ES2223949T3

ES2223949T3 - Dispositivo para purificar y/o descontaminar poliesteres.

Info

Publication number: ES2223949T3
Application number: ES01990570T
Authority: ES
Inventors: Achim Ebel; Carlos Dario Gutierrez
Original assignee: Cleanaway Deutschland AG and Co KG
Current assignee: Veolia Umweltservice Beteiligungsverwaltungs GmbH
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2005-03-01
Anticipated expiration: 2021-12-17
Also published as: PL362426A1; PL362425A1; EE04840B1; HK1049292B; AU2002228010A1; NO20032648L; NO20032648D0; ATE270143T1; AU2002229668A1; CZ20031548A3; CZ20031549A3; MXPA03005316A; SI1214970T1; PL203783B1; EP1345686A1; WO2002047810A1; TR200501196T3; ES2240551T3; US7033167B2; TR200400697T4

Abstract

Dispositivo para purificar y/o descontaminar poliésteres, con un horno tubular giratorio (1) calentado como mínimo parcialmente que se alimenta con una mezcla (64) de poliéster y un material alcalino para llevar a cabo una reacción de saponificación en la mezcla (64), estando dispuesto dentro del horno tubular giratorio (1) como mínimo un dispositivo de contención (22) que cierra como mínimo parcialmente el interior (5) del horno tubular giratorio (1), presentando el dispositivo de contención (22) como mínimo una abertura de paso (26) que se puede tapar como mínimo parcialmente con como mínimo una cubierta (30) para variar el nivel de llenado del horno tubular giratorio (1) mediante la modificación del efecto de embalse del dispositivo de contención (22), presentando el dispositivo de contención (22) aberturas de paso (26) que salen en forma de estrella desde el centro del dispositivo de contención (22), caracterizado porque las aberturas de paso (26) pueden cubrirse, como mínimo parcialmente, con cubiertas (30) de modo que varían el nivel de llenado del horno tubular giratorio desde el 0 % hasta aproximadamente el 30 % con un escalonamiento de un 5 % del nivel de llenado modificando el efecto de embalse del dispositivo de contención.

Description

Dispositivo para purificar y/o descontaminar poliésteres.

La presente invención se refiere a un dispositivo para purificar y/o descontaminar poliésteres, en particular tereftalato de polietileno (denominado en lo sucesivo PET). El PET es uno de los poliésteres más utilizados. El PET tiene múltiples aplicaciones, pero se utiliza sobre todo en la industria de las bebidas como material para botellas de bebidas.

Principalmente en el caso de las botellas de bebidas, para poder volver a emplear el PET utilizado, también después del uso de las botellas y/o la contaminación de las botellas, en la técnica actual se han desarrollado procedimientos que posibilitan el reciclaje de poliésteres. Después de dicho reciclaje, el poliéster o PET purificado o descontaminado se puede volver a utilizar por ejemplo para producir botellas de bebidas.

Por ejemplo, el documento PCT/US99/23206 da a conocer procedimientos de este tipo. En estos procedimientos conocidos, el PET a reprocesar primero se desmenuza en copos pequeños. A continuación, el PET desmenuzado se echa en agua para poder separar del PET los materiales más ligeros, como papel y similares, quitándolos de la superficie del agua. Acto seguido, el PET se seca mediante aplicación de calor. Después del secado, el PET a tratar se mezcla con un material alcalino. Esta mezcla también se seca mediante aplicación de calor. En el paso de reacción central que tiene lugar a continuación, el PET mezclado con material alcalino y secado del modo indicado se saponifica parcialmente bajo secado continuo mediante aplicación de calor. A continuación se separan los productos de reacción formados por la saponificación, con lo que también se obtiene PET purificado.

Para obtener un rendimiento satisfactorio de PET reciclado mediante el procedimiento arriba descrito, es necesario que el paso de reacción central tenga lugar en un entorno esencialmente libre de agua. Sin embargo, los hornos giratorios conocidos en el estado actual de la técnica y utilizados para este paso de reacción central, como por ejemplo el Rotary Calciner de la firma Heyl & Patterson Inc., sólo pueden ofrecer este tipo de condiciones de forma limitada.

Por el documento DE-A-2056389 se conoce un reactor tubular giratorio en el que el material de reacción se mantiene en una situación controlada. Esto se logra mediante un dispositivo de contención fijo, que está configurado bien como un reborde de una envoltura dispuesta en el lado de salida o bien como una placa dispuesta en el extremo de salida, en el área de vertido, sobre una guía regulable. El dispositivo de contención fijo presenta una abertura de paso a modo de espacio intermedio entre la placa y el reborde de la abertura de salida del horno y es adecuado para variar el nivel de llenado del horno tubular giratorio.

Por consiguiente, el objetivo de la presente invención consiste en mejorar un dispositivo del tipo mencionado en la introducción, en particular perfeccionarlo de tal modo que pueda ofrecer un entorno esencialmente libre de agua para la realización de procedimientos del tipo mencionado.

Este objetivo se resuelve según la invención mediante un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1.

La invención garantiza una flexibilidad máxima del horno tubular giratorio y, con ello, una adaptación óptima del efecto de embalse del dispositivo de contención a la cantidad y el tipo de la mezcla. Las aberturas de paso, u otras perforaciones adicionales en el dispositivo de contención, también impiden que las sales formadas en la mezcla por la saponificación se acumulen excesivamente en el dispositivo de contención dificultando así la reacción y/o la evacuación de los productos de reacción.

Las ventajas de la invención consisten también en que, mediante el dispositivo de contención que está dispuesto dentro del horno tubular giratorio y cierra como mínimo parcialmente el interior del horno tubular giratorio, está asegurado un tiempo de permanencia constante de la mezcla en el horno tubular giratorio, que es independiente del rendimiento de paso del horno tubular giratorio. Gracias a ello, la mezcla siempre reacciona en el horno tubular giratorio con los mismos parámetros de proceso, como temperatura y grado de sequedad. De este modo los parámetros de proceso necesarios para el rendimiento máximo de poliéster reprocesado se pueden mantener con cualquier cantidad de paso.

Ventajosamente, el dispositivo de contención está dispuesto en el área del extremo dispuesto corriente abajo de la zona calentada del horno. En este caso el efecto del dispositivo de contención es óptimo, dado que afecta a toda la longitud de la zona calentada del horno tubular giratorio.

Ventajosamente, el dispositivo de contención presenta de 10 a 14, preferentemente 12, aberturas de paso dispuestas en forma de estrella desde el centro del dispositivo de contención. De este modo se posibilita la definición de la sección transversal de paso para la mezcla.

Es preferible que las aberturas de paso se puedan tapar, como mínimo parcialmente, con las cubiertas para variar el nivel de llenado del horno tubular giratorio, modificando el efecto de embalse del dispositivo de contención, desde el 0% hasta aproximadamente el 50%.

De forma especialmente preferente, el interior del horno tubular giratorio configura una cavidad esencialmente cilíndrica para alojar la mezcla. Preferentemente, el horno tubular giratorio presenta en su superficie interior como mínimo una regleta orientada axialmente. Estas regletas contribuyen de forma esencial al mejoramiento del horno tubular giratorio con respecto a los hornos del estado actual de la técnica. Estas regletas impiden el vuelco de la mezcla en el horno tubular giratorio. En la mezcla hay por ejemplo material PET molido en estado sólido. En la superficie del material molido hay sosa cáustica seca. Durante la reacción del material molido con la sosa cáustica, estos dos reactivos producen otros dos subproductos, una sal en estado sólido y etilenoglicol en estado gaseoso. Con el giro del horno, esta mezcla tiende a volcarse en el horno. Debido al vuelco de la mezcla en el horno se libera polvo, que se forma por el rozamiento mutuo de las partículas del material molido. Pero esta formación de polvo conocida en el estado actual de la técnica es muy desventajosa por los motivos expuestos a continuación: debido a la extracción constante de agua en el horno tubular giratorio se produce un gradiente de humedad en el mismo; al principio, o sea aproximadamente a la altura de la entrada de producto, la humedad es mayor que al final del tubo giratorio, o sea aproximadamente a la altura de la salida de producto. La formación de polvo en el horno tubular giratorio se produce en sentido opuesto a este gradiente. Si el polvo con un alto grado de deshidratación que se halla al final del horno se arremolina, es transportado hacia delante por la conducción de aire de escape. El polvo reacciona con la sosa cáustica y la evacua a través de la conducción de aire de escape, dado que el polvo absorbe agua, con lo que en conjunto se produce una atenuación de la reacción superficial del material alcalino en el poliéster, ya que dicha reacción sólo se produce de forma óptima en ausencia de agua, lo que implica a su vez una disminución no deseada del rendimiento de poliéster purificado.

Sin embargo, las regletas según la invención impiden el vuelco de la mezcla y, con ello, eliminan la absorción de agua o de sosa cáustica por el polvo en el horno y aumentan por lo tanto el rendimiento de material purificado.

Ventajosamente están previstas de 5 a 20, preferentemente 12, regletas axiales distribuidas de forma uniforme a lo largo del perímetro. De este modo, el vuelco de la mezcla se impide de forma constante en todo el perímetro interior.

También resulta ventajoso que la, como mínimo una, regleta orientada axialmente se extienda radialmente hacia dentro en la cavidad interior del horno tubular giratorio, hasta tal punto que impida con seguridad el vuelco de la mezcla en el horno tubular giratorio en toda la gama de revoluciones del mismo.

Ventajosamente, el horno tubular giratorio presenta un diámetro de 2 m a 4 m, preferentemente 2,6 m, y una longitud calentada de 15 m a 25 m, preferentemente 18 m. De este modo se pueden mantener los tiempos de reacción necesarios de más de 2 horas.

Preferentemente, para la introducción de la mezcla, el horno tubular giratorio presenta un cilindro de alimentación de mezcla con un diámetro de 0,5 m a 1,5 m, preferentemente 0,8 m. Ventajosamente, para sacar la mezcla, el horno tubular giratorio presenta un cilindro de salida de mezcla con un diámetro de 1 m a 3 m, preferentemente 1,8 m. Ambas dimensiones corresponden en particular a la longitud total del horno arriba indicada.

Preferentemente, el cilindro de alimentación de mezcla y/o el cilindro de salida de mezcla están unidos con el horno tubular giratorio a través de unión cónica.

Ventajosamente, el horno tubular giratorio presenta elementos de transporte forzado, por ejemplo hélices de transporte, dentro del cilindro de salida de mezcla para impulsar la mezcla, con el fin de impedir una acumulación de material en el caso de un estrechamiento ventajoso del tubo en el área de la junta del cilindro de salida de mezcla y garantizar un transporte uniforme de la mezcla.

Preferentemente, en los extremos del cilindro de alimentación de mezcla y/o el cilindro de salida de mezcla están dispuestas bridas para alojar las obturaciones para la hermetización del horno. Estas obturaciones son especialmente importantes, dado que impiden que entre agua o humedad al horno. Por consiguiente, también aumentan el rendimiento. La obturación es particularmente importante en la salida, dado que en caso de entrar humedad en esa zona se produciría una despolimerización del producto.

Preferentemente, la parte interior del horno tubular giratorio presenta aproximadamente seis cucharas que transportan el producto al cono del lado de salida del cilindro de salida de mezcla, especialmente si se realiza un transporte forzado sin fricción.

Ventajosamente, el horno tubular giratorio presenta una inclinación con respecto a la horizontal para el transporte mecánico de la mezcla. La inclinación sirve como mínimo para el transporte de la mezcla a través del horno.

Ventajosamente, el horno tubular giratorio presenta un cojinete giratorio en un extremo del lado de salida, de tal modo que la inclinación del horno tubular giratorio se puede modificar levantando éste por el lado de entrada y girándolo alrededor de dicho cojinete giratorio.

Preferentemente, la inclinación es de 10 mm/m a 20 mm/m, preferentemente 15 mm/m. Con estos valores de inclinación se logran velocidades óptimas de la mezcla en el horno.

Preferentemente, dentro del horno tubular giratorio están previstos preferiblemente de 5 a 20, de forma especialmente preferente 10, termopares para controlar la temperatura de la mezcla en el horno tubular giratorio, estando sujetos los termopares dentro del horno giratorio en una barra de medición relativamente fija con respecto a éste. De este modo, la temperatura de reacción deseada en el horno se puede comprobar y dado el caso controlar con exactitud.

Preferentemente, por cada zona de calentamiento están previstos dos termopares. De este modo se puede realizar un control individual de cada elemento calefactor.

Ventajosamente, en un punto axial del horno tubular giratorio están previstos en cada caso dos termopares dispuestos dentro del horno tubular giratorio a distancias diferentes del eje de giro de éste. Esta disposición a modo de rejilla de los sensores en el horno permite controlar la temperatura a diferentes profundidades de la mezcla de reacción, dado que los termopares penetran en la mezcla a profundidades diferentes.

Ventajosamente, el horno tubular giratorio presenta de dos a cinco, preferentemente tres, zonas de proceso a lo largo de su eje longitudinal. De este modo, en un horno se pueden desarrollar diferentes pasos de proceso.

Ventajosamente, la configuración, la longitud y la temperatura de la primera zona de proceso son tales que se puede realizar un presecado adicional de la mezcla, preferentemente de un 0,8% a un 0,2%, preferentemente un 0,4%, de contenido de agua, a entre 100 ppm y 50 ppm, preferentemente 80 ppm, de contenido de agua.

Preferentemente, la configuración, la longitud y la temperatura de la segunda zona de proceso son tales que se produce una reacción superficial para la saponificación parcial de la mezcla.

Ventajosamente, la configuración, la longitud y la temperatura de la tercera zona de proceso son tales que se produce una reacción de difusión para separar impurezas aromáticas de la mezcla.

Preferentemente, en el horno tubular giratorio están previstas como mínimo tres, preferentemente cinco, zonas de calentamiento, preferiblemente de la misma longitud. De este modo se puede ajustar con mucha exactitud la temperatura deseada para cada sección del horno.

Ventajosamente, fuera del horno tubular giratorio están previstos radiadores eléctricos con cuya ayuda se puede calentar el horno tubular giratorio desde fuera, de modo que en éste se puede generar un calentamiento indirecto de la mezcla.

Preferentemente, el horno tubular giratorio presenta una abertura de aire caliente para la entrada de aire caliente en su interior, y preferentemente también presenta una segunda abertura para la salida del aire caliente utilizado.

Preferentemente está previsto un calentador de aire para generar el aire caliente, cuya temperatura corresponde esencialmente a la temperatura del interior del horno tubular giratorio caliente. De este modo se evita una caída de temperatura al entrar el aire en el interior del horno.

Preferentemente está previsto un secador de aire caliente para secar el aire caliente a introducir en el interior del horno tubular giratorio. De este modo, el aire caliente tampoco puede introducir en el horno ninguna humedad perjudicial.

Ventajosamente, en el horno tubular giratorio se puede generar con ayuda de un ventilador una contracorriente de aire, consistente preferentemente en aire caliente preferiblemente seco, en sentido contrario al sentido de movimiento de la mezcla. Mediante la disposición del ventilador de tal modo que el aire fluya en contra del movimiento de la mezcla en el horno, siempre llega un aire caliente seco y con una limpieza máxima a la sección final del horno que contiene el poliéster ya purificado, de modo que este valioso producto se protege óptimamente contra la influencia de la humedad.

Ventajosamente, delante de la entrada del horno tubular giratorio está prevista una mezcladora para mezclar la mezcla, mezcladora que preferentemente presenta un tornillo sin fin mezclador calentado. De este modo también se evita una caída de temperatura de la mezcla al entrar en el horno.

Ventajosamente, delante de la mezcladora está preconectado un presecador para el secado del poliéster previsto para la mezcladora. De este modo también se impide la entrada de humedad perjudicial en el horno.

Ventajosamente, la potencia calorífica del presecador para el secado del contenido del presecador es superior al rendimiento de ventilación del presecador para el secado del contenido del presecador. Esto impide la evacuación de sosa cáustica sin reaccionar.

Ventajosamente, en el presecador se puede generar una contracorriente de aire en sentido contrario al sentido de movimiento del material a secar en el presecador.

En las subreivindicaciones se indican otros ejemplos de realización preferentes de la invención.

A continuación se describe un ejemplo de realización del dispositivo según la invención con referencia a los dibujos.

Los dibujos muestran:

- figura 1. una vista lateral de un horno tubular giratorio;

- figura 2. una vista frontal del dispositivo de contención del horno tubular giratorio de la figura 1;

- figura 3. una vista lateral esquemática de la instalación con el horno tubular giratorio de la figura 1;

- figura 4. la vista de la figura 1 con termopares representados esquemáticamente;

- figura 5. una vista de detalle de dos termopares de una zona de calentamiento;

- figura 6. una vista de detalle esquemática de las regletas en el horno tubular giratorio de la figura 1;

- figura 7. una vista de detalle esquemática de las aberturas en el horno tubular giratorio de la figura 1; y

- figura 8. una vista de detalle esquemática de los cepillos en el horno tubular giratorio de la figura 1.

La figura 1 muestra una vista lateral de un horno tubular giratorio 1. El horno tubular giratorio 1 presenta una envoltura cilíndrica 3 y está alojado de forma giratoria sobre cojinetes, no representados en la figura, con las coronas de rodadura 6 y 8 previstas en el área de sus caras frontales 2 y 4. La envoltura 3 rodea un espacio de producto 5 para el alojamiento de la mezcla a procesar, no representada en la figura.

La cara frontal 4 configura el extremo de salida y la cara frontal 2 configura el extremo de entrada del horno tubular giratorio 1. El horno tubular giratorio 1 se acciona a través de una corona dentada 10 prevista en el área de la cara frontal 4, que es accionada por un piñón de corona dentada 12 accionado a su vez por un motor no representado en la figura. El número de revoluciones del horno tubular giratorio 1 se puede ajustar entre 0,5 y 5,0 r.p.m.

En el lado de entrada, la cara frontal 2 presenta una prolongación 14 cilíndrica coaxial. Esta sirve como entrada de mezcla para el horno tubular giratorio 1. La prolongación 14 presenta un diámetro menor que la envoltura 3 y está unida con la envoltura 3 a través de una pieza de unión 16 cónica.

En el lado de salida, la cara frontal 4 también presenta una prolongación 18 cilíndrica coaxial. Esta sirve como salida del horno 1 para la mezcla reprocesada. La prolongación 18 presenta un diámetro menor que la envoltura 3 pero mayor que la prolongación 14 del lado de entrada, y está unida con la envoltura 3 a través de una pieza de unión 20 cónica que, debido a la menor diferencia de diámetro entre la prolongación 18 y la envoltura 3 en comparación con el lado de entrada, presentando la misma inclinación es más corta que la pieza de unión 16 de la cara frontal 2.

En el área de la cara frontal 4 del lado de salida, pero todavía delante de la pieza de unión 20 en el sentido de movimiento de la mezcla, está previsto un dispositivo de contención 22 en forma de estrella. Este dispositivo de contención 22 se extiende radialmente desde el eje de giro 24 del horno tubular giratorio 1 hasta la envoltura 3. En el dispositivo de contención 22 están previstas aberturas de paso 26 para la mezcla.

La figura 2 muestra una vista frontal del dispositivo de contención 22 del horno tubular giratorio 1 de la figura 1. La figura 2 muestra 12 aberturas de paso 26 en el dispositivo de contención 22 que se extienden en forma de estrella desde una zona central 28 cerrada. Las aberturas 26 se pueden cerrar individualmente con ayuda de chapas de cubierta 30.

La figura 3 muestra una vista lateral esquemática de la instalación 100 con el horno tubular giratorio 1 de la figura 1. Las partes correspondientes a las de las figuras 1 y 2 están identificadas con los mismos números de referencia.

La figura 3 también muestra:

Un túnel calefactor 32 que rodea el horno tubular giratorio 1 con un dispositivo de calefacción eléctrico 34 que encierra axialmente la envoltura del horno 3. El túnel calefactor 32 no gira y está equipado con 5 zonas de calentamiento 36 regulables individualmente. Cada zona de calentamiento 36 presenta un radiador eléctrico 49 propio que irradia calor sobre la parte exterior de la envoltura 3 del horno tubular

\hbox{giratorio 1.}

Una carcasa de entrada 38 y una carcasa de salida 40, que cierran respectivamente las caras frontales del espacio de producto 5 (formado por la envoltura del horno 3). Las dos carcasas 38 y 40 son estacionarias.

Obturaciones Burgmann 42 y 44 en el lado de entrada y el lado de salida, que hermetizan el espacio de producto 5 entre la envoltura del horno 3 giratoria y las carcasas de entrada y salida 38 y 40 estacionarias.

Instrumentos para medir las temperaturas de producto 46 y las temperaturas de la envoltura 48, presentes en cada caso en cada zona de regulación de temperatura 36. Los instrumentos para la medición de las temperaturas del producto o la mezcla presentan termopares 50 estacionarios en el espacio de producto. Están previstos dos termopares 50 por cada zona de calentamiento 36.

La figura 4 muestra la vista de la figura 1 con los termopares 50 representados esquemáticamente. Los termopares están fijados en una barra de medición 52 central.

La figura 5 muestra una vista de detalle de dos termopares 50 de una zona de calentamiento 36. Se puede observar que los dos termopares 50a y 50b se encuentran a una distancia diferente de la barra de medición 52 central, de modo que penetran en la mezcla a diferentes profundidades.

La figura 6 muestra una vista de detalle esquemática de las regletas 60 en el horno tubular giratorio 1 de la figura 1. El horno 1 gira en el sentido de la flecha 62. Las regletas 60 impiden el vuelco de la mezcla 64 durante la rotación del horno giratorio 1. Más bien, debido a las regletas 60, la mezcla 64 se desliza continuamente hacia atrás en el sentido de la flecha 66, sin volcarse, durante la rotación del horno tubular giratorio 1.

A continuación se describe el funcionamiento del horno tubular giratorio 1 representado. Este funcionamiento constituye una parte de la presente invención y queda reservada la presentación de reivindicaciones referentes a los detalles de dicho funcionamiento.

El horno tubular giratorio 1 calentado de forma indirecta sirve para el procesamiento de la mezcla 64 (en este caso material de PET molido reciclado) que se conduce al espacio de producto 5 en estado presecado (humedad residual máxima 0,4% de agua sobre masa). El material de carga contiene además NaOH (como máximo un 10% sobre masa de NaOH al 50%), que reacciona superficialmente con el PET bajo las condiciones de temperatura en el horno tubular giratorio 1. Se produce un granulado de PET que, después de otros pasos de procedimiento, es de nuevo adecuado para la producción de envases alimentarios. La autorización para la utilización en envases alimentarios requiere que el tiempo de permanencia del PET por encima de 400 K sea de dos horas como mínimo.

Durante la puesta en servicio del horno 1, primero debería adaptarse el dispositivo de contención 22 en forma de estrella a las circunstancias de técnica de procedimiento correspondientes. Para ello es importante saber que la función del mantenimiento de un tiempo de permanencia constante del producto (en el área calentada del horno) independientemente del rendimiento de paso del producto sólo se puede realizar de forma absolutamente ideal si el comportamiento mecánico del producto, así como las revoluciones y la inclinación del horno, se mantienen constantes. El comportamiento mecánico del producto (independientemente del rendimiento de paso) permanecerá esencialmente constante si no varían la distribución del tamaño de grano ni la forma global de las partículas del material de PET molido. El ajuste del dispositivo de contención 22 en forma de estrella tiene lugar mediante la apertura o el cierre de las aberturas de paso 26 en forma de parábola del dispositivo de contención 22 en forma de estrella. Para ello están previstas las chapas de cierre 30 atornillables para un total de 12 aberturas 26.

Los trabajos de ajuste deberían llevarse a cabo con el horno frío, preferentemente de acuerdo con el siguiente plan:

Puesta en marcha con seis secciones 26 abiertas, el número de revoluciones preferente del horno (propuesta 4 min^{-1}) y rendimiento de paso fijo (por ejemplo la mitad) de un material de carga representativo.

Espera hasta la situación de servicio estacionario (10 a 15 horas) y control del nivel de llenado de producto en el dispositivo de contención 22 en forma de estrella con el horno 1 parado. Probablemente, el nivel de llenado existente en este primer control no corresponderá todavía al nivel de llenado nominal para el rendimiento de paso elegido. Si el nivel es demasiado bajo, se han de cerrar algunas secciones 26. Si es demasiado alto, se deben abrir otras aberturas 26. La cantidad correspondiente se calcula mediante una simple regla de tres.

Nueva puesta en marcha del accionamiento de horno y de la carga de producto con los ajustes arriba elegidos. Tras esperar de nuevo hasta la situación de servicio estacionario (aproximadamente 10 horas), se ha de comprobar de nuevo el nivel de llenado de producto en el dispositivo de contención 22 en forma de estrella con el horno 1 parado. El valor nominal y el valor real deberían coincidir ahora (en caso contrario es necesario realizar un nuevo ajuste).

Si se considera necesario, a continuación se puede comprobar si las relaciones también son correctas al modificar los rendimientos de paso.

También puede ser conveniente realizar una comprobación de la influencia de una variación del número de revoluciones, de modo que las eventuales deficiencias del funcionamiento del dispositivo de contención 22 en forma de estrella (por ejemplo en caso de variación de la distribución de tamaños de grano en función del rendimiento de paso) puedan ser compensadas por un ajuste (insignificante) del número de revoluciones.

Si en algún momento se produjera un cambio general de la calidad del producto, el dispositivo de contención 22 en forma de estrella ha de ajustarse de nuevo para dicho producto. Lo mismo es aplicable en caso de un cambio general del número de revoluciones normal o después de modificar la inclinación del horno.

Una vez concluidos los trabajos de ajuste en el dispositivo de contención 22 en forma de estrella (y en caso dado después de vaciar el horno 1 por completo), puede comenzar el calentamiento.

Para ello son importantes las siguientes informaciones:

Para el control, cada zona de regulación de temperatura 36 dispone de un pirómetro de radiación 48 para la medición sin contacto de la temperatura de la pared del tambor, dos termopares dobles 50 para la medición de la temperatura del producto (700 mm o 200 mm, respectivamente, de distancia a la pared del tambor 3) así como varios termopares dobles para el control de sobretemperatura de los elementos calefactores eléctricos.

La medición de la temperatura del producto tiene lugar (tal como se indica más arriba) a dos distancias diferentes de la pared del tambor 3, es decir, una en la parte superior de la carga de producto y otra en la parte inferior de la carga de producto. Los puntos de medición dispuestos en la parte inferior siempre estarán en contacto con el producto con tal que el nivel de llenado del horno sea superior al 3,5%. En el caso de los puntos de medición dispuestos en la parte superior esto no ocurre hasta niveles de llenado superiores al 21,5%. Ha de señalarse que, en parte, los puntos de medición dispuestos en la zona superior no indican la temperatura del producto, sino la temperatura del gas.

La potencia calorífica de cada zona de regulación de temperatura se puede ajustar sin escalonamiento desde cero hasta el valor máximo, con preferencia adaptada individualmente a los requisitos respectivos. La potencia calorífica máxima disponible de la zona 1 (numerada comenzando desde la entrada del producto) es de 165 kW, la de la zona 2 es de 110 kW y las de las zonas 3 a 5 de 55 kW en cada caso. La regulación de la potencia calorífica correspondiente tiene lugar automáticamente mediante introducción de la temperatura nominal de la envoltura del tambor en cada zona de regulación 36 y medición de la temperatura real de la envoltura del tambor mediante el pirómetro de radiación 48. La potencia calorífica está limitada en cada caso por el control de la temperatura máxima admisible de los elementos calefactores mediante los termopares dobles arriba mencionados.

Para la elección de las temperaturas de la pared del tambor ha de tenerse en cuenta que el PET tiene un punto de fusión de aproximadamente 250ºC (también son posibles valores menores condicionados por impurezas). Las investigaciones prácticas y teóricas han demostrado que para trabajar con temperaturas de producto inferiores a 180ºC se pueden emplear temperaturas de la envoltura del tambor hasta como máximo de 280ºC, sin que el producto se funda en la envoltura del tambor 3. No obstante, para ello es condición indispensable un mezclado suficientemente rápido del producto 64. Por ello, se recomienda emplear una velocidad del tambor de como mínimo 4 min^{-1}. Con una temperatura de producto superior a 180ºC, la temperatura de la pared del tambor debería ajustarse por debajo del punto de fusión (es decir < 250ºC). Con una temperatura de producto superior a 220ºC, la temperatura de la pared debería bajarse por seguridad a
< 230ºC (debido a un punto de fusión eventualmente inferior a causa de impurezas en el PET). Como escala para las temperaturas de producto relevantes deberían emplearse por principio las indicaciones de los puntos de medición dispuestos en la parte inferior (véase más arriba).

Para evitar la hidrólisis del PET a altas temperaturas, a través del espacio de producto 5 se hace pasar una corriente de aire caliente seco (y precalentado a 220 ºC). Para que la humedad residual evaporada en la zona de entrada no entre en contacto con el PET más caliente de la zona de salida, la corriente de aire se conduce en sentido contrario al movimiento del producto a través del horno 1. En este contexto, las obturaciones Burgmann son especialmente importantes, dado que configuran el paso entre la envoltura giratoria del horno 3 y las carcasas de entrada y salida 38 y 40 estacionarias. Se debe evitar que en estos lugares entre aire ambiente en el espacio de producto 5 o que salgan gases o polvo del horno 1. Para que esto se pueda asegurar de forma fiable, también se debería aplicar una corriente de aire seco (y precalentado a 220ºC) sobre las obturaciones Burgmann. La presión previa de esta aplicación de aire debería elegirse de tal modo que no se introduzcan a presión gases de proceso en la obturación Burgmann y que el polvo se mantenga alejado ("soplado") de las superficies de obturación. Por principio, el modo más sencillo y seguro de lograrlo consiste en mantener el espacio de producto 5 con una ligera presión negativa (-0,1 a -1 mbar). Es deseable limitar el flujo volumétrico de la aplicación de aire, y para ello está previsto un control en cada caso mediante una indicación de flujo volumétrico in situ y una válvula de regulación.

En caso de un fallo del accionamiento principal del horno (por ejemplo por una avería del motor o un corte de corriente), se debería emplear (mientras que la envoltura del horno 3 esté caliente) un accionamiento de emergencia (por ejemplo un motor auxiliar conectado a la barra colectora del generador de emergencia) y desconectar el dispositivo de calefacción 49.

Es necesario que el horno 1 siga girando (lentamente) para evitar que el producto se adhiera a la envoltura del horno. Preferentemente, estas medidas forman parte de un bloqueo de la instalación y deberían producirse de forma automática.

La figura 7 muestra una vista de detalle esquemática de las aberturas 80 en el horno tubular giratorio de la figura 1. Las aberturas 80 conducen, de forma axial y transversal a través de la envoltura 3, al exterior. La cavidad 5 presenta, al lado de la abertura 80, un segundo dispositivo de contención 82. El segundo dispositivo de contención 82 está dispuesto corriente arriba con respecto a la abertura 80. El segundo dispositivo de contención 82 presenta un orificio de paso 84 dispuesto al lado de la abertura 80 y al lado de la pared exterior 3 de la cavidad 5.

Además, está previsto un medio de desvío 86, configurado en forma de una chapa que conduce, como mínimo de forma temporal, esencialmente hacia la abertura 80. La chapa 86 gira, movida por la fuerza de la gravedad, alrededor de un eje de giro 88, eje de giro 88 que está dispuesto en el segundo dispositivo de contención 82 de modo que la chapa 86, corriente abajo detrás del orificio de paso 84, sólo conduce hacia la abertura 80 cuando la cavidad 5 se halla en el punto muerto inferior de una rotación durante el giro del horno tubular giratorio 1, según muestra la figura 7.

La abertura 80 está además cubierta, como mínimo parcialmente, por un tamiz 90 que actúa como dispositivo de tamizado, conduciendo la abertura 80 a un dispositivo colector 92 para material que entra a través de la abertura 80.

El funcionamiento de la abertura 80 es el siguiente:

Si hay material en la parte inferior del horno tubular giratorio 1, la tapa 86 está cerrada por la fuerza de la gravedad. El material de grano grueso llega al exterior a través del dispositivo de contención 82, y el material de grano fino disgregado, el así llamado grano inferior, a través de las aberturas inferiores 82. Después de salir el material de grano fino, tiene lugar un tamizado a través del tamiz 90 anular dispuesto a modo de anillo en el perímetro del horno 3. El tamiz 90 no tiene que ser forzosamente continuo. El grano inferior de este tamizado se separa mediante el dispositivo colector 92. El grano superior que queda sobre el tamiz 90 es arrastrado por el material que pasa a su lado. La abertura 80 ofrece por lo tanto la posibilidad de separar el grano inferior mediante la instalación del dispositivo de contención 82 de menor tamaño antepuesto. Si hay que depurar PET con el horno tubular giratorio 1, el grano inferior son sales y el grano inferior de PET, que pueden separarse gracias a las aberturas, lo que aumenta la calidad del producto final.

La figura 8 muestra una vista de detalle esquemática de unos cepillos 90 en el horno tubular giratorio 1 de la figura 1. La unión 20 entre el horno tubular giratorio 1 y el cilindro de salida de mezcla 18 presenta dos cepillos 90 para eliminar por cepillado material que entre en la unión 20. La misión de los cepillos 90 es impedir que pueda acumularse polvo en este punto, ya que se elimina de forma constante el polvo que penetra en la junta 92, entre el cilindro de salida de mezcla 18 y el tubo giratorio 1. Los cepillos 90 están vueltos de modo que el material que penetra en la unión 20 es empujado de vuelta hacia el cilindro de salida de mezcla 18, alejándolo de la junta 92, o sea al cilindro de salida de mezcla 18. Desde éste, el polvo se evacúa bien a través de la aspiración de aire o bien con la corriente de material.

Claims

1. Dispositivo para purificar y/o descontaminar poliésteres, con un horno tubular giratorio (1) calentado como mínimo parcialmente que se alimenta con una mezcla (64) de poliéster y un material alcalino para llevar a cabo una reacción de saponificación en la mezcla (64),

estando dispuesto dentro del horno tubular giratorio (1) como mínimo un dispositivo de contención (22) que cierra como mínimo parcialmente el interior (5) del horno tubular giratorio (1),

presentando el dispositivo de contención (22) como mínimo una abertura de paso (26) que se puede tapar como mínimo parcialmente con como mínimo una cubierta (30) para variar el nivel de llenado del horno tubular giratorio (1) mediante la modificación del efecto de embalse del dispositivo de contención (22),

presentando el dispositivo de contención (22) aberturas de paso (26) que salen en forma de estrella desde el centro del dispositivo de contención (22),

caracterizado porque las aberturas de paso (26) pueden cubrirse, como mínimo parcialmente, con cubiertas (30) de modo que varían el nivel de llenado del horno tubular giratorio desde el 0% hasta aproximadamente el 30% con un escalonamiento de un 5% del nivel de llenado modificando el efecto de embalse del dispositivo de contención.

2. Dispositivo según la reivindicación 1,

en el que el dispositivo de contención (22) está dispuesto en el área del extremo dispuesto corriente abajo de la zona calentada del horno.

3. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que el dispositivo de contención (22) presenta de 10 a 14, preferentemente 12, aberturas de paso (26) que salen en forma de estrella desde el centro del dispositivo de contención (22).

4. Dispositivo según la reivindicación anterior,

en el que las aberturas de paso (26) pueden cubrirse, como mínimo parcialmente, con cubiertas (30) de modo que varían el nivel de llenado del horno tubular giratorio desde el 0% hasta aproximadamente el 50% con un escalonamiento de un 5% del nivel de llenado modificando el efecto de embalse del dispositivo de contención.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que como mínimo una cubierta (30) presenta un diafragma.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que el diafragma puede regularse sin escalonamiento.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que el diafragma puede regularse desde el exterior del horno tubular giratorio (1).

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que el interior del horno tubular giratorio (1) configura una cavidad (5) esencialmente cilíndrica para alojar la mezcla (64).

9. Dispositivo según la reivindicación anterior,

en el que la cavidad (5) presenta como mínimo una abertura (80) que conduce esencialmente de forma transversal y axial al exterior.

10. Dispositivo según la reivindicación anterior,

en el que la cavidad (5) presenta como mínimo un segundo dispositivo de contención (82) dispuesto al lado de la abertura (80).

11. Dispositivo según la reivindicación anterior,

en el que el segundo dispositivo de contención (82) está dispuesto esencialmente corriente arriba con respecto a la abertura (80).

12. Dispositivo según la reivindicación anterior,

en el que el segundo dispositivo de contención (82) presenta un orificio de paso (84) dispuesto esencialmente al lado de la abertura (80), preferentemente también al lado de una pared exterior (3) de la cavidad (5).

13. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9-12,

en el que está previsto un medio de desvío (86) que conduce, como mínimo de forma temporal, esencialmente hacia la abertura (80).

14. Dispositivo según la reivindicación anterior,

en el que el medio de desvío (86) conduce hacia la abertura (80) esencialmente sólo en el punto muerto inferior de una rotación de la cavidad (5).

15. Dispositivo según la reivindicación anterior,

en el que el medio de desvío (86), preferentemente accionado por la fuerza de la gravedad, puede girar alrededor de un eje de giro (88).

16. Dispositivo según la reivindicación 12 y según la reivindicación anterior,

en el que el eje de giro (88) está dispuesto en el segundo dispositivo de contención (82) de tal modo que el medio de desvío (86), corriente abajo detrás del orificio de paso (84), sólo conduce esencialmente hacia la abertura (80) cuando la cavidad (5) se halla en el punto muerto inferior de una rotación.

17. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9-16,

en el que la abertura (80) está cubierta, como mínimo parcialmente, por un dispositivo de tamizado (90).

18. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9-17,

en el que la abertura (80) conduce a un dispositivo colector (92) para material que entra a través de la abertura (80).

19. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que en el que el horno tubular giratorio (1) presenta en su superficie interior como mínimo una regleta (60) orientada axialmente.

20. Dispositivo según la reivindicación anterior,

en el que están previstas de 5 a 20, preferentemente 12, regletas (60) axiales distribuidas de forma uniforme a lo largo del perímetro.

21. Dispositivo según una de las reivindicaciones 8, 19 ó 20,

en el que la, como mínimo una, regleta (60) orientada axialmente se extiende radialmente hacia dentro en la cavidad interior (5) del horno tubular giratorio (1) hasta tal punto que impide el vuelco de la mezcla (64) en el horno tubular giratorio (1) en toda la gama de revoluciones del mismo.

22. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que el horno tubular giratorio (1) presenta un diámetro de 2 m a 4 m, preferentemente 2,6 m, y una longitud calentada de 15 m a 25 m, preferentemente 18 m.

23. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que, para la introducción de la mezcla (64), el horno tubular giratorio (1) presenta un cilindro de alimentación de mezcla con un diámetro de 0,5 m a 1,5 m, preferentemente 0,8 m.

24. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que, para sacar la mezcla (64), el horno tubular giratorio (1) presenta un cilindro de salida de mezcla (18) con un diámetro de 1 m a 3 m, preferentemente 1,8 m.

25. Dispositivo según una de las reivindicaciones 23 ó 24,

en el que el cilindro de alimentación de mezcla (14) y/o el cilindro de salida de mezcla (18) están unidos con el horno tubular giratorio (1) a través de una unión (16; 20) preferentemente cónica y preferentemente a través de una junta (98).

26. Dispositivo según la reivindicación anterior,

en el que la unión (16; 20) entre el horno tubular giratorio (1) y el cilindro de alimentación de mezcla (14) y/o el cilindro de salida de mezcla (18) presenta, como mínimo, un medio de cepillado (96) para eliminar por cepillado material que entre en la unión (16; 20).

27. Dispositivo según la reivindicación anterior,

en el que el medio de cepillado presenta como mínimo un elemento de limpieza, que preferentemente comprende un cepillo (96) y está configurado de modo que el material que penetra en la unión (16; 20) es empujado de vuelta al cilindro de alimentación de mezcla (14) y/o al cilindro de salida de mezcla (18), preferentemente en dirección contraria a la junta (98).

28. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que el horno tubular giratorio (1) presenta hélices de transporte dentro del cilindro de salida de mezcla (18) para impulsar la mezcla (64).

29. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que en los extremos del cilindro de alimentación de mezcla (14) y/o el cilindro de salida de mezcla (18) están dispuestas bridas para alojar las obturaciones para la hermetización del horno tubular giratorio (1).

30. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que la parte interior del horno tubular giratorio (1) presenta de forma preferente aproximadamente seis cucharas que transportan el producto al cono del lado de salida del cilindro de salida de mezcla (18).

31. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que el horno tubular giratorio (1) presenta una inclinación con respecto a la horizontal para el transporte mecánico de la mezcla (64).

32. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que el horno tubular giratorio (1) presenta un cojinete giratorio en un extremo del lado de salida, de tal modo que la inclinación del horno tubular giratorio (1) se puede modificar levantando éste por el lado de entrada y girándolo alrededor de dicho cojinete giratorio.

33. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que la inclinación es de 10 mm/m a 20 mm/m, preferentemente 15 mm/m.

34. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que dentro del horno tubular giratorio (1) están previstos preferiblemente de 5 a 20, de forma especialmente preferente 10, termopares (50, 50a, 50b) para controlar la temperatura de la mezcla en el horno tubular giratorio (1), estando fijados los termopares dentro del horno tubular giratorio (1) en una barra de medición (52) estacionaria con respecto a éste.

35. Dispositivo según la reivindicación anterior,

en el que por cada zona de calentamiento (36) están previstos dos termopares (50, 50a, 50b).

36. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que en un punto axial del horno tubular giratorio (1) están previstos en cada caso dos termopares (50, 50a, 50b) dispuestos dentro del horno tubular giratorio (1) a distancias diferentes del eje de giro (24) de éste.

37. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que el horno tubular giratorio (1) presenta de dos a cinco, preferentemente tres, zonas de proceso a lo largo de su eje longitudinal (24).

38. Dispositivo según la reivindicación anterior,

en el que la configuración, la longitud y la temperatura de la primera zona de proceso son de tal modo que se puede realizar un presecado adicional de la mezcla (64), preferentemente de un 0,8% a un 0,2%, preferentemente un

0,4%, de contenido de agua, a entre 100 ppm y 50 ppm, preferentemente 80 ppm, de contenido de agua.

39. Dispositivo según una de las dos reivindicaciones anteriores,

en el que la configuración, la longitud y la temperatura de la segunda zona de proceso son de tal modo que en ella se produce una reacción superficial para la saponificación parcial de la mezcla (64).

40. Dispositivo según una de las tres reivindicaciones anteriores,

en el que la configuración, la longitud y la temperatura de la tercera zona de proceso son de tal modo que en ella se produce una reacción de difusión para separar impurezas aromáticas de la mezcla (64).

41. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que en el horno tubular giratorio (1) están previstas como mínimo tres, preferentemente cinco, zonas de calentamiento (36), preferiblemente de la misma longitud.

42. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que fuera del horno tubular giratorio (1) están previstos radiadores eléctricos (49) con cuya ayuda se puede calentar el horno tubular giratorio (1) desde fuera, de modo que en éste se puede generar un calentamiento indirecto de la mezcla (64).

43. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que el horno tubular giratorio (1) presenta una abertura de aire caliente (70) para la entrada de aire caliente en su interior, y preferentemente también presenta una segunda abertura (72) para la salida del aire caliente utilizado.

44. Dispositivo según la reivindicación anterior,

en el que está previsto un calentador de aire para generar el aire caliente, cuya temperatura corresponde esencialmente a la temperatura del interior del horno tubular giratorio (1) caliente.

45. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que está previsto un secador de aire caliente para secar el aire caliente a introducir en el interior del horno tubular giratorio (1).

46. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que en el horno tubular giratorio (1) se puede generar con ayuda de un ventilador una contracorriente de aire, consistente preferentemente en aire caliente preferiblemente seco, en sentido contrario al sentido de movimiento de la mezcla.

47. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que delante de la entrada del horno tubular giratorio (1) está prevista una mezcladora (74) para mezclar la mezcla, mezcladora (74) que preferentemente presenta un tornillo sin fin mezclador (76) calentado.

48. Dispositivo según la reivindicación anterior,

en el que delante de la mezcladora (74) está preconectado un presecador para el secado del poliéster previsto para la mezcladora (74).

49. Dispositivo según la reivindicación anterior,

en el que la potencia calorífica del presecador para el secado del contenido del presecador es superior al rendimiento de ventilación del presecador para el secado del contenido del presecador.

50. Dispositivo según una de las dos reivindicaciones anteriores,

en el que en el presecador se puede generar una contracorriente de aire en sentido contrario al sentido de movimiento del material a secar en el presecador.