NL1007904C2

NL1007904C2 - Werkwijze en inrichting voor het vormen van granulaat uit een smelt van chemische producten.

Info

Publication number: NL1007904C2
Application number: NL1007904A
Authority: NL
Inventors: Rene Jan Zorge; Marco Andre Moekardanoe; Ronnie Johannes Mar Heijningen
Original assignee: Goudsche Machinefabriek Bv
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1997-12-24
Publication date: 1999-06-25
Also published as: WO1999033555A1; PL341433A1; AU1787699A; HUP0101009A3; PT1042056E; JP2002500085A; SK9742000A3; DE69801845T2; HUP0101009A2; DE69801845D1; DK1042056T3; GR3037015T3; EP1042056A1; EP1042056B1; ATE206066T1; ES2165205T3

Description

Titel: Werkwijze en inrichting voor het vormen van granulaat uit een smelt van chemische producten

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vormen van granulaat uit een smelt van chemische producten, waarbij de smelt vanuit een kamer met een kamerwand in de vorm van een van openingen voorziene plaat 5 door die openingen wordt uitgestoten in een verticale valpijpkamer, waardoor in een bovengebied van de valpijpkamer fijne druppeltjes worden gevormd, die tijdens hun vrije val in de valpijpkamer worden gekoeld door een toegevoerd koelmedium en aldus door afkoeling gevormd 10 granulaat in een ondergebied van de valpijpkamer wordt onttrokken, alsmede op een inrichting voor het uitvoeren van een dergelijke werkwijze.

Een werkwijze, zoals in de voorgaande alinea bedoeld, is bekend uit US-A-3.552.566. De smelt wordt hierbij via 15 een sproeikop in de valpijpkamer gebracht, waarbij het koelmedium, bijvoorbeeld water of alcohol, door zijdelings opgestelde sproeimondstukken om de uit de sproeikop afkomstige druppeltjes heen wordt verneveld. Aldus is met een valpijphoogte van 3 m granulaat bestaande uit 20 korreltjes met een diameter in de range van 0,3 tot 5 mm te verkrijgen.

Doel van de uitvinding is te komen tot een aanmerkelijke vernauwing van de diameterrange van het gevormde granulaat en wel in combinatie met een nog verdere 25 reducering van de valpijphoogte.

Dit wordt overeenkomstig de uitvinding bij een werkwijze van de in de aanhef omschreven soort bereikt, als de smelt in verticale of nagenoeg verticale richting wordt uitgestoten en als koelmedium een diep-koud fluïdum wordt 30 gebruikt, dat in gelijkstroom met de uitgestoten smelt in de valpijpkamer wordt ingebracht en in het ondergebied van de valpijpkamer als gas of damp wordt afgevoerd. Door deze maatregelen worden al de druppeltjes in evenwijdige en 100 79 o 4 2 verticale, dat wil zeggen elkaar ook niet ten gevolge van zwaartekrachtwerking snijdende banen uitgestoten, waardoor de kans op aan elkaar gaan hechten van twee of meer druppeltjes tot een minimum wordt beperkt. Daarbij houdt 5 het in gelijkstroom toevoeren van het koelmedium de vrije-val-omstandigheden voor de diverse druppeltjes gelijk en voorkomt verstoring van het evenwijdige banenpatroon, zodat de kans op aaneen gaan hechten van druppeltjes, en daarmee vergroting van de diameterrange van het te vormen I 10 granulaat, minimaal is. Het gebruiken van een diep-koud fluïdum als koelmedium, waarbij een voorkeur wordt uitgesproken voor een vloeibaar gas, zoals stikstof, heeft het als het ware ogenblikkelijk om een druppeltje heen vriezen van een gestolde schil tot gevolg. Daardoor worden 15 enerzijds de condities waaronder de druppeltjes aan elkaar kunnen gaan hechten, zo snel mogelijk weggenomen en wordt anderzijds door het vormen van de gestolde schil om de nog weke kern door verdamping van het diep-koude fluïdum in een zo kort tijdsbestek een vaste granulaatbuitenvorm 20 gerealiseerd, dat de valpijphoogte tot een minimum kan worden beperkt.

Om de valhoogte zo gering mogelijk te laten zijn, dient het diep-koude fluïdum zo optimaal, dat wil zeggen zo snel en intensief mogelijk zijn koelende werking op de 25 druppeltjes te hebben, Daartoe verdient het overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding de voorkeur dat de openingen in de plaat in een ringvormig patroon worden opgesteld, waarbij het diep-koude fluïdum zowel centraal binnen als langs de omtrek van het ringvormige 30 patroon wordt toegevoerd. Aldus kan worden volstaan met een valpijphoogte in de orde van grootte van 1 tot 2 m.

Om de diameterrange van het gevormde granulaat nog ; verder te vernauwen verdient het overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding de voorkeur, dat op de 35 smelt in de kamer via een membraan in verticale zin een trilling wordt uitgeoefend. Door deze maatregelen wordt een 1007904 3 uit een opening afkomstige straal door de verticale trilling gescheiden in druppeltjes, die alle door de opgelegde eigenfrequentie onderling een in hoofdzaak gelijke grootte hebben, zodat een wat diameter betreft 5 uiterst uniform granulaat wordt verkregen.

Bij dergelijke geringe valpijphoogten hebben de op het oog harde korrels vaak nog een weke tot vloeibare kern. In verband hiermee verdient het overeenkomstig de uitvinding verder de voorkeur, dat het in de valpijpkamer door 10 afkoelen en stollen althans deels gevormde granulaat vanuit de onderzijde van de valpijpkamer wordt toegevoerd aan een verdere ruimte waar door intensief contact met een koud gas een verdere stolling en afkoeling plaatsvindt. Door de uiterlijk harde korrelvorm is een deel van de stolling en 15 afkoeling die eerst tijdens de vrije val diende te geschieden thans nauwkeurig gecontroleerd en geregeld uit te voeren in een wat bouwhoogte betreft compacte fluïde bed koeler.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een 20 inrichting voor het uitvoeren van een werkwijze voor het vormen van granulaat uit een smelt van chemische producten, welke inrichting voorzien is van een kamer met een kamerwand in de vorm van een van openingen voorziene plaat, welke openingen uitmonden in een bovenuiteinde van een 25 valpijpkamer die nabij een onderuiteinde is voorzien van een granulaatafvoer, waarbij de valpijpkamer nabij de plaat is voorzien van middelen voor het toevoeren van een koelmedium en nabij de granulaatafvoer van middelen voor het afvoeren van door verdamping gasvormig geworden 30 fluïdum, zoals bekend uit US-A-4.552.566. Om enerzijds de diameterrange van het gevormde granulaat en anderzijds de valpijphoogte relatief klein te houden, wordt overeenkomstig de uitvinding voorgesteld, dat de plaat een vlakke zich loodrecht op de langsrichting van de 35 valpijpkamer uitstrekkende gedaante heeft en de in de plaat aangebrachte openingen boringen zijn met een hartlijn 1007904 4 evenwijdig aan de langsrichting van de valpijpkamer, waarbij de middelen voor het toevoeren van een koelmedium zijn ingericht om een diep-koud fluïdum in hoofdzaak evenwijdig aan de langsrichting van de valpijpkamer in die 5 kamer te brengen. Door deze maatregelen verplaatst elk druppeltje zich in zijn eigen baan en zijn eigen vlak zonder contact te maken met een druppeltje in een andere baan of een ander vlak. Mede hierdoor is een gevormd druppeltje middels afkoeling door een diep-koud fluïdum 10 snel en effectief te omgeven met een harde schil, en wel in het bijzonder als de plaat is voorzien van een ringvormig patroon van openingen, waarbij zowel centraal binnen dat patroon als langs de binnenomtrekswand van de valpijpkamer middelen voor het toevoeren van fluïdum zijn aangebracht.

15 De net gevormde druppeltjes zijn dan uiterst efficiënt en uniform met een verneveld koelfluïdum te koelen, zodat elk gevormd druppeltje na het vormen van de harde schil zich verder vrijwel ogenblikkelijk gedraagt als afzonderlijk vast deeltje, dat weinig of geen neiging toont om aan een 20 ander deeltje te gaan hechten; temeer daar het in afzonderlijke banen en vlakken houden van de druppeltjes voorkomt dat de snel gevormde, zeker in het begin nog dunne schil wordt beschadigd.

Als overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de 25 uitvinding de kamer een verdere wand tegenover en evenwijdig aan de door de plaat gevormde wand heeft die althans deels bestaat uit een membraan dat door een vibratie-eenheid in trilling is te brengen met een amplitude in de richting van de plaat, worden druppeltjes 30 verkregen met onderling gelijke omvang en massa, zodat deze alle in een onderling niet wijzigend patroon in de valpijpkamer omlaag vallen, waardoor een verdere waarborg tegen onderling contact is verkregen, alsmede de diameterrange van het gevormde granulaat tot een minimum 35 wordt terug gebracht.

1007904 5

Door het snel creëren van een harde schil rond een druppeltje kan de hoogte van de valpijpkamer zeer gering worden gehouden, bijvoorbeeld 1 tot 2 meter. De deeltjes die dan het ondereinde van de valpijpkamer bereiken, hebben 5 weliswaar een harde buitenkant doch kunnen nog een weke tot vloeibare kern hebben, zodat een verdere afkoeling en stolling nog gewenst kan zijn. Dit kan in een wat bouwhoogte betreft relatief lage fluïde bed koeler geschieden, waarbij het overeenkomstig een verdere 10 uitvoeringsvorm van de uitvinding de voorkeur verdient, dat de granulaatafvoer uitmondt in een ringkamer van een koeler, welke ringkamer voorzien is van een gesloten bovenwand, een geperforeerde ringbodem en cilindrische binnen- en buitenomtrekswanden, waarbij de 15 buitenomtrekswand vanaf de ringbodem over althans een deel van zijn hoogte is gevormd door tangentiaal gerichte schoepen, de ringbodem en het door schoepen gevormde deel van de omtrekswand in verbinding staan met een omsloten ruimte voorzien van middelen voor het toevoeren van een 20 koelgas, de ringkamer in zijn bovengebied is voorzien van middelen voor het afvoeren van het koelgas, en de bodem nabij de binnenomtrekswand is voorzien van een granulaatafvoer. In een dergelijke koeler worden de deeltjes door de toegevoerde lucht in een centrifugaal 25 fluïde bed gehouden waarbij een rondgaande turbulente band deeltjes wordt gecreëerd, hetgeen een snelle en goede koeling bewerkstelligt in een inrichting met relatief lage bouwhoogte.

Zowel de bouwhoogte van de valpijpkamer als die van de 30 koeler zijn dusdanig, dat zelfs als de koeler onder de valpijpkamer is opgesteld, de totale bouwhoogte nog relatief laag blijft, zodat de omvang van de complete inrichting relatief gering is te houden. Dit compacteringseffect is nog te vergroten, als meerdere 35 valpijpkamers met hun granulaatafvoer in verbinding staan met de ringkamer, waardoor zonder vergroting van de f007904 6 bouwhoogte de capaciteit van de inrichting is te verveelvoudigen.

Onder verwijzing naar een in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld zullen de werkwijze en inrichting 5 volgens de uitvinding thans nader worden verduidelijkt en toegelicht. Daarbij toont:

Fig. 1 schematisch in zijaanzicht een inrichting voor het vormen van granulaat uit een smelt van chemische producten; en 10 Fig. 2 een doorsnede volgens lijn II-II in Fig. 1; en

Fig. 3 een doorsnede volgens lijn III-III in Fig. 1.

In Fig. 1 is een valpijpkamer 1 weergegeven die voorzien is een omtrekswand in de vorm van een buis 2 met cirkelvormige dwarsdoorsnede, die aan de bovenzijde wordt 15 afgesloten door een plaat 3, die een vlakke zich loodrecht op de hartlijn van de buis 2 uitstrekkende vorm heeft en de onderwand vormt van een kamer 4 die via een leiding 5 gevoed wordt met een smelt van chemische producten.

De bovenzijde van de kamer 4 wordt althans deels 20 gevormd door een membraan dat via een vibratie-eenheid 6 in een trilling met een verticale amplitude is te brengen. De plaat 3 is, zoals het duidelijkst blijkt uit Fig. 2, voorzien van een groot aantal in een ringvormig patroon aangebrachte openingen 7 bestaande uit cilindrische 25 boringen met een verticale hartlijn. Centraal binnen het ringvormige patroon is een kop 8 geplaatst die evenals een ringleiding 9 dient voor het in verticaal benedenwaartse richting toevoeren van een diep-koud fluïdum afkomstig uit een leiding 10.

30 De onderzijde van de valpijpkamer 1 is open uitgevoerd en mondt uit in een ringkamer 11 van een koeler 12. De ringkamer 11 wordt omgeven door een behoudens bij de aansluiting van de onderzijde van de valpijpkamer 1 gesloten bovenwand 13, een gesloten cilindervormige 35 wanddeel 14, een daarop aansluitend door tangentiaal opgestelde schoepen 15 bepaald wanddeel, een ringvormige 100 79 Of 7 geperforeerde bodemplaat 16 en een gesloten cilindervormige binnenwand 17. De geperforeerde bodemplaat 16 is opgenomen in een omsloten ruimte 18, die verder het door de schoepen 15 bepaalde wanddeel omhult. De ringkamer 11 is voorzien 5 van een granulaatafvoer 19 en een koelmiddelafvoer 20. De omsloten ruimte 18 is voorzien van een tangentiaal gerichte koelgastoevoer 21.

Voor het verkrijgen van een granulaat uit een smelt van chemische producten kan als volgt tewerk worden gegaan. 10 De smelt wordt via de leiding 5 toegevoerd aan de kamer 4. De bovenwand van de kamer 4 wordt door de vibratie-eenheid 6 in trilling gebracht met een verticale amplitude, een en ander zodanig, dat de in stralen door de openingen 7 gedrukte smelt vrijwel ogenblikkelijk wordt 15 onderverdeeld in druppeltjes met alle een gelijke omvang en massa. Doordat de vlakke plaat 3 horizontaal is opgesteld en de openingen bestaan uit cilindrische boringen met verticale hartlijn, zullen de aldus gevormde druppeltjes zuiver verticaal en elkaar niet-beïnvloedend omlaag vallen 20 binnen de buis 2 van de valpijpkamer l. Vanuit de kop 8 en de ringleiding 9 wordt een diep-koud fluïdum, bijvoorbeeld vloeibare stikstof, in gelijkstroom met de druppeltjes, dat wil zeggen in neerwaartse verticale richting, in de valpijpkamer 1 gebracht. Door de diverse druppeltjes 25 achtereenvolgens in diverse vlakken en naast elkaar in evenwijdige, verticale wanden uit te stoten en dit patroon niet te laten verstoren door het ingebrachte koelmedium, wordt gewaarborgd dat de diverse druppeltjes tijdens hun vrije val in de valpijpkamer niet met elkaar in contact 30 komen, zodat de aanvankelijk alle met een gelijke omvang en massa uitgestoten druppeltjes resulteren in een granulaat met vrijwel uniforme diameter. Door de koude-energie die bij het verdampen van het diep-koude fluïdum ontstaat, wordt er vrijwel ogenblikkelijk rond elk gevormd druppeltje 35 een gestold schilletje gevormd. Dat schilletje zal tijdens het verder omlaag vallen in de valpijpkamer 1 nog enigszins 1007904 8 aangroeien, waarbij het diep-koude fluïdum er zorgt voor draagt, dat ook bij een relatief kleine valpijphoogte het schilletje dik genoeg is om bij de granulaatafvoer, waar contact met andere deeltjes ontstaat, intact te blijven, 5 zodat zich ook daar geen aan elkaar gaan hechten van deeltjes kan gaan voordoen en de uniforme granulaatdiameter gehandhaafd blijft.

De aldus althans deels gestolde druppeltjes komen tezamen met het verdampte koelfluïdum vanuit de 10 valpijpkamer 1 terecht in de ringkamer 11 van de koeler 12. Aan die ringkamer 11 wordt via de geperforeerde bodem 16 en tussen de tangentiaal opgestelde schoepen 15 door een middels de toevoer 21 in de omsloten ruimte 18 gebracht koelgas toegevoerd. Dit toevoeren geschiedt zodanig dat in 15 de ringkamer 11 een fluïde bed ontstaat, dat mede door de tangentiaal opgestelde schoepen 15 de vorm krijgt van een rondgaande turbulente band deeltjes met een bovenvlak dat door centrifugaalwerking vanaf de buitenwand 14, 15 in de richting van de binnenwand 17 omlaag helt. Op deze wijze 20 vindt een effectieve volledige stolling en afkoeling plaats. Het verdampte koelfluïdum en het koelgas verlaten de ringkamer 11 via de afvoer 20, terwijl granulaat via de afvoer 19 aan de ringkamer 11 is te onttrekken.

Het spreekt voor zich, dat er binnen het kader van de 25 uitvinding zoals neergelegd in de bijgaande conclusies, nog vele wijzigingen en varianten mogelijk zijn. Zo kunnen er meerdere valpijpkamers aanwezig zijn die alle uitmonden in de ringkamer van de koeler. Hoewel een voorkeur wordt uitgesproken voor de weergegeven koeler, is uiteraard ook 30 elk ander geschikt type koeler inzetbaar. Verder kan de mantelbuis van de valpijpkamer elke andere geschikte dwarsdoorsnede hebben en is ook het openingen patroon op velerlei andere wijzen uit te voeren evenals de opstelling en uitvoering van de inbrengmiddelen voor het diep-koude 35 fluïdum.

1007904

Claims

1. Werkwijze voor het vormen van granulaat uit een smelt van chemische producten, waarbij de smelt vanuit een kamer (4) met een kamerwand in de vorm van een van openingen (7) voorziene plaat (3) door die openingen wordt uitgestoten in 5 een verticale valpijpkamer (1), waardoor in een bovengebied van de valpijpkamer, fijne druppeltjes worden gevormd, die tijdens hun vrije val in de valpijpkamer worden gekoeld door een toegevoerd koelmedium en aldus door afkoeling gevormd granulaat in een ondergebied van de valpijpkamer 10 wordt onttrokken, met het kenmerk, dat de smelt in verticale of nagenoeg verticale richting wordt uitgestoten en als koelmedium een diep-koud fluïdum wordt gebruikt, dat in gelijkstroom met de uitgestoten smelt in de valpijpkamer wordt ingebracht en in het ondergebied van de valpijpkamer 15 als gas of damp wordt afgevoerd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat als diep-koud fluïdum een vloeibaar gas, zoals stikstof, wordt gebruikt.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, 20 dat de openingen (7) in de plaat (3) in een ringvormig patroon worden opgesteld, waarbij het diep-koude fluïdum zowel centraal binnen als langs de omtrek van het ringvormige patroon wordt toegevoerd.

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met 25 het kenmerk, dat op de smelt in de kamer (4) via een membraan in verticale zin een trilling wordt uitgeoefend.

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het in de valpijpkamer (1) door afkoelen en stollen althans deels gevormde granulaat vanuit de 30 onderzijde van de valpijpkamer wordt toegevoerd aan een verdere ruimte (11) waar door intensief contact met een koud gas een verdere stolling en afkoeling plaatsvindt. 100T904

6. Inrichting voor het uitvoeren van een werkwijze volgens een der voorgaande conclusies en voorzien van een kamer (4) met een kamerwand in de vorm van een van openingen (7) voorziene plaat (3), welke openingen 5 uitmonden in een bovenuiteinde van een valpijpkamer (1) die nabij een onderuiteinde is voorzien van een granulaatafvoer, waarbij de valpijpkamer nabij de plaat is voorzien van middelen (8, 10) voor het toevoeren van een koelmedium en nabij de granulaatafvoer van middelen voor 10 het afvoeren van door verdamping gasvormig geworden fluïdum, met het kenmerk, dat de plaat (3) een vlakke zich loodrecht op de langsrichting van de valpijpkamer (1) uitstrekkende gedaante heeft en de in de plaat aangebrachte openingen (7) boringen zijn met een hartlijn evenwijdig aan 15 de langsrichting van de valpijpkamer, waarbij de middelen voor het toevoeren van een koelmedium zijn ingericht om een diep-koud fluïdum in hoofdzaak evenwijdig aan de langsrichting van de valpijpkamer in die kamer te brengen.

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat 20 de plaat (3) is voorzien van een ringvormig patroon van openingen (7), waarbij zowel centraal binnen dat patroon als langs de binnenomtrekswand van de valpijpkamer (1) middelen (8, 10) voor het toevoeren van fluïdum zijn aangebracht.

8. Inrichting volgens conclusie 6 of 7, met het kenmerk, dat de kamer (4) een verdere wand tegenover en evenwijdig aan de door de plaat (3) gevormde wand heeft die althans deels bestaat uit een membraan dat door een vibratie-eenheid (6) in trilling is te brengen met een amplitude in 30 de richting van de plaat.

9. Inrichting volgens een der conclusies 6-8, met het kenmerk, dat de granulaatafvoer uitmondt in een ringkamer (11) van een koeler (12), welke ringkamer voorzien is van een gesloten bovenwand (13), een geperforeerde ringbodem 35 (16) en cilindrische binnen- en buitenomtrekswanden (14, 15, 17), waarbij de buitenomtrekswand vanaf de ringbodem 1007904 over althans een deel van zijn hoogte is gevormd door tangentiaal gerichte schoepen (15), de ringbodem en het door schoepen gevormde deel van de omtrekswand in verbinding staan met een omsloten ruimte (18) voorzien van 5 middelen (21) voor het toevoeren van een koelgas, de ringkamer in zijn bovengebied is voorzien van middelen (20) voor het afvoeren van het koelgas, en de bodem nabij de binnenomtrekswand is voorzien van een granulaatafvoer (19).

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat 10 de koeler (12) onder de valpijpkamer (1) is opgesteld.

11. Inrichting volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk, dat meerdere valpijpkamers (1) met hun granulaatafvoer (19) in verbinding staan met de ringkamer (11) . 1007904