DE4216960A1 - Cooling polymer chips in silo - in which air is blown in near bottom of silo while it is being filled or emptied - Google Patents
Cooling polymer chips in silo - in which air is blown in near bottom of silo while it is being filled or emptiedInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Kunststoffgranulat, das nach dem Granulieren in einem Silo gelagert und homogenisiert und vor der Weiterverarbeitung gekühlt wird, sowie ein Silo zur Lagerung und Homogenisie rung von Kunststoffgranulat, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for the treatment of Plastic granulate that after granulation in a silo stored and homogenized and before further processing is cooled, and a silo for storage and homogenization tion of plastic granules, especially for implementation of the procedure.
Bei der Herstellung von Polyolefinen oder anderen Kunststof fen wird nach der Polymerisierung und ggf. weiteren Verfah rensschritten eine Granulierung durchgeführt, um ein Kunst stoffgranulat zu erhalten, das nachfolgend in einem Silo ge lagert und homogenisiert wird. Anschließend wird das Granu lat aus diesem Silo einer Weiterverarbeitung zugeführt. So ist beispielsweise die sogenannte Absackung von Kunststoff granulaten gebräuchlich, die allerdings wegen der Tempera turempfindlichkeit der in den Absackautomaten verwendeten Folien Granulattemperaturen kleiner als etwa 50°C erfor dert.In the manufacture of polyolefins or other plastics fen is after the polymerization and any further procedure A granulation was carried out to make an art to obtain granulate, which is subsequently ge in a silo is stored and homogenized. Then the granu lat from this silo for further processing. So is, for example, the so-called bagging of plastic Granules in use, but because of the tempera sensitivity of those used in the bagging machines Foil pellet temperatures less than about 50 ° C required different.
Zur Kühlung der heißen Kunststoffgranulate ist es bisher üb lich, das nach der Granulierung anfallende Kunststoffgranu lat in Wirbelschicht- bzw. Fließbetteinrichtungen zu küh len. Dabei wird durch das Durchströmen der Granulatschüttun gen mit Luft ein Fließbett erzeugt und das Granulat auf die erforderliche Endtemperatur beispielsweise kleiner als 50°C gebracht.So far, it has been customary to cool the hot plastic granules Lich, the resulting plastic granulate after granulation lat too fluid in fluid bed or fluid bed facilities len. The granulate is poured through creates a fluid bed with air and the granules onto the required final temperature, for example less than 50 ° C brought.
Nachteilig bei diesem bekannten Kühlungsverfahren ist, daß eine zusätzliche Kühleinrichtung (Fließbett) erforderlich ist, und daß insbesondere die Ablufttemperaturen der Kühl luft sehr niedrig liegen, z. B. etwa nur 5°C über der Aus trittstemperatur des Granulates. Aufgrund der nur geringen Kühllufttemperaturdifferenz zwischen Einlaß und Auslaß sind entsprechend große Luftmengen zur Kühlung und damit große Ventilatoren, Leitungsquerschnitte und Energie erforder lich.A disadvantage of this known cooling method is that an additional cooling device (fluid bed) is required and that in particular the exhaust air temperatures of the cooling air are very low, e.g. B. only about 5 ° C above the Aus step temperature of the granules. Because of the low Cooling air temperature difference between inlet and outlet accordingly large amounts of air for cooling and thus large Fans, wire cross-sections and energy required Lich.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der einerseits die Kühlung derartiger Kunststoffgranulate konstruktiv vereinfacht werden kann, wobei insbesondere ei ne bessere Ausnutzung des Kühlmediums und eine Reduzierung der erforderlichen Kühlmediummenge möglich sein soll, und mit der andererseits auch eine weitere Behandlung der Granu late möglich sein soll.The object of the invention is to provide a solution with on the one hand the cooling of such plastic granules can be structurally simplified, in particular egg ne better use of the cooling medium and a reduction the required amount of cooling medium should be possible, and on the other hand, a further treatment of the granu late should be possible.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs bezeich neten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Granulat zur Kühlung und weiteren Behandlung im Silo mit einem gas- oder dampfförmigen Medium beaufschlagt wird, das durch die Granulatschüttung strömt. This task is described with a method of the beginning Neten Art solved according to the invention in that the granules for cooling and further treatment in the silo with a gas or vaporous medium is acted upon by the Granulate bed flows.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist eine wesentliche Vereinfachung der Kühlung derartiger Kunststoffgranulate möglich. Zunächst einmal ist kein zusätzlicher, separater Verfahrensschritt und somit keine zusätzliche Kühleinrich tung erforderlich, da das Behandlungsmedium direkt in das Silo eingeleitet wird, so daß entsprechende Einrichtungen entfallen können. Darüber hinaus ist ein wesentlich besse rer Wärmeaustausch zwischen dem zu kühlenden Granulat und dem Medium möglich, so daß entsprechend geringere Gasmengen erforderlich sind. Im Gegensatz zur bekannten Fließbettküh lung ist es außerdem nicht notwendig, die gesamte Granulat füllung zu kühlen, sondern nur einen Teil, da durch die an schließende Homogenisierung eine einheitliche Mischtempera tur erreicht wird. Von erheblichem Vorteil ist außerdem, daß mit Hilfe des durchströmenden Mediums auch eine Entga sung oder sonstige Weiterbehandlung der Granulate erfolgen kann. Diese weitere Behandlung des Granulates wird zum Bei spiel erforderlich, weil im Polymer-Granulat geringe Reste an nichtvernetzten Monomeren gelöst sind und diese in das Zwischenkornvolumen der Granulatschüttung ausgasen. Auch kann eine weitere Behandlung des Granulats notwendig sein, um die die Granulatkörner verfärbende Wirkung von Katalysa torresten im Granulatkorn nicht eintreten zu lassen.With the method according to the invention is an essential one Simplifying the cooling of such plastic granules possible. First of all, there is no additional, separate one Process step and therefore no additional cooling device tion necessary because the treatment medium directly into the Silo is initiated, so that appropriate facilities can be omitted. It is also a much better one heat exchange between the granulate to be cooled and the medium possible, so that correspondingly smaller amounts of gas required are. In contrast to the well-known fluid bed cows It is also not necessary to use the entire granulate filling to cool, but only a part, because of the subsequent homogenization a uniform mixing temperature tur is reached. It is also of considerable advantage that with the help of the medium flowing through it also a discharge solution or other treatment of the granules can. This further treatment of the granules becomes an accessory Game required because of small residues in the polymer granulate of non-crosslinked monomers are dissolved and these in the Degas the intermediate grain volume of the granulate fill. Also further treatment of the granules may be necessary the effect of catalysing on the granules not to allow gate residues to enter the granulate.
Zum anderen kann eine weitere Behandlung das Ziel haben, den Wasserdampfgehalt im Zwischenkornvolumen herabzusetzen, um die Bildung und Ansammlung von Wasserkondensat in der Granulatschüttung zu vermeiden. Das Kondensat kann sich im Auslaufbereich des Silos anreichern und die Produktqualität beeinträchtigen.On the other hand, further treatment can have the goal reduce the water vapor content in the intermediate grain volume, to the formation and accumulation of water condensate in the Avoid pouring granules. The condensate can Enrich the outlet area of the silo and the product quality affect.
Das im Silo anfallende Wasser wurde zuvor bei der Herstel lung des Granulates eingesetzt, es stammt aus einer Abkühl behandlung des Granulates im Wasserbad und wird an der Ober fläche der Granulatkörner haftend in das Silo eingebracht. Dort verdunstet es in das Zwischenkornvolumen hinein.The water accumulating in the silo was previously at the manufacturer used granulation, it comes from a cooling Treatment of the granules in a water bath and is on the upper surface of the granules adhered to the silo. There it evaporates into the intermediate grain volume.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese hen, daß das Medium von unten in das Silo eingeleitet wird und von unten nach oben durch die Granulatschüttung geführt wird, wobei es ganz besonders zweckmäßig ist, wenn die Küh lung und Entgasung während der Befüllung des Silos mit Gra nulat erfolgt. Es läßt sich auf diese Weise ein Wärmeaus tausch zwischen Gas und Kunststoffgranulat im Gegenstrom er reichen, was eine besonders gute Wärmeübertragung ermög licht. Es ist dabei möglich, das kühlende Gas fast bis auf die Eintrittstemperatur des Granulates, etwa 80°C zu erwär men, wodurch hohe Temperaturdifferenzen zwischen Einlaß und Auslaß des Gases erreicht werden können, was zu einer Reduzierung der Luftmenge auf bis zu 40 % gegenüber der be kannten Fließbettkühlung führen kann. In an advantageous embodiment of the invention, it is provided hen that the medium is introduced into the silo from below and led from bottom to top through the granulate bed is, it is particularly useful if the Küh treatment and degassing during the filling of the silo with gra nulate takes place. In this way, heat can be released exchange between gas and plastic granules in counterflow range, which enables a particularly good heat transfer light. It is possible to close the cooling gas almost the inlet temperature of the granules, about 80 ° C to heat men, causing high temperature differences between the inlet and Outlet of the gas can be reached, resulting in a Reduction of the air volume up to 40% compared to the be know fluid bed cooling.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein mit Reagenzien zur Behandlung des Granulates beladenes oder ein konditionier tes Medium eingesetzt wird. Wird ein konditioniertes oder nicht konditioniertes Gas eingesetzt, so ist eine Taupunkts erniedrigung mittels Verdrängung der im Silo befindlichen Atmosphäre möglich. Durch den Einsatz eines mit Reagenzien beladenen Gases oder Dampfes ist es möglich, das Granulat chemisch zu behandeln, um z. B. bei Einsatz von Wasserdampf die im Granulat enthaltenen Katalysatorreste durch Hydroly se oder Oxidation zu deaktivieren. Das verhindert die nach trägliche Verfärbung der Granulatkörner.It is particularly advantageous if one with reagents Treatment of the granules loaded or conditioned medium is used. Will be a conditioned or unconditioned gas is used, so is a dew point reduction by displacing those in the silo Atmosphere possible. By using one with reagents loaded gas or steam it is possible to remove the granules to treat chemically, e.g. B. when using steam the catalyst residues contained in the granules by hydrolyz se or deactivate oxidation. That prevents the after slow discoloration of the granules.
In vielen Anwendungsfällen ist es möglich, daß als Medium Luft eingesetzt wird, die problemlos zur Verfügung steht, wobei üblicherweise Luft mit einer Eintrittstemperatur von 40° eingesetzt wird.In many applications it is possible that as a medium Air is used that is readily available, usually air with an inlet temperature of 40 ° is used.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Me dium in einem geschlossenen Kreislauf geführt wird. Ein sol ches geschlossenes System ist unter Umweltschutzaspekten zweckdienlich, z. B. zum Erreichen höherer Konzentrationen von Monomeren im Gasstrom für die Zuführung zu einer Absorp tionseinheit oder dgl.In an advantageous embodiment it is provided that the Me dium is conducted in a closed cycle. A sol The closed system is from an environmental point of view useful, e.g. B. to reach higher concentrations of monomers in the gas stream for delivery to an absorber tion unit or the like
Zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe sieht die Erfin dung auch ein Silo zur Lagerung und Homogenisierung von Kunststoffgranulat mit einem Auslauftrichter vor, das da durch gekennzeichnet ist, daß im unteren Silobereich umlau fend angeordnete Einlaßöffnungen zur Einleitung des gas- oder dampfförmigen Mediums ausgebildet sind.The Erfin sees to the solution of the task at the beginning also a silo for the storage and homogenization of Plastic granulate with a discharge funnel in front of it is characterized by that umlau in the lower silo area fend arranged inlet openings for the introduction of the gas or vaporous medium are formed.
Aufgrund dieser Ausbildung des Silos kann das Gas direkt in die Granulatschüttung eingeleitet werden, um einen entspre chend direkten Wärmeaustausch zwischen dem Gas und dem Kunststoffgranulat im Silo zu ermöglichen, so daß keine zu sätzlichen Kühleinrichtungen, wie ein vorgeschaltetes oder ein nachgeschaltetes Fließbett, erforderlich sind.Due to this design of the silo, the gas can be directly in the granules are introduced to correspond direct heat exchange between the gas and the To enable plastic granulate in the silo, so that no additional cooling devices, such as an upstream or a downstream fluid bed are required.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der die Einlaßöffnungen aufweisende Auslauftrichter von einem Ringkanal für die Zu leitung des Mediums umgeben ist. Das Medium kann dann von allen Seiten in das Silo eindringen und somit das Kunst stoffgranulat vollständig durchdringen und für einen ent sprechend gleichmäßigen Wärmeaustausch und eine zuverlässi ge Entgasung sorgen bzw. eine gleichmäßige Beaufschlagung mit Reagenzien bewirken.It is particularly advantageous if the inlet openings having outlet funnels from a ring channel for the Zu line of the medium is surrounded. The medium can then from penetrate the silo from all sides and thus art Penetrate the granulate completely and remove it for a speaking even heat exchange and a reliable Ensure degassing or an even supply with reagents.
Dabei zeichnet sich eine konstruktiv besonders vorteilhafte Lösung dadurch aus, daß der Auslauftrichter aus zwei inein ander angeordneten Trichterelementen besteht, wobei im Ver bindungsbereich zwischen den beiden Trichterelementen der Ringkanal angeordnet ist. Bei dieser Ausgestaltung sind kei ne zusätzlichen Einbauten, wie Anström- oder Belüftungsbö den erforderlich, das Medium kann unbehindert in den durch die begrenzenden Wände der Trichterelemente und die Granu latschüttung gebildeten Ringkanal eintreten und gleichmäßig in das Granulat einströmen.This is characterized by a particularly advantageous design Solution from the fact that the outlet funnel from two into each other other arranged funnel elements, wherein in Ver binding area between the two funnel elements of the Ring channel is arranged. In this configuration there are no ne additional internals, such as inflow or ventilation gusts the required, the medium can pass through freely the boundary walls of the funnel elements and the granu ring fill formed and enter evenly flow into the granulate.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei spielsweise näher erläutert. Diese zeigt inThe invention is below with reference to the drawing explained in more detail, for example. This shows in
Fig. 1 ein stark vereinfachtes Verfahrensfließbild und Fig. 1 is a greatly simplified process flow diagram and
Fig. 2 ein schematisch wiedergegebenes erfindungsgemäßes Silo. Fig. 2 is a schematically represented silo according to the invention.
Von einer Anlage zur Herstellung und Weiterverarbeitung po lymerer Kunststoffe, z. B. Polyolefine oder Polyester, sind in Fig. 1 nur die für die Erfindung wesentlichen Anlagentei le dargestellt.From a plant for the production and processing of polymer plastics, z. B. polyolefins or polyester, are shown in Fig. 1 only the essential for the invention system parts le.
Aus einer nicht dargestellten Granuliereinrichtung gelangt ein Kunststoffgranulat über eine Zuleitung 1 in ein Silo 2, aus dem es über einen Auslauftrichter 3 durch eine Leitung 4 abgeführt wird.From a granulating device, not shown, a plastic granulate passes through a feed line 1 into a silo 2 , from which it is discharged through a line 4 via an outlet funnel 3 .
Zur Kühlung und Entgasung des Kunststoffgranulates im Silo 2 wird ein gas- oder dampfförmiges Medium, z. B. Luft, über einen Ventilator 5 und eine Leitung 6 mit Wärmeaustauscher 6a von unten im Bereich des Auslauftrichters 3 in das Silo 2 eingeleitet und tritt durch das Granulat hindurch über eine Ableitung 7 aus dem Silo 2 wieder aus.To cool and degas the plastic granules in the silo 2 , a gaseous or vaporous medium, for. B. air, via a fan 5 and a line 6 with heat exchanger 6 a from below in the area of the discharge funnel 3 into the silo 2 and exits through the granules through a discharge line 7 from the silo 2 .
Die konstruktive Ausgestaltung des Silos 2 ist in Fig. 2 dargestellt. Das Silo 2 weist einen Auslauftrichter 3 auf, der aus zwei ineinander angeordneten Trichterelementen 8 und 9 besteht. Diese Trichterelemente 8 und 9 sind unter Ausbildung eines Ringkanales 10 ineinander angeordnet und zusätzlich mit einer umlaufenden Wandung 11 miteinander ver bunden. Die Leitung 6 mündet an einer Seite in diesen Ring kanal 10, der im übrigen durch die mit 12 bezeichnete Granu latschüttung begrenzt ist. In bestimmten Anwendungsfällen kann zusätzlich auch noch ein umlaufendes Gitter 13 zwi schen dem Ringkanal 10 und der Granulatschüttung 12 vorgese hen sein.The structural design of the silo 2 is shown in Fig. 2. The silo 2 has an outlet funnel 3 , which consists of two funnel elements 8 and 9 arranged one inside the other. These funnel elements 8 and 9 are arranged to form an annular channel 10 one inside the other and additionally with a circumferential wall 11 a related party. The line 6 opens on one side in this ring channel 10 , which is otherwise limited by the Granu latschüttung designated 12 . In certain applications, a circumferential grid 13 can also be hen between the annular channel 10 and the granulate bed 12 .
Bevorzugt wird während des Einfüllens des etwa 80°C heißen Kunststoffgranulates Luft durch den Ringkanal 10 mit einer Eintrittstemperatur von etwa 40°C von unten nach oben durch das Silo 2 im Gegenstrom zum Granulatstrom geleitet. Dadurch ergibt sich ein sehr guter Wärmeaustausch, das Kunststoffgranulat wird im unteren Bereich auf etwa 40°C abgekühlt, die Luft wird auf etwa 78°C am Austritt 7 erwärmt. Anschließend erfolgt im Silo eine Homogenisierung, so daß sich eine Mischtemperatur kleiner 50°C einstellt. Aufgrund dessen ist es gegenüber einer Fließbettkühlung nicht erforderlich, die gesamte Granulatfüllung zu kühlen. Air is preferably passed through the ring channel 10 at an inlet temperature of about 40 ° C. from bottom to top through the silo 2 in countercurrent to the flow of granules during the filling of the plastic granules which are about 80.degree. This results in a very good heat exchange, the plastic granulate is cooled to about 40 ° C in the lower area, the air is heated to about 78 ° C at the outlet 7 . This is followed by homogenization in the silo, so that a mixing temperature of less than 50 ° C is reached. Because of this, it is not necessary to cool the entire granulate filling compared to fluid bed cooling.
Mit Hilfe dieses Verfahrens lassen sich wesentliche Vortei le erzielen, wie sich aus dem nachfolgenden Vergleich eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem bekannten Verfahren mit Fließbettkühlung ergibt:With the help of this procedure, significant advantages can be gained le, as can be seen from the comparison below Method according to the invention with a known method with fluid bed cooling results in:
Erkennbar sind bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wesent lich geringere Luftmengen erforderlich, was entsprechend ei nen wesentlich kleineren Ventilator erfordert mit den ent sprechenden Vorteilen im Hinblick auf Investitions- und Be triebskosten. Eine Beeinflussung des Feuchtegehaltes der Luft im Zwischenkornvolumen ist im Silo bei herkömmlicher Fließbettkühlung nicht möglich.What can be seen in a method according to the invention are essential Lich lower amounts of air required, which accordingly egg a much smaller fan with the ent speaking advantages in terms of investment and Be drive costs. An influence on the moisture content of the Air in the intermediate grain volume is more conventional in the silo Fluid bed cooling not possible.
Natürlich ist die Erfindung nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Aus gestaltungen der Erfindung sind vorgesehen, ohne den Grund gedanken zu verlassen. Wesentlich ist jedoch, daß die Entga sung, Kühlung und Homogenisierung des Kunststoffgranulates im Silo erfolgt. Dabei können auch andere gas- oder dampf förmige Medien eingesetzt werden, die zur Behandlung des Granulates auch mit Reagenzien beladen sein können und dgl. mehr.Of course, the invention is not based on that in the drawing illustrated embodiments limited. Further out designs of the invention are provided without a reason leave thoughts. However, it is essential that the Entga solution, cooling and homogenization of the plastic granulate in the silo. Other gas or steam can also be used shaped media are used to treat the Granules can also be loaded with reagents and the like. more.
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