ES2322085T3 - Unidad de tratamiento de granulos. - Google Patents
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Abstract
Un método para reducir componentes volátiles en gránulos de polímeros, que comprende las etapas de: a) recoger los gránulos de la extrusora (1) e impulsarlos a través de una tubería de enfriamiento (3) con un flujo de agua de refrigeración y un tiempo de permanencia suficiente para alcanzar la temperatura deseada; b) separar los gránulos del agua en un secador (4), reciclar el agua al sistema de refrigeración por el sistema de enfriamiento (5) e impulsar los gránulos enfriados por una tubería (9) hacia el silo de calefacción (10); c) mantener los gránulos durante un periodo de tiempo de 5 a 50 horas en el silo de calefacción bajo una corriente de gas caliente (11) que entra cerca del extremo inferior de dicho silo y escapa a través de la superficie superior abierta; d) recoger continuamente gránulos de la parte inferior del silo de calefacción mediante una válvula (24) que permite controlar el flujo saliente de material, a fin de mantener el silo de calefacción constantemente lleno; e) introducir los gránulos en un dispositivo de enfriamiento (25); f) mantener el dispositivo de enfriamiento a temperatura ambiente, para rebajar la temperatura de los gránulos al nivel deseado; g) enviar los gránulos enfriados a los silos de almacenamiento, caracterizado porque los gránulos poliméricos son de polietileno, porque el silo de calefacción se mantiene a una temperatura de 80 a 130ºC y porque los gránulos se enfrían en el silo de enfriamiento a una temperatura de 60 a 70ºC.
Description
Unidad de tratamiento de gránulos.
La presente invención se refiere a un método
para reducir componentes volátiles en partículas poliméricas,
conforme al preámbulo de la reivindicación 1.
Un método de este tipo es conocido, p.ej., a
través de la patente US-A-5 052
123.
Muchos productos elaborados a partir de
polímeros y en particular con polietileno están en contacto con
alimentos y por tanto es conveniente producir artículos que no den
mal sabor. Tales productos son, por ejemplo, tuberías en contacto
con agua potable o envases de mercancías alimenticias. Los restos de
hidrocarburos o de aditivos pueden causar olores no deseados. Para
algunas aplicaciones también es importante eliminar los
hidrocarburos residuales del producto final, por ejemplo, el
etileno del polietileno de baja densidad. Otro ejemplo es la
reducción de la proporción de componentes volátiles del
polipropileno, a fin de disminuir los humos en la etapa de
transformación.
Para disminuir o suprimir los olores
indeseables, los gránulos de polímero se mandan a una unidad de
tratamiento situada entre la extrusora y los mezcladores.
La mayoría de unidades de tratamiento de
gránulos del estado técnico previo funcionan por lotes. Los gránulos
procedentes de la extrusora se dirigen a un silo que tiene una
capacidad de unas 300 toneladas. El silo se llena hasta el nivel
deseado y los gránulos se someten luego a una corriente de gas
caliente durante un periodo de tiempo inversamente proporcional a
la temperatura del gas: cuanto mayor es la temperatura, menor es el
tiempo de permanencia. No obstante debe alcanzarse un compromiso,
porque, si la temperatura es demasiado alta, los gránulos empiezan
a fundirse y se pegan entre sí, y, si la temperatura es demasiado
baja, aunque se reduce el coste el tiempo de permanencia resulta
prohibitivamente largo. Para el polietileno, los valores típicos de
temperatura y tiempo de permanencia son, respectivamente, de 80 a
110ºC y de 5 a 50 horas. El gas caliente se inyecta cerca de la
base del silo mediante un compresor y la temperatura se regula con
una resistencia eléctrica o con un intercambiador de calor, a razón
de 500 a 5000 m^{3}/h/Tm de producto. Luego el gas sale del silo
por la superficie superior, arrastrando los hidrocarburos residuales
que han migrado desde el interior de los gránulos hacia su
superficie. El volumen de gas caliente se necesita tanto para
calentar los gránulos a la temperatura fijada de 80 a 110ºC, como
para mantenerlos a esa temperatura durante el tiempo de permanencia
necesario de 5 a 50 horas. Después hay que enfriar los gránulos a
60-70ºC para facilitar su transporte sin que se
peguen.
Tras un tiempo de permanencia de 5 a 50 horas,
el contenido del silo se refrigera con gas frío y luego se vacía
por el fondo, y los gránulos se impulsan hacia los mezcladores con
un compresor de gas.
Este método se ha usado en el pasado, pero tiene
la desventaja de que se pierde un tiempo considerable llenando el
silo e inmovilizando los gránulos. Además se requieren grandes
cantidades de tiempo y energía para calentar todo el silo a la
temperatura deseada de aproximadamente 100ºC y enfriarlo luego a una
temperatura de aproximadamente 60ºC.
La solicitud de patente WO 2004/039848 describe
un proceso continuo para el tratamiento del polímero: sin embargo
todavía requiere cantidades muy grandes de aire de purga. Los
componentes volátiles purgados se diluyen en enormes cantidades de
gas, que resulta muy difícil de tratar y habitualmente se suelta a
la atmósfera.
La patente
US-A-5,052,123 revela un método para
elevar el peso molecular de gránulos de poliamida. Los gránulos de
poliamida en suspensión acuosa se liberan de agua en una sola
operación. Los gránulos se secan y se calientan sucesivamente en
las zonas consecutivas de una torre de secado con la ayuda de una
contracorriente de gas inerte a una temperatura de 140 a 190ºC.
La patente DE-19729302 revela un
método para desodorizar gránulos de polipropileno. Los gránulos de
polipropileno, que son transportados por una corriente de agua, se
secan primero en un secador centrífugo. Se envían a través de un
silo y se mantienen a una temperatura de 100 a 130ºC durante 3 hasta
15 horas y luego se enfrían hasta una temperatura de 40 a 50ºC.
La patente US-6,270,708 revela
un aparato para aglomerar y secar material particulado, incluyendo
un aglomerador para formar y descargar gránulos húmedos de un
tamaño máximo predeterminado y un secador.
La patente DE-19824788 revela el
transporte hidráulico de gránulos de polietileno o de
polipropileno.
La patente JP-01258911 revela un
método para acortar el tiempo de secado y simplificar las
instalaciones de secado. Las escamas amorfas de polímero cortadas
dentro del agua se secan calentando en aire o nitrógeno a una
temperatura determinada por el punto de transición vítrea.
La patente JP-63078707 revela un
método para mejorar la deshumidificación y la eficiencia del secado
e impedir que el sistema de circulación de aire se obstruya con
impurezas. El aire deshumidificador se calienta y se introduce en
la parte inferior de una tolva, en cuya parte superior va montado un
tubo de escape para descargar dicho aire fuera de la misma.
La patente US-3,544,525 revela
un proceso para cristalizar y secar poliésteres cristalizables,
formadores de fibras de poliéster lineal, cuya cristalización se
activa a una temperatura de, al menos, 50ºC por encima de su
temperatura de transición vítrea.
La presente invención tiene por objeto
proporcionar un método que consuma menos tiempo y energía para
reducir componentes volátiles en gránulos de polietileno.
Según la presente invención este objetivo se
logra con el método definido en la reivindicación 1.
La forma de ejecución concreta de la presente
invención es objeto de las reivindicaciones secundarias.
La presente invención revela una unidad de
tratamiento de gránulos que requiere menos tiempo de espera.
La presente invención también revela un sistema
que consume menos energía de calefacción.
Además la presente invención revela un sistema
que precisa poca o ninguna calefacción y disminuye en gran medida
la cantidad de gas de purga liberado. El gas de purga puede tratarse
y no se expulsa a la atmósfera ninguna o muy poca cantidad de
componentes volátiles.
Así pues, la presente invención revela una
unidad de tratamiento de gránulos que funciona de modo continuo con
un silo a nivel constante. Esta forma de funcionamiento suprime el
largo tiempo de espera necesario para llenar el silo y el tiempo
necesario para calentar el contenido de un silo lleno. La cantidad
de energía necesaria para calentar el silo aún se reduce más,
reciclando el gas calentado que sale del silo de enfriamiento hacia
la corriente de gas caliente empleada para calentar el silo de
calefacción.
La figura 1 es un diagrama esquemático de la
unidad de tratamiento de gránulos completa, partiendo del granulador
hasta el silo de almacenamiento.
La figura 2 es un diagrama esquemático de la
unidad formada por el silo de calefacción y el silo de enfriamiento,
en la cual el gas calentado que sale del silo de enfriamiento se
recicla a la unidad calefactora.
La figura 3 representa un diagrama esquemático
de la unidad de tratamiento de gránulos, en la cual los gránulos
que salen del granulador se envían al silo de calefacción/ silo de
enfriamiento mediante una corriente de agua
caliente.
caliente.
Los filamentos de polietileno fundido que salen
de la extrusora (1) se cortan en gránulos con cuchillas giratorias
(2). Una corriente de fluido refrigerante, usualmente agua,
transporta los gránulos calientes a través de una tubería de
enfriamiento (3). Los gránulos se separan luego del fluido
refrigerante en un secador (4). El fluido calentado en contacto con
los gránulos se envía a un refrigerante (5) y se recicla a la
tubería de enfriamiento. Una bomba (6) mantiene el fluido
circulando por la tubería. Los gránulos, calentados ahora a una
temperatura de 60-70ºC, se descargan en un silo
pequeño (7) y a través de una válvula rotativa (8) situada al fondo
del silo se conducen a una tubería (9) donde son arrastrados por una
corriente de gas, usualmente a una temperatura de 50 a 60ºC, hacia
el silo de calefacción (10). Entran por la superficie superior en el
silo de calefacción, que está diseñado para tener un comportamiento
de flujo pistón. Los gránulos se calientan luego a la temperatura
deseada mediante una corriente de gas caliente (11). Se envía gas
atmosférico a través de un filtro (20) hacia la soplante de gas
caliente (21), luego a través de un segundo filtro (22) al
calentador de gas (23) y después a la parte inferior del silo de
calefacción. El calentador de gas es un flujo de vapor de media
presión o una resistencia eléctrica.
El gas caliente asciende a través del silo y
escapa por su superficie superior. Los gránulos permanecen en el
silo de calefacción durante un tiempo suficiente para permitir que
los restos de hidrocarburo migren hacia la superficie de los
gránulos, sean arrastrados hacia arriba por el gas caliente y
escapen a través de la superficie superior del silo. Después los
gránulos salen del silo de calefacción a través de una válvula
rotativa (24), cuya velocidad de giro está regulada para mantener
el silo de calefacción constantemente lleno, y caen en el silo de
enfriamiento (25). Los gránulos se enfrían mediante una corriente de
gas frío (26) antes de ser enviados a los mezcladores, a fin de
impedir que se peguen. Se envía gas atmosférico a través de un
filtro (27) hacia la soplante de gas frío (28), luego a través de
un segundo filtro (29) al refrigerante de gas (30) y después a la
parte inferior del silo de enfriamiento. El gas se enfría con agua.
Los gránulos salen del silo de enfriamiento a través de una válvula
rotativa (31) y luego son arrastrados por una corriente de gas
frío, a través de una tubería (40), hacia los silos de
homogenización. Se envía gas atmosférico a través de un filtro (41)
hacia la soplante de transporte de los gránulos (42), luego al
refrigerante del transporte de los gránulos (43) y después a parte
inferior de los mezcladores.
El gas empleado para enfriar los gránulos se
calienta en el proceso: puede reciclarse a la unidad de calefacción,
para disminuir el consumo de energía.
La corriente de gas caliente enviada al silo de
calefacción puede ser de cualquier gas adecuado. En todos los
casos, especialmente para polietileno de alta densidad, se prefiere
el aire. Para otros polímeros que requieren operaciones de
seguridad elevada se prefiere un gas inerte.
La temperatura de la corriente de agua de
refrigeración adyacente a la extrusora suele ser de 50 a 70ºC y
enfría los gránulos a una temperatura de 60 a 70ºC. El tiempo de
permanencia necesario para enfriar los gránulos al nivel deseado es
de 10 a 20 segundos.
El tiempo de permanencia en el silo de
calefacción depende de la temperatura del silo: a mayor temperatura
menor tiempo de permanencia. Para gránulos de polietileno las
condiciones de operación más preferidas son una temperatura de 80 a
110ºC y un tiempo de permanencia de 5 a 50 horas, preferiblemente de
8 a 15 horas.
La temperatura de los gránulos a la salida del
silo de enfriamiento es de 60 a 70ºC.
Este método aún requiere una cantidad muy grande
de gas caliente y por tanto se necesita mucha energía para calentar
el silo de calefacción.
En una forma de ejecución preferida según la
presente invención los gránulos que salen de la extrusora se
enfrían a una temperatura mayor que la temperatura típica de 60 a
70ºC y lo más cercana posible a la temperatura del silo de
calefacción. Para polietileno suelen enfriarse a una temperatura de
80 a 110ºC, preferiblemente de 80 a 100ºC, lo cual se consigue
modificando el proceso arriba descrito de dos posibles maneras:
- 1.
- Acortando el tiempo de permanencia en el sistema de enfriamiento adyacente a la extrusora, sin variar la temperatura del agua de refrigeración.
- 2.
- Manteniendo la corriente de agua de refrigeración a una temperatura próxima a la nueva temperatura consigna de los gránulos, sin variar el tiempo de permanencia.
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Siguiendo la primera opción, el tiempo de
permanencia en el sistema de enfriamiento adyacente a la extrusora
se suele dividir por dos, y por tanto es de 4 a 10 segundos. Con
este breve tiempo de permanencia, la superficie exterior de los
gránulos cae a la temperatura de la corriente refrigerante, es decir
a una temperatura de 60 a 70ºC, mientras que el interior de los
gránulos se mantiene caliente, normalmente a una temperatura de 110
a 130ºC. Hay un ajuste progresivo de temperatura dentro del gránulo,
entre su superficie fría y su interior caliente, que produce una
temperatura global próxima a la temperatura requerida en el silo de
calefacción. La ventaja del método es que no se modifican las
condiciones de temperatura a la salida de la extrusora y, por
consiguiente, la cuchilla puede cortar correctamente en gránulos los
filamentos que salen de la extrusora.
Según la segunda opción, la temperatura del
sistema de enfriamiento se incrementa hasta un valor que depende de
la naturaleza de los gránulos y sobre todo de su viscosidad. La
temperatura apropiada para polímeros viscosos es mayor que la usual
para polímeros fluidos. Para el polietileno de elevada densidad es
idónea una temperatura de hasta 100ºC, mientras que para el
polietileno de baja densidad la temperatura adecuada es del orden de
80ºC. Este método tiene la desventaja de variar las condiciones a
la salida de la extrusora. Si no se controla cuidadosamente la
temperatura del agua, el incremento de temperatura puede provocar la
transformación de los gránulos en una masa pegajosa, al cortar los
filamentos a la salida de la extrusora.
Ambos métodos tienen el pequeño inconveniente de
que, al pasar por la tubería que va desde el secador hasta el silo
de calefacción, los gránulos pueden alargarse en forma de "cabello
de ángel".
Se prefiere la primera opción.
En ambos casos los gránulos se mantienen a una
temperatura próxima a la del silo de calefacción y por lo tanto se
reduce considerablemente la cantidad del gas caliente necesario para
tratar los gránulos.
En otra forma de ejecución preferida según la
presente invención, el transporte de los gránulos desde el
dispositivo de enfriamiento vecino a la extrusora hasta el silo de
calefacción tiene lugar mediante una corriente de agua caliente en
lugar de un flujo de gas caliente. Este método disminuye
considerablemente la formación de "cabello de ángel"
relacionada con la reducción del tiempo de permanencia en el sistema
de enfriamiento y, sobre todo, rebaja la cantidad de energía
necesaria, porque el sistema se mantiene a una temperatura constante
en todo el trayecto hacia el silo de calefacción. Además los
gránulos pueden desplazarse a gran distancia sin refrigeración,
permitiendo la nivelación de temperatura en el interior de los
gránulos cuando se emplea la primera opción.
En este método el secador se coloca justo
delante del silo de calefacción. Se puede situar directamente encima
del silo de calefacción, evitando cualquier transporte neumático de
los gránulos, o junto al silo de calefacción, con lo cual hace
falta un tramo corto de transporte neumático.
En otra forma de ejecución preferida según la
presente invención el silo de enfriamiento se reemplaza por un
sistema de intercambio de calor formado por placas verticales llenas
de agua a temperatura ambiente. Los gránulos que salen del silo de
calefacción caen por gravedad entre las paredes verticales de las
placas refrigerantes, que son unos rectángulos cuyo tamaño típico
es de 1,5 a 2,5 metros por 1,4 a 2 metros. A menor volumen, menor
tiempo de permanencia. El tiempo de permanencia entre las placas es
muy reducido, puesto que los gránulos pasan entre ellas por la
acción de la gravedad.
Las diversas formas de ejecución según la
presente invención permiten reducir sustancialmente el consumo de
gas caliente.
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Ejemplo
1
Se desgasificaron gránulos de polietileno
adecuados para fabricar tuberías en la unidad de tratamiento
descrita a continuación. La figura 2 representa esquemáticamente la
parte desgasificadora de la unidad.
Los gránulos entraron a una temperatura de unos
70ºC en el silo de calefacción, donde se mantuvieron bajo una
corriente de aire caliente a unos 100ºC durante un periodo de
aproximadamente 12 horas. La unidad de tratamiento de gránulos
estaba diseñada para operar a un caudal de aproximadamente 42 Tm/h,
con el fin de adaptarla al rendimiento de la producción de
gránulos. La capacidad del silo era de unos 1000 m^{3} y estaba
diseñado para que los gránulos entrantes y salientes tuvieran un
perfil de flujo de pistón. El ángulo de la tolva de descarga era de
50º.
En esta configuración concreta toda la energía
necesaria para calentar los gránulos de 70ºC a 100ºC, igual
a
663 kWh, fue aportada por aire caliente, cuya temperatura máxima era de 105ºC a la entrada, para evitar la fusión del polietileno. La medición de la temperatura del aire de escape a través de la superficie superior del silo dio unos 80ºC, mientras que los gránulos recogidos de la parte inferior del silo estaban a una temperatura de unos 100ºC. Así pues la cantidad de gas necesaria para calentar los gránulos fue de aproximadamente 75.000 Nm^{3}/h. La potencia requerida para comprimir el aire fue de 750 kW y la energía necesaria para calentar el aire de 40ºC (a la salida del compresor) a 105ºC fue de unos 1700 kW.
663 kWh, fue aportada por aire caliente, cuya temperatura máxima era de 105ºC a la entrada, para evitar la fusión del polietileno. La medición de la temperatura del aire de escape a través de la superficie superior del silo dio unos 80ºC, mientras que los gránulos recogidos de la parte inferior del silo estaban a una temperatura de unos 100ºC. Así pues la cantidad de gas necesaria para calentar los gránulos fue de aproximadamente 75.000 Nm^{3}/h. La potencia requerida para comprimir el aire fue de 750 kW y la energía necesaria para calentar el aire de 40ºC (a la salida del compresor) a 105ºC fue de unos 1700 kW.
En la siguiente etapa, los gránulos se templaron
en un silo de enfriamiento, antes de ser enviados a la unidad
homogenizadora. La capacidad del silo de enfriamiento era de unos
200 m^{3}. Los gránulos se enfriaron desde una temperatura de
100ºC saliendo del silo de calefacción hasta la temperatura de 70ºC
apropiada para la siguiente etapa. El medio refrigerante era aire
frío, que entraba en el silo de enfriamiento a una temperatura de
unos 30ºC y salía del mismo a través de su superficie superior a
una temperatura de 90ºC. De este modo la cantidad necesaria de aire
frío fue de unos 31.000 Nm^{3}/h. El aire de refrigeración se
mandó a la atmósfera. La energía necesaria para comprimir el aire
fue de unos 300 kW.
El aire caliente se descargó sencillamente a la
atmósfera. El contenido de componentes volátiles medido por
cromatografía (método KWS, cromatografía de hidrocarburos) fue de
560 ppm a la entrada y de 80 ppm a la salida aproximadamente. Por
tanto el tratamiento redujo el contenido de componentes volátiles en
un 85%, que corresponde aproximadamente a una eliminación de 19,8
kg/h de componentes volátiles. Los componentes volátiles se
diluyeron en 75.000 Nm^{3}/h y no requirieron ningún otro
tratamiento. La mayor parte de componentes volátiles se eliminó en
el primer silo.
Para minimizar la formación de cabello de ángel
en la línea de transporte, la tubería tenía "curvas gamma" y
estaba granallada con bolas metálicas pequeñas (granallado de tipo
"shot-peening").
La formación de cabello de ángel de tamaño
grande se determinó pasando los gránulos por una criba metálica de
2 x 2 cm. La cantidad de cabello de ángel recogido por la criba fue
de 0,2 g por cada 25 toneladas de producto.
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Ejemplo
2
La eficiencia térmica del sistema detallado en
el ejemplo 1 se mejoró reciclando al primer silo el aire de
refrigeración calentado que abandona el "silo de enfriamiento".
El balance térmico fue modificado como sigue.
Hacia el silo de calefacción (silo de purga) se
mandaron 44000 Nm^{3}/h de aire caliente y se reciclaron 31000
Nm^{3}/h de aire calentado saliente del silo de enfriamiento.
La energía necesaria para comprimir los 44000
Nm^{3}/h fue de unos 450 kW.
La cantidad de componentes volátiles fue de 550
ppm a la entrada del silo y de 80 ppm a la salida del silo de
enfriamiento. La cantidad de cabello de ángel en el producto final
fue de aproximadamente 0,3 g por 25 toneladas de producto.
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Ejemplo
3
En este ejemplo se modificó la etapa de
granulación para aumentar la temperatura de los gránulos.
La temperatura del agua a la entrada del
granulador se incrementó de 55ºC a 75ºC con un tiempo de contacto
agua/gránulo de unos 15 segundos. Este aumento de temperatura se
obtuvo enfriando menos el agua de refrigeración. La temperatura de
los gránulos a la salida del secador fue de unos 95ºC. La
temperatura de los gránulos se midió manteniendo el termopar en los
gránulos durante varios minutos, a fin de tener una temperatura
uniforme.
Los gránulos se transfirieron al silo de
calefacción usando la misma línea de transporte del ejemplo 1 y
entraron en el silo de purga a una temperatura aproximada de
90ºC.
La desgasificación se realizó usando solo el
aire calentado de la salida del silo de enfriamiento, que se
recicló al silo de purga en una cantidad de 31.000 Nm^{3}/h
aproximadamente, de modo que no se necesitó ningún o muy poco
calentamiento.
El aire que salía del silo de enfriamiento se
calentó hasta 105ºC antes de enviarlo al silo de purga.
La cantidad de 600 ppm de componentes volátiles
en la entrada se redujo a 110 ppm después del tratamiento.
El nivel de cabello de ángel en el producto fue
de 3 g por 25 toneladas de producto.
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Ejemplo
4
El ejemplo 4 fue idéntico al ejemplo 3,
exceptuando que el tiempo de permanencia de los gránulos con agua
de refrigeración tras abandonar el granulador se redujo de 13
segundos a 5 segundos, lo cual tuvo un efecto muy positivo en el
nivel de cabello de ángel, que se redujo de 3 g por 25 toneladas a
1,1 g por 25 toneladas.
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Ejemplo
5
Se emplearon las mismas condiciones de
granulación y de transferencia al silo de purga que las del ejemplo
4.
Para sustituir el silo de enfriamiento se usó un
intercambiador de placas especialmente diseñado para calentar o
enfriar los gránulos. Este tipo de intercambiador de calor se
describe por ejemplo en Chemie Technik, 28º año (1999), nº 4, p.
84.
La cantidad de aire introducido en el silo de
purga fue de 1000 Nm^{3}/h aproximadamente, suficiente para
eliminar los componentes volátiles. Los gránulos, que entraban a
90ºC, no necesitaron mucha mayor calefacción. El aire se calentó
hasta 105ºC, aunque no era obligatorio calentarlo hasta esta
temperatura.
El aire de enfriamiento fue reemplazado por un
flujo de agua de refrigeración a través del refrigerante de
placas.
Los gránulos entraron en el intercambiador de
placas a una temperatura de aproximadamente 90ºC y salieron del
intercambiador de calor a una temperatura de aproximadamente
60ºC.
La cantidad de 600 ppm de componentes volátiles
en la entrada se redujo a 130 ppm después del tratamiento. La
eficiencia de la eliminación disminuyó ligeramente. Los componentes
volátiles se trataron usando sistemas de recuperación
convencionales, como por ejemplo lecho de carbón activo.
El nivel de cabello de ángel encontrado en el
producto fue de aproximadamente 1,5 g por 25 toneladas de
producto.
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Ejemplo
6
La temperatura del agua de refrigeración de los
gránulos se fijó en 65ºC.
El caudal del agua de transporte de los gránulos
fue de unos 420 m^{3}/h para una producción de 42 Tm/h de
gránulos.
El tiempo de permanencia en el agua de
refrigeración de los gránulos fue de 5 segundos. Los gránulos y el
agua se separaron en el separador 50, recuperándose aproximadamente
un 90% del agua de refrigeración de los gránulos. La suspensión
concentrada de gránulos (50% de agua, 50% de gránulos) se mezcló con
agua de transporte 51 a una temperatura de 100ºC. Los gránulos se
transportaron al secador 52 instalado encima del silo de purga 10 y
luego cayeron por gravedad en el silo de purga 10, tal como se
representa en la figura 3. Los gránulos que entraban en el silo de
purga estaban a una temperatura de 100ºC y por tanto se necesitó muy
poca calefacción. El silo de enfriamiento fue reemplazado por el
sistema refrigerante de placas del ejemplo 5.
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La cantidad de 600 ppm de componentes volátiles
en la entrada se redujo a 65 ppm después del tratamiento.
No se encontró cabello de ángel.
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Ejemplo
7
Emplea el mismo sistema que en el ejemplo 6,
excepto que los gránulos permanecen en contacto con el agua de
refrigeración de los gránulos durante un periodo de tiempo de 13
segundos y el agua de transporte de los gránulos se halla a una
temperatura de 106ºC.
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La cantidad de 600 ppm de componentes volátiles
en la entrada se redujo a 65 ppm después del tratamiento.
No se encontró cabello de ángel.
El consumo global de energía de todos los
ejemplos está resumido en la tabla I.
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Puede apreciarse que todas las formas de
ejecución de la presente invención ofrecen un verdadero ahorro de
energía.
Claims (11)
1. Un método para reducir componentes volátiles
en gránulos de polímeros, que comprende las etapas de:
- a)
- recoger los gránulos de la extrusora (1) e impulsarlos a través de una tubería de enfriamiento (3) con un flujo de agua de refrigeración y un tiempo de permanencia suficiente para alcanzar la temperatura deseada;
- b)
- separar los gránulos del agua en un secador (4), reciclar el agua al sistema de refrigeración por el sistema de enfriamiento (5) e impulsar los gránulos enfriados por una tubería (9) hacia el silo de calefacción (10);
- c)
- mantener los gránulos durante un periodo de tiempo de 5 a 50 horas en el silo de calefacción bajo una corriente de gas caliente (11) que entra cerca del extremo inferior de dicho silo y escapa a través de la superficie superior abierta;
- d)
- recoger continuamente gránulos de la parte inferior del silo de calefacción mediante una válvula (24) que permite controlar el flujo saliente de material, a fin de mantener el silo de calefacción constantemente lleno;
- e)
- introducir los gránulos en un dispositivo de enfriamiento (25);
- f)
- mantener el dispositivo de enfriamiento a temperatura ambiente, para rebajar la temperatura de los gránulos al nivel deseado;
- g)
- enviar los gránulos enfriados a los silos de almacenamiento,
caracterizado porque los
gránulos poliméricos son de polietileno, porque el silo de
calefacción se mantiene a una temperatura de 80 a 130ºC y porque
los gránulos se enfrían en el silo de enfriamiento a una temperatura
de 60 a
70ºC.
2. El método de la reivindicación 1, en que la
corriente de gas caliente de la etapa c) es de aire.
3. El método de la reivindicación 1 o 2, en que
el dispositivo refrigerante es un silo de enfriamiento mantenido
bajo una corriente de gas, preferiblemente aire, a la temperatura
ambiente (26).
4. El método de la reivindicación 3, en que el
gas calentado que sale del silo de enfriamiento se recicla a la
unidad de calefacción (11).
5. El método de la reivindicación 1 o 2, en que
el dispositivo refrigerante es un conjunto de placas verticales
enfriadas por agua a temperatura ambiente, entre las cuales caen los
gránulos por gravedad.
6. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en que la temperatura deseada para la etapa
a) es de 60 a 70ºC, la cual se alcanza con un tiempo de permanencia
de 10 a 20 segundos en una corriente de agua de refrigeración
mantenida a una temperatura entre 40 y 105ºC, preferiblemente entre
50 y 90ºC, sobre todo entre 55 y 80ºC.
7. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en que la temperatura deseada para la etapa
a) es de unos 100ºC, la cual se alcanza con un tiempo de
permanencia de 3 a 10 segundos en una corriente de agua de
refrigeración mantenida a una temperatura entre 50 y 80ºC.
8. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en que la temperatura deseada para la etapa
a) es de unos 100ºC, la cual se alcanza con un tiempo de
permanencia de 10 a 20 segundos en una corriente de agua de
refrigeración mantenida a una temperatura de aproximadamente
100ºC.
9. El método de la reivindicación 7 u 8, en que
los gránulos enfriados se impulsan a través de una tubería (9)
hacia el silo de calefacción mediante una corriente de gas a una
temperatura comprendida entre 20 y 60ºC.
10. El método de la reivindicación 7 u 8, en que
los gránulos enfriados se impulsan a través de una tubería (9)
hacia el silo de calefacción mediante una corriente de gas a una
temperatura de aproximadamente 100ºC y el secador se traslada al
final de la tubería (9) y antes del silo de calefacción.
11. El método según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en que los gránulos de polietileno
salientes tienen propiedades organolépticas.
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