JPH03500501A - 流動床または噴流床室、処理塔および二段階の方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 流動床または噴流床室、処理塔および二段階の方法 本発明は、請求の範囲１の上位概念による流動床および噴流床室に関する。その ような室は西ドイツ特許明細書１６６７０５８から知られている。その場合、全 ての噴流床装置のように、斜面が、しかも管を囲む中心の円錐体の形態に設けら れており、この円錐体は比較的低い流速の範囲を作って、室に導入された製品を 、上方へ流れる流体の作用の下に上方へ流動化させるが、比較的低い流速の範囲 で再び下方へ沈下させなければならない、この手段の目的は良好な混合、従って 導入された材料の一様な処理である。

導入された製品の処理が問題である場合に、また逆に、導入された製品（固体） が、流れ通る流体に相応して影響を与えるのに役立ち得ること、例えば望ましく ないガス成分を吸着す゛るのに役立ち得ることも自明のことである。

従来の噴流床室には、バッチ作動にのみ適しているという欠点がある。これまで 、製品を室の内方へ循環させることが試みられた限りでは、これは実質的に混合 作用の改善のために行われた。

本発明は、周知の噴流室の利点を持ち続け、しかしそのような室を連続的な作動 が可能であるように形成することを課題の基礎としている。

この課題は、請求の範囲ｌの限定する特徴により解決される。

流動床室が噴流床室として形成され（そしてそれ故前述した斜面を有する）、シ かも非常に特にこれと関連して形成されているかどうかと無関係に、請求の範囲 ４の特徴が実現されれば、有利である。なるほど、米国特許明細書３３６０８６ ７にすでに、流動床の個々の室の間の圧力差により移送を行うことが提案された 、すなわち導入された製品を個々の室の間のエネルギー差によりさらに運ばなけ ればならなかった。しかしながら、所定の圧力差を達成して維持するための費用 は比較的多い。なぜなら、互いにそれ自体分離された多数の室を設けなければな らず、しかもそれらの室にそれぞれ別々の弁と調整回路を付設しなければならな いからである。さらに、材料が供給されなければならないときに、圧力がもちろ ん特に第一の室で落ちるので、作動がここでは完全に均一に行われることができ ず、従って単に「あたかも連続的」であるにすぎない。

今や、移送の原理を空気圧手段でエネルギー差により簡単な仕方で実現するため に、請求の範囲４の特徴を設けるのが合目的である。その場合、請求の範囲５の 特＠ａ）が実現されるときに、製造的に最も簡単になるだろう。また、この請求 の範囲の特徴ｂ）も製造を単純化するのに役立つ、請求の範囲５０特徴Ｃ）によ る形成が特に好都合であることが見出されたが、その際流出口への供給装置の孔 あき面積の分配がサイクロイド特性に対応して合目的に行われる。

また、例えば、非晶質のポリエステル顆粒を押出機で溶解される前にできるだけ 均一に深くかつ入念に乾燥させて、ポリエステルフィラメントの安定性と所望の 性質を保証しなければならないことも知られている０種々の方法と装置により、 この乾燥を実施することができる０周知のタンブラ乾燥機を用いた不連続な方法 には、１０〜５０秒の間の乾燥時間があまり長すぎ、かつ顆粒の特性が乾燥後の 中間貯蔵の間に変化しうるといる欠点がある。

固定床を有する全ての種類の塔乾燥機のように不連続的な方法には、装置が顆粒 の温度経過に影響を与えることができないという欠点がある。西ドイツ明細書２ ５５Ｂ　？３０から、ポリエチレンテレフタレートを一段階で結晶化して乾燥す るための連続的な方法と装置が知られている。この方法では、顆粒が比較的静止 している。後になって再び破壊しなければならない塊状集積が意識して甘受され る。装置は、塊状集積の破壊に役立つが付加的な塵の形成を引き起こす組みこま れた機械部分からなる。

フランス特許２３５５８６３は、流動床原理に基づく結晶化領域と、上下に配置 された多数のトレーを含む乾燥領域とからなる、ポリエステル顆粒の連続的な処 理装置に関する。各トレーは、−緒に作用される回転する薄板からなる。しかし ながら、この装置では、結晶化時間が比較的長く、顆粒の滞在時間範囲が幅広く 、ポリマーの除塵が不満足であり、かつ最後に装置は複雑なかつ高価な配置にな る機械的な部分も含む。

しかしながら、どの処理を実現しなければならないかどうかは重要でなく、前述 した欠点は、請求の範囲６により述べられているように、処理塔により避けるこ とができる。

そのような装置を用いると、乾燥の価格上好都合なかつ信顛しうる反復可能性を 許す請求の範囲８の特徴を有する方法を実現することができる０本発明による方 法は、特にポリエステルを乾燥するのに通していることが判明した。

当面の記載では、ポリエステルは線系の重縮合されたエステルと解するが、この エステルは、１＜ｎ＜１０を有するシリーズ８０（ＣＨｚ）　−ＯＨ系の一つま たは複数のジオールをジカルボン酸、好ましくはテレフタル酸またはジメチルテ レフタレートのような対応するジエステルと反応させることにより作られる。ポ リエステルは、有機またはまたは無機の添加物で変成することもできる。

驚くべきことには、結晶化が３分以下で行われる。

この短い滞留時間により少しも加水分解を行う二七ができない、このことは、周 知の技術に対して十倍も急速な結晶化時間を意味する。これにより、同じ材料処 理量についていっそう小さい装置を用いることができ、それによってポリエステ ルの経済的なかつ材料を節約する製造が達成される。

予め乾燥された空気または不活性ガスで噴流床を作るのも合目的である。この場 合、高い速度で流れる熱いガスを環状円板を経て導きそして噴流室に導くのが有 利であり、その際加熱ガスを乾燥機の加熱外筒を介して導くのが合目的である。

噴流床で結晶化するために、１５０〜１８０℃の温度は最良の結果をもたらす。

床では、乾燥が有利に等温状態の下で約１５０〜１８０℃でかつ一定の湿度で行 われる。温度の選択は、形状や大きさのような乾燥すべき顆粒の種類、処理量、 所望の最終水分などに依存する０等温の乾燥は、一様に乾燥された顆粒が引き続 く溶解過程のために準備されているという利点を有する。

乾燥機部分における顆粒のレベルを例えばプローブを用いて調整すれば、顆粒処 理量に応じて、顆粒の床の高さの適当な選択により顆粒の滞在時間または乾燥時 間を一定に保つことができる。そのために、一定の顆粒レベルが生ずるように、 配置装置の回転数が顆粒のレベルを介して調整される。

上記の処理塔、特許請求の範囲７によりその形成において処理塔を用いると、供 給された新鮮な製品が直ちに捕らえられて、上方に向かって運ばれ、それにより 塊状集積が阻止される。特徴ａ）を有する流動床室が用いられるときに特に、熱 供給も例えばポリエステルの場合に、供給側でできるだけ激しく、従って８０と １２０℃の間で粘着が起こり得ない、処理塔の場合に、流出円錐体のために４０ 〜６０度の傾斜角を選択するのが合目的である。

本発明のさらに続く詳細は、図面に概略的に示した実施例の次の記載により明ら かになる０図面において、 第１図は本発明による処理塔の縦断面を示し、第２図は噴流床室の篩い底部を平 面図で示す、第１図の線■−■による断面を示し、第３図は第２図に類似した孔 分配を有する別の実施形態を示すが、噴流作用のない流動床室にある孔分配を示 す。

第１図によれば、本発明による装置は、結晶化部分としての噴流床室ｌと、室３ と共に乾燥機部分を形成する環状室２とからなる。噴流床室１には、その基部に 流出口５を有する排除体４が設けられている。排除体４は通気面６の内径を閉じ ている０通気面６は、個々の区分に異なる数で同じ直径の空気圧手段７を有する 。ｉ気固６の下側には、室２に導かれる流入ホッパー８が設けられ、その下部に は乾燥した製品のための出口開口１２を有する円錐体１１が設けられている。

加熱部分と呼ぶこともできる結晶化機部分および乾燥機部分は、好ましくは管か らなる円筒状の外筒により囲まれている。空気を分配するために、室３には、新 鮮なガスのための取り入れ接続片２５と接続される円錐体１０が設けられている 。導入サイロ１３が、噴流床室１に開口する入口接続片１５と配量装置１４を介 して連結されている。結晶化機の頭部には、出口接続片１６と排気煙突１７が設 けられている。

別の接続片１８が、ライン３０を経てサイクロン１９と容器２０に導かれている 。サイクロン１９がライン３１を経てフィルタ２１に導かれ、これからライン３ ２を経て通風機２２に導かれている。通風機２２からライン３３がガス加熱機２ ３へ出発しており、ガス加熱機からライン３４が接続片２４に導かれる。新鮮な ガスを接続片２５を介して供給するために、加熱機２６、通風機２７および給湿 機２８が設けられている。

第２図には、通気面６の孔７の配置と分配を示しである。

入口接続片１５と排除体４の範囲に、噴流床室ｌを区分する仕切り壁２９が設け られている。孔の数は、入口接続片１５の範囲の区分から出口５まで減少してい る。

原理的に、孔面積の大きさは供給接続片１５から流出口５まで多かれ少なかれ連 続的に減少することができようが、これを次のように段階的に、すなわち供給接 続片に隣接した区分Ａで孔面積が（他の区分と比較して）最大であり、引き続き 区分Ｂでいっそう小さくそして区分Ｃでなおいっそう小さくなるように行えば、 製造上好都合である。それによって、はぼサイクロイド特性を有する過程が達成 され、その際処理室１に存在する製品が区分Ａで、その前進運動パルスが第二の 区分Ｂを越えてまでなお続くだけのエネルギーを供給されて維持するが、材料は 第二の区分Ｂから第一の区分Ｃまでの移行範囲でさらに続くパルスを、流出口５ まで一様な前進運動を確保するように作られたエネルギー勾配により維持する。

その場合、空気圧手段７の孔が互いにそれぞれ同じ大きさであれば、製造が特に 簡単であり、かっただ一種類の打ち抜き工具で可能である。

第３図から明らかなように、この材料移送の原理は慣用の流動床室でも実現する ことができ、その際区分Ａの範囲で区分Ｂに向かって減少する比較的大きい床高 さが生じ、その上に流出口５′まで床高さの減少が得られるので、一括して落差 が供給接続片１５′から流出口５′まで生ずる。この落差は、篩い底部９′自体 を同様に下方へ向かうように配置することによりなお慣用の仕方で支持すること ができる。

しかしながら、減少する数の同じ直径の開口の代わりに、同じ数の孔で接続片１ ５から出口１５までの方向に開口の直径が減少することもできる。入ってくる顆 粒に始めにできるだけ多量の加熱空気が対向して導かれることが重要である。

装置の作動中、例えばポリエチレンテレフタレートからなる湿った非晶質のポリ エステル顆粒がサイロ１３から配量装置１４を介して連続的に入口接続片１５を 経て噴流床室１に配量される。調整された空気または循環空気からなるガス流が 、毎秒のｋｇ顆粒処理量につき毎秒５〜５０ｋｇの空気量で同じ圧力で１５０〜 １８０℃で、好ましくは１７０℃で通気面６の空気圧手段７を通って噴流床室１ に流入し、入ってくる顆粒を捕らえる。全量が顆粒の流動化を生じかつ流れてい る新しい顆粒が運びこまれるので、顆粒の流動が流出口の方向に生ずる。しかし ながら、第一の区分で特にいっそう多い空気量が顆粒の除塵も実現し、かつ顆粒 を噴流床室１から流れ出るまで所定の温度に加熱する。結晶化機における平均の 滞在時間は、３分より多くなく、好ましくは１〜３分である。結晶化された顆粒 は、排除体４の流出口５の開口を連続的に通って流れ、入口ホッパ−８を通って 室３に入る。室３では、顆粒の床が等温の条件下で、或いはわずかな真空下でそ の自重により円錐体１１を経て移動し、そしてさらに加工するために、例えば押 出機で溶かすために出口接続片１２を通って出る。排除体４の傾斜は決められた 製品に適合され、ポリエステルの場合には５０〜８５度を有しなければならない 。

結晶化機でまたは加熱部分で顆粒を結晶化するために、一般に除塵された循環空 気からなる高速の空気流が役立ち、この循環空気はフィルタ２１、通風機２２を 経てヒータで１５０〜１８０°ｃに、特に１７０℃に加熱される。その空気流ま たは不活性ガスは環状室２を通って流れ、その環状室は同時に乾燥機の外筒とし て役立ち、従って内部の等温の条件を保証する。ガスの速度は、噴流床室の高さ がほぼ排除体４の中間の高さに対応するように選択される。それと共に、一方で は顆粒が循環空気の出口接続片１８に達しないように、かつ他方では存効な除塵 が達成されるように保証される。過剰の空気は、接続片１６および排気煙突１７ を経て運び去られる。

熱い排気の主な部分は、ライン３０を経てサイクロン分離機１９に供給され、塵 と摩耗から解放する。

塵は容器２０に集められて捨てられる。安全のために、微細フィルタ２１がサイ クロン１９に出口側に接続されている。

空気で乾燥するために、これが新鮮な空気のための市販の除湿兼給温装置２８を 介して導かれ、通風機２７を介して圧縮され、ヒータ２６で等しく１５０〜１８ ０°Ｃ１好ましくは１７０″Ｃの乾燥温度にもたらされ、そして入口接続片２５ および円錐体１０を介して乾燥材料の中に分配される。ガスの量は、一時間当た りのｋｇ顆粒処理量につき０．５〜２　ｋｇの空気７秒になる。水分の吸収後、 排気はわずかな流速で流出口５を通って結晶化された顆粒に出会い、噴流床室を 通って流れ、そして噴流空気と共に結晶化機を接続片１８を経て出る。

本発明の本質的な利点は、一様な品質を達成するための簡単な、経済的な手順に 見ることができる。

顆粒からの完全な除塵が行われる。乾燥機の次に来る床に新しい摩耗が生じない 、装置は機械的に可動な機構がいらず、ポリエステル顆粒を連続的に乾燥するの に特に適し、かつその単純さの故に経済的に製造することができる。

しかしながら、装置は先行する結晶化をせずにプラスチック顆粒のための乾燥に も適している。この場合には、結晶化機として示された部分が単に顆粒を加熱す るために役立つ、任意のプラスチック顆粒を規定された最終水分に乾燥しなけれ ばならない場合には、乾燥ガスを相応する平均水分に調整しなければならない。

噴流床室における顆粒を数分だけ持続して止めるだけで、゛加水分解による損傷 が阻止される。噴流床室から流出するまで顆粒の横切る流れの激しい加熱により 、顆粒が乾燥温度で入口ホッパーに入ることができ、それと共に等温の最終乾燥 の結果として不確かな温度変化による最終水分の変動が避けられることが保証さ れる。

本発明による処理塔ならびに本発明による方法は、あらゆる種類のプラスチック 顆粒の乾燥に通しているが、特にポリエステル顆粒に適している。別の用途は、 とりわけ食品分野にある。

補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の７第１項） 平成２年１月９日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．リング状のガス透過性の通気面（６）を有し、この通気面の内径が、少なく ともほぼ流動床および噴流床室（１）の全作用高さにわたって同心に走る排除体 （４）により閉鎖され、この排除体は少なくともその下方の範囲が上方に向かっ て減少する横断面を有する、製品を導入するための流動床および噴流床室（１） において、流動床および噴流床室（１）の外壁と排除体（４）の間に仕切り壁（ ２９）が配置され、その際仕切り壁（２９）の一方の側に製品のための供給装置 （１５）が設けられ、かつ他方の側に流出口（５）が設けられ、リング状の通気 面（６）が供給装置（１５）から流出口（５）への製品の移動を支持するための 空気圧手段（７）と組み合わされていることを特徴とする流動床および噴流床室 。 ２．排除体（４）が、先端まで連続する円錐体であることを特徴とする、請求の 範囲１による流動床および噴流床室。 ３．流出口（５）が室（１）に半径方向内方に設けられ、かつ好ましくは排除体 （４）の切除部としてリング状通気面（６）の近くに形成され、その際切除部が 特に排除体（４）の下縁に設けられていることを特徴とする、請求の範囲１また は２のうちの一つによる流動床および噴流床室。 ４．製品のための供給装置と流出口を有し、ならびに供給装置から流出口まで製 品に移動を与えるための移送配置を有し、その移送配置は、特に請求の範囲１か ら３までのうちの一つによる、室を下方に向かって覆う孔を有する篩い底部に空 気圧手段を有する流動床室において、空気圧手段（７）は、篩い底部の孔あき面 積が流出口に向かって減少する孔の配置からなることを特徴とする流動床室。 ５．次のような特徴のうちの少なくとも一つが設けられている： ａ）単位面積当たりの孔の数が、リング状の通気面（６）として形成された篩い 底部に、供給装置（１５）の範囲から出発して、流出口（５）に向かう方向に減 少しており、その際好ましくは個々の孔の孔面積がそれぞれ同じ大きさであり、 ｂ）孔あき面積の減少が段階的に行われ、その際孔面積の大きさが断面において それぞれ同じであり、 ｃ）孔面積の減少が漆出口に向かってゆっくりと行われ、その際供給装置（１５ ）の範囲で減少が、流出口に向かってよりもいっそう短い間隔で行われる ことを特徴とする、請求の範囲４による流動床室。 ６．上方の流動床および噴流床室（１）と下方の室（３）を有する処理塔におい て、両方の室（１，３）が流動床および飛沫床室（６）の環状の通気面（６）を 介して連結されていることを特徴とする処理塔。 ７．上方の流動床および噴流床室（１）が請求の範囲１から４までのうちの一つ に従って形成されていることを特徴とする、請求の範囲７による処理塔。 ８．請求の範囲６による装置を用いて特にポリエステル顆粒のための、二段階の 方法において、顆粒を第一の方法段階で噴流床で結晶化し、そしてすぐそこに接 続された第二の方法段階でガスが通って流れる床で乾燥させることを特徴とする 方法。 ９．請求の範囲８による方法において、次の条件の少なくとも一つが維持される ： ａ）結晶化が個々の顆粒粒子を与えるために３分以下で行われ、 ｂ）がスが噴流床に入ったときに１５０〜１８０℃の温度を有し、 ｃ）噴流床が、特にリング円板（６）を介して導かれた不活性ガスまたは予め乾 燥された空気により作られる ことを特徴とする方法。 １０．請求の範囲８または９による方法において、顆粒が等温で床を通って導か れ、その際特に流出口（５）の範囲で床とほぼ同じ温度が支配していることを特 徴とする方法。