JP2004508991A - 粒形状のポリマー・プラスチック材料を熱後処理するための装置と方法 - Google Patents

粒形状のポリマー・プラスチック材料を熱後処理するための装置と方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、粒形状のプラスチック材料、特にポリエチレン・テレフタレート(PET)などのポリエステル材料を、実質的に矩形断面を有する平形シャフト反応器の中で二次的熱処理するための装置に関する。シャフト1は上部領域4と下部領域5とから構成され、下部領域の水平断面Q5は垂直方向下向きに先細になっている。少なくとも垂直シャフト壁4A、4Bの区画はスクリーン形式のガス拡散領域を有している。下部出口領域5の大きな対向するシャフト壁5a、5bも同様にガス拡散領域である。ガス拡散領域はウェッジワイヤ・スクリーンから構成され、これは要件に応じてさまざまなスロット配置を取ることができる。ウェッジワイヤ・スクリーンの特別のスロット配置は、シャフト領域における水平断面にわたる粒状物の速度プロファイルを標準化することができる。エレメント(ダイヤモンド)を取り付けることによって装置の振動と衝撃は減少し、粒状物の速度プロファイルはさらに最適化される。

Description

【0001】
本発明は、粒形状のプラスチック材料、特にポリエチレン・テレフタレート(PET)などのポリエステル材料の熱処理または後処理のための、特許請求の範囲における請求項1の前提部に記載の装置、ならびに本発明による装置によって実施することができる請求項20に記載の対応する方法に関する。
【0002】
ポリマー・プラスチックを結晶化して固相後凝縮するための方法と装置は周知である。例えば、PETの後凝縮が適当な反応器において固相で200℃以上の温度で数時間にわたって起こる。
【0003】
ポリマー粒状物のさらなる用途に応じて、材料に関するさまざまな要件が存在する。食品包装業界において使用するためには、例えばアセトアルデヒドがないことがポリマーにとって重要である。使い捨てまたは返却可能な飲料用ボトルを製造するためにさらに加工する場合、特に高い機械的強度と透明度が必要である。高い機械的強度を達成するために、より高い反応温度および/またはより長い反応時間で達成される高度の重合が必要である。しかしながら、材料の熱分解または酸化を工程中に決して起させないことが重要であり、これは結果的に黄化を起す可能性があるからである。また他方では、粒状物の軟化を防止しなければならないので、粒状物は共に融解しないものである。
【0004】
したがって、ポリマー粒状物のさらなる用途に応じて最適の反応条件を維持するが、反応器を通過するすべてのポリマー粒状物がある時間にわたって同じ反応条件に確実にさらされるようにすることが重要である。また、シャフト反応器の動作条件がこの目的のための時間にわたって一定に保持されている場合でも、粒状物のすべての粒体がほとんど同じ長さの時間だけ反応器の中に残ることを、同時に保証しなければならない。
【0005】
これは、粒状物の垂直流れ方向に直角な断面にわたる粒状物の速度分布がシャフト反応器の各垂直位置において均一であることを意味する。シャフトにおけるある垂直位置での不均一な速度分布が可能である場合には、これらの分布を、粒状物の流れ挙動を流線形と仮定して、別の垂直位置における逆向きの速度分布によって補償しなければならない。
【0006】
しかしながら、シャフトのあらゆる垂直位置において粒状物の均質の速度分布が達成される場合が最良であり、この目的のために、粒状物の望みの時間的に連続的な流れ挙動から、粒状物どうしおよび粒状物とシャフトの内壁との間の接着摩擦と滑り摩擦との相互作用が原因で過度に大きく逸れないことを確実にしなければならない。
【0007】
したがって、本発明の目的は、一方ではシャフトの断面全体にわたってポリマー粒状物の均質な速度分布を達成し、他方では障害なしに粒状物の円滑で連続的な流れを達成することである。
【0008】
この目的は、装置に関する請求項1から方法に関する請求項21までに記載した特徴によって達成される。
【0009】
少なくともある区域では、シャフト壁の顕微鏡的に微細で円滑な内部のために、しかし優先的な方向における肉眼で見える構造化によって、壁の区域においてポリマー粒状物と壁の内側との間に相互作用があり、したがってこれは粒状物の流れ挙動に影響を与える。
【0010】
これらの部分的区域が、スロット付きおよび/または孔状開口部を有する通気性のガス処理区域によって形成されることが有利である。
【0011】
横断ガス処理は、上部区域と下部区域すなわちシャフト壁の出口の両方において実施するのが都合がよい。これはシャフトの所定の構造高さによって最大ガス処理を発生させる。
【0012】
粒状物の横断ガス処理のスクリーン状領域は、スロット幅が粒状物の最小寸法よりも小さなスロット孔スクリーンから構成することが好ましい。これは、シャフトの内壁に近い区域から出発する粒状物の動きに対する影響を可能にするが、これはまた、粒状物間の相互からみ合いおよび摩擦によってシャフトの内側区域に部分的に伝達される。粒状物に対するシャフト反応器内側のこの影響は、シャフトが浅い構造を有するためにすべての粒状物がシャフト壁の近くに位置するので、矩形断面を有するシャフトの浅い本設計の場合に特に顕著である。
【0013】
シャフトの出口は漏斗形状に設計されることが好ましい。製造技術の点で、一対の対向する矩形表面と一対の対向する台形表面から成る漏斗形状出口が特に有利であり、こうして1つの水平寸法において漏斗形状のくびれが存在し、他の水平寸法ではシャフトの全幅が出口の全高にわたって維持されている。したがってこの設計によって、出口区域においても大きなガス処理区域が可能であり、矩形側部と台形側部とはすべてスロット孔スクリーンによって作られることが好ましい。スロット孔スクリーン内部におけるスロットの方向分布を、粒状物の外形と工程条件にしたがって適合させることもできる。例えば、さまざまなスロット構造を有する交換可能なグリッドもこの目的には考えられる。
【0014】
しかしながら、スロット孔スクリーンは、スロットが互いに平行に走る領域から成ることが好ましい。
【0015】
シャフトの別の好ましい実施形態では、漏斗形状の出口は、一対の第1対向台形面と一対の第2の対向する台形面とから成っている。これは円錐に似た構造を形成する。
【0016】
出口区域における横断ガス処理が対向する大面積の側部を通じて起こることは都合がよい。上述のように、これらを台形面または矩形面のいずれかにすることができる。
【0017】
特に安価な一実施形態では、対向する大面積のガス処理側部は、スロットが互いに平行に走って矩形または台形の面の底辺に直角に延在する、スロット孔スクリーンから成っている。
【0018】
シャフト反応器の浅い本設計によって、出口の目標とされるくびれを通じて、そしてシャフトの内側の目標とされる構造化を通じて、シャフト反応器における速度プロファイルに対して影響を与えることは、特に有利であることが確証されている。シャフトの水平幅は一般的に、シャフトの水平深さよりも約5〜10倍大きく、さらにまた粒状物の粒径に基づくシャフトの水平深さは大き過ぎないので、シャフトの深さに沿った粒状物の速度分布は比較的均質である。しかしながら、シャフトの幅にわたる粒状物の速度分布を考慮する場合、中間部における粒の速度は縁部区域における速度よりもはるかに高いことがわかっている。
【0019】
この不等の速度分布を等しくするために、台形面におけるさまざまなスロット孔スクリーン構造が、シャフトの幅に沿った出口の一次元漏斗形状のくびれと共に提案されている。
【0020】
スロットが台形面の対称軸に対して対称に位置し、対称軸の両側で台形面の斜辺に平行に走る台形面は、特に有利である。スロット孔スクリーンにおいてスロットが矢筈(ヘリボーン)模様で配置されているので、粒状物はここでは、シャフトの出口の中央区域における粒状物が減速されて、こうして速度プロファイルがより均一になるように、影響を受ける。スロット孔スクリーンは台形の斜辺に平行に配置されているので、このスロット孔スクリーン構造も、その製造において無駄がほとんどないという利点を有する。
【0021】
スロット孔スクリーンの別の好ましい実施形態は、やはり台形面の対称軸に対称に配置されているが、互いに平行に、同時に対称軸と台形面のそれぞれの斜辺との間の角二等分線に平行に、対称軸の両側を走るスロットを有する。この設計によって、達成される速度プロファイルの均質性は特に良好であるが、スロット孔スクリーンの製造では特に大量の無駄がある。
【0022】
スロット・グリッドの特に好ましい実施形態では、台形面は、台形面の対称軸の周りに対称に延在する矩形区域を有し、矩形区域の側部は台形面の底辺に平行または直角に走り、スロットは矩形区域の中で台形面の対称軸に平行に走っている。速度プロファイルをさらに均質にすることに対するこの設計の効果は、前節に述べたものと同様に良好であるが、製造において無駄がより少ないという利点をもたらす。さらに、矩形区域は、矩形の幅の増加または減少のいずれかによってスロット孔スクリーンの複雑な変化を減らすのに適している。これは台形スロット孔のモジュール設計を通じて達成することができ、この場合、台形の斜辺に平行なスロットを有する2つの分離した台形半分と長い辺に平行なスロットを有する矩形とが使用される。中央矩形区域についても同じく、グリッドの右または左半分を多少重ねることによって変化させることが可能である。
【0023】
本発明によるシャフトの出口では、台形面の対称軸と台形面の斜辺との間の角度は10°〜30°であり、約20°であることが好ましい。
【0024】
中央矩形区域を有する台形スロット・グリッドの実施形態では、台形面の底辺に平行に走る矩形辺の長さは、台形面の大きな底辺の長さの約1/10であり、台形面の小さな底辺に対応する最大値をとることもできる。
【0025】
本発明によるシャフトの浅い設計では、粒状物の流れ方向に直角な断面の短い矩形辺と長い矩形辺の比は20:1〜5:1の間である。10:1の比の場合には特に良好な結果が達成された。
【0026】
シャフト反応器のすべての実施形態において、シャフトの上部区域ならびにシャフトの下部区域におけるすべての内側縁部が斜めか、もしくは丸くなっており、こうして水平断面が多角形、卵形(円形競技場形状)、または特に八角形である場合が特に有利である。したがって水平断面はさらによく調べると単にほぼ矩形である。これは、内側縁部において粒状物のくさび状詰まりが起らないように特に重要である。粒状物は、特に高温において固着する傾向がある。粒状物は通常は形が立方体または直平行六面体または円筒形であるので、2つの対角壁側部が内側縁部への接着表面となる危険性はない。内側縁部のこの傾きまたは傾斜によって、粒状物の凝結を防止することができる。
【0027】
シャフトにおける粒状物の速度プロファイルに対する影響を、ルーフの目標とされる設置によって達成することができ、これらのルーフはそれらのピークが粒状物の流れ方向に対して上向きに向くように配置されている。これらのルーフはシャフトの中央区域に取り付けられることが好ましい。
【0028】
シャフトの上部区域において多くの小さなルーフがいくつかの水平列になって、ルーフの列が垂直方向に互いに間隔をおいて配置されていることは特に有利である。これは、シャフト内に入れた粒状物の塊全体の気まぐれな移動を制限する上で特に有用であることを証明しており、断面が小さいので或るゾーンから他のゾーンへのガスの迂回がより少ないという利点がある。上部シャフト区域にこのような水平ルーフ列がなければ、粒状物どうしの、そして或る一定の処理条件および粒状物条件の下でシャフトの内壁との接着摩擦および滑り摩擦という好ましくない相互作用が発生することがあり、これは、粒状物全部が大量であるため設備全体の強い振動を引き起こす可能性がある。水平ルーフの列は粒状物全容積のさまざまな区域の分割を生じさせるので、接着摩擦と滑り摩擦(スリップスティック)のこのような相互作用は個々の区域において個別にのみ起り、これにより、全量が少なくなって落下高さが小さくなるので振動を大幅に減らすことができる。ルーフのくびれ部において粒状物の速度が変化するので、これは、粒状物全量にわたっての非同期躍動ではなく、粒状物全体の、複数の少量部分の非同期振動を起させる。
【0029】
ルーフは対向する大きなシャフト壁の内側に取り付けられることが好ましい。これはシャフト構造全体の安定化にさらに貢献することになる。
【0030】
本発明のその他の利点、特徴、および可能な適用分野は、本発明の範囲を少しも限定するものではない好ましい実施形態の、図面に基づいて行う下記の説明から導き出される。
【0031】
図1は、本発明による、上部区域4と下部区域5とから成るシャフト1の概略斜視図である。上部区域4の上端部には入口ポート2が設けられ、下部区域5の下端部には出口ポート3が設けられている。上部区域4は4つの垂直シャフト壁4a、4b、4c、4dによって画定され、その全高にわたって一定の水平断面Q4を有する。
【0032】
4つの本質的に垂直なシャフト壁5a、5b、5c、5dによって画定される下部区域5が上部区域4に続く。
【0033】
下部区域5の水平断面Q5は頂部から底部へ向かって連続的に小さくなっている。
【0034】
下部区域の側部5a、5bは台形状に設計されているが、下部区域の側部5c、5dは矩形状に設計されている。したがって下部区域5は頂部から底部に向かって1つの寸法において次第に先細になっている。
【0035】
ガス処理は、対向する大きなシャフト壁、すなわち一方では4a、4b、他方では5a、5bにおけるスクリーン状ガス処理区域(図示せず)を通じて実施される。処理すべき粒状物は上部入口ポート2を通じて加えられ、重力の影響の下でシャフト1を通じて移動し、下部出口ポート3から出る。
【0036】
シャフト1の内側縁部区域における部分的に粘着性のPET粒状物の固化を防止するために、上部区域4の縁部4e、4f、4g、4hならびに下部区域5の縁部5e、5f、5g、5hは、内側に先細になっているか或いは丸く(図示せず)なっており、したがって隣接シャフト壁間の内角は90°よりも大きい。
【0037】
PET粒状物は通常は形が立方体または円筒状であるので、壁のこの傾斜または丸みは、粒状物の2つの表面が内側縁部における2つの直交する内側表面に固着するのを防止する。
【0038】
図2、3、4、5、6は、シャフト1の下部区域5のための、台形スロット孔スクリーンのさまざまな実施形態を示し、スロット孔スクリーンは出口区域5の対向する表面5a、5bを形成する。
【0039】
図2は、スロット付きグリッドの平行スロットが対称軸Aに平行にかつ台形の上下底辺11、12に直角に走る、台形スロット付きグリッド10を示す。台形の斜辺13、14は対称軸Aに対して角度αをなし、この角度は10°〜30°の間であり、約20°であることが好ましい。
【0040】
スロットは本質的に直角に配向されているので、シャフト1の頂部から底部まで流れる粒状物はほとんど妨害されず、したがってこれは、シャフトの内部区域を下向きに移動する粒状物とシャフトの縁部区域を下向きに移動する粒状物との間の速度差を小さくする。シャフトの上部区域4におけるガス処理区域はまた、スロットが頂部から底部へ直角に走るスロット孔スクリーンによっても形成される。
【0041】
図3は、対称軸Aに平行な中間部に障害物15すなわちいわゆるダイヤモンドが設けられている、図2の台形スロット孔スクリーン10を示す。このダイヤモンド15は2つのスロット孔スクリーン10の間に連続的に延在し、各スクリーンはシャフト1の下部区域5の面5a、5bを形成している。ダイヤモンドは3つの役割をはたす。
【0042】
第1に、シャフト1の中央区域では、ダイヤモンドは頂部から底部へ移動する粒状物を妨害し、したがって下向きに流れる粒状物の垂直方向の速度をさらに均一にする。
【0043】
第2に、ダイヤモンドの容積排除によって、ダイヤモンドはまた出口区域の部分を減らし、さもなければ(すなわちダイヤモンドが設けられていない場合)粒状物は均質性がかなり劣る速度分布で通過することになろう。
【0044】
第3に、出口区域5の対向する側部5a、5bとのダイヤモンド15の固定連結は、設備全体の安定性を増加する。これは、シャフト壁に対する力が下部区域5において特に大きいので、特に重要である。
【0045】
図4は、出口区域5の面5a、5bについての、台形スロット孔スクリーン20の実施形態を示す。台形スロット孔スクリーン20は、対称軸Aに対称に配置された2つの半分スクリーンから成っている。台形の2つの半分スクリーン各々において、スロット孔スクリーンのスロットは、互いに平行にかつそれぞれの斜辺23、24に平行に走っている。したがって、ここではスロットは台形の上下底辺21、22に直角に走ってはいない。さまざまなスロット孔スクリーンのこの配置は、シャフトの上部区域4における水平断面Q4および下部区域5の水平断面Q5との全体にわたって、垂直方向の粒子速度の非常に良好な均質性を達成する。
【0046】
台形スロット孔スクリーンのこの形をもちろんダイヤモンド15によって補足することもでき、または2つの実施形態を組み合わせて使用することもできる。
【0047】
図5は、出口区域5の面5a、5bについての、台形スロット孔スクリーンの別の実施形態を示す。
【0048】
図4におけるように、ここでもまた台形スロット孔スクリーンは、対称軸Aに対称な2つの区域から成っている。区域の各々において、スロットは互いに平行に、また同時に対称軸Aと台形の斜面33、34との間の角度分割線Wに平行に走っている。ここでもまた、スロットは台形の上下底辺31、32に直角に走ってはいない。このスロット孔スクリーンの幾何形状は、水平断面Q4、Q5にわたって特に均質の垂直方向速度プロファイルを達成する。
【0049】
図6は、出口区域5の面5a、5bについての、台形スロット孔スクリーンのさらに別の実施形態を示す。ここでは台形は上下底辺41、42ならびに両斜辺43、44から成っている。
【0050】
スロット孔スクリーン40はスロット孔スクリーン4と本質的に同一であるが、その中央区域に、対称軸Aに対称であってそのスロットが対称軸Aに平行に走っている矩形の区域も有する。矩形の上辺および下辺46、47は台形スロット孔スクリーンの上下底辺41、42の一部分を形成している。このスロット孔スクリーン40は本質的に、シャフト1の水平断面全体にわたって粒状物速度プロファイルのかなり完全な均質性を達成する。この結果は、図5におけるスロット孔スクリーン30によって得られた結果と本質的に同一である。
【0051】
しかしながら、これは、さまざまなスロット孔スクリーン区域を切り出すときに材料の無駄が少ないため、図5におけるスロット孔スクリーンと比較して製造技術の面で利点を有している。もう一つの利点は、中央矩形区域の幅、すなわち矩形の辺46、47の長さを必要に応じて変えることができることである。
【0052】
シャフトにおける水平断面にわたる粒状物の速度プロファイルがシャフトの寸法、内壁表面の粗度ならびに粒状物の特性と寸法に依存するので、さまざまなシャフト・サイズならびに粒状物の種類のための適合した修正を、中央矩形区域の幅を調節することによって得ることができる。
【0053】
図2から図6までのさまざまな設計の特徴を、もちろん必要に応じて組み合わせることもできる。
【0054】
図7は、図1における対向するシャフト側部4a、4bに平行な断面に沿った概略断面図である。これは、図面の平面に対して直角方向に、すなわちシャフトの上部区域4の側部4a、4bに対して直角に伸びる、全部で10個のルーフ50を示している。ルーフのピーク51は上方を向いている。ルーフ列全体は補強取付け区域52における側部4a、5aに接合されている。スロット孔スクリーン区域53は締付け区域52の両側部に向かって伸びている。
【0055】
図8は、シャフト反応器の第1実施形態の概略側面図である。シャフト1の上部区域4にはガス処理区域6、7、8があり、またシャフト1の下部区域5にはガス処理区域9がある。ガス処理区域6、7、8、9の各々の間に1つの取付け区域52があり、これはシャフト1全体の安定性を増加させる。各ガス処理区域6、7、8、9はスロット孔スクリーン区域53から成る。
【0056】
図9は、本発明によるシャフト反応器の、別の実施形態の概略側面図である。図9の実施形態は、シャフトの内部に様々な障害物がある点で図8のものとは異なっている。したがって、複数のルーフ50から成る1つのルーフ列がガス処理区域6、7の間に配置され、もう1つがガス処理区域7、8の間に配置され、出口区域5には1つのダイヤモンド15がある。
【0057】
粒状物は互いに斜めに突き当たり、粒状物の内部および粒状物とシャフト内壁との間には接着摩擦と滑り摩擦との相互作用があるので、粒状物の流れの中に応力が形成され、応力は時々突然開放されることもある。これはシャフト反応器全体に対する高い負荷を引き起こす。シャフト1の上部区域4においてルーフ列がさまざまな高さに取り付けられており、したがって達成される粒状物の速度が変化するので、シャフト1における粒状物の全容積は、本質的にガス処理区域6、7、8に対応する異なる区域に細分される。
【0058】
この分割によって、粒状物における応力の気まぐれな解放がそれぞれの小区域6、7、8においてのみ発生するので、応力のこのような気まぐれな解放に巻き込まれる量は粒状物の全量よりもはるかに小さい。図8、9における取付け区域52を、シャフト1の外壁から直角方向に伸びる鋼製の平らなバーによって補強することもできる。
【0059】
図10A、11Aは水平断面Q4の詳細図である。図示するように、水平断面Q4は単にほぼ矩形である。
【0060】
シャフト1の上部区域の内側縁部はすべて斜めになっているか丸くなっており、この斜め部分60または丸い部分61は縁部区域における内角をすべて90°以上にし、これは、主として形状が立方体または円筒形である粒状物の固着をほとんど防止する。
【0061】
図10B、11Bは、シャフト1の下部区域5における水平断面Q5の詳細図である。
【0062】
ここでもまた、内側縁部はすべて斜めになっているか丸くなっており、この斜め部分60または丸い部分61は粒状物の固着を防止する。もちろん斜め部分60を丸い部分61に置き換えることもでき、これは上述の斜め部分よりも製造が安価である。
【0063】
図示したように、スロット孔スクリーンは、摩擦による材料の流れに対する大きな影響が全くないガス処理可能な容器をもたらす。しかしながら粒状物が出口区域5における移送導管の小さな断面の中に一緒に来ると、スロットの方向が粒状物の流れ速度に、したがって出口における粒状物の滞留時間スペクトルに大きく影響する。スロット孔スクリーンにおける多くの長いスロットは、粒状物がスロットに平行に流れることができない場合には、高い流れ抵抗を引き起こし、スロットの方向を通じて粒状物の方向を偏向させることも可能である。
【0064】
速度プロファイルおよび滞留時間スペクトルを望みに応じて、特にシャフト1の出口区域5におけるスロットの特殊な配置を通じて影響を与えることができる。
【0065】
(参照符号のリスト)
1 シャフト
2 入口ポート
3 出口ポート
4 上部区域
5 下部区域
6、7、8、9 ガス処理区域
4a、4b、4c、4d シャフト壁、上部区域
5a、5b、5c、5d シャフト壁、下部区域
Q4 水平断面、上部区域
Q5 水平断面、下部区域
4e、4f、4g、4h シャフト縁部、上部区域
5e、5f、5g、5h シャフト縁部、下部区域
10 スロット孔スクリーン、台形
20 スロット孔スクリーン、台形
30 スロット孔スクリーン、台形
40 スロット孔スクリーン、台形
11、12 スロット孔スクリーン10の上下底辺
13、14 スロット孔スクリーン10の斜辺
15 ダイヤモンド型障害物
21、22 スロット孔スクリーン20の上下底辺
23、24 スロット孔スクリーン20の斜辺
31、32 スロット孔スクリーン30の上下底辺
33、34 スロット孔スクリーン30の斜辺
41、42 スロット孔スクリーン40の上下底辺
43、44 スロット孔スクリーン40の斜辺
45 スロット孔スクリーン40の矩形区域
46、47 矩形45の矩形辺
A 対称軸
W 角度二分線
α 対称軸Aと台形斜辺との間の角度
50 ルーフ
51 ルーフの上部ピーク
52 取付け区域
53 スロット孔スクリーン区域
60 斜め部分
61 丸い部分
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明によるシャフト反応器の概略斜視図である。
【図2】
本発明によるスロット孔スクリーンの実施形態を示す図である。
【図3】
本発明によるスロット孔スクリーンの別の実施形態を示す図である。
【図4】
本発明によるスロット孔スクリーンの別の実施形態を示す図である。
【図5】
本発明によるスロット孔スクリーンの別の実施形態を示す図である。
【図6】
本発明によるスロット孔スクリーンの別の実施形態を示す図である。
【図7】
図1における側部4a、4bに平行な切断平面に沿った概略断面図である。
【図8】
シャフト反応器の第1実施形態の概略側面図である。
【図9】
シャフト反応器の第2実施形態の概略側面図である。
【図10A】
図1のシャフト反応器を通る水平断面Q4、Q5の詳細図である。
【図10B】
図1のシャフト反応器を通る別の水平断面Q4、Q5の詳細図である。
【図10C】
図1のシャフト反応器を通る別の水平断面Q4、Q5の詳細図である。
【図11A】
図1のシャフト反応器を通る別の水平断面Q4、Q5の詳細図である。
【図11B】
図1のシャフト反応器を通る別の水平断面Q4、Q5の詳細図である。

Claims (21)

  1. 粒形状のプラスチック材料、特にポリエチレン・テレフタレート(PET)などのポリエステル材料の熱処理または後処理のための装置であって、上部入口ポート(2)と下部出口ポート(3)とを有する垂直シャフト(1)を有し、シャフトの中で粒状物が垂直方向に頂部から底部へ導かれ、こうしてシャフト(1)は本質的に上部区域(4)と下部区域(5)とを有し、上部区域の矩形水平断面Q4は垂直方向に沿って本質的に一定であり、下部区域の水平断面Q5は垂直方向下向きに先細になっており、こうして垂直シャフト壁は少なくとも部分的領域にスクリーン状の区域を有し、スクリーン状の区域は例えば窒素を含むガス混合物による粒状物の横断ガス処理を可能にし、こうして横断ガス処理用のスクリーン状部分区域は少なくとも対向するシャフト壁(4a、4b、5a、5b)に配置され、それらの水平幅がそれぞれの断面Q4、Q5の矩形長辺に対応する装置において、シャフト壁(4a、4b、4c、4d、5a、5b、5c、5d)の内側面が少なくとも部分区域(6、7、8、9)において円滑な表面を有する材料で作られており、この材料は、粒状物の粒子の寸法に本質的に対応するある一定の優先的な方向を備えた表面構造を有することを特徴とする装置。
  2. 部分区域(6、7、8、9)がガスを透過することができるガス処理区域であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  3. シャフト壁(4a、4b、5a、5b)が、上部区域(4)と下部区域(5)の両方において粒状物の横断ガス処理を行なうためのスクリーン状領域または部分的領域を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の装置。
  4. 粒状物の横断ガス処理を行なうためのスクリーン状領域または部分的領域が、スロット孔スクリーン(10、20、30、40)から成り、これらスクリーンのスロットの幅は粒状物の最小寸法よりも小さいことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の装置。
  5. スロット孔スクリーン(10)におけるスロットが本質的に垂直方向に走っていることを特徴とする請求項4に記載の装置。
  6. 下部区域(5)において、水平断面Q5が少なくとも1つの水平寸法にて垂直方向に頂部から底部へ減少し、こうして漏斗状の出口が形成されることを特徴とする請求項4に記載の装置。
  7. 漏斗状の出口(5)が一対の対向する矩形面と一対の対向する台形面とから成り、こうして矩形面は上部区域(4)の対向するシャフト壁に隣接し、上部区域の水平方向幅は断面Q4の短い矩形辺に対応することを特徴とする請求項6に記載の装置。
  8. 前記矩形面がスロット孔スクリーンから成り、これらスクリーンのスロットは矩形辺に平行に走っていることを特徴とする請求項7に記載の装置。
  9. 漏斗状の出口(5)が第1対の対向する台形面と第2対の対向する台形面とからなることを特徴とする請求項6に記載の装置。
  10. 広いシャフト壁(4a、4b)に連結された台形面対の一対(5a、5b)について、台形面はスロット孔スクリーン(10)から成り、これらスクリーンのスロットは互いに平行に、かつそれぞれの台形面の上下底辺(11、12)に直角に走っていることを特徴とする請求項9に記載の装置。
  11. 広いシャフト壁(4a、4b)に連結された台形面対の一対(5a、5b)について、台形面はスロット孔スクリーン(20)から成り、これらスクリーンのスロットは台形面の対称軸Aに対して対称に配置され、かつ対称軸Aの両側においてそれぞれの台形面の斜辺(23、24)に平行に走っていることを特徴とする請求項9に記載の装置。
  12. 広いシャフト壁(4a、4b)に連結された台形面対の一対(5a、5b)について、台形面はスロット孔スクリーン(30)から成り、これらスクリーンのスロットは台形面の対称軸Aに対して対称に配置され、かつ対称軸Aの両側において互いに平行に走り、かつ台形面の対称軸Aとそれぞれの斜辺(33、34)との間の角度分割線Wに平行に走っていることを特徴とする請求項9に記載の装置。
  13. 台形面が対称軸Aの周りに対称に伸びる矩形区域(45)を有し、この短形区域の辺はそれぞれの台形面の上下底辺(41、42)に平行または直交して走り、スロットは矩形区域(45)の中において台形面の対称軸Aに平行に走っていることを特徴とする請求項11に記載の装置。
  14. 台形面の対称軸Aと台形面の斜辺(23、24;33、34;43、44)との間の角度αが10°と30°との間にあり、好ましくは約20°であることを特徴とする請求項10から請求項13までのいずれか一項に記載の装置。
  15. 台形面の上下底辺(41、42)に平行に伸びる矩形辺(46、47)の長さが、台形面の長い底辺(41)の長さの約1/10から台形面の短い底辺(42)の長さまでの範囲内にあることを特徴とする請求項13に記載の装置。
  16. 上部区域(4)において、断面Q4の長い矩形辺L4と短い矩形辺K4との比が20:1と5:1との間にあり、好ましくは約10:1であることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  17. シャフト(1)の区域(4、5)において、すべての内側縁部(4e、4f、4g、4h、5e、5f、5g、5h)が斜めになっているかまたは丸くなっており、こうして水平断面Q4、Q5は多角形、卵形(円形競技場形状)、特に八角形となり、水平断面Q4、Q5は単にほぼ矩形であることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  18. 上向きに尖ったピーク(51)を有するルーフ(50)がシャフトの内部に配置されていることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  19. ルーフがシャフト(1)内でいくつかの水平列として配置され、列は垂直間隔を置いて離隔されていることを特徴とする請求項18に記載の装置。
  20. ルーフ(50)が対向する大きなシャフト壁(4a、4b)の内側に取り付けられていることを特徴とする請求項18または請求項19に記載の装置。
  21. 粒形状のプラスチック材料、特にポリエチレン・テレフタレート(PET)などのポリエステル材料の熱処理または後処理のための、請求項1から請求項19までのいずれか一項に記載の装置を使用する方法であって、
    粒状物をシャフトの上部区域へ給送する段階と、
    粒状物がシャフトを通って下向きに移動するときに、空気またはガスによって両側からガス処理する段階であって、特にシャフトの上部領域のスクリーン状部分区域を通じて横断方向に180°〜250°の温度で純粋な窒素によってガス処理する段階と、
    粒状物が下向きに移動するときに、空気、ガス、特に純粋な窒素によって、シャフトの下部区域のスクリーン状部分区域を通じて80°〜120°の温度で両側から粒状物をガス処理する段階と、
    粒状物をシャフトから漏斗状出口を通じて排出させる段階と
    を含む方法。
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