163431. lajstromszámú szabadalom • Bitumenfuvatási eljárás és berendezés az eljárás foganatosítására
. 3' beadagolt anyag minőségétől vagy az előállítandó készterméktől függően a reakciófeltételeket változtatni kell. Az a) pont alatt ismertetett légelosztási módszer esetén azonban a fúvatólevegő mennyiség megváltoztatása optimális légelosztás megtartása mellett csak megfelelő átépítéssel mint pl. a fúvókakeresztmetszetek vagy fúvókaszámok megváltoztatásával lehetséges. A találmány a b) pont alatt ismertetett keveréssel történő légelosztásból indul ki. A mechanikus keveréssel elérhető átlagos fúvatólevegő buborék átmérő folyadéknak levegővel történő gázosításánál Calderbank: „The Interfacial Area in gasliquid contacting with mechanical agitation" (Transaction institution of chemical engineers, Vol. 36, 1958. P. 444) szerint C • a0-6 dB i=— . ahol C egy berendezéstől függő konstans, a a folyadék felületi feszültsége, L a keverőmű teljesítményfelvétele, V a diszpergációs térfogat és gDis a diszperziós sűrűség. Tekintettel arra, hogy meghatározott bitumen minőségnél és meghatározott reakcióhőmérsékletnél a a felületi feszültség adott, és a QDis diszperziós sűrűség meghatározott fúvatólevegő mennyiségnél egy adott értéket vesz fel a fennmaradó, a levegőfúvókeresztmetszetet befolyásoló paraméter, a keverőteljesítmény felvétel L, ill. a diszpergációs térfogat V. A lehető nagy fajlagos felület, ill. az azzal egyértelmű lehetőleg kicsi levegőbuborék átmérő dB1 elérése céljából vagy az L-t kell igen nagy, vagy a V-t kell igen kicsi értéken tartani. A találmány feladata lehető kis légbuborék átmérő biztosítása a diszpergáló volumen megfelelő csökkentésével anélkül, hogy ezáltal a berendezés teljesítménye és a készre fúvatott bitumen minősége hátrányos változást szenvedne. A találmány szerint ezt azáltal érjük el, hogy a bevezetőben ismertetett eljárásnál csak a levegőben gazdag felemelkedő részáramot keverjük, ami által a keveréshez szükséges teljesítmény lényegesen kisebb, mivel a kisebb diszpergációs volumenhez szükséges munka megfelelően kisebb anélkül, hogy az átlagos buborékátmérő dB1 nőne. Dacára a lényegesen kisebb levegőfelhasználásnak olyan végterméket kapunk, amelynek minősége azonos az eddigi eljárások végtermékének minőségével. Ennek az okai a következők. A bitumenben diszpergált mindegyik levegőbuborék a bitumen és a levegő közötti sűrűség különbség következtében többé vagy kevésbé gyorsan a diszperziófelületre igyekszik. Eközben hátsó oldalán bitument visz magával. Amikor a levegőbuborék a diszperzió felületén szétpukkad, a levegőmentes bitumen újra lefelé áramlik. A reaktorban hat különböző áramlási zónát lehet találni. Az egyik a turbulens levegőmentes, ill. levegőszegény lefelé irányuló áram a keverőmű hatástartományában a reaktor belső fala mentén, egy turbulens, légbuborékokat tartalmazó központosán felfelé irányuló áram a keverőmű hatótartományában, egy irányított központos felfelé irányuló áram a keverőmű által létesített levegőtartalmú diszperzióból, egy irányí-4 tott lefelé irányuló áram légszegény, ill. légmentes bitumenből a reaktor belső fala mentén, és egy irányítatlan turbulens levegőtartalmú áram az említett irányított felfelé tartó áram és az említett irányított lefelé 5 tartó áram határfelületén. Világos azonban, hogy legalább az elsőnek említett zónában, azaz a levegőmentes turbulens lefelé irányuló reaktor belső fala melletti áramban az elosztási, azaz a keverési energia elveszett energiát jelent. A találmány sze-10 rinti eljárással, amelynél lényegében csak a levegőben gazdag, felfelé irányuló részáramok, azaz a turbulens légbuboréktartalmú központos felfelé irányuló áramot keverjük, minden felesleges hatást nem eredményező keverőmunka ki van küszöbölve. 15 Előnyösen a levegőben gazdag lefelé irányuló részáramot a levegőben szegény, ill. levegőmentes részáramtól különösen a keverőtartómányban leválasztva vezethetjük. Ezáltal a keverendő térfogat térbelileg megfelelően korlátozva van, ami által változatlan légbuborék 20 nagyság mellett a keverőmunka csökken. A találmány szerinti berendezést, amely beépített keverőművel van ellátva, az jellemzi, hogy a keverőmű egy, a két részáram elválasztására szolgáló diszpergáló edényben van elrendezve és a fúvatólevegő vezeték a f úvatóreaktor-25 ba a diszpergáló edény tölcsérszerűen felfelé futó fenekében kiképzett átlépőnyílás alatt torkollik. Előnyösen a keverőmű közvetlenül az átlépőnyílás fölött lehet elrendezve, ami különösen jó keverési effektust biztosít. Kísérletekből adódott, hogy a fúvatási folyamat szem-30 pontjából döntő diffúziós folyamatok majdnem teljes egészében a turbulens légbuborék tartalmú központos felfelé irányuló áramban a keverőmű hatótartományában játszódnak le, míg a turbulens levegőszegény, ill. levegőmentes lefelé irányuló áram, valamint az irányított 35 levegőszegény, ill. levegőmentes áram a reaktorfal mentén és végül az irányítatlan levegőtartalmú áram az irányított felfelé és lefelé menő áram határfelületén kimondottan holt teret jelentenek a reakció szempontjából. A találmány egy további kialakítása szerint több 40 koaxiálisán egymás fölött elrendezett falaikkal egymáshoz csatlakozó diszpergáló edények lehetnek, tölcsérszerűen fölfelé futó fenekükön kiképzett átlépőnyílásokkal és mindegyik diszpergáló edényben egy keverőmű van elhelyezve és a keverőműveknek közös hajtótengelye 45 van. Ezáltal a reakció szempontjából holt zónák majdnem teljesen kiküszöbölhetők és így a reaktor teljesítményejelentősen növekszik. A találmány szerinti berendezést két kiviteli példa kapcsán, a rajzok alapján ismertetjük. 50 Az 1. ábrán 1-gyel egy hengeres fúvatóreaktór és 2-vel annak fölső részéről kiinduló levegőélvezető csatorna van jelölve. A reaktor 3 fenekén 4 beadagolónyílás van kiképezve, amelyen keresztül a kezelendő 55 anyagot, azaz a tetszés szerinti keménységű kőolajbitumenné átalakítandó lágy kőolaj desztillációs maradékot a reaktorba szivattyúzzuk. A fúvatott anyag elvezetése ugyancsak a 3 fenéken kiképzett 5 elvezetőnyíláson keresztül történik. 6-tal az 1 reaktor alsó részében tor-60 kolló fúvatólevegő vezeték van jelölve, amelynek 7 vége fölött diszpergáló turbinaként kialakított 8 keverőmű helyezkedik el. A 8 keverőmű 9 tengely révén van hajtva. Az 1 reaktor alsó részén a, b részáramok elválasztására szolgáló, a 9 keverőműtengellyel koaxiális 10 65 diszpergáló edény van elhelyezve, amelynek tölcsér-2
