本發(fā)明涉及一種用于對聚合物熔體除氣并且無害化在此產(chǎn)生的廢氣的方法和一種用于對聚合物熔體除氣并且無害化在此產(chǎn)生的廢氣的系統(tǒng)。
背景技術(shù):
在聚合物產(chǎn)品的制造中經(jīng)常使用擠出機,以便熔化塑料顆粒,并且(在需要制成的塑料產(chǎn)品的相應(yīng)特性時)摻入有一個或多個液態(tài)或固體添加劑(例如軟化劑、潤滑劑、抗靜電劑等)并且輸送給擠出噴嘴。熔體的溫度在此處于200℃至300℃之間的范圍中。
這樣出現(xiàn)的聚合物熔體在其內(nèi)部在熔化之后包含溶液中的氣態(tài)夾雜物和液態(tài)物質(zhì),如果熔體在模具中處理時,這對成品在其質(zhì)量方面不利地影響。在塑料薄膜的制造中可非常不利地察覺夾雜物。因此在塑化單元中通常緊以下塑料的熔化和與一種或多種添加劑的混合而跟隨在一個或多個真空區(qū)中的除氣過程,然后熔體通過排出單元放出。
為此目的,使用真空設(shè)備,所述真空設(shè)備與除氣區(qū)(真空區(qū))處于連接中。在真空設(shè)備中,真空泵臺產(chǎn)生負壓,所述負壓通過相應(yīng)的管道可以作用到真空區(qū)上并且這樣實現(xiàn),干擾的氣體、聚合物和添加劑和污染物的分解產(chǎn)物從熔體中抽出。
除氣的目的此外是,將水(以水蒸汽的形式)和非交聯(lián)的塑料分子(殘留單體)從熔體中去除。
通過負壓從塑化單元取走的該氣態(tài)的并且部分地也液態(tài)的組分長期地損害真空單元,由此不同的構(gòu)件的使用壽命和可用性顯著縮短。凈化和維修費用顯著升高,并且機器故障不時是必然的。最后出現(xiàn)關(guān)于這些物質(zhì)和機器構(gòu)件的清除的問題。
對于真空單元和與此連接的構(gòu)件、例如管道、閥和傳感器的損害和污染的原因在于,分離出的物質(zhì)相互反應(yīng),并且熱力學(xué)決定地在表面上分離。
為了實現(xiàn)由塑料熔體制造的產(chǎn)品的盡可能好的質(zhì)量,所述產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)只包含低含量的濕度。此外應(yīng)該將塑料的揮發(fā)性的衰變產(chǎn)物、例如低聚物或不希望的添加劑組分從成品中去除。因此力求,將水蒸汽、碳氫化合物和其他可升華的組分從擠出機區(qū)域中的熔體中吸出。除了泄漏空氣和水蒸汽之外,這些伴生物質(zhì)要求不被其影響的真空產(chǎn)生。以前的系統(tǒng)在這里使用運行介質(zhì),所述運行介質(zhì)與伴生物質(zhì)一起輸送,或使用在真空中工作的分離系統(tǒng)。
為此在現(xiàn)有技術(shù)中使用如下系統(tǒng),所述系統(tǒng)主要包括熔體捕集器、分離裝置或氣體凈化設(shè)備和真空設(shè)備。
在按照現(xiàn)有技術(shù)的分離裝置或氣體凈化設(shè)備使用以下方法:
1)冷凝
可冷凝的污染物、例如低聚物從水蒸汽、碳氫化合物和空氣的混合物中冷凝出。
在使用干運行的真空泵、例如魯茨泵、螺旋泵、爪泵或類似物或其組合的情況下,使用在真空中工作的分離。通常也使用基于冷凝器/升華器(冷阱)的方法,通常結(jié)合顆粒過濾器。
基于水的蒸汽壓力曲線,完全的冷凝是不可能的。在非常低的壓力時存在如下可能性,在冰點之下時才可以分離冰(再升華)。因為在冷阱上也可以形成其他附著物和冰,在這里用于冷卻面的凈化設(shè)備也是常見的。在這里也可設(shè)想冗余的系統(tǒng)的交替運行(凍牢、除霜)。
因為應(yīng)該保證連續(xù)的運行,所以通常一個冗余的系統(tǒng)就夠用。這能夠?qū)崿F(xiàn)一個分離鏈的凈化,而另一個處于生產(chǎn)中,參看ep2209604和de102013000316。
2)氣體洗滌器
也使用氣體洗滌器。在這里氣體從擠出機中與洗滌液大面積接觸。也使用這樣的設(shè)備,以便使這樣的混合氣中的氣態(tài)的污染物在洗滌液中吸收或以便使這樣的吸出的混合氣的固態(tài)組分濾出和/或在洗滌液中溶解。
該洗滌液應(yīng)該這樣吸收或吸附在氣體中包含的物質(zhì),使得所述物質(zhì)連同液體可以(連續(xù)/不連續(xù))地從真空系統(tǒng)中去除。在適當(dāng)?shù)剡x擇洗滌液時,也可以減少氣流中的水蒸汽份額(吸濕的液體)。在由de102011082769在先已知的裝置中,例如乙二醇作為吸濕的洗滌液結(jié)合再生設(shè)備使用。
例如us2008/0207868a1公開另一種氣體凈化設(shè)施,其使用洗滌液(然而沒有真空設(shè)備)。作為洗滌液使用乙二醇。
de102008031834a1示出一種包括集成的過濾器和冷凝器的氣體凈化設(shè)備。
按照de4424779a1提出,從存在的真空中尤其是抽出軟化油。在此出自擠出過程的并且要冷凝的氣體通過管道引導(dǎo)至固體分離器,在所述固體分離器中分開粗的污染物和殘留單體(低聚物)。在冷凝物分離器中,氣體的蒸汽狀的組分冷凝并且隨后在冷凝物收集器皿中收集。在相應(yīng)的位置上設(shè)置閥,所述閥必要時自動控制,以便確保規(guī)定的運行。
在wo2009/065384a2中另外提出,混合氣在除氣設(shè)備中冷卻到10℃以下的溫度并且將可升華的氣體在冷卻的水平板上再升華,所述氣體從那里被吹到。從熱力學(xué)上看,在該在先公開中說明一種過程,其中固體直接轉(zhuǎn)為氣體并且通過冷卻作為固體在冷卻板上再升華。再升華可以按照所述在先公開不僅在以冷卻板的形式的升華器中而且在下游的并且按照現(xiàn)有技術(shù)已知的袋式過濾器中進行。
3)液體環(huán)泵
運行介質(zhì)泵可以作為液體環(huán)泵實施。如果作為運行介質(zhì)使用水,則通常需要附加的增壓泵,例如一級或多級的魯茨鼓風(fēng)機(亦即沒有內(nèi)部的壓縮的旋轉(zhuǎn)活塞鼓風(fēng)機),因為運行介質(zhì)的蒸汽壓力影響可達到的極限真空以及泵的吸入能力(其中其依賴于預(yù)定的溫度)。因此在這里也采用乙二醇或其他液體。在這里液體必須在運行中凈化或在需要時被代替。
此外要提到,完全一般地,冗余系統(tǒng)屬于現(xiàn)有技術(shù)。其例如能夠?qū)崿F(xiàn)各個構(gòu)件的維修,而所述設(shè)備作為這樣的設(shè)備可以進一步運行。
盡管存在所述措施,出現(xiàn)真空泵的提高的污染物,因此所述系統(tǒng)具有高的維修費用。
這樣經(jīng)常在冷阱的區(qū)域中已經(jīng)在非常低的工作壓力時分離弱粘性的粉末(<=3毫巴,冷卻水溫度℃)并且在較高的壓力時(3-10毫巴,冷卻水溫度-4℃-+5℃)分離包括固體份額的液態(tài)或多相的物質(zhì)。在顆粒過濾器中發(fā)生灰塵狀的沉積物,其有時可以粘性失效。這種分離產(chǎn)品附加于所述參數(shù)壓力和冷阱溫度也依賴于冷阱結(jié)構(gòu)型式、漏氣和泄漏、處理的物質(zhì)以及擠出參數(shù)。
作為粘接的濾芯的主促成者標識單乙二醇。
由現(xiàn)有技術(shù)(例如de102013000316a1)已知的泵臺通常包括魯茨和螺旋泵的組合。因為還有廢氣的殘留物處于氣流中,所述殘留物在接觸的表面中導(dǎo)致沉積物,例如泵殼和泵轉(zhuǎn)子,所以存在沖洗設(shè)備。利用該沖洗設(shè)備可能將液體在運行期間在魯茨泵上方噴入。
用于這樣的、按照現(xiàn)有技術(shù)已知的擠出系統(tǒng)的基本構(gòu)造在此具有擠出機或擠出機布置結(jié)構(gòu),分離器和一個或多個真空泵設(shè)置于所述擠出機或擠出機布置結(jié)構(gòu)下游。
所述擠出機可以是單螺桿或多螺桿擠出機。作為分離器可以例如使用按照現(xiàn)有技術(shù)的冷凝系統(tǒng),如其例如在de102013000316a1中示出和說明。這樣的冷凝系統(tǒng)也可以具有過濾器或分離器和過濾器的組合。所屬的真空泵臺在此同樣由現(xiàn)有技術(shù)已知。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
在該背景下,本發(fā)明的任務(wù)是,提供一種改善的方法以及改善的系統(tǒng),以用于對熔體、尤其是聚合物熔體除氣。
該任務(wù)關(guān)于方法按照在權(quán)利要求1中并且關(guān)于系統(tǒng)按照在權(quán)利要求12中給出的特征解決。本發(fā)明有利的設(shè)計在從屬權(quán)利要求中給出。
通過本發(fā)明,提出一種用于熔體、即尤其是聚合物熔體除氣的顯著改善的方法以及顯著改善的系統(tǒng)。這通過改善的廢氣凈化裝置能夠?qū)崿F(xiàn)。
廢氣在廢氣凈化裝置中盡量無害化,從而無需要進一步凈化,或剩余的廢料以最小的花費可以去除,并且在泵之前不利的固態(tài)/液態(tài)成分可以容易過濾掉。
作為廢氣凈化裝置的重要的組分使用等離子裝置。
提出一種方法,其能夠?qū)崿F(xiàn)廢氣的幾乎無殘留物的無害化。
在激活的等離子源中不能看出通過過濾器的壓差上升。
其優(yōu)選具有以下步驟:
通過對相應(yīng)的輸入管路的調(diào)溫避免冷凝物、再升華物、沉積物、結(jié)焦和雜質(zhì),以便阻止其產(chǎn)生直到有效的等離子。
輸入管路以被加熱的導(dǎo)管的形式實施并且可以在可調(diào)節(jié)的、界定的溫度范圍中被加熱。
所述方法調(diào)節(jié)進行這樣,使得在泵區(qū)域中的爆炸性氣氛通過持久的氧化來避免。為此可以設(shè)置控制裝置,其優(yōu)選將外界空氣或水蒸汽亦或另一種工藝氣體如氧氣、氮氣、二氧化碳或氬氣輸送給所述過程。原則上可設(shè)想對于希望的反應(yīng)有用的所有可用的氣體。
通過所述方法得出以下優(yōu)點:
在沒有沖洗設(shè)備的情況下使用干燥運行的泵。
在魯茨泵之后在較高的壓力范圍中的水分離;水蒸汽由此較好地分離(冷凝)。
螺旋泵可能以小的結(jié)構(gòu)尺寸選擇。
污染的構(gòu)件可以在已知的解決方案中經(jīng)濟地只在較長的周期內(nèi)維修。無論沉積物看起來如何,在所述周期內(nèi)取得分離器、如固體分離器、冷凝物分離器或升華分離器的有效性的減少。
為了減少設(shè)備花費,可以提高維修間隔期。
此外能夠在本發(fā)明的范圍中也顯著改善利用按照本發(fā)明的系統(tǒng)要實施的過程的經(jīng)濟性。
此外能夠通過本發(fā)明也提高真空設(shè)備和在此尤其是在真空設(shè)備中設(shè)置的真空泵的使用壽命并且消除在現(xiàn)有技術(shù)存在的清除問題。
消除至今積累的廢料并且不必附加地被清除。
在本發(fā)明的范圍中在此設(shè)置,一般地將能量或例如熱量輸送給廢氣和/或有害物質(zhì)和/或?qū)⑦@些廢氣或有害物質(zhì)以其他f的方式轉(zhuǎn)變成等離子狀態(tài)。在激勵廢氣或有害物質(zhì)以用于轉(zhuǎn)變成等離子狀態(tài)時,存在的分子完全或部分地離子化。在氣體不再保持在等離子狀態(tài)之后,微粒可以反應(yīng)成在能量方面有利的化合物。在此主要是如下氣體,其在沒有進一步過濾的情況下可以被抽吸。
不同類型的等離子按照多種方法產(chǎn)生并且例如用于修改基質(zhì),例如參看/plastepconferenceproceedings,tartu,2012。等離子處理例如用于對基質(zhì)加涂層、凈化和腐蝕,在醫(yī)學(xué)中用于處理植入物以及在技術(shù)上用于廢氣凈化。要處理的工件幾何結(jié)構(gòu)包括從平的基質(zhì)、纖維束或幅形的材料直至任意的結(jié)構(gòu)成形件。由于微波發(fā)生器的高的效率和良好的可用性,微波等離子具有顯著的意義。
已知用于等離子處理的不同的源,如微波(mps微波等離子源microwaveplasmasources)、電暈(dc和rf)、高壓裝置(us2009146349)和rf源(直至ghz區(qū)域)(用于微波等離子源的已知的制造者的示例是:muegge(http://www.muegge.de/de/produkte/);cscleansystems、piranha、ep885455和ep992052、ep872164;對于rf源:dryscrub;advancedenergy、litmasblue;astex、astron)。也參看plastepconferenceproceedings,tartu,2012。在該在先公開中例如也講到或區(qū)分冷的或非熱力學(xué)的等離子、熱的非熱力學(xué)的等離子(所謂的過渡等離子)或熱力學(xué)的等離子。
在本發(fā)明的范圍中優(yōu)選使用微波等離子作為凈化裝置,但原則上應(yīng)該不排除其他等離子產(chǎn)生的可能性。按照現(xiàn)有技術(shù),這些微波等離子源在這里是自動化的,使得微波耦入自行適配(automatischertuner,automatic-tunertristan(mueggegmbh))。也可以在1毫巴至50毫巴的壓力范圍中利用輝光放電的等離子。
在等離子中涉及另一種聚集狀態(tài)。通過提高溫度(例如輸送熱量)從固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)地步進為這樣聚集狀態(tài)。這原則上也連續(xù)地適用于等離子。如果總是進一步提高氣體的溫度,則在某一個時候原子與核作為離子彼此分開。該狀態(tài)稱為熱的等離子。但也可以如下產(chǎn)生等離子,其方式為類似只激勵電子。在此談到非熱力學(xué)的亦或不平均等離子。
在工業(yè)中在不同的領(lǐng)域中使用等離子。這樣熱的等離子用于焊接、分離并且用于氣體處理。等離子在大氣壓或高真空中用于涂敷或用于表面改性。有毒或具有高的氣候潛力的氟化合物也必須分解并且在其他情況下以其他分離方法(氣體洗滌器、吸附器等)從真空泵后的廢氣中清除。利用glidarc設(shè)備也已經(jīng)在大氣壓時破壞武器。同樣說明了致冷劑的分解。
大量不同的結(jié)構(gòu)型式的裝置用于產(chǎn)生微波等離子。按照現(xiàn)有技術(shù),所述系統(tǒng)包含等離子室、處于其中的接受器或有效空間和在其上耦聯(lián)的導(dǎo)向的空心導(dǎo)體,所述空心導(dǎo)體經(jīng)常作為包圍的空心導(dǎo)體共振器實施。
其中微波通過輸入管路和必要時耦合裝置入射到等離子室中。不同的等離子用于不同的應(yīng)用。對于微波的輸入管路此外使用空心導(dǎo)體和同軸線纜,對于耦合此外使用天線和縫隙(de4235914a1)。
亦即可以概括地說明,本發(fā)明尤其是涉及一種用于在連續(xù)的再處理成拉伸的聚合物薄膜之前對聚合物熔體除氣以及無害化在此產(chǎn)生的廢氣的方法,其中優(yōu)選
要處理的固態(tài)塑料尤其是以顆粒形由塑化單元(擠出機)熔化,并且
一種或多種液態(tài)或固態(tài)添加劑(例如軟化劑、潤滑劑、抗靜電劑等)添加給塑料,并且
熔化的塑料和添加劑的混合物在塑化單元的一個或多個與真空設(shè)備處于連接中的真空區(qū)中除氣;
并且這些廢氣在分離裝置或凈化設(shè)備中無害化,并且
-整個設(shè)備應(yīng)該這樣實施,使得避免由于有機的沉積物和結(jié)焦的冷凝物、再升華物和雜質(zhì)。
這樣例如在處理例如未干燥的pet時,對液態(tài)熔體的真空除氣是需要的。預(yù)干燥的節(jié)省通過使用雙螺桿擠出機是可能的。由此避免耗費的干燥器/結(jié)晶器過程。所述干燥器/結(jié)晶器過程需要非常多的能量并且必須將數(shù)噸材料維持在足夠高的溫度上。對于不變的熔體質(zhì)量,必須將停留持續(xù)時間以及干燥器中的溫度和濕度保持恒定。
利用包括雙螺桿擠出機、凈化或無害化裝置和真空系統(tǒng)的按照本發(fā)明的系統(tǒng),可以將在材料中包含(可能直至4000ppm)的濕度在沒有預(yù)干燥的情況下減少直至指示極限下。為此在擠出機的移動部件中設(shè)置一個或多個除氣區(qū),所述除氣區(qū)通過在擠出機中的材料運輸輔助地允許大面積的除氣。
設(shè)置如下除氣,因為包含的濕度在通常的擠出溫度(260℃-300℃)和通常的真空壓力(0毫巴-100毫巴)時轉(zhuǎn)為氣相(蒸汽壓力規(guī)定:水260℃~42巴、280℃~55巴,(也參考antoine方程)。
附加地,其他有機的殘余物到達真空系統(tǒng)中。這些殘余物部分地通過pet逆反應(yīng)成單乙二醇和對苯二甲酸產(chǎn)生,但也通過在熔化時材料的熱的和水解的損害產(chǎn)生。在此除了聚合物、空氣和水之外,也出現(xiàn)環(huán)狀的和線性的低聚物、乙醛以及在pet1.2時的乙二醇、1.4時的苯二羧酸、2–甲基二氧戊環(huán)和其他的不確定的分解產(chǎn)物。在pp中除了低聚物出現(xiàn)酯、胺和基于添加劑的加入(抗靜電劑、潤滑劑、滑泥)的揮發(fā)性的組分、如單硬脂酸甘油酯和芥酸酰胺。碳氫化合物在不足夠的加熱時附著在壁上并且反應(yīng)成長鏈的分子,所述分子通常只能夠在高的維修費用下去除。
附圖說明
本發(fā)明以下借助實施例進一步解釋。在此詳細示出:
圖1示出按照本發(fā)明的第一實施例的示意圖;
圖2示出示意的測試設(shè)備,通過所述測試設(shè)備可實施按照本發(fā)明的解決方案相對于按照現(xiàn)有技術(shù)使用的設(shè)備的優(yōu)越性;
圖3示出具有簡化的構(gòu)造的變換的實施例;
圖4示出串聯(lián)和并聯(lián)多重冗余構(gòu)造的設(shè)備的示例,其包括四個等離子區(qū)或等離子源和附加的冗余的管道系統(tǒng);
圖5示出簡化構(gòu)造的設(shè)備,僅包括除氣導(dǎo)管和冗余設(shè)計的分離器布置結(jié)構(gòu);
圖6示出相對于圖5再次簡化的設(shè)備,其沒有冗余的分離器支路;以及
圖7示出再次變換的實施例,其包括兩個并聯(lián)連接的除氣導(dǎo)管,其中在除氣導(dǎo)管中只存在等離子源并且在與此平行延伸的第二除氣導(dǎo)管中有兩個等離子源串聯(lián)連接,其中,該支路利用附加的冗余的管路系統(tǒng)與抽吸站可連接。
具體實施方式
以下參考圖1進一步解釋本發(fā)明的基本原理。
在此圖1在示意圖中示出例如以擠出機形式或例如以雙擠出機1.1'形式的塑化單元1、連接于下游的等離子源2以及另一個連接于等離子源2下游的真空設(shè)備5,所述真空設(shè)備部分地也稱為負壓設(shè)備5。整個布置結(jié)構(gòu)通過導(dǎo)管11(管)相互連接。
由此,圖1再次給出按照本發(fā)明的布置結(jié)構(gòu)的最簡單的可設(shè)想的構(gòu)造,其中所提到的等離子源2直接在擠出機1、1'之后可使用并且在此使任何分離變得多余。
根據(jù)按照圖1的第一實施例的相應(yīng)的塑化單元1例如包括擠出機1、1',所述擠出機眾所周知通常具有至少一個或兩個(或多個)塑化蝸桿。塑化單元1的該在圖1中未進一步示出的至少一個塑化蝸桿必要時借助加熱裝置或加熱帶能夠?qū)崿F(xiàn),輸送給塑化單元1的塑料混合并且必要時與輸送的添加劑混合。同時塑料熔化。塑料熔體到達整個設(shè)備的一個或多個真空區(qū)5的影響區(qū)域中。
在此例如雙螺桿的兩個真空穹頂用于避免冷凝物沉積。導(dǎo)管被組合并且氣體溫度通過熱電偶確定。
原則上,本發(fā)明的解決方案可以在所有類型的擠出機真空除氣中使用,亦即也在側(cè)向除氣中使用。一般來說,塑化單元1的由熔體填充的內(nèi)部空間通過殼體中的相應(yīng)的開口與提到的真空區(qū)5連接。最后,例如在提到的輸入端eg上輸送給塑化單元的塑料然后以熔化的形式在輸出端ag放出。
也已知如下擠出機,熔體輸送給所述擠出機并且也在拉入井筒中發(fā)生除氣。
更確切地說是已經(jīng)原則上已知,例如在半導(dǎo)體工業(yè)中使用等離子源,即用于廢氣處理。等離子源在此在真空泵之前使用,不過在1毫巴的最大壓力的情況下使用。所有其他應(yīng)用至今在大氣壓(~1000毫巴)或高真空下(<1毫巴)實施。
但全新的是等離子源在處理塑料的機器或設(shè)備中、即擠出機(單螺桿和多螺桿擠出機)的真空系統(tǒng)中的在本發(fā)明的范圍中所述的首次使用和在產(chǎn)生位置對廢氣的直接的處理。附加地,在擠出機上的壓力范圍不與在其他使用情況下可相比較。在擠出時需要的壓力例如bopet:5-10毫巴、mopet:10-15毫巴、bopp:80-120毫巴和bopa:200-300毫巴至今尚未開發(fā)。
以下參考圖2,其示出一種測試裝置,以便確定按照本發(fā)明的解決方案的有效性。在此在示意性示出的擠出機1、1'中熔化塑料顆粒,所述塑料顆粒通過例如以注入漏斗1.1的形式的輸入端e輸送給塑化單元1、1'。
在所述一個或必要時多個真空區(qū)、在這里vd1和vd2中,對熔體(塑料熔體)除氣。為此設(shè)置真空和/或除氣導(dǎo)管11,其以下也稱為除氣導(dǎo)管11a。對此建立在真空區(qū)vd(在這里真空區(qū)vd1、vd2)通過以下還討論的等離子源2和也許其他的冷阱3和過濾器或分離器4以及通過其他的導(dǎo)管區(qū)段與優(yōu)選包括多個真空泵的真空設(shè)備5、6之間的連接。為了可以量化等離子分離的有效性,此外設(shè)置旁路導(dǎo)管11b連同保持在其中的截止閥d。通過打開旁路導(dǎo)管11b中的旁通閥d和關(guān)閉包括等離子源2的除氣導(dǎo)管11a中的閥a.1、a.2和b,可以再調(diào)節(jié)按照現(xiàn)有技術(shù)的情況,其中廢氣在冷阱3和顆粒過濾器4中分離。
通過在具有/沒有等離子源2的分離器3、4上的分離量和分離率的對比測量可以證明等離子源的有效性。
因此包括按照圖2的測試裝置的實施例示出,在那里設(shè)置的兩個真空區(qū)vd1和vd2(在那里除氣在擠出機內(nèi)發(fā)生)備選地通過除氣導(dǎo)管11a或此外延伸的旁路導(dǎo)管11b通過打開或關(guān)閉分別設(shè)置在導(dǎo)管中的切換閥與后續(xù)的處理級連接。
后續(xù)的處理階段在此包括導(dǎo)管12a,在所述導(dǎo)管中例如流經(jīng)橫截面較大和流經(jīng)橫截面較小的截止閥g.1、g.2彼此并聯(lián)地連接。在其上連接地例如設(shè)置冷阱3和分離器或過濾器4(顆粒過濾器)。在其上串聯(lián)連接另一個切換閥布置結(jié)構(gòu),所述切換閥布置結(jié)構(gòu)包括流經(jīng)橫截面較大的較大切換閥h.1和并聯(lián)連接的流經(jīng)橫截面較小的較小切換閥h.2。
另一個導(dǎo)管13連接到包括以上所提及的設(shè)備的導(dǎo)管區(qū)段12a上,所述另一個導(dǎo)管引導(dǎo)至真空設(shè)備5、6,所述真空設(shè)備在示出的實施例3中具有三個并聯(lián)的支路16a、16b、16c,所述支路包括分別兩個相繼連接的真空級或真空泵5、6。在輸入端,這些真空設(shè)備分別通過切換閥k.1、k.2或k.3可切斷或可接入導(dǎo)管13上,以便相應(yīng)的真空可以不作用直至除氣區(qū)vd,即直至除氣區(qū)vd1或vd2。
以上闡述的另一個處理級(并且更確切地說是閥1.1和1.2以及j.1和j.2)附加地設(shè)置在相對于第一導(dǎo)管12a并聯(lián)的導(dǎo)管12b中,所述另一個處理級包括流經(jīng)橫截面較大的和較小的并聯(lián)連接的閥g.1和g.2以及在其上連接的冷阱3和過濾器或分離器4(例如以顆粒過濾器形式)和在其上連接的并聯(lián)連接的切換閥組合,所述切換閥組合包括流經(jīng)橫截面較大的和流經(jīng)橫截面較小的切換閥h.1、h.2。
為了測試設(shè)置相對于導(dǎo)管11a并聯(lián)連接的旁路導(dǎo)管11b,所述旁路導(dǎo)管不包括等離子級2,而是例如具有僅一個切換閥d。
由按照圖2的示圖也看出,所述兩個除氣區(qū)vd1和vd2通過連接導(dǎo)管15a相互連接。同樣旁路導(dǎo)管11a和11b的兩個分別沿流經(jīng)方向連接于切換閥d、b下游的端部區(qū)段通過連接導(dǎo)管15b相互連接。但最后導(dǎo)管或管12a、12b的沿流經(jīng)方向一方面在切換閥h.1和h.2并且另一方面在j.1和j.2下游的區(qū)段也通過連接導(dǎo)管15c相互連接。
因此相對于包括設(shè)備3、4的導(dǎo)管區(qū)段12a產(chǎn)生另一個并聯(lián)連接的旁路導(dǎo)管12b,其與設(shè)置在導(dǎo)管12a中的構(gòu)件同樣地構(gòu)造。換句話說,也在導(dǎo)管12b中分別設(shè)置兩個彼此并聯(lián)連接的切換閥1.1、1.2、設(shè)置于下游的冷阱3以及設(shè)置于冷阱3下游的分離器或顆粒過濾器4。然后在輸出端又設(shè)置兩個并聯(lián)連接的截止閥j.1和j.2,所述截止閥的輸出導(dǎo)管通過連接導(dǎo)管15c與第一導(dǎo)管區(qū)段12a的輸出端連接并且轉(zhuǎn)變成輸出導(dǎo)管13中,通過其連接真空設(shè)備。
此外導(dǎo)管11、11a、11b在本發(fā)明的范圍中在分離器4之前加熱地實施,以便避免污染物。這在pet的處理中在200℃-300℃的范圍中發(fā)生。附加地設(shè)置大的橫截面和良好可接近的凈化凸緣。
在按照圖2示出的實施例中,引導(dǎo)直至在那里所述兩個冷阱3的真空和/或除氣導(dǎo)管11a、11b和12a、12b調(diào)溫至例如溫度150℃至300℃,以便已經(jīng)在該管道中盡量排除廢氣的冷凝(和/或升華)。這對于在無需維修的運行中生產(chǎn)設(shè)備的運行是重要的。在等離子源、分離器、或過濾器之前在真空系統(tǒng)中的每個表面必須以足夠的程度加熱。等離子源必須如下適配。
真空導(dǎo)管此外特征在于,通過特別的裝置(熔體捕集器),阻止熔體從塑化單元侵入到真空導(dǎo)管中。
設(shè)置在旁路導(dǎo)管11a中的等離子源是如下儀器,其完全或部分地離子化流經(jīng)的氣體并且這樣發(fā)起化學(xué)反應(yīng)。
等離子源用于處理擠出廢氣的原則上的適配性可以利用在生產(chǎn)設(shè)備上的詳細的參照試驗來證明。
等離子源通過微波發(fā)生器提供能量。等離子源可以作為管構(gòu)件被流經(jīng)。等離子源的進入和排出開口的直徑基于使用的微波頻率界定。在直徑較大時,微波也耦合到管道中,或從等離子源中引導(dǎo)出來。借此不再給出功能(這只在借助微波等離子源的實施方式中適用)。
分別按照實施變型方案,例如石英管處于等離子源中,所述石英管朝殼體那邊以聚合物密封裝置密封。所述石英管作為微波窗口使用并且用于在包圍的氣氛的壓力和工藝氣體側(cè)的真空之間的分開。包圍過程空間的構(gòu)件是“環(huán)共振器”并且用于使微波圍繞過程室的周邊分布以及能量通過耦合縫隙到所述過程室中的均勻耦入(天線的功能)。
這樣可以按照現(xiàn)有技術(shù)在進入側(cè)使用例如“渦流噴嘴”或波導(dǎo)噴嘴,在此涉及例如厚壁的鋁管,所述鋁管具有切向引入的孔。工藝氣體由此強制到螺旋形的軌道上。因此在流動速度較高時,到過程室壁附近的微粒密度較高,由此應(yīng)該阻止與壁的直接的等離子接觸并且阻止對所述壁的損害。附加地在過程室中的停留持續(xù)時間和混勻更好。等離子源本身可以裝備有水冷卻裝置,以便冷卻入口區(qū)域并且也將石英玻璃上的聚合物密封裝置保持在受控的溫度上。在環(huán)共振器中引入小的孔,所述孔允許對等離子進行觀察,但原則上用于冷卻石英玻璃。優(yōu)選利用外部的鼓風(fēng)機,此外將冷卻空氣流通過石英玻璃抽出。
過程室的從下向上的流經(jīng)證實為優(yōu)選的實施形式。流經(jīng)方向避免可能的固體或冷凝物未處理地可能通過等離子源。
提到的冷阱3理解為用于冷卻氣流并且用于也許冷凝對應(yīng)的內(nèi)部材料例如水或碳氫化合物的儀器。作為按照現(xiàn)有技術(shù)的實施方式,作為具有小的表面或管束熱交換器的冷卻十字接頭(kühlschwerter)的實施方式是可能的。殼體同樣冷卻,熱交換器部分地在運行中可凈化,如其原則上也由已經(jīng)提到的de102013000316a1或ep2209694b1已知的。
分離器、過濾器或顆粒過濾器4理解為用于在使用大面積的材料過濾器時將顆粒從氣流中分離的儀器。通常也還有碳氫化合物在過濾器上分離,所述碳氫化合物首先通過灰塵狀的沉積物由氣相形成。在這里也已知動力學(xué)的分離裝置,其將顆粒通過密度差相對于氣流分離,例如旋風(fēng)分離機和離心分離機。
提到的真空設(shè)備可以這樣構(gòu)造,使得在每個在圖2中示出的三個支路中分別在導(dǎo)管13上(在穿過截止閥之后)設(shè)置魯茨鼓風(fēng)機5并且在其上連接地設(shè)置螺旋泵6。
所述魯茨鼓風(fēng)機可以是高容量的真空泵,其只可以形成小的壓差。
提到的螺旋泵6可以例如是用于魯茨鼓風(fēng)機的前級真空泵。
此外在圖2中還在不同的位置上接通多個壓力計p,以便可以在相關(guān)的位置或區(qū)上分別測量當(dāng)前的壓力。同樣還可以在不同的位置上接通溫度測量儀器t。
用于實施測試可以一次將閥d關(guān)閉并且將閥a.1、a.2以及b打開,但也如后續(xù)的閥連同導(dǎo)管12a或12b,以便在接入等離子源2的情況下運行所述設(shè)備并且確定關(guān)于實施的除氣的結(jié)果的相應(yīng)測量。
隨后可以關(guān)閉在包括等離子源2的除氣導(dǎo)管11a中的閥并且打開旁路導(dǎo)管11b中的閥d,以便以常規(guī)的意義實施運行并且然后操作相應(yīng)的測量。由該對照直接得出等離子源的使用的清楚的優(yōu)越性。
在此要提到,在所述兩個導(dǎo)管11a、11b或12a、12b之間的連接導(dǎo)管15b不是強制需要的。優(yōu)選地,測試在接入等離子源2的情況下只以導(dǎo)管鏈、例如導(dǎo)管鏈12a中的冷阱3和分離器4實施,而所述閥鎖定并且切斷在旁路中連接的導(dǎo)管鏈12b,同樣如閥d閉鎖旁路導(dǎo)管11b。為了比較地測試在除氣導(dǎo)管11a和必要時后續(xù)的導(dǎo)管12a中的閥的切斷,于是可以然在使用設(shè)置在第二導(dǎo)管12a中的冷阱3和分離器4的情況下實施常規(guī)的運行,以便在這里可以分開地分析測試。在其他情況下,代替兩個并聯(lián)連接的導(dǎo)管12a、12b也可以只設(shè)置一個管路系統(tǒng)12,從而不管,是否等離子源2接通或切斷,廢氣總是引導(dǎo)通過相同的冷阱3和相同的分離器4。
以下參考圖3,其中說明和示出按照本發(fā)明的設(shè)備,所述設(shè)備從原理上類似于按照圖2的測試設(shè)備構(gòu)造。此外按照圖3設(shè)備具有還輸送其他共同反應(yīng)物的可能性。
在按照圖3的設(shè)備中,在圖2中示出的氣體冷阱3直接連接于等離子源2下游,即在導(dǎo)管區(qū)段11a中。因此在后續(xù)的導(dǎo)管12、12a中只還設(shè)置尤其是以顆粒過濾器4的形式的分離器或過濾器,其中在導(dǎo)管分支12a中還一個閥g連接于顆粒過濾器4上游并且另一個閥h連接于顆粒過濾器4下游,由此相應(yīng)的支路可以沿流經(jīng)方向打開和關(guān)閉,如同也在其他提到的閥或切換閥中。在為此設(shè)置的旁路導(dǎo)管12b中同樣將兩個切換閥i和j串聯(lián)連接,雖然原則上僅需一個切換閥。在示出的實施例中連接導(dǎo)管12在連接點x和輸入端的分支點y之間延伸,在所述連接點上,除氣導(dǎo)管11a和旁路導(dǎo)管11b相互連接,在所述分支點上,兩個平行延伸的后續(xù)的導(dǎo)管和管路系統(tǒng)12a和12b分支。在輸出端,在連接點z上所述兩個支路或旁路導(dǎo)管12a、12b再次相會并且通過導(dǎo)管13與泵臺5、6連接,所述泵臺又可以一級或多級地裝備有并聯(lián)和/或串聯(lián)連接的泵等。
因此通過連接導(dǎo)管11、11a與真空區(qū)vd1和vd2連接的除氣導(dǎo)管11a(類似于在其他實施例中)在輸入端和輸出端分別具有閥(關(guān)閉或切換閥)a和b,其中,在所述兩個閥之間設(shè)置等離子源2一次并且沿流動方向連接于所述等離子源下游設(shè)置冷阱3。在與此并聯(lián)連接的旁路導(dǎo)管11b中,在示出的實施例中不是只設(shè)置一個閥d,而是設(shè)置兩個串聯(lián)連接的閥d.1和d.2,以便打開或關(guān)閉該導(dǎo)管。
在按照圖3的該設(shè)備中在不同的位置上也又接通壓力計p例如p1和p2以及溫度測量儀器t、尤其是τ1、t2和t3。也可以在其他位置上附加或備選地設(shè)置這些測量儀器。
亦即借助圖3示出,在等離子源2之前給出如下可能性,在可能缺乏共同反應(yīng)物(不完全的氧化、碳黑的形成)的情況下通過可接入的接頭n1、n2附加地引入水蒸汽和/或空氣或其他氣體(plasmabaseddepollution)。共同反應(yīng)物在這里特別是在材料中包含的水和一起輸送的泄露氣。由此激勵氧化的過程。存在的泄漏也可以以其他氣體有針對性地加載,從而可以有針對性地影響反應(yīng),例如以二氧化碳或氬氣對拉入(einzug)加載。在這里附加的優(yōu)點是避免熔體的氧化的減少。不利的是用于氣體的附加的費用。對于兩個提到的接頭31a和31b優(yōu)選使用在其流量方面可控制的調(diào)節(jié)閥33a和33b,以便計量地輸送共同反應(yīng)物。
除了該輸送之外,也可以以氣體或混合氣凈化顆?;蛱砑觿?,其同樣有利地作用于等離子源中的反應(yīng)(對此之后還詳細說到)。
在等離子源之后可以如提到的可選地裝入氣體冷阱,以便可以冷卻也許在等離子源中加熱的氣體。
以下參考圖4說明冗余的并且串聯(lián)實施的生產(chǎn)設(shè)備的變型。
在圖4中為此示出包括真空系統(tǒng)的擠出機1。該真空系統(tǒng)多重冗余地構(gòu)造。示例性地,相應(yīng)的等離子源鏈2.1和2.2以及2.3和2.4雙重地存在,同樣如分離器4.1和4.2。
亦即多重的冗余的構(gòu)造如下得出,即,一方面設(shè)置包括管路系統(tǒng)11a、12a和與此并聯(lián)的導(dǎo)管布置結(jié)構(gòu)11b、12b的兩個并聯(lián)連接的支路,其中在每個所述兩個并聯(lián)連接的、共同可運行的或備選彼此可運行的鏈中,各兩個等離子源2.1和2.2或2.3和2.4分別串聯(lián)連接地設(shè)置。
在包括導(dǎo)管或管路系統(tǒng)11a、12a或具有導(dǎo)管區(qū)段11b和12b的與此并聯(lián)的導(dǎo)管布置結(jié)構(gòu)的兩個處理鏈的每個中,分別相對于已經(jīng)提到的并且在每個鏈中存在的等離子源2.1和2.2還串聯(lián)連接第二等離子源,即在導(dǎo)管布置結(jié)構(gòu)11a、12a中的等離子源2.2和在與此并聯(lián)的導(dǎo)管布置結(jié)構(gòu)11b、12b中的等離子源2.4。相應(yīng)的切換閥分別連接于等離子源的上游和下游,優(yōu)選也以并聯(lián)的切換閥形式(其可以具有不同的流經(jīng)橫截面),以便可以實施特別計量的和精細的切換或轉(zhuǎn)換或特別敏感的打開和關(guān)閉過程。
此外示出三個抽吸鏈16a至16c。并聯(lián)的系統(tǒng)的數(shù)量只用于觀察。也可設(shè)想其他的并聯(lián)連接的泵鏈,以便提高可靠性。等離子源的串聯(lián)的布置結(jié)構(gòu)允許較高的功率,所述功率通過等離子源可以引入到氣體中以及通過兩級的實施方式有針對性地激勵反應(yīng)。在第一等離子源中的降低的功率因此可以用于部分氧化并且在加入可能的工藝氣體(例如氧氣)之后在后續(xù)的等離子源中完全氧化。
擠出機1的注入漏斗1.1通過可調(diào)節(jié)的氣體輸送閥n.0補充。通過該閥,在擠出機中要處理的材料可以以氣體或混合氣凈化,所述氣體或混合氣優(yōu)選有利地作用于等離子中材料處理和反應(yīng),例如氬氣、氮氣、二氧化碳、氧氣、水蒸汽。
在等離子源2.1至2.4之前同樣存在可調(diào)節(jié)的裝置或閥n.1至n.4,通過所述裝置或閥可以針對性地將氣體和/或水蒸汽引入等離子源2之前的真空系統(tǒng)中。
分別沿流經(jīng)方向r連接于相應(yīng)的等離子源2上游的點火設(shè)備23.1至23.4在優(yōu)化的點火條件外在借助輔助能量的情況下也允許對等離子源的點火。目的是提供降低需要的點火能量的離子(載流子)。借此等離子源能即便在非優(yōu)化的條件下也能形成和保持等離子。
串聯(lián)連接的等離子源2.1和2.2以及串聯(lián)連接的等離子源2.3和2.4優(yōu)選通過閥b.1和b.2以及e.1和e.2直接彼此分開以及可閉塞,獨立于真空系統(tǒng)的其余部分(關(guān)于其他的切換閥a.1、a.2、c.1、c.2、d.1、d.2、f.1、f.2、g.1、g.2、h.1、h.2、j.1、j.2的布置結(jié)構(gòu)和切換以及閥k.1至k.3和n.1至n.3尤其是也參閱按照圖4的示圖。由此可以得出,相應(yīng)的閥沿流經(jīng)方向設(shè)置在哪里。在此該布置結(jié)構(gòu)不只適用于按照圖4的實施例,而是也適用于其任意的變型。
通過這些閥分別可以實施優(yōu)選在構(gòu)件(例如具有或沒有連接于上游的點火設(shè)備的等離子源2、過濾器和/或通常在本發(fā)明的范圍中不需要的冷阱3等)前面和/或后面的導(dǎo)管或管區(qū)段的打開或關(guān)閉。
分離器4.1和4.2也分別包含一個氣體冷阱(如進一步在以上說明的)。這些分離器也通過閥h和g或j和i完整地與所述系統(tǒng)可分開并且分開地可操控。
設(shè)置的泵(在這里8.1至8.3)通過閥k.1至k.3與真空系統(tǒng)分開并且可以分別按照需要的吸入功率或出現(xiàn)的干擾與過程引導(dǎo)系統(tǒng)接通或切斷。
所述設(shè)備的連續(xù)的運行可以這樣實施,使得例如兩個串聯(lián)連接的等離子源2.1和2.2通過相應(yīng)地控制設(shè)置在處理鏈或處理導(dǎo)管11a中的調(diào)節(jié)和/或切換閥打開并且在與此并聯(lián)連接的導(dǎo)管或管道11b中的相應(yīng)的調(diào)節(jié)和/或切換閥關(guān)閉。如果應(yīng)該在運行中在所述一個或兩個切換為有效的等離子源2.1和/或2.2上出現(xiàn)問題,則可能通過冗余的構(gòu)造在任何情況下轉(zhuǎn)換到在第二處理支路11b中的等離子源2.3和2.4上,其方式為通過打開設(shè)置在那里的調(diào)節(jié)和/或切換閥并且通過關(guān)閉設(shè)置在第一管路系統(tǒng)11a中的切換和/或調(diào)節(jié)閥。在該情況中在冗余的構(gòu)造中兩個串聯(lián)連接的等離子源2.3和2.4也是有效的。
但當(dāng)例如在第二等離子源2.2和/或2.4上應(yīng)該出現(xiàn)問題,并且一個或兩個所述等離子源應(yīng)該切斷,則按照圖4的構(gòu)造也在這里冗余地構(gòu)造。
為此在真空泵上附加地安裝的閥m.1至m.3以及在等離子源上安裝的閥l.1至l.4通過分開的管路系統(tǒng)z2連接并且構(gòu)成輔助系統(tǒng)。在此提到的管路系統(tǒng)z2在真空站的輸入端上、亦即設(shè)置在示出的實施例中的泵鏈16a至16c上連接在輸入端,并且更確切地說是通過提到的閥m.1至m.3,以用于形成真空或負壓。該導(dǎo)管或管路系統(tǒng)z2對應(yīng)地分支并且引導(dǎo)至沿流經(jīng)方向在各個等離子源2.1至2.4下游的分支點41.1、41.2、41.3或41.4,并且更確切地說是分別通過在導(dǎo)管或管路系統(tǒng)z2中在達到上述的分支點之前附加地切換的閥l.1、l.2、l.3或l.4。
通過關(guān)閉閥k.1、k.2或k.3(或例如直接連接于分離器4.1和4.2上游和下游的閥)和打開閥m.1、m.2和/或m.3以及配置給等離子源的閥,例如通過打開閥l.1和l.3并且關(guān)閉閥l.2和l.4,可以保證,例如僅僅等離子源2.1和2.3在除氣過程期間是有效的,其中等離子源2.2和2.4切斷并且鎖定。
在極端情況中,閥l.1也還可以備選于閥l.3或相反地打開或關(guān)閉,從而針對目標地只還有一個等離子源是有效的,即例如等離子源2.1或2.3。也由此進一步提高所述設(shè)備的總體冗余的構(gòu)造。
這允許利用與主真空系統(tǒng)分開的泵針對性地調(diào)節(jié)與主真空系統(tǒng)分離的等離子源的壓力。由此該等離子源可以例如以相比于主真空系統(tǒng)下降的壓力水平起動。隨后所述離子源可以在較高的壓力水平中在主真空系統(tǒng)z1中運行。但該狀態(tài)也可以用于等離子源的功能檢查。
例如閥a、b、c、g、h、k、m和l(作為單獨的切換閥或作為并聯(lián)連接的雙閥構(gòu)成,如在按照圖4的附圖中連同各個閥a.1、a.2、b.1、b.2等示出的)、k.1和k.2在主真空系統(tǒng)中打開并且在擠出機上保證例如在10毫巴時的吸出。利用有效的等離子源2.1和2.2實施廢氣的凈化。所有其他閥是關(guān)閉的。如果應(yīng)該現(xiàn)在將第二等離子鏈置于運行中,則所述系統(tǒng)的該部分通過單獨的泵抽真空。為此閥l.3和l.4以及m.3打開并且等離子源獨立于主真空系統(tǒng)抽真空到例如1毫巴,因為用于等離子點火的臨界的場強在較低的壓力時較小。等離子源2.3和2.4點火。在成功的點火之后,閥l.3和l.4以及m.3關(guān)閉并且閥d.2、e.2和f.2打開。當(dāng)壓力p2.2和p3.2很大程度上對應(yīng)于壓力p1.1、p1.2和p4.1時,則主閥d.1、e.1和f.1也打開。這樣氣流由兩個等離子源鏈并行地處理。
以下參考圖5說明一種變換的變型,其示出和說明用于分離的較簡單的、非冗余的系統(tǒng)。
按照圖5的該實施例具有包括等離子源2的擠出系統(tǒng)1以及分離器系統(tǒng)4和真空泵5。等離子源2簡單地實施。分離冗余地實施,以便在等離子源失效時保證對真空泵的保護。等離子源2自主地能點火并且維持等離子。存在多個抽吸鏈,所述抽吸鏈分別可以按照吸入功率接通或切斷。
擠出機廢氣的組成允許直接的處理,從而進行包含的碳氫化合物的全部氧化,或進行其部分的氧化。在部分氧化或類似的反應(yīng)中,可以留下廢料,所述廢料可以通過分離器從氣流中去除。
換句話說,該實施例類似于其他變型實施,然而僅包括導(dǎo)管分支11、12和13,等離子源2和分離器4.1和4.2連同對應(yīng)的閥設(shè)置在所述導(dǎo)管分支中。不包括在該變型中的是在其他實施例中所述的冷阱3,但所述冷阱在需要時也在按照圖5的變型中可能接通,例如直接在導(dǎo)管區(qū)段12a和12b中的相應(yīng)的分離器4.1和4.2后面直接在閥g和h或i和j之間的過濾器4.1或4.2之前。在輸出端又可以設(shè)置一個、兩個或多個(在示出的示例中三個)支路,在所述支路中,對應(yīng)的真空布置結(jié)構(gòu)設(shè)置用于實施并行運行或單獨接入。代替以上提到的閥g和h或i和j也分別可以如在所有其他實施例中地也使用并聯(lián)連接的雙閥布置結(jié)構(gòu),例如代替在圖5中示出的閥g設(shè)置兩個并聯(lián)連接的閥g.1和g.2,代替閥h設(shè)置兩個并聯(lián)連接的閥h.1和h.2并且相應(yīng)地代替提到的閥i和j設(shè)置并聯(lián)連接的閥i.1和i.2或j.1和j.2。關(guān)于這樣的變型的約束或限制不在全部實施例任何一個或在其他的與此偏離的設(shè)備類型中存在。
為了起動真空系統(tǒng),類似于以前的說明進行。在運行期間分別只使用一個分離器鏈。如果壓差通過過濾器升高(差別p_3.1和p_4)并且超過例如7毫巴(pet),則轉(zhuǎn)換到另一個分離器上。
以下參考圖6說明另一個變型,其包括以簡單的等離子凈化裝置和簡單的分離器系統(tǒng)4的實施例。
亦即類似于在前的實施例,放棄一些借助在前的實施例解釋的設(shè)備。擠出機1的廢氣在等離子源2中處理并且引導(dǎo)通過分離器4。
通過利用等離子源的處理,不再需要將氣體在分離器4中凈化。所述分離器保持作為氣體冷阱和故障保護。附加地可能,在正確的冷阱溫度(依賴于壓力)時,部分地將水從氣體中分離并且因此降低需要的吸入功率。
最后借助圖7示出另一種變型,其中所述設(shè)備也用于提高冗余度并聯(lián)地設(shè)計,即包括兩個導(dǎo)管分支11a和11b和一個并聯(lián)連接的導(dǎo)管分支11b,它們在兩個真空區(qū)vd1和vd2中還通過中間導(dǎo)管15a相互連接。通過切斷各一個支路(通過關(guān)閉在那里設(shè)置的閥)和打開并聯(lián)支路可以在此分別通過包括至少一個等離子源的接通的支路建立至所設(shè)置的除氣區(qū)vd1、vd2中的每個除氣區(qū)的連接。
如果在支路中的等離子站或系統(tǒng)上實施維修工作,則運行可以分別通過接入并聯(lián)連接的第二除氣支路繼續(xù)維持。
在端部上,兩個支路通過包括共同的導(dǎo)出導(dǎo)管的連接導(dǎo)管15b與分離器/過濾器4連接,只要沒有在每個支路中設(shè)置單獨的過濾器的話。
如已經(jīng)提到的也可能,還一個或在每個支路中分開地將各一個冷卻過濾器3和/或點火設(shè)備3'連接于上游。
借助圖7在此也示出,當(dāng)在相應(yīng)的支路11b中(在圖7中在右邊的支路11b中示出),兩個等離子站附加地串聯(lián)(并聯(lián))地連接時,流經(jīng)的廢氣的整個處理還可以由此改善和升高。但該串行連接或串聯(lián)也可能偏離于圖7設(shè)置在兩個支路中。如已經(jīng)多次討論的,也在這里再次將相應(yīng)的單閥或并聯(lián)連接的雙閥在各個構(gòu)件、例如相應(yīng)的等離子源2、分離器4等的至少上游和/或下游連接或優(yōu)選分別在其上游和下游連接。對應(yīng)的單閥或雙閥也可以連接于各個抽吸站上游。相同的設(shè)置也適用于附加地設(shè)置的管路系統(tǒng)z2,所述管路系統(tǒng)從抽吸站的輸入端出來建立例如通過切換閥m.1至m.3至少到除氣導(dǎo)管(例如除氣導(dǎo)管11b)的連接導(dǎo)管。所述連接通過分支的導(dǎo)管布置結(jié)構(gòu)進行,所述導(dǎo)管布置結(jié)構(gòu)的連接位置分別設(shè)置在除氣導(dǎo)管11的連接點41.3或41.4上,所述連接點分別沿流動方向設(shè)置于相應(yīng)的等離子源2下游。
以下詳細說明對應(yīng)于設(shè)備的方法過程。
為了在自動的運行中保證,所有擠出機廢氣被處理,應(yīng)該將等離子源2沿氣體流動方向直接插入在擠出機1后面。在真空系統(tǒng)起動時,所述真空系統(tǒng)包括等離子源2被抽真空。為了避免大的壓力沖擊,在本發(fā)明的系統(tǒng)中,所述閥兩級地構(gòu)造。起初,打開具有減少的橫截面的旁通閥(閥b.2和f.2),直至鄰接的導(dǎo)管大致具有相同的壓力水平并且此后才打開主閥(閥b.1和f.1)。管直徑例如為15mm的旁路的使用允許兩個鄰接的容積的壓力的較緩慢的補償。由此避免強烈的壓力沖擊,所述壓力沖擊在直徑例如為100mm的主閥突然打開時可能出現(xiàn)。當(dāng)擠出機進入運行時,等離子源點火。隨后旁通閥a.2為了對真空穹頂抽真空而打開。如果到穹頂上的壓力大致相同于真空系統(tǒng)壓力,則主閥a.1打開。
在運行中必須監(jiān)控等離子源2的功能,以便能夠在可能的故障時作出反應(yīng)。在此通過等離子源的黃紙或通過附加的系統(tǒng)監(jiān)控,等離子是有效的。為了保證點火,需要的可能是利用附加的點火系統(tǒng)3'。所述點火系統(tǒng)應(yīng)該提供在等離子源2中的點火條件。在這里可設(shè)想附加的真空導(dǎo)管,所述真空導(dǎo)管相比于剩余系統(tǒng)允許等離子源中的獨立的壓力水平(k.1-k.3和m.1-m.3)。如果在等離子源中的氣體的預(yù)離子化應(yīng)該是困難的,則這可以通過高壓點火或另一個輔助能量進行(例如在氣流中在等離子源之前的點火塞23)。
過高的壓力或過高的溫度看為切斷條件。直接在等離子源之后監(jiān)控所述壓力或溫度。在等離子源上的過高的壓力可以在真空系統(tǒng)有缺陷時產(chǎn)生,例如出現(xiàn)泄漏、錯誤輸送附加的工藝氣體、過濾器的堵塞或有缺陷的真空泵。提高的溫度同樣通過提高的氣流而可能。
一旦例如在真空穹頂上的壓力p1遠處于生產(chǎn)典型的界限值外(例如≧30毫巴),則也切斷擠出機。
通過多個等離子源的串聯(lián)連接,可以再次升高流經(jīng)的廢氣的轉(zhuǎn)化,或在這里可以在等離子源之前或之后的每個位置上通過加入附加的氣體影響反應(yīng)的過程(參看共同反應(yīng)物)。
為了在擠出機上除氣,在真空穹頂上的壓力是決定性的,所述壓力可以作為方法參量預(yù)定。所述過程引導(dǎo)系統(tǒng)用于提供泵的足夠的吸入功率并且將真空壓力調(diào)節(jié)到希望的值。等離子源必須與這些環(huán)境條件適配,從而保證運行(例如在微波等離子源中機械或手動地適配調(diào)頻器)。引入氣流中的能量的功率適配對于設(shè)備的能量消耗以及對于確定的反應(yīng)的激勵可以是有利的并且應(yīng)該存在。功率需求也依賴于氣流并且借此也依賴于擠出機的產(chǎn)量和要處理的材料的狀態(tài)。
作為用于方法過程的調(diào)節(jié)準則,檢測在真空穹頂上(在過濾器之前p1)和在泵上(在過濾器p2之后)的壓力。
附加地對于自動的運行重要的是,等離子源獨立地與改變的環(huán)境變量適配。
按照本發(fā)明,根據(jù)真空壓力自動化地調(diào)節(jié)微波系統(tǒng)中的調(diào)頻器。壓力測量值由pps系統(tǒng)傳輸給等離子源。