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Dokumentenidentifikation DE3627751C2 02.11.1989
Titel Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von teilchenförmigen Schüttgütern und Pasten
Anmelder KUVA Kunststoff- Verarbeitung und Aufbereitung GmbH, 3103 Bergen, DE
Erfinder Rodehorst, Volker, 3103 Bergen, DE
Vertreter Schüler, H., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 6000 Frankfurt
DE-Anmeldedatum 16.08.1986
DE-Aktenzeichen 3627751
Offenlegungstag 25.02.1988
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 02.11.1989
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.11.1989
IPC-Hauptklasse F26B 5/16
IPC-Nebenklasse F26B 21/02   F28D 21/00   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen von teilchenförmigen Schüttgütern und Pasten, bei dem das Naßgut mit einem in der Körnung von dem zu trocknenden Gut verschiedenen Adsorptionsmittel gemischt und nach einer Verweilzeit durch Klassieren von dem getrockneten Gut abgetrennt wird. Das Adsorptionsmittel kann dann kontinuierlich oder diskontinuierlich regeneriert und erneut eingesetzt werden.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen von teilchenförmigen Schüttgütern und Pasten mit Adsorptionsmitteln, bei dem das Naßgut mit einem in der Körnung von dem zu trocknenden Gut verschiedenen Adsorptionsmittel gemischt und nach einer Verweilzeit durch Klassieren von dem Adsorptionsmittel abgetrennt, dann das Adsorptionsmittel kontinuierlich oder diskontinuierlich in einer Regenerieranlage regeneriert und dann der Trocknungsstufe wieder zugeführt wird.

Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der DE-AS 10 18 001 und der DE-AS 10 91 951 sowie der US-PS 25 49 104 bekannt, wobei die Regenerierung des Adsorptionsmittels in einem Trockenofen erfolgt, der im Gegenstrom mit vorgewärmter Frischluft beheizt wird. Bei einem solchen Verfahren ergeben sich indessen Probleme in bezug auf mitgerissene Stäube und Materialteilchen in der Abluft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Probleme in bezug auf mitgerissene Stäube und Materialteilchen in der Abluft zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das abgetrennte Adsorptionsmittel in der Regenerieranlage mit einem Trockengas behandelt wird, dem die aufgenommene Feuchtigkeit durch Abkühlen wieder entzogen wird.

Bei einer solchen Regenerierung wird das abgetrennte Adsorptionsmittel zweckmäßigerweise kontinuierlich in der Regenerieranlage mit einem im Kreis geführten Trockengas behandelt, dem die aufgenommene Feuchtigkeit durch Abkühlen entzogen und das vor Einwirkung auf das mit Feuchtigkeit beladene Adsorptionsmittel noch aufgeheizt wird.

Auf diese Weise läßt sich der Regenerierungvorgang relativ schnell bei den für das Adsorptionsmittel zulässigen hohen Temperaturen durchführen, ohne daß auf die Eigenschaften des zu trocknenden Gutes Rücksicht genommen werden muß.

Da der Regeneriervorgang sozusagen im geschlossenen Kreis stattfindet, fallen auch keinerlei Stäube und andere Verunreinigungen an, es wird lediglich die abgeschiedene Feuchtigkeit als Kondensat abgelassen.

Neben der Entfernung von Wasser aus den teilchenförmigen Schüttgütern und Pasten können selbstverständlich auch andere Lösungsmittel mit dem erfindungsgemäßen Verfahren entfernt werden. Es ist dann lediglich dafür Sorge zu tragen, daß ein entsprechend geeignetes Adsorptionsmittel in der notwendigen Körnungsgröße verwendet wird.

Im Regenerierkreis wird dann statt Wasser das entsprechende Lösungsmittel als Kondensat abgeschieden.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn zum Trocknen des teilchenförmigen Schüttgutes bzw. der teilchenförmigen Pasten ein Adsorptionsmittel in nur teilweise regenerierter Form eingesetzt wird. In dieser Form weist das Adsorptionsmittel üblicherweise eine wesentlich größere mechanische Festigkeit auf.

Die Menge des eingesetzten Adsorptionsmittels hängt von dem Feuchtigkeitsgrad des zu trocknenden Naßgutes ab und kann somit genau berechnet werden. Es erweist sich indessen als sehr zweckmäßig, wenn das Adsorptionsmittel in gewichtsmäßigem Überschuß mit dem Naßgut gemischt und für eine gewisse Zeit mit diesem in einer Verweilstrecke in engem Kontakt gehalten wird. Mit einer solchen überschüssigen Menge Adsorptionsmittel läßt sich die Trocknung des Naßgutes wesentlich schneller vollziehen, ohne daß die größere Menge des im Regenerierkreis umlaufenden Adsorptionsmittels Probleme verursacht.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann somit leicht eine Trocknung der teilchenförmigen Schüttgüter und Pasten, die beispielsweise eine Feuchtigkeit von 30 bis 40% aufweisen, bis zu einer Restfeuchte von 0,3% erreicht werden.

Zur Erzielung einer noch niedrigeren Restfeuchte ist es zweckmäßig, das Naßgut in zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Stufen mit dem Adsorptionsmittel zu behandeln. Hierfür hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn das Adsorptionsmittel im Gegenstrom nacheinander in mehreren Stufen mit dem zu trocknenden Gut gemischt und jeweils für eine gewisse Verweilzeit in engem Kontakt mit diesem gehalten wird. Mit anderen Worten, man wird bei einem zweistufigen Verfahren das aus der Regenerieranlage kommende frisch regenerierte Adsorptionsmittel auf das in Stufe 2 vorliegende bereits vorgetrocknete Gut einwirken lassen, um die Restfeuchte desselben noch weiter zu verringern. Das in der Stufe 2 durch Klassieren ausgeschiedene Adsorptionsmittel wird dann in der Stufe 1 eingesetzt und entfernt in dieser Stufe von dem zum Einsatz kommenden relativ feuchten Schüttgut den größten Teil der Feuchtigkeit, bevor das Adsorptionsmittel in die Regenerieranlage zurückgeführt und nach Abscheiden der aufgenommenen Feuchtigkeit wieder in Stufe 2 eingesetzt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen für das Trocknen von Kunststoffen, insbesondere von Polyvinylchlorid.

Dabei ergibt sich der besondere Vorteil, daß neben der Feuchtigkeit auch das noch in einem ganz geringen Prozentsatz vorhandene Monomere an dem Adsorptionsmittel, beispielsweise Silikagel oder Aluminiumoxidgel, adsorbiert und in der Regenerieranlage zusammen mit der Feuchtigkeit als Kondensat abgeschieden wird. Auf diese Weise werden Umweltproblem vermieden.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus Dosiervorrichtungen für das Naßgut und für das Adsorptionsmittel, die aus entsprechenden Vorratsbehältern der Mischvorrichtung beide Materialien in der erforderlichen Menge zuführen.

In der Mischvorrichtung werden Naßgut und Adsorptionsmittel innig gemischt und anschließend in einer entsprechend langen Verweilstrecke in engem Kontakt gehalten und dann in einer Klassiervorrichtung wieder getrennt.

Für das Dosieren, das Mischen und auch das Klassieren können an sich alle gebräuchlichen Vorrichtungen Anwendung finden. Man wird lediglich dafür Sorge tragen, daß bei den entsprechenden Maßnahmen keine mechanische Beschädigung der Adsorptionsmittel stattfindet, was dann letztlich zu Schwierigkeiten bei der Trennung durch Klassieren führen würde.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist vorteilhafterweise eine Regeneriervorrichtung für das beim Klassieren erhaltene Adsorptionsmittel auf, in der dasselbe mittels kontinuierlich umlaufendem Trockengas regenerierbar ist. Diese Regeneriervorrichtung weist dabei eine Heizvorrichtung auf, mit der das Trockengas vor dem Eintritt in den Regenerierbehälter erhitzt wird und eine Kühlvorrichtung für das aus dem Regenerierbehälter austretende feuchtigkeitsbeladene Gas, durch die eine Kondensation der Feuchtigkeit und gegebenenfalls beim Trocknen von Kunststoffen noch vorhandener Monomere bewirkt wird.

In dieser Kühlvorrichtung scheiden sich Feuchtigkeit und gegebenenfalls Monomere als Kondensat ab und werden von Zeit zu Zeit abgelassen.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit der eine besonders wirtschaftliche Trocknung auf besonders niedrige Restfeuchte möglich ist, besteht aus zwei hintereinander geschalteten Behandlungsstufen für das Naßgut, worin dem in Stufe 2 behandelten Naßgut frisch regeneriertes Adsorptionsmittel und dem in Stufe 1 behandelten Naßgut das in Stufe 2 nach dem Klassieren erhaltene Adsorptionsmittel zuführbar ist. Eine solche in bezug auf das Adsorptionsmittel als Gegenstromanlage anzusehende Vorrichtung kann selbstverständlich noch weitere Behandlungsstufen für die Behandlung des Naßgutes mit dem Adsorptionsmittel aufweisen, wodurch der Restfeuchtegehalt noch weiter verringert werden kann.

Es hat sich schließlich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung noch als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn für die Abkühlung und Wiederaufheizung des Trockengases Wärmeaustauscher vorgesehen sind, die von einer Wärmepumpe betrieben werden, wobei das Gas auf der einen Seite abgekühlt und nach Abscheidung des Kondensates auf der anderen Seite gleichzeitig wieder erwärmt wird.

Auf diese Weise läßt sich die Regeneriereinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung relativ kompakt ausbilden.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der in der-Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele im einzelnen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine einstufige Vorrichtung zum Trocknen von teilchenförmigen Schüttgütern und Pasten mit einem Adsorptionsmittel welches im Kreislauf geführt und in einer Regeneriervorrichtung für den erneuten Einsatz regeneriert wird.

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Zweistufenverfahrens bei dem das Naßgut nacheinander in zwei Stufen mit dem Adsorptionsmittel behandelt und dieses dann in einem Regenerierkreis für den erneuten Einsatz aufbereitet wird.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist das zu trocknende Gut im Vorratsbehälter 1 gelagert und wird über eine Dosierschnecke 2 einer Mischvorrichtung 3 zugeführt.

In gleicher Weise gelangt das frisch regenerierte Adsorptionsmittel aus einem Regenerierbehälter 4 über einen mit einer Dosiervorrichtung 5 versehenen Vibrationsförderer ebenfalls in die Mischvorrichtung 3.

Das zu trocknende Gut und das Adsorptionsmittel werden in der Mischvorrichtung 3 innig gemischt und gelangen dann in eine Verweilstrecke 6 in der beide Materialien eine ausreichend lange Zeit verweilen bis sie in eine Klassiervorrichtung 7 kommen, wo das mit Feuchtigkeit beladene Adsorptionsmittel aufgrund der Korngröße von dem nunmehr getrockneten Gut abgetrennt und dem Regenerierbehälter 4 zugeführt wird. Das getrocknete Gut selbst wird in ein Silo 8 abgegeben.

Bei dem Regenerierbehälter 4 handelt es sich um einen Rieselschacht in den über eine Heizvorrichtung 9 erhitztes Trockengas eingeleitet wird, welches im Gegenstrom mit dem Adsorptionsmittel zusammentrifft und dieses von der aufgenommenen Feuchtigkeit und gegebenenfalls einem geringen Anteil Monomeren, die bei der Trocknung von Kunststoffen anfallen, befreit.

Das solchermaßen mit Feuchtigkeit beladene Trockengas tritt am oberen Ende des Regenerierbehälters aus und gelangt über eine Leitung 10 in eine Kühlvorrichtung 11, wo die Feuchtigkeit auskondensiert und an einem Auslaß 12 abgelassen wird.

Das solchermaßen regenerierte Adsorptionsmittel gelangt dann über die Dosiervorrichtung 5 von neuem in die Mischvorrichtung 3 und der Kreislauf beginnt erneut.

Bei der in Fig. 2 schematisch dargestellten zweistufigen Vorrichtung wird das zu trocknende Gut in eine Mischvorrichtung 13 eingeführt und mit dem ebenfalls eingegebenen Adsorptionsmittel, welches bereits in der Stufe 2 benutzt worden ist, gemischt und gelangt über eine Verweilstrecke 14 in eine Klassiervorrichtung 15. Hier wird das nunmehr verbrauchte Adsorptionsmittel abgetrennt und in den Regenerierbehälter 16 zurückgeführt.

Das bereits vorgetrocknete Gut gelangt dann in die Mischvorrichtung 17, wo aus dem Regenerierbehälter 16 frisch regeneriertes Adsorptionsmittel dem bereits vorgetrockneten Gut beigemischt wird. Die Mischung gelangt über eine Verweilstrecke 18 schließlich zur Klassiervorrichtung 19 wo das getrocknete Gut nunmehr mit einer wesentlich geringeren Restfeuchte von dem Adsorptionsmittel abgetrennt wird.

Das nur teilweise mit Feuchtigkeit beladene Adsorptionsmittel gelangt dann in die Mischvorrichtung 13 der ersten Stufe zu erneutem Einsatz und wird dann nach der Abtrennung in der Klassiervorrichtung 15 dem Regenerierbehälter 16 zugeführt, wo es in der gleichen Weise wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben mit Hilfe eines Trockengases von der Feuchtigkeit befreit wird.

Das Trockengas wird in einem Wärmetauscher 20 abgekühlt, die kondensierte Feuchtigkeit am Auslaß 21 abgelassen und das Trockengas mit einem Wärmetauscher 22 vor dem Eintritt in den Regenerierbehälter 16 aufgeheizt.

Trocknungsbeispiel

Als zu trocknende Substanz wurden in den Vorratsbehälter 500 kg Polyvinylchlorid mit einem Wassergehalt von 35 bis 40 Gew.% und einer Teilchengröße von 50 bis 250 µm eingefüllt.

Als Adsorptionsmittel wurden 750 kg Silicagelperlen mit einem Teilchendurchmesser von 3 bis 5 mm verwendet.

Die beiden Ausgangsmaterialien wurden in der Mischvorrichtung im Gewichtsverhältnis 1 zu 1,5 zusammengemischt und auf der Verweilstrecke 300 sec lang in Kontakt gehalten. Anschließend wurde die Mischung unter Verwendung eines Siebes mit einem Lochdurchmesser von 0,8 bis 2 mm klassiert.

Der Wassergehalt des solchermaßen getrockneten PVC-Produktes betrug 0,4 Gewichtsprozent.

Das Adsorptionsmittel wurde nach dem Klassieren mit einem Wassergehalt von ca. 38 Gewichtsprozent erhalten. Es wurde mit einem Trockengas regeneriert, welches bei seinem Eintritt in den Reaktor eine Temperatur von 100 bis 120 Grad Celsius und bei seinem Austritt aus dem Reaktor eine Temperatur von 50 bis 90 Grad Celsius aufwies.

Die Dauer der Regenerierung betrug 5 bis 15 min. In teilregenerierter Form, bei der das Silicagel die größte mechanische Festigkeit aufweist, betrug der Wassergehalt desselben 8 bis 12 Gewichtsprozent.

In dieser Form wurde das regenerierte Silicagel wieder im Trocknungsverfahren eingesetzt.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Trocknen von teilchenförmigen Schüttgütern und Pasten mit Adsorptionsmitteln, bei dem das Naßgut mit einem in der Körnung von dem zu trocknenden Gut verschiedenen Adsorptionsmittel gemischt und nach einer Verweilzeit durch Klassieren von dem Adsorptionsmittel abgetrennt, dann das Adsorptionsmittel kontinuierlich oder diskontinuierlich in einer Regenerieranlage regeneriert und dann der Trocknungsstufe wieder zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das abgetrennte Adsorptionsmittel in der Regenerieranlage mit einem Trockengas behandelt wird, dem die aufgenommene Feuchtigkeit durch Abkühlen wieder entzogen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das abgetrennte Adsorptionsmittel kontinuierlich in der Regenerieranlage mit einem im Kreis geführten Trockengas behandelt wird, dem die aufgenommene Feuchtigkeit durch Abkühlen entzogen und das vor dem Einwirken auf das Adsorptionsmittel wieder aufgeheizt wird.
  3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Trocknen verwendete Adsorptionsmittel in nur teilweise regenerierter Form eingesetzt wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorptionsmittel in gewichtsmäßigem Überschuß mit dem Naßgut gemischt und für eine gewisse Zeit mit diesem in einer Verweilstrecke in engem Kontakt gehalten wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Naßgut in zwei oder mehr aufeinander folgenden Stufen mit dem Adsorptionsmittel behandelt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorptionsmittel im Gegenstrom nacheinander in mehreren Stufen mit dem zu trocknenden Gut gemischt und jeweils für eine gewisse Verweilzeit in engem Kontakt mit diesem gehalten wird.
  7. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, mit Dosiervorrichtungen (2, 5) für Naßgut und Adsorptionsmittel, eine Mischvorrichtung (3) mit gegebenenfalls sich anschließender Verweilstrecke (6) und darauf folgender Klassiervorrichtung (7), gekennzeichnet durch eine Regeneriervorrichtung für das beim Klassieren anfallende Adsorptionsmittel, in der dasselbe mittels kontinuierlich umlaufenden Trockengases regenerierbar ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Heizvorrichtung (9) für das Trockengas vor dessen Eintritt in den Regenerierbehälter (4) und eine Kühlvorrichtung (11) für das aus dem Regenerierbehälter (4) austretende Trockengas.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und/oder 8, gekennzeichnet durch zwei hintereinander geschaltete Behandlungsstufen für das Naßgut, worin dem in Stufe 2 behandelten Naßgut frisch regeneriertes Adsorptionsmittel und dem in Stufe 1 behandelten Naßgut das in Stufe 2 nach dem Klassieren anfallende Adsorptionsmittel zuführbar ist.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abkühlung und Wiederaufheizung des Trockengases Wärmeaustauscher (20, 22) vorgesehen sind, die von einer Wärmepumpe betrieben werden.






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