die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Trocknung von Kunststoffgranulat in einer weiteren Ausführungsform und
Figur 3
die schematische Detaildarstellung des Gasleitkanals eines Trock-nungsbehälters einer dritten Ausführungsform.
Other developments and refinements of the invention are specified in the remaining subclaims. Exemplary embodiments of the invention are shown in the figures and are described in detail below. Show it:
Figure 1
the schematic representation of a device for drying plastic granulate;
Figure 2
the schematic representation of a device for drying plastic granulate in a further embodiment and
Figure 3
the schematic detailed representation of the gas duct of a drying container of a third embodiment.

Die als Ausführungsbeispiel gewählte Vorrichtung zur Trocknung von Kunststoffgranulat gemäß Figur 1 besteht im Wesentlichen aus einem Trocknungsbehälter 1, der mit einer Trocknungsgasquelle 5 verbunden ist. Der Trocknungsbehälter 1 umfasst einen hohlzylindrischen ersten Abschnitt 11, an den sich ein trichterförmiger zweiter Abschnitt 12 anschließt, der endseitig eine Entnahmeöffnung 13 aufweist. In dem zylindrischen Abschnitt 11 ist ein erster Gasleitkanal 2 angeordnet, der im Wesentlichen durch eine parallel zur Behälterwand 10 angeordnete zylindrische Innenwand 21 sowie zwei parallel zueinander angeordnete Deckwände 22 begrenzt ist, die mit der Behälterwand einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt ausbilden. Der erste Gasleitkanal 2 weist einen Gasauslass 23 auf, der in Form eines ringförmigen Spaltes gebildet ist und der durch ein Gasleitblech 24 begrenzt ist. Das Gasleitblech 24 ist derart winklig angestellt, dass der Gasauslass 23 in Richtung der Entnahmeöffnung gerichtet ist. Im Ausführungsbeispiel ist das Gasleitblech 24 in einem Anstellwinkel von α = 45° zu einer orthogonal zur Behältermittelachse verlaufenden Ebene E1 angestellt.The device selected as an exemplary embodiment for drying plastic granulate according to FIG Figure 1 consists essentially of a drying container 1, which is connected to a drying gas source 5. The drying container 1 comprises a hollow cylindrical first section 11, which is followed by a funnel-shaped second section 12 which has a removal opening 13 at the end. A first gas duct 2 is arranged in the cylindrical section 11, which is essentially delimited by a cylindrical inner wall 21 arranged parallel to the container wall 10 and two cover walls 22 arranged parallel to one another, which form an essentially rectangular cross-section with the container wall. The first gas guide channel 2 has a gas outlet 23 which is formed in the form of an annular gap and which is delimited by a gas guide plate 24. The gas guide plate 24 is set at an angle in such a way that the gas outlet 23 is directed in the direction of the removal opening. In the exemplary embodiment, the gas guide plate 24 is set at an angle of incidence of α = 45 ° to a plane E 1 extending orthogonally to the container center axis.

In dem trichterförmigen zweiten Abschnitt 12 des Trocknungsbehälters 2 ist ein zweiter Gasleitkanal 3 angeordnet. Der Gasleitkanal 3 ist im Wesentlichen durch eine parallel zur Trocknungsbehälterwand angeordnete trichterförmige Innenwand 31 gebildet, die über zwei parallel zueinander angeordnete Deckwände 32 mit der Behälterwand verbunden ist, wodurch ein Querschnitt in Form eines Parallelo-gramms gebildet ist. Der zweite Gasleitkanal 3 weist einen Gasauslass 33 auf, der in Form eines ringförmigen Spaltes gebildet ist und durch ein Gasleitblech 34 begrenzt ist. Das Gasleitblech 34 ist derart winklig angestellt, dass der Gasauslass 33 in Richtung der Entnahmeöffnung gerichtet ist. Im Ausführungsbeispiel ist das Gasleitblech 34 in einem Anstellwinkel von β = 45° zu einer orthogonal zur Behältermittelachse verlaufenden Ebene E2 angestellt. Die Gasauslässe 23, 33 sind zur Vermeidung von Verstopfungen durch eindringendes Granulat jeweils mit einem - nicht dargestellten - Gitter versehen.A second gas duct 3 is arranged in the funnel-shaped second section 12 of the drying container 2. The gas duct 3 is essentially formed by a funnel-shaped inner wall 31 arranged parallel to the drying container wall, which is connected to the container wall via two cover walls 32 arranged parallel to one another, whereby a cross-section in the form of a parallelogram is formed. The second gas guide channel 3 has a gas outlet 33 which is formed in the form of an annular gap and is delimited by a gas guide plate 34. The gas baffle 34 is set at an angle in such a way that the gas outlet 33 is directed in the direction of the removal opening. In the exemplary embodiment, the gas baffle 34 is positioned at an angle of β = 45 ° to a plane E 2 extending orthogonally to the container center axis. The gas outlets 23, 33 are each provided with a grid - not shown - to avoid blockages caused by penetrating granules.

Der erste Gasleitkanal 2 ist mit einer Umgebungsluftquelle 5 verbunden, die aus einem Gebläse 51 sowie einer dieser nachgeschalteten Heizung 52 gebildet ist. Der zweite Gasleitkanal 3 ist mit einer Trocknungsgasquelle 6 verbunden, die eine Druckluftquelle 61 umfasst, der wiederum eine Heizung 62 nachgeschaltet ist, mit der sie über ein Expansionsventil 63 verbunden ist.The first gas duct 2 is connected to an ambient air source 5, which is formed from a fan 51 and a heater 52 connected downstream of this. The second gas duct 3 is connected to a drying gas source 6, which comprises a compressed air source 61, which in turn is followed by a heater 62 to which it is connected via an expansion valve 63.

An der Behälterwand 10 sind ein Taupunktsensor 14 und ein Thermosensor 15 angeordnet, die mit einer Steuer- und Regeleinrichtung 8 verbunden sind, die eingerichtet ist, Temperatur- und Taupunkt in dem Trocknungsbehälter auf Basis der von den Sensoren 14, 15 ermittelten Messwerte auf hinterlegte Vorgabewerte einzuregeln. Hierzu ist die Steuer- und Regeleinrichtung 8 zur Steuerung des Volumenstroms der Umgebungsluftquelle 5 mit dem Gebläse 51 und zur Steuerung des Volumenstroms der Pressluftquelle 6 mit dem Expansionsventil 63 verbunden.A dew point sensor 14 and a thermal sensor 15 are arranged on the container wall 10, which are connected to a control and regulating device 8 which is set up to change the temperature and dew point in the drying container to stored default values based on the measured values determined by the sensors 14, 15 to regulate. For this purpose, the control and regulating device 8 for controlling the volume flow of the ambient air source 5 is connected to the blower 51 and for controlling the volume flow of the compressed air source 6 is connected to the expansion valve 63.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist im Gegensatz zu der Ausführung gemäß Figur 1 der erste Gasleitkanal 2 mit dem Auslass eines Adsorbtionstrockner s 7 verbunden. Der Adsorbtionstrockner 7 umfasst im Wesentlichen eine ein Molekularsieb enthaltene Trockenpatrone 71, die über eine erste Leitung 72 mit einem Gebläse 73 sowie einer diesem nachgeschalteten Heizung 74 verbunden ist. Anstelle erwärmter Umgebungsluft wird die in dem Trocknungsbehälter 1 eingebrachte expandierte Pressluft über die erste Leitung 72 durch die Trockenpatrone 71 im Kreislauf geführt. Weiterhin ist durch die Trockenpatrone 71 eine zweite Leitung 75 geführt, durch die zur Regeneration der Trockenpatrone 71 mittels eines Gebläses 73 mit nachgeschalteter Heizung 74 erhitzte Umgebungsluft durchgeführt wird.In the embodiment according to Figure 2 is in contrast to the execution according to Figure 1 the first gas duct 2 is connected to the outlet of an adsorption dryer 7. The adsorption dryer 7 essentially comprises a drying cartridge 71 containing a molecular sieve, which via a first line 72 is connected to a Fan 73 and a heater 74 connected downstream of this is connected. Instead of heated ambient air, the expanded compressed air introduced into the drying container 1 is circulated via the first line 72 through the drying cartridge 71. Furthermore, a second line 75 is passed through the drying cartridge 71, through which, for the regeneration of the drying cartridge 71, heated ambient air is passed by means of a fan 73 with a downstream heater 74.

In Figur 3 ist ein unterer Abschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Trocknungsbehälters 1 in einer Detaildarstellung gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Trocknungsbehälter 1 einen zweiten Gasleitkanal 4 auf, der im Übergang zwischen dem zylindrischen ersten Abschnitt 11 und dem trichterförmigen zweiten Abschnitt 12 angeordnet ist. In den Trocknungsbehälter 1 ist ein rohrförmiges Zylinderblech 41 eingebracht, das im Bereich des trichterförmigen zweiten Abschnitts 12 auf der Behälterwand 10 aufliegt und mit dieser verbunden ist. Der Außendurchmesser des Zylinderblechs 41 ist kleiner, als der Innendurchmesser der Behälterwand 10 des zylindrischen ersten Abschnitts 11. An das Zylinderblech 41 schließt sich ein kegelstumpfförmiges Trichterblech 42 an, das über einen Versatzring 43 mit dem Zylinderblech 41 verbunden ist. Der Versatzring ist radial umlaufend mit langlochförmigen Auslassöffnungen 44 versehen Das dem Versatzring 43 gegenüberliegende, durchmessererweiterte Ende des Trichterblechs 42 liegt an der Innenwand des zylindrischen ersten Abschnitts 11 des Trocknungsbehälters 1 an und ist mit diesem verbunden. Der Gasleitkanal 4 ist einerseits begrenzt durch die Behälterwand 10 und andererseits durch eine durch das Zylinderblech 41 und das Trichterblech 42 gebildete Innenwand. Zum Anschluss des Gasleitkanals 4 an einer Trocknungsgasquelle ist an dem Trocknungsbehälter 1 ein Anschluss 45 befestigt, der die Innenwand 10 im Bereich des Gasleitkanals 4 durchdringt.In Figure 3 a lower section of a further embodiment of a drying container 1 is shown in a detailed representation. In this exemplary embodiment, the drying container 1 has a second gas duct 4 which is arranged in the transition between the cylindrical first section 11 and the funnel-shaped second section 12. A tubular cylinder sheet 41 is introduced into the drying container 1 and rests on the container wall 10 in the region of the funnel-shaped second section 12 and is connected to it. The outside diameter of the cylinder sheet 41 is smaller than the inside diameter of the container wall 10 of the cylindrical first section 11. The offset ring is provided radially all round with elongated outlet openings 44. The enlarged diameter end of the funnel plate 42 opposite the offset ring 43 rests against the inner wall of the cylindrical first section 11 of the drying container 1 and is connected to it. The gas duct 4 is delimited on the one hand by the container wall 10 and on the other hand by an inner wall formed by the cylinder plate 41 and the funnel plate 42. In order to connect the gas duct 4 to a drying gas source, a connection 45 is attached to the drying container 1 which penetrates the inner wall 10 in the region of the gas duct 4.

Wird ein derartig ausgebildeter, mit Kunststoffgranulat befüllter Trocknungsbehälter 1 über den Anschluss 45 mit Trocknungsgas, beispielweise mit entspannter und erwärmter Pressluft beaufschlagt, so wird der ringförmig ausgebildete Gasleitkanal 4 mit Trocknungsluft geflutet. Die Trocknungsluft strömt sodann über die Auslassöffnungen 44 des Versatzrings 43 im Wesentlichen in Gravitationsrichtung, also vertikal nach unten in Richtung der Entnahmeöffnung 13 in das Kunststoffgranulat, wobei sie sich radial nach innen das Kunststoffgranulat durchströmend ausbreitet. Durch den Auftriebseffekt steigt die erhitzte Trocknungsluft sodann durch das Kunststoffgranulat nach oben. Über den nach Verlassen der Auslassöffnungen 44 des Versatzrings 43 durch das Kunststoffgranulat zurückgelegten Strömungsweg wird dem Kunststoffgranulat von der dieses umströmenden Trocknungsluft eine Wassermenge entzogen, die - wie sich überraschend gezeigt hat - signifikant größer ist, als bei Trocknungsbehältern des Standes der Technik mit zentraler, mittiger Trockenluftzufuhr.If a drying container 1 of this type, filled with plastic granulate, is exposed to drying gas, for example with expanded and heated compressed air, via connection 45, then the ring-shaped gas duct 4 is flooded with drying air. The drying air then flows over the Outlet openings 44 of the offset ring 43 essentially in the direction of gravity, that is, vertically downwards in the direction of the removal opening 13 in the plastic granulate, wherein it spreads radially inward, flowing through the plastic granulate. Due to the buoyancy effect, the heated drying air then rises through the plastic granulate. Via the flow path covered by the plastic granulate after leaving the outlet openings 44 of the offset ring 43, a quantity of water is withdrawn from the plastic granulate by the drying air flowing around it, which - as has surprisingly been shown - is significantly greater than in drying containers of the prior art with a central, central one Supply of dry air.

Beim Durchströmen des Kunststoffgranulats gibt das Trocknungsgas Wärme an das Granulat ab, wodurch das Trocknungsgas zunehmend abkühlt. Durch den oberhalb des ersten Gasleitkanals angeordneten - in Figur 3 nicht dargestellten - zweiten Gasleitkanal wird dem Kunststoffgranulat über das Gebläse 51 erwärmte Umgebungsluft zugeführt. Durch diese erwärmte Umgebungsluft wird das in dem Granulat enthaltene Wasser in die Gasphase überführt. Zugleich wird dem Trocknungsgas Wärmeenergie zugeführt, wodurch dessen Wasseraufnahmekapazität wieder erhöht wird.When flowing through the plastic granulate, the drying gas gives off heat to the granulate, whereby the drying gas increasingly cools. Through the - in Figure 3 The second gas duct, not shown, is supplied to the plastic granulate via the fan 51, heated ambient air. This heated ambient air converts the water contained in the granulate into the gas phase. At the same time, the drying gas is supplied with thermal energy, which increases its water absorption capacity again.

Die Temperatur und der Taupunkt des in dem Trocknungsbehälter befindlichen Trocknungsgases, vorliegend Trocknungsluft, wird über einen Taupunktsensor 14 und einen Thermosensor 15, die an der Behälterinnenwand angeordnet sind, kontinuierlich erfasst und an eine Steuer- und Regeleinrichtung 8 gemeldet, die anhand hinterlegter Vorgabewerte die Temperatur und den Taupunkt durch Ansteuerung des Gebläses 51 einerseits und des Expansionsventils 63 andererseits einregelt.The temperature and the dew point of the drying gas in the drying container, in this case drying air, is continuously recorded via a dew point sensor 14 and a thermal sensor 15, which are arranged on the inside wall of the container, and reported to a control and regulating device 8, which uses stored default values to determine the temperature and regulates the dew point by controlling the fan 51 on the one hand and the expansion valve 63 on the other hand.

Der Trocknungsbehälter 1 sowie auch das Zylinderblech 41, das Trichterblech 43 sowie der Versatzring 42 sind im Ausführungsbeispiel aus Edelstahl hergestellt. Selbstverständlich können sämtliche Bauteile auch aus anderen, insbesondere auch aus nichtmetallischen Werkstoffen hergestellt sein. Die Bezeichnung "Blech" bezieht sich vorliegend ausschließlich auf die "Dünnwandigkeit" der Bauteile, deren Dicke erheblich geringer ist, als ihr Flächenmaß und insbesondere nicht auf den Werkstoff.The drying container 1 and also the cylinder plate 41, the funnel plate 43 and the offset ring 42 are made of stainless steel in the exemplary embodiment. Of course, all components can also be made from other materials, in particular from non-metallic materials. The term "sheet metal" in the present case refers exclusively to the "thin walls" of the components, the thickness of which is considerably less than their areal dimension and in particular not to the material.

Der Gasleitkanal kann an jeder Position des Trocknungsbehälters angeordnet sein. Bevorzugt ist eine Position weit unten zu wählen, um den Durchströmungsweg des Trocknungsgases möglichst zu maximieren. Weiterhin können, wie in Figuren 1 und 2 gezeigt, auch mehrere, insbesondere parallel zueinander angeordnete Gasleitkanäle angeordnet sein, die über eine gemeinsame Trocknungsgasquelle oder auch jeweils über eine separate Trocknungsgasquelle gespeist sein können. Durch die Anordnung mehrerer, separat mit Trocknungsgas gespeister Gasleitkanäle ist eine unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeit und/oder Trocknungsgasmenge einstellbar, wodurch die Durchströmung des Kunststoffgranulats mit Trocknungsgas detaillierter einstellbar ist.The gas duct can be arranged at any position on the drying container. A position far below is preferably to be selected in order to maximize the flow path of the drying gas as possible. Furthermore, as shown in FIGS. 1 and 2, several gas ducts, in particular those arranged parallel to one another, can also be arranged, which can be fed via a common drying gas source or also in each case via a separate drying gas source. By arranging a plurality of gas ducts fed separately with drying gas, a different flow rate and / or drying gas amount can be set, whereby the flow through the plastic granulate with drying gas can be set in more detail.

Wenngleich in den vorstehenden Ausführungsbeispielen durchgehend Trocknungsluft als Trocknungsgas Verwendung findet, ist die Erfindung nicht auf den Einsatz von Trocknungsluft beschränkt. Selbstverständlich ist der Einsatz sämtlicher zur Trocknung von Kunststoffgranulat geeigneter Trocknungsgase von der Erfindung umfasst, insbesondere auch der Einsatz von Inertgas wie beispielsweise Stickstoff zur Trocknung von oxidationsfreudigen Kunststoffgranulaten.Although drying air is used throughout as the drying gas in the above exemplary embodiments, the invention is not restricted to the use of drying air. The invention naturally encompasses the use of all drying gases suitable for drying plastic granules, in particular also the use of inert gas such as nitrogen for drying plastic granules that are prone to oxidation.

Claims (13)

  1. Drying container (1) for drying plastic granulate, with a container wall (10) having a first section (11) of a hollow-cylindrical shape or the shape of a hollow prism, which first section merges into a funnel-shaped second section (12), which has a removal opening (13) at the end and a gas inlet guided through the container wall (10), which is connected to a drying gas source, wherein the gas inlet leads into a gas duct (3, 4), which is at least partially radially circumferentially arranged on the inner wall of the container and protrudes towards the central axis of the container, which gas duct delimits a closed annular or partially annular space, which is provided with at least one outlet opening (33, 44), which at least one outlet opening (33, 44) is directed towards the removal opening (13), characterised in that there is no central inner body such as a diffusor cone for the introduction of dry gas.
  2. Drying container according to claim 1, characterised in that the gas duct (3, 4) is arranged at least partially, preferably completely, at the second section (12) of the container wall (10).
  3. Drying container according to claim 1 or 2, characterised in that the at least one outlet opening (33, 44) is oriented at an angle of between 10° and 100°, preferably between 30° and 70°, particularly preferably between 40° and 50° to a plane (E2), which runs orthogonally to the central axis of the container.
  4. Drying container according to one of the previous claims, characterised in that the at least one outlet opening (33, 44) is in the form of an oblong hole or a slit.
  5. Drying container according to one of the previous claims, characterised in that the gas duct (3, 4) has a projection directed radially towards the central axis of the drying container, in which projection the outlet openings (33, 44) are arranged.
  6. Drying container according to one of the previous claims, characterised in that the drying gas source is formed by a compressed gas source, in particular a compressed air source (6) or by the drying gas outlet of an adsorption dryer (7).
  7. Drying container according to one of the previous claims, characterised in that a second gas inlet guided through the container wall (10) is arranged axially spaced apart from the gas duct (3, 4) on its side opposite the removal opening (13) in the first section (11), which second gas inlet is connected to a second drying gas source, preferably an ambient air source, which comprises an arrangement with a heater (52, 64) and a blower (51, 63).
  8. Drying container according to claim 7, characterised in that the second gas inlet is arranged in the area of the lower half facing the removal opening (13), preferably of the lower third of the first section (11) of the container wall (10).
  9. Drying container according to claim 7 or 8, characterised in that the second gas inlet ends in a second gas duct (2), which has at least one outlet opening (23), which is preferably in the form of an oblong hole or a slit and is directed towards the removal opening (13).
  10. Drying container according to one of the previous claims, characterised in that in the drying container (1), in particular at the container wall (10), at least one thermosensor (15) and/or at least one dew point sensor (14) is arranged, which is connected to a control and regulation device (8), via which the volume flow of at least one of the drying gas sources (5, 6) can be controlled, wherein the control and regulation device (8) is connected to a valve (63) and/or blower (51, 63) arranged in the feed line between drying gas source and drying container.
  11. Method for drying plastic granulate in a drying container according to one of the previous claims, wherein a first drying gas volume flow substantially directed in the gravitational direction is supplied to the plastic granulate via a first gas inlet laterally arranged at the container wall (10) via at least one outlet opening (23, 33, 44) of a radially at least partially circumferentially arranged gas duct (2, 3, 4), wherein a further, second heated drying gas stream is supplied to the plastic granulate at a distance from the first gas inlet on its side facing away from the removal opening (13) of the drying container (1) via a second gas inlet arranged at the container wall (10), wherein the second drying gas volume flow is a heated ambient air stream or a heated inert gas stream introduced by means of a blower (51).
  12. Method according to claim 11, characterised in that the temperature and/or the dew point in the drying container (1) is detected by at least one sensor (14, 15) and at least one drying gas volume flow is controlled on the basis of the detected measurement values.
  13. Method according to claim 11 or 12, characterised in that the first drying gas volume flow is formed by expanded compressed gas, in particular expanded compressed air, or by ambient air dried by means of an adsorption dryer (7).
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