Die Erfindung betrifft einen Zwischenring für eine Rühr-, Misch- oder Trocknervorrichtung, in der ein granulatartiger Feststoff bearbeitet wird.
Bei der Herstellung von chemischen Produkten durch Umesterung bzw. Verseifung von Ausgangsstoffen entstehen beispielsweise mehr oder minder harte Gele, die granuliert werden und durch Waschprozesse von Laugen- und Salzrückstanden gereinigt werden müssen.
Hierzu ist es üblich, die zu reinigenden Produkte aus der Produktionsvorrichtung herauszunehmen und für die Waschvorgänge Filternutschen oder Bandfilteranlagen einzusetzen. Da es sich bei den für die Waschprozesse verwendeten Lösungsmitteln im allgemeinen um brennbare, flüchtige und gesundheitsschädliche Lösungsmittel handelt, wie beispielsweise Methanol, müssen die für die Waschvorgänge eingesetzten Apparaturen gekapselt sein, um zu verhindern, daß Methanoldämpfe in die Umgebungsluft gelangen. Weiterhin dürfen derartige Apparaturen aus Sicherheitsgründen nur in explosionsgeschützten Räumen betrieben werden. Nach dem Waschprozeß müssen die Gelpartikel in eine Rühr-, Misch- oder Trocknervorrichtung eingebracht werden, in der sie vom restlichen Lösungsmittelgehalt befreit werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, für die Waschprozesse von chemischen Produkten ohne gekapselte Geräte, wie Filternutschen und Bandfilteranlagen, auszukommen und stattdessen schon vorhandene Rühr-, Misch oder Trocknervorrichtungen zu nutzen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in der Weise gelöst, daß auf dem Umfang des Zwischenrings mehrere Rohrstutzen für die Zu- und Abfuhr eines Lösungsmittels angeordnet sind, daS jeder der Rohrstutzen mit einem Flansch ausgerüstet ist und daß der Zwischenring einen Befestigungsflansch in einer zu den Flanschen senkrechten Ebene aufweist, zum Einbau zwischen einem Austragventil und einem Bodenflansch der Rühr-, Misch- oder Trocknervorrichtung.
In Ausgestaltung der Erfindung ist auf dem Umfang der Innenseite des Zwischenrings ein Ringkanal vorhanden, der mit den Rohrstutzen in Verbindung steht und ist die Höhe des Ringkanals größer als der Innendurchmesser eines Rohrstutzens. Der Ringkanal ist zweckmäßigerweise zum Zwischenringinnenraum hin offen, und die Höhe des Ringkanals ist kleiner als die Höhe des Zwischenringinnenraums.
Die Weiterbildung der Erfindung ergibt sich im übrigen aus den Merkmalen der Patentansprüche 4 bis 8.
Mit der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß durch den Einbau des Zwischenrings zwischen dem Austragventil und dem Bodenflansch eines Vakuumtrockners oder eines Rührgefäßes oder bzw. einer Trocknervorrichtung die granulatartigen Feststoffe in unmittelbarer Folge mit Lösungsmitteln gewaschen, getrocknet bzw. weiterverarbeitet werden können, ohne daß sie für den Waschvorgang aus der jeweiligen Vorrichtung herausgenommen werden müssen. Zwischen den unterschiedlichen Bearbeitungsschritten verbleibt der Feststoff in der Rühr-, Misch- oder Trocknervorrichtung, wobei Deckelflansche und Bodenventile dieser Vorrichtung geschlossen bleiben, so daß Arbeiten mit leicht flüchtigen, brennbaren und gesundheitsschädlichen Lösungsmitteln gefahrlos ausgeführt werden können. Die Lösungs- bzw. Extraktionsmittel werden dabei über den Zwischenring der Vorrichtung direkt zugeführt.
Die nachträgliche Ausrüstung von Rühr-, Misch- oder Trocknervorrichtungen, wie z.B. Konus-Misch-Trockner, Pfannentrockner, mit dem Zwischenring erfordert wenig Aufwand und erfolgt daher sehr kostengünstig. Der Einsatz der Rühr-, Misch- oder Trocknervorrichtung für verschiedene Arbeitsvorgänge bzw. Grundoperationen führt sowohl zu geringen Investitionskosten als auch zu einem einfachen und schnellen Ablauf aufeinanderfolgender Bearbeitungsschritte.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Zwischenring 1, der zusammen mit einer Rühr- oder Trocknervorrichtung eingesetzt wird. Bei dem Zwischenring 1 handelt es sich um einen zylindrischen Ring, auf dessen Umfang vier Rohrstutzen 2 für die Zu- und Abfuhr eines Lösungsmittels angeordnet sind. Der Zwischenring 1 kann auch mit weniger als vier Rohrstutzen ausgerüstet sein, da jeweils nur ein Rohrstutzen für die Zufuhr und ein Rohrstutzen für den Ablauf des Lösungsmittel vorgesehen sein können. Der Zwischenring 1 ist beispielsweise 55 mm dick und hat einen Außendurchmesser von 485 mm und einen Innendurchmesser von 305 mm und ist speziell für das Zusammenwirken mit einer bekannten Konus-Misch-Trocknervorrichtung ausgelegt. Jeder der Rohrstutzen 2 ist mit einem Flansch 3 ausgerüstet, die an entsprechende Flansche der Zu- und Abfuhrleitungen für das Lösungsmittel angeflanscht werden. Der Zwischenring 1 weist einen Befestigungsflansch 8 in einer zu den Flanschen 3 der Rohrstutzen 2 senkrechten Ebene auf. Ein Teilkreis, entlang dessen Umfang Schraubenbohrungen 9 angeordnet sind, ist gegenüber dem Flanschrand 10 des Befestigungsflansches 8 zurückgesetzt.
Der Zwischenring 1 wird zwischen einem nicht gezeigten Austragventil und einem Bodenflansch der Rühr-, Misch- oder Trocknervorrichtung eingebaut.
Figur 2 zeigt einen Schnitt durch den Zwischenring 1 entlang der gestrichelt eingezeichneten Linie I-I'-I'' in Fig. 1. Wie aus Figur 2 zu ersehen ist, befindet sich auf dem Umfang der Innenseite des Zwischenrings 1 ein zum Zwischenringinnenraum hin offener Ringkanal 7, der mit sämtlichen Rohrstutzen 2 in Verbindung steht. Die Höhe des Ringkanals 7 ist größer als der Innendurchmesser des einzelnen Rohrstutzens 2. Ein Sieb 4 trennt den Ringkanal 7 von Zwischenringinnenraum 11. Die Höhe des Ringkanals 7 ist kleiner als die Höhe des Zwischenringinnenraums 11. Über den Ringkanal 7 gelangt Lösungs- bzw. Extraktionsmittel in den Ringinnenraum 11 hinein bzw. aus diesem heraus, was gleichbedeutend damit ist, daß Lösungsmittel in die Trocknervorrichtung gelangt, die gewissermaßen durch den Zwischenring vergrößert ist. Das Sieb 4 hält beim Abpumpen bzw. Absaugen des Lösungsmittels vorhandene Feststoffe in der Trocknervorrichtung zurück. Die Maschenweite des Siebes wird daher zweckmäßigerweise der Korngröße der zurückzuhaltenden Feststoffe angepaßt. Dadurch wird eine anschließende Vakuumtrocknung oder sonstige weitere Verfahrensmaßnahmen, denen der extrahierte Feststoff unterzogen werden soll, sichergestellt.
Das Sieb 4 besteht aus einem Feinsieb 5, das dem Ringinnenraum 11 zugewandt ist, und einem Grobsieb 6, das an den Ringkanal 7 angrenzt. Das Grobsieb 6 dient als Stützgewebe für das Feinsieb 5 und hat beispielsweise eine Maschenweite von 2 bis 3 mm. Die Maschenweite des Feinsiebs 5 ist, wie schon erwähnt, der Korngröße der zurückzuhaltenden Feststoffe angepaßt und beträgt beispielsweise 5 bis 8 µm.
Von der Außenseite des Zwischenrings 1 führt eine Leitung 12 zu dem Ringkanal 7. Über diese Leitung 12 wird Gas, beispielsweise Stickstoff, Druckluft oder ein sonstiges Gas, dem Ringkanal zugeführt, um die Siebmaschen bei Verstopfung durch Feststoffpartikal freiblasen zu können.
Ein einmaliger Extraktions- bzw. Lösungsschritt in der Trocknervorrichtung entspricht thermodynamisch einer Trennstufe für den Feststoff. Durch Wiederholung der Extraktionsschritte können somit mehrere Trennstufen von dem Feststoff durchlaufen werden.
Eine praktische Anwendung findet der Zwischenring 1 beispielsweise bei der Herstellung von Polyvinylalkoholen, die durch alkalikatalysierte Umesterung bzw. Verseifung von Polyvinylacetaten in einer Methanollösung erfolgt. Die anfallenden Polyvinylalkohole haben die Form von mehr oder minder harten Gelen, die in geeigneten Mühlen, beispielsweise Kugelmühlen, granuliert werden. Die erhaltenen Gelpartikel müssen durch Waschvorgänge mit Methanol von in den Partikeln vorhandener Alkalilauge und von den beim Syntheseprozeß entstandenen Salzen befreit werden.
Der Wasch- und Trocknungsprozeß läßt sich in einer Trocknervorrichtung gut durchführen, wobei eine Kapselung dieser Trocknervorrichtung nicht erforderlich ist, da es sich bei der verwendeten Konus-Misch-Trocknervorrichtung um eine weitgehend geschlossene Apparatur handelt. In einem praktischen Ausführungsbeispiel werden 200 kg Polyvinylalkohol-Gelgranulat in Methanol über den Deckelflansch einer bekannten Konus-Misch-Trocknervorrichtung eingefüllt. Desweiteren werden über den Zwischenring 1 100 l Methanol in die Konus-Misch-Trocknervorrichtung eingebracht und das Polyvinylalkohol-Gelgranulat mit Hilfe eines Rührarmes 15 Minuten lang gerührt. Anschließend wird das Lösungsmittel über den Zwischenring 1 unter Anlegen von Vakuum abgesaugt. Dieser Vorgang wird dreimal wiederholt und zuletzt das gewaschene Gelgranulat unter Vakuum bei einer Manteltemperatur der Trocknervorrichtung von 70 °C getrocknet.
Der Salzgehalt des gewaschenen und des ungewaschenen Gelgranulats bestimmt sich nach Veraschen bei 800 °C in Form von Na2O wie folgt:
Wie diese Zahlenangaben erkennen lassen, wird der Salzgehalt durch den Waschvorgang erheblich in der gewünschten Weise reduziert.