159049. lajstromszámú szabadalom • Bitumenfúvatási eljárás, valamint berendezés annak végrehajtására

3 159049 4 borékok koagulációjának ellene dolgoznak, illetve amelyek a már bekövetkezett összeolvadást rediszperzió útján haladéktalanul ellentétes értelemben befolyásolják. A buborékok száma és 5 ezáltal a diffúziós felület kiterjedése azonban mindenképpen korlátozott. Ami más oldalról a légbuborékok nagyságának csökkenését illeti, például 0,5 mm sugárméretű 1000 légbuborék azonos levegőmennyiséget 10 képvisel mint egyetlen olyan buborék amelynek sugara 5 mm, miközben a felület az utóbbinak tízszerese. 1 mm átmérőjű buborékok előállításához szükséges munkateljesítmény kb. 90-szer akkora, mint amekkora teljesítménnyel 10 15 mm átmérőjű buborékokat lehet előállítani. , vés, amely a fúvatási eljárás gazdaságosságának megjavítását célozza, mindenképpen arra kell hogy irányuljon, hogy a fúvatási időt a lehető legnagyobb mértékben lerövidítse, ugyanakkor pedig a fúvatásra használt levegőt a lehető legteljesebb mértékben kihasználja. Mint már az előbbiekben említettük, a fúvatási művelet — lényegét tekintve — két különböző lépcsőben történik. Az első műveleti fázisban a buborékokban levő oxigén a buborékokat körülvevő lágy bitumen anyagába diffundál, tehát belekerül a lágy bitumennek a reakcióban résztvevő anyagaiba. A művelet másik lépcsőjében a bejuttatott oxigén kémiai reakcióba lép ezekkel a résztvevő anyagokkal. A tapasztalatok azt mutatták, hogy az első fázis — vagyis az oxigén diffúziója — mint a bitumenfúvatási eljárás lassabbik lépcsője az, amely voltaképpen a művelet elvégzéséhez szükséges időtartamot meghatározza. Az eljárásra jellemző az alábbi fiktív törvényszerűség : s amely összefüggésben „W" a diffundáló gáz mennyiségét, ,,k" a diffúziós sebességi együtthatót, „A" a diffúziós felszínnagyságát, „P" az oxigén parciális nyomását, „t" a diffúziós időt, végül „s" az áthatolandó fém rétegvastagságát jelenti. Annak érdekében, hogy „W" minél nagyobb legyen, az szükséges, hogy a ,,k", „A", „P" és „t" tényezők minél nagyobbak, illetve az ,,s" tényező minél kisebb legyen. A „k" diffúziós sebességi állandó, mint anyagra jellemző konstans, csupán annak viszkozitásától, illetve a reakcióanyag hőmérsékletétől függ. Minthogy a reakció lefolyása szempontjából ez a hőmérséklet egy bizonyos határértéket (mintegy 250 C°-ot) nem léphet túl, a diffúzió növekedése ezen konstans növelésével voltaképpen nem jöhet számításba. Ezzel ellentétben a művelet során e konstans mindig csökken, minthogy a fúvatási eljárás célja éppen égy meghatározott konzisztencia-növekedés. Az „A" diffúziós felület megnövelése két különböző módon lehetséges. Mégpedig a fúvatóreaktorba diszpergált és annak belsejében fölfelé szálló légbuborékok számának növelésével, továbbá a légbuborékok nagyságának csökkentésével. Ami a légbuborékok számának növelését illeti, erre vonatkozóan aránylag szűk határok között van lehetőség, minthogy az egyes buborékok közötti egymástól mért távolság csökkenésekor a buborékok egymással nagyobb légbuborékokká olvadnak össze. Annak érdekében, hogy a nagyobb buborékok képződését és ezáltal a diffúziós felületnek evvel együttjáró lecsökkenését megakadályozzuk, a fúvatóreaktor minden olyan részében, ahol a buborékok összeolvadásával kell számolni, olyan szerkezeteket célszerű elhelyezni, amelyek a bu-A tapasztalat szerint a diffúzió növelése a „P" oxigén parciális nyomás növelésével ugyancsak rendkívül problematikus. Növekvő nyomás mellett ugyanis a légbuborékban levő oxigén parciális nyomás növekszik, mégpedig azonos mértékben mint a szellőzőrendszerben levő oxigén parciális nyomás, és ezáltal az eltávozó levegőben utóreakcióval illetve robbanási veszéllyel kell számolni. Ugyanez vonatkozik arra az esetre is, ha a parciális nyomás növelése, a fúvató levegőhöz oxigén (Oo) vagy ózon (O3), illetve klór (CI2) vagy nitrogéndioxid (NO2) hozzáadásával történik. Az utóbbi esetben a klór illetve a nitrogéndioxid jelenléte még járulékos — üzemeléstechnikai szempontból kellemetlen — melléktermékeket is juttat az eltávozó levegőbe. Mindenképper tekintetbe kell azonban venni, hogy minden egyes légbuborék valamilyen zárt rendszert jelent, és így a kezdeti parciális nyomás a buborékban igen gyorsan lecsökken, minthogy egyrészt a bitumen fölemészti az oxigént, másrészt a reakciótermékek, így például a víz és a széndioxid (CO9) rediffúziója következtében az oxigén mennyiség csökken, és miközben a buborékok a reakcióanyagban fölszállnak, állandóan csökkenő statikus folyadéknyomásnak vannak kitéve. Ami a „t" diffúziós időt illeti, ismeretes, hogy a reaktor magassági méretének növelésével megnyújtható, ami azonban a megfelelő építési költségek tekintetében természetesen többlet-kiadásokkal jár együtt. A találmány, amely fő feladatként éppen a fúvatási művelet gazdaságosságának növelését tekinti, abból a megfontolásból indul ki, hogy, az említett fiktív összefüggésben szereplő legutolsó paraméter, vagyis az ,,s" áthatolandó filmréteg vastagságot kell vizsgálat tárgyáva tenni. Ezt az ,,s" értéket a diffúzió növelése érdekében a lehető legkisebb értéken kell tartani. A buborék képződés pillanatában — mint ismeretes — friss levegő és friss bitumen kerülnek egymással közvetlen érintkezésbe. Abban az esetben azonban, ha a határfelületek reakcióid 15 20 25 3« 35 40 45 50 55 60 2