153627. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés iparilag tiszta oxigén előállítására
3 153627 4 A találmány szerinti eljárás egy példaképpeni foganatosítási módját az oxigén higanyoxidból való előállítására szolgáló berendezés működésével kapcsolatosan ismertetjük. Az ábra a technológiai sémát ábrázolja. A példaképpeni folyamat esetében a HgO bomlási nyomása (p, ata) és az abszolút hőmérséklet (T, K°) között az alábbi ismert összefüggés áll fenn: T = 41,8 In p + 720. A tiszta Hg gőz tenziójára vonatkozó hasonló összefüggés viszont: T = 63,2 In p + 625. Ha ezt a két összefüggést olyan koordinátarendszerben ábrázoljuk, amelynek abszcisszája az abszolút hőmérsékleteket, ordinátája pedig a nyomásokat tartalmazza, akkor megállapítható, hogy a tiszta higany tenziója minden hőmérsékleten nagyobb a HgO bomlási nyomásnál. Mint a fentiekből kitűnik, a higanyoxid bomlási hőmérséklete atmoszferikus nyomáson 447 C°. Ha a bontást pl. 1,5 ata nyomáson végezzük, akkor 464 C°( hőmérsékletet kell alkalmazzunk. A reoxidáció hőmérsékletének a tiszta Hg forrási hőmérséklete, vagyis 1 ata nyomáson 352 C° és a higanyoxid bomlásának fent említett hőmérséklete közé kell esnie. Mivel azonban a higanyoxid tenziója 400 C° felett már mérhető értékkel bír, technológiai szempontból nem célszerű a reoxidáció során e hőmérséklet fölé menni. 216 kg HgO por a váltakozva működő la vagy lb ciklonból a 2a, ill. 2b gyűjtőtartályba s innen a 3a, ill. 3b bunkerzáron, valamint a nyomásálló 4 tolózáron át az 5 bontóedénybe jut. Az 5 bontóedény célszerűen acélból készült nagy fűtőfelületű, nyomásálló tartály, amelynek fűtésére a magas hőmérsékletű 6 sugárzó égők szolgálnak. Az 5 bontótartályban szublimációszerű jelenség következik be, a 216 kg HgO por 200 kg higanygőzre és 16 kg oxigéngázra bomlik, ami 11,2 Nm3 -nek felel meg. Ez a gázkeverék a 7 hűtőbe áramlik, ahol a hűtés hatására a Hggőz kondenzál anélkül, hogy higanyoxid keletkezhetne. A cseppfolyós higany a 8 gyűjtőtartályba folyik le, míg az oxigéngáz a 9 gázdómban gyűlik össze. A 9 gázdómból az oxigén a kéntejet vagy egyéb alkalmas higanymentesítő oldatot tartalmazó 10 tisztítótartályokon át a 11 gazométerbe áramlik, ahonnan felhasználható. A 8 gyűjtőtartályban összegyűlt higanyt a 12 szivattyú a gáz- vagy olajtüzelésű 13 kazánba nyomja, ahol a higany elgőzölög és a 14 injektoron át a 15 csőreaktorba áramlik, miközben a 14 injektor meleg levegőt szív be, amelynek hatására HgO-füst keletkezik. Az 1 ciklon helyett olyan porleválasztó alkalmazható, amely 1 ra A kiadásért felel: a alkalmas az oxidáció lefoytatására s így a 15 csőreaktor alkalmazása feleslegessé válik. A HgO és levegő keverékét a 15 csőreaktor a 16 csappantyú segítségével kiválasztott 1 cik-5 Ionok egyikébe vezeti, ahol a HgO por alakjában kiválik. A párhuzamos ciklonrendszerek révén az eljárás folyamatossá tehető. 100 Nm3 óránkénti oxigén teljesítmény esetén a készülék anyagforgalma óránként 1780 !0 kg HgO. Ha a Hg egy körforgási periódusa 10 perc, akkor a készülék kereken 300 kg Hg-t tartalmaz. A példaképpeni folyamat hőmérlegét a következő összeállítás tartalmazza. A hőközlés ha-15 tásfokát ebben biztonsággal 70%-ban, a HgO exoterm regenerálásánál az így felszabaduló hő hasznosításának hatásfokát 50%-ban vettük fel. A hőmennyiségeket kcal/kgmol egységben közöljük. 20 Bomlási hő —31 430 Hg elgőzölögtetése —20 300 HgO regenerálása +11 000 —51730 +11000 = 25 =_40 730. A hőszükséglet tehát: 40 730 kcal/ kgmol. A" HgO regenerálásának meleg levegő szükséglete a hőmérlegben azért nem szerepel, mert 10 ez a 13 higanygőz-kazánból távozó füstgázok melegtartalmából fedezhető. A hőmérlegből kitűnik, hogy 1 Nm3 oxigéngáz előállításához szükséges hőmennyiség = = 40 730 : 11,2 = 3600 kcal, amit azonban az el-35 járás nem elektromos energia alakjában igényel, és ami az ismertetett elektromos energiafogyasztási adatoknál kedvezőbb. Szabadalmi igénypontok: 40 1. Eljárás iparilag tiszta oxigén előállítására zárt körfolyamatban, fémoxid hőbontásával, azzal jellemezve, hogy higanyoxidot 447 C° feletti hőmérsékleten hőbontásnak vetünk, alá, 45 majd a higanygőzből és oxigéngázból álló magas hőmérsékletű gázkeveréket hirtelen lehűtjük,, miáltal oxigént és cseppfolyós higanyt nyerünk, végül a körfolyamatba visszavezetett cseppfolyós higanyt 352 és 447 C° — célszerűen 50 352 és 400 C° — közötti hőmérsékleten elgőzölögtetjük, levegővel keverjük s az így nyert higanyoxidot ismét hőbontásnak vetjük alá. 2. Berendezés az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítására, amelyet jellemez a szükség 55 szerint nyomásálló és fűtőszerkezettel (6) ellátott bontóedény (5), valamint az ehhez kapcsolódó hűtő (7). 3. A 2. igénypontban meghatározott berendezés kiviteli alakja, amelyet jellemez az el-60 párologtató kazán (13), valamint ezt a hűtővel (7) összekapcsoló anyagtovábbító készülék (12). jz, 1 ábra sági és Jogi Könyvkiadó igazgatója. 2 6707193. Zrínyi (T) Nyomda, Budapest V., Balassi Bálint utca 21—23.
