TRATAMIENTO TÉRMICO CONTINUO DE MATERIAL A GRANEL.

Dispositivo (1) para el tratamiento térmico continuo de materiales granulados,

en particular para la cristalización de granulado de polímeros, como por ejemplo, tereftalato de polietileno (PET), con una entrada de producto (7) que desemboca en una primera cámara (2) dispuesta lo más distante aguas arriba, y una salida de producto (8) que se conecta con una cámara (6) dispuesta lo más distante aguas abajo, donde el dispositivo (1) presenta varias cámaras de fluidización que limitan entre sí (2, 3, 4, 5, 6), respectivamente con un fondo perforado (11), mediante el cual se puede inyectar un gas de fluidización en la respectiva cámara (2, 3, 4, 5, 6) desde abajo a través de una entrada de gas (9) para fluidificar el granulado, que puede escapar a través de una salida de gas (10) en la zona de la tapa del dispositivo (1), donde las cámaras contiguas presentan una unión fluida, respectivamente a través de pasos de producto (18, 19, 20, 21; 28, 29, 30, 31) en las paredes de separación (14, 15, 16, 17) dispuestas entre dichos pasos, donde la primera cámara (2) ocupa una gran parte, en particular alrededor de la mitad del volumen total de todas las cámaras (2, 3, 4, 5, 6), y donde, al menos, una parte de los pasos de producto (18, 19, 20, 21) se encuentra dispuesta entre las cámaras contiguas en el fondo, entre el fondo perforado (11) y una zona final inferior de la pared de separación (14, 15, 16,17) entre las cámaras contiguas (2, 3, 4, 5, 6), caracterizado porque, a) en la zona de la tapa del dispositivo (1), entre la superficie del lecho fluidizado (26) y el escape de gas de fluidización, se encuentra dispuesto un separador en zigzag (12), y b) las cámaras (2, 3, 4, 5, 6) se delimitan hacia arriba mediante dicho separador en zigzag (12), que conforma la tapa de la cámara

La presente invención hace referencia a un dispositivo para el tratamiento térmico continuo de materiales granulados, en particular para la cristalización de granulado de polímeros, como por ejemplo, tereftalato de polietileno (PET), con una entrada de producto que desemboca en una primera cámara dispuesta lo más distante aguas arriba, y una salida de producto que se conecta con una cámara dispuesta lo más distante aguas abajo. Además, la presente invención hace referencia a un método para el tratamiento térmico continuo de un material granulado, en particular para la cristalización de granulado de polímeros, como por ejemplo, tereftalato de polietileno (PET), utilizando el dispositivo conforme a la presente invención.

Un dispositivo de esta clase se conoce, por ejemplo, de la patente EP 0 712 703 A2, que se compone de una carcasa con una entrada y una salida para granulados (partículas) de material plástico a tratar térmicamente. El interior de la carcasa se divide mediante una pluralidad de paredes de separación en una primera cámara grande y varias cámaras pequeñas, donde la pared de separación entre la primera cámara y las cámaras que se conectan a ella, es más alta que las paredes de separación entre las respectivas cámaras pequeñas. Todas las cámaras se pueden fumigar desde abajo a través de un fondo perforado para fluidificar el producto en copos. Durante el funcionamiento, el producto fluidizado circula por encima de los bordes superiores de la pared de separación correspondiente, de cámara a cámara. Además, debido al movimiento de burbujeo, en las respectivas cámaras de fluidización pueden surgir remezclados indeseados, en tanto que los copos de una cámara rebotan o bien, se inyectan nuevamente en la cámara dispuesta aguas arriba de dicha cámara. De esta manera, se producen entonces diferentes espectros de tiempo de permanencia para diferentes copos, que conduce obligatoriamente a copos con calidades del producto que difieren entre sí.

Un dispositivo similar al descrito en el párrafo anterior, se conoce de la patente US 5 516 880. Dicho dispositivo se compone también de una carcasa con una entrada y una salida para material amorfo de polímeros de tipo granulado a tratar térmicamente, que se debe cristalizar, al menos, en su superficie. El interior de la

- 2carcasa se divide mediante una pluralidad de paredes de separación en una primera cámara grande, que ocupa aproximadamente la mitad del volumen total de todas las cámaras, y varias cámaras más pequeñas. Todas las cámaras se pueden inyectar desde abajo a través de un fondo perforado para fluidificar el producto. La primera 5 cámara es particularmente grande, para producir en ella una fluidización especialmente fuerte. Es decir, que en la primera cámara las partículas se mueven en promedio con velocidades mucho mayores y llenan dicha cámara con una densidad de partículas mucho menor que en las cámaras más pequeñas conectadas. Mediante dicha fluidización intensa inicial, se reduce notablemente el hecho de que las 10 partículas amorfas de polímeros que ingresan en el dispositivo se peguen entre sí antes de cristalizarse. En las cámaras conectadas basta con una fluidización reducida, dado que las partículas de polímeros ya cristalizadas, al menos parcialmente, aún no tienden a adherirse en lo absoluto. Durante el funcionamiento, el producto fluidizado circula de cámara a cámara, a través de una ranura dispuesta en un borde lateral de la 15 pared de separación: También aquí pueden surgir movimientos indefinidos de partículas de polímeros aisladas, en particular en la zona superior de los lechos fluidizados (burbujas que ascienden y estallan), debido al movimiento de burbujeo del material de polímeros de tipo granulado, que conduce a remezclados indeseados en las respectivas cámaras de fluidización, en tanto que las partículas de polímeros 20 rebotan desde una cámara o bien, se inyectan nuevamente en la cámara dispuesta aguas arriba de dicha cámara, superando la zona superior de las ranuras verticales laterales. De esta manera, se producen entonces también diferentes espectros de tiempo de permanencia para diferentes partículas, que conduce nuevamente, de manera forzosa, a partículas de polímeros con calidades del producto que difieren 25 entre sí. Otro dispositivo de modo constructivo similar se conoce de la patente US 2 316 664. Dicho dispositivo se destina a la reducción de partículas minerales, en particular mineral manganeso y mineral de hierro, con gas reductor. Además, el gas reductor se inyecta en el material mineral a través de un fondo perforado. De esta 30 manera, dicho gas participa, por una parte, en la reacción y, por otra parte, se utiliza para la influencia de las condiciones del proceso, en particular para la fluidización de las partículas minerales y, de esta manera, para aumentar la superficie expuesta. Sin

- 3embargo, dado que en las partículas minerales no se presenta ninguna tendencia de adhesión de las partículas entre sí, ni en un principio ni en el desarrollo de la reacción de reducción, la primera cámara aquí se conforma en escasa medida más grande que las otras cámaras. Dicha cámara ocupa sólo alrededor de un cuarto del volumen total 5 de todas las cámaras. La patente DE 195 00 383 A1 revela un dispositivo para la cristalización continua de material de polímeros en forma de granulado. El tratamiento térmico se efectúa en un compartimiento de tratamiento en forma de zy, que también se inyecta desde abajo a través de un fondo perforado para fluidificar el granulado con el gas de 10 tratamiento. El empleo de sólo un compartimiento de tratamiento, en el que se produce la fluidización, economiza costes y hace que el empleo de instrumentos de agitación y semejantes sean innecesarios, sin embargo, aquí se puede obtener, así mismo, un espectro de tiempo de permanencia muy reducido de las partículas y, de esta manera, no se alcanza una calidad de producto considerablemente homogénea 15 del granulado. La patente EP 0 379 684 A2 revela un dispositivo y un método para la cristalización continua de material de poliéster en forma de granulado. El dispositivo se conforma de dos cámaras de fluidización separadas (aparatos de lecho fluidizado), donde la primera cámara es un lecho fluidizado burbujeante con característica de 20 mezclado, y la segunda cámara es un lecho fluidizado con característica de flujo de tapón. Mediante dicha combinación de dos cámaras diferentes de fluidización, se obtiene una calidad de producto sorprendentemente homogénea, sin embargo, cada aparato de lecho fluidizado separado requiere de un circuito propio con canales, ventiladores, intercambiadores de calor para el gas de fluidización y de inyección, así 25 como precipitadores ciclónicos o bien, filtros para la separación de polvo que surge mediante la fricción de las partículas de granulado. La presente invención tiene por objeto poner a disposición un dispositivo económico y simple de accionar, y un método de la clase mencionada en la introducción, en los que o en el que se obtiene un espectro reducido de tiempo de 30 permanencia de las partículas de granulado tratadas térmicamente y fluidizadas en el dispositivo, y, de esta manera, se obtiene una calidad de producto homogénea.

- 4Este objeto se resuelve en el dispositivo descrito en la introducción, conforme a la presente invención, mediante la combinación de las características en la reivindicación 1. Conforme a la presente invención, los pasos de producto se encuentran 5 dispuestos entre las cámaras contiguas en el fondo, entre el fondo perforado y una zona final inferior de la pared de separación entre las cámaras contiguas. Dicho modo de construcción simple y compacto particularmente economiza espacio y material. Mediante las cámaras que limitan entre sí, se reducen notablemente las pérdidas de calor o bien, la necesidad de aislamiento térmico y, en 10 definitiva, permite un funcionamiento que ahorre energía. Además, el espectro de tiempo de permanencia para el granulado en el dispositivo, ante una cantidad de cámaras en incremento, es cada vez más reducido. También resulta particularmente ventajoso el hecho de que no se requiera ningún transporte intermedio a través de un recorrido entre las cámaras. Además, basta con trabajar con sólo un flujo de 15 fluidización/inyección introducido a través del fondo perforado completo. Por lo tanto, en conjunto, el dispositivo conforme a la presente invención se puede poner a disposición de modo económico, así como el método conforme a la presente invención y el mantenimiento del dispositivo conforme a la invención, que resultan económicos. 20 Además, resulta particularmente ventajoso que los...

1. Dispositivo (1) para el tratamiento térmico continuo de materiales granulados, en particular para la cristalización de granulado de polímeros, como por ejemplo, tereftalato de polietileno (PET), con una entrada de producto (7) que desemboca en una primera cámara (2) dispuesta lo más distante aguas arriba, y una salida de producto (8) que se conecta con una cámara (6) dispuesta lo más distante aguas abajo, donde el dispositivo (1) presenta varias cámaras de fluidización que limitan entre sí (2, 3, 4, 5, 6), respectivamente con un fondo perforado (11), mediante el cual se puede inyectar un gas de fluidización en la respectiva cámara (2, 3, 4, 5, 6) desde abajo a través de una entrada de gas (9) para fluidificar el granulado, que puede escapar a través de una salida de gas (10) en la zona de la tapa del dispositivo (1), donde las cámaras contiguas presentan una unión fluida, respectivamente a través de pasos de producto (18, 19, 20, 21; 28, 29, 30, 31) en las paredes de separación (14, 15, 16, 17) dispuestas entre dichos pasos, donde la primera cámara

(2) ocupa una gran parte, en particular alrededor de la mitad del volumen total de todas las cámaras (2, 3, 4, 5, 6), y donde, al menos, una parte de los pasos de producto (18, 19, 20, 21) se encuentra dispuesta entre las cámaras contiguas en el fondo, entre el fondo perforado (11) y una zona final inferior de la pared de separación (14, 15, 16,17) entre las cámaras contiguas (2, 3, 4, 5, 6), caracterizado porque,

a) en la zona de la tapa del dispositivo (1), entre la superficie del lecho fluidizado

(26) y el escape de gas de fluidización, se encuentra dispuesto un separador en zigzag (12), y b) las cámaras (2, 3, 4, 5, 6) se delimitan hacia arriba mediante dicho separador en zigzag (12), que conforma la tapa de la cámara.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque una parte de los pasos de producto se encuentran dispuestos entre las cámaras contiguas en el lado de la pared, entre una pared lateral y una zona final lateral de la pared de separación (14, 15, 16, 17) entre las cámaras contiguas (2, 3, 4, 5, 6).

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los pasos de producto (28, 30) se encuentran dispuestos en la pared de separación (14, 16), aproximadamente a la altura del lecho fluidizado superior.

4. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los pasos de producto (18, 19, 20, 21; 28, 29, 30, 31) se extienden a través del ancho completo o bien, a través de la altura completa del dispositivo (1), desde una pared lateral hacia otra pared lateral o desde el fondo perforado (11) hasta el lecho fluidizado superior (26).

5. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los pasos de producto (18,19, 20, 21; 28, 29, 30, 31) se conforman en forma de ranura.

6. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque los pasos de producto en forma de ranura (18, 19, 20, 21; 28, 29, 30, 31) se extienden respectivamente a lo largo del ancho completo o bien, a lo largo de la altura completa de una pared de separación (14, 15, 16, 17).

7. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en las paredes de separación (14, 15, 16, 17) que se siguen a lo largo del sentido de transporte del producto, se encuentran dispuestos los pasos de producto (28, 29, 30, 31) alternadamente en el fondo perforado (11) y sobre la altura del lecho fluidizado superior (26).

8. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque en las paredes de separación (14, 15, 16, 17) que se siguen a lo largo del sentido de transporte del producto, se encuentran dispuestos alternadamente los pasos de producto en el extremo izquierdo del lado de la pared y en el extremo derecho del lado de la pared de separación.

9. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se puede regular la posición de los pasos de producto (28, 30).

10. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se puede regular la extensión de la sección transversal de los pasos de producto (18, 19, 20, 21; 28, 29, 30, 31).

11. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque una dimensión mínima, en particular el ancho de la ranura de la extensión de la sección transversal de los pasos de producto (18, 19, 20, 21; 28, 29, 30, 31), se encuentra en la zona entre una dimensión mínima del granulado y alrededor de 20 cm.

12. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque una dimensión mínima, en particular el ancho de la ranura de la extensión de la sección transversal de los pasos de producto (18, 19, 20, 21; 28, 29, 30, 31), se encuentra en la zona entre 2 veces una dimensión mínima del granulado y alrededor de 10 veces la dimensión mínima del granulado.

13. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los pasos de producto (18, 19, 20, 21) dispuestos en el fondo

o aproximadamente a la altura del lecho fluidizado superior (26) en la pared de

separación o bien, del lado de la pared, presentan respectivamente una placa 15 conductora (33, 34, 35, 36) dispuesta en esencia paralelamente al fondo perforado

(11) o bien, a la pared lateral correspondiente, y en esencia perpendicularmente a la pared de separación (14, 15, 16, 17), que se encuentra fijada en el borde del paso de producto correspondiente (18,19, 20, 21) y que se extiende a través del paso de producto de ambos lados de dicha pared de separación (14, 15, 16, 17) respectivamente hacia ambas cámaras contiguas.

14. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque en la zona de los pasos de producto del fondo se encuentran dispuestas, esencialmente frente a la placa conductora (33, 34, 35, 36), zonas de inyección en el fondo perforado (11), que permite una inyección de gas de fluidización en la cámara (2, 3, 4, 5, 6) con una velocidad que permite tanto un componente de velocidad perpendicular a la zona de inyección, así como un componente de velocidad paralelo a la zona de inyección en dirección del flujo de granulado fluidizado.

15. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, al menos, la primera cámara (2) se encuentra conectada a través de su fondo perforado (11) con un canal de suministro para gas de fluidización, destinado para dicha cámara, el cual se encuentra separado de un canal de suministro común para las cámaras restantes (3, 4, 5, 6).

16. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque todas las cámaras (2, 3. 4, 5. 6) están destinadas, a través de su respectivo fondo perforado (11), a un canal de suministro común para gas de fluidización.

17. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque presenta, en la salida de producto (8), un molino micronizador en el que desemboca la salida de producto.

18. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque los fondos perforados (11) de todas las cámaras (2, 3, 4, 5, 6) 10 se encuentran dispuestos en un plano.

19. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque los fondos perforados de las cámaras dispuestas en hilera a lo largo del flujo de granulado fluidizado, se encuentran dispuestos a alturas alternadas entre sí.

15 20. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la primera cámara (2) se define en su plano horizontal mediante una pared que la rodea cilíndricamente (14), y las cámaras restantes (3, 4, 5, 6) se conectan concéntricamente con paredes cilíndricas, alrededor de la primera cámara (2) de forma radial hacia el exterior.

20 21. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque la primera cámara se define, en su plano horizontal, mediante un par de paredes cilíndricas concéntricas, donde las cámaras restantes se conectan concéntricamente con paredes cilíndricas, dentro de la pared interior cilíndrica de la primera cámara de forma radial hacia el interior.

22. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque la primera cámara presenta una forma rectangular en su plano horizontal, y las cámaras restantes se conectan hacia el exterior con la primera cámara.

23. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque la primera cámara presenta una forma rectangular en su plano horizontal, y las cámaras restantes se conectan concéntricamente, dentro de la primera cámara hacia el interior, intercaladas entre sí, también con el plano

horizontal rectangular respectivo.

24. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las cámaras restantes se diseñan de manera que en dichas cámaras la relación entre la altura del lecho del granulado fluidizado y la dimensión más pequeña la cámara en el plano horizontal, ascienda al rango de 0,5 a 2.

25. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la superficie del fondo perforado de la primera cámara (2) ocupa una gran parte de la superficie del fondo perforado total.

26. Dispositivo de acuerdo la reivindicación 25, caracterizado porque la superficie del fondo perforado de la primera cámara (2) es aproximadamente la mitad de la superficie total del fondo perforado de todas las cámaras (2, 3, 4, 5, 6).

27. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en el extremo del lado de aguas abajo de la última cámara (6), la salida de producto se conforma en una pared en forma de ventana (22), y se provee una compuerta mediante la cual se puede regular el borde inferior de la ventana (22).

28. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 26, caracterizado porque en el extremo del lado de aguas abajo de la última cámara (6), la salida de producto se conforma como un tipo de compuerta pivotante, cuya altura se puede regular mediante la rotación de la compuerta.

29. Método utilizando el dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 28, para el tratamiento térmico continuo de materiales granulados, en particular para la cristalización de granulado de polímeros, como por ejemplo, tereftalato de polietileno (PET), donde el granulado es conducido a través de las diferentes cámaras de fluidización dispuestas en hilera que presentan respectivamente un fondo perforado, a través del cual se inyecta desde abajo en la respectiva cámara un gas de fluidización para fluidificar el granulado y se evacua en la zona de la tapa del dispositivo, donde la altura absoluta de llenado del granulado fluidizado en la primera cámara es, al menos, tan alta como la altura absoluta de llenado de las cámaras restantes que se conectan aguas abajo, caracterizado porque, -se inyecta, en la primera cámara, gas de fluidización con presión más elevada y/o velocidad de gas más elevada que en las cámaras restantes, y

- 25 -el gas de fluidización en la zona de la tapa del dispositivo se evacua a través del separador en zigzag que deja pasar el gas de fluidización y retiene las partículas de granulado.

30. Método de acuerdo con la reivindicación 29, caracterizado porque en todas las cámaras se inyecta gas de fluidización con una primera temperatura uniforme.

31. Método de acuerdo con la reivindicación 30, caracterizado porque el gas de fluidización se utiliza como fuente calorífica para el calentamiento del granulado fluidizado.

32. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 29 a 31, caracterizado porque el gas de fluidización contiene, al menos parcialmente, un gas que reacciona con el granulado fluidizado.

33. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 29 a 32,

caracterizado porque en, al menos, una de las cámaras restantes se inyecta un gas 15 de fluidización con una segunda temperatura de tratamiento.

34. Método de acuerdo con la reivindicación 33, caracterizado porque el gas de fluidización se utiliza como disipador de calor para el enfriamiento del granulado fluidizado. “Siguen 6 páginas de dibujos”