165828. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fluorhidrogén leválasztására
165828 3 4 ugyanolyan hátrányai vannak, mint az előbb ismertetettnek. Az 1 091 994 sz. német szövetségi köztársaságbeli közzétételi iratból ismeretessé vált, hogy 150 m2 /g-nál nagyobb fajlagos felületű aktív timfölddel tisztítanak gázt szobahőmérséklettől 650 C°-ig, előnyösen 100-450 C°-ig terjedő hőmérsékleten, ahol a gáz a fluorhidrogén-tartalma 1 térfogatszázaléknál "kisebb. Előnyösen 1 térfogatrész aktív timföldet alkalmaznak 800 térfogatrész gázhoz és az aktivált oxidot kb. 3-12 mm szemcseátmérővel vezetik a gázzal ellenáramba. Ezáltal a gáz tisztítása 30-40 mg/m3 tiszta gáztartalomig végezhető. Ennek az eljárásnak az a hátránya, hogy aktív timföld-granulátumot kell előállítani. Ennél az eljárásnál az alkalmazott gázsebesség a timföldrétegben 0,1-0,3 m/sec, aminek következtében műszaki alkalmazás esetén nagy keresztmetszetekkel rendelkező berendezésre van szükség. A 3 503 184 sz. USA szabadalmi leírásban olyan eljárást ismertetnek, amelynél az elektrolizálócella szennygázait kevesebb, mint 1240 mgHF^m 3 mellett 65-85 C°-on egy sűrű 5-30 cm magasságú örvényáramban kezelik. Ennek során fluorhidrogén kg-onként a gázba 25—75 kg oxidmennyiséget juttatnak. A gáznak az örvényágyban való tartózkodási ideje 0,25-1,5 másodperc. A magával ragadott finompor leválasztására egy szűrő szolgál. Ennél az eljárásnál csak kb. 0,3 m/sec-os igen kicsi gázsebességek alkalmazhatók, mivel egyébként az igényelt sűrű örvényréteg nem tartható fenn és túl nagy anyagmennyiség kerül a szűrőbe, ami igen gyakori tisztítást és ezzel járó nehézségeket, mint pl. kopást, zsákok szakadását stb. okoz. Az ismertetett eljárások azon közös követelménye miatt, hogy egy lehetőleg sűrű réteg, lehetőleg nagy felülettel álljon rendelkezésre, az adszorbciós rétegeket viszonylag kis gázsebességgel kell üzemeltetni. Ily módon viszont nem biztosítható a gazdaságos gáztisztítási eljárás, mert ehhez térfogategységenként nagy gázáthaladás lenne szükséges. Meglepő módon azt tapasztaltuk, hogy igen jó adszorbciós eredmények érhetők el nagy gázáthaladási teljesítmény mellett, ha a fluorhidrogénnek gázokból történő leválasztására szolgáló eljárást fluidizált állapotban levő szilárdanyagokkal a találmány szerint úgy végezzük, hogy a fluorhidrogént tartalmazó gázokat mint fluidizáló gázt olyan sebességgel vezetjük egy fluidizációs reaktorba, hogy a szilárd anyaggal egy erősen fellazított fluidizációs réteg keletkezik, ahol a szilárdanyag-koncentráció alulról fölfelé csökken és a szilárdanyag túlnyomó része felül kihordásra kerül. A fluidizációs rétegből kihordott szilárdanyagot egy cirkuláló fluidizációs réteg kialakítására fluidizációs reaktorba visszavezetjük. A találmány szerinti eljárás előnyös foganatosítási módja szerint 20—300 mikronos átlagos szemnagyságú finomszemcsés szilárd anyagot alkalmazunk és a gázsebességet 1—5 m/sec-ra állítjuk be. Ekkor a gáza fluidizációs reaktorban átlagosan kb. 1—15 másodpercig tartózkodik. Az adszorbcióhoz, azaz a fluorhidrogén leválasztásához különösen finomszemcsés kalcinált alumíniumoxid vagy nátriumaluminát alkalmas. Emellett az adszorbeálandó alkotókat tartalmazó gázok hőmérsékletét előnyösen 50-100 C°-ra állítjuk be. Az alumíniumelektrolízis szennygázai fluorhidrogén-tartalmának adszorbciója esetén, a Bayer-féle 5 eljárásból származó és fluidizációs berendezésben kalcinált alumíniumoxid alkalmazásával a már alacsony 20-50 HF/m3 -tartalmú szennygázok szennyezését 1 mg HF/m3 -tartalommal kisebb értékre lehetett csökkenteni. 10 A találmány szerinti eljárás különösen akkor előnyös, ha az adszorbeáló szert (a szilárd anyagot) nem kell regenerálni, hanem az csak az adszorbciós berendezésen megy át. így pl. a fluorhidrogén adszorbciójának esetében legalacsonyabb végső fluorhidrogén-tar-15 talom érdekében célszerű lehet egy alumíniumkohó elektrolizáló celláiba adagolandó alumíniumoxidot teljes mennyiségben vagy jelentős részben előzőleg az elektrolizálókemence szennygázaival a találmány szerinti eljárás szerint benső érintkezésbe hozni. Az 20 ezáltal elért előnyök a következők: 1. a szennygázban levő fluorhidrogén csaknem teljesen visszanyerhető és az elektrolizálókádba az oxiddal visszavezethető, amiáltal az olvasztószer a folyósítóanyag-felhasználás az elektrolízisnél csök-25 kenthető, 2. a visszanyert fluorhidrogén a beadagolt oxidban egyenletesen el van osztva, 3. azáltal, hogy az oxidhoz csak kis mennyiségű fluorhidrogént kell adni, extrém alacsony végső fluor-30 hidrogén-tartalom érhető el a tiszta gázban. A találmányt részletesen kiviteli példák kapcsán, a rajzok alapján ismertetjük. Az 1. ábra a fluidizációs reaktor hosszmetszete. A 2. ábra a fluorhidrogénnek elektrolizálókádak 35 szennygázaiból alumíniumoxiddal, mint adszorbenssel való eltávolításának folyamatábrája. A 3. ábra a fluorhidrogénnek elektrolizáló kemencék szennygázaiból nátriumalumináttal mint adszorbenssel való eltávolításának folyamatábrája. 40 A finomszemcsés adszorbenst 6 adagolóberendezéssel juttatjuk a készülékbe és az 1 gázelosztón keresztül fluidizáló gázként bejuttatott, a függőleges 2 aknába vezetett nyersgázzal olyan nagy sebességgel áramoltatjuk át,, hogy a fluidizációs reaktorban a 45 teljes magasságra kiterjedő gáz-szilárdanyag-szuszpenzió alakul ki. Az adszorbenst, amelynek koncentrációja a fluidizációs reaktorban alulról felfelé csökken, túlnyomórészben a 3 gázkilépőn vezetjük el. A fluidizációs reaktor után kapcsolt 4 szilárdanyag-le-50 választó rendszerben, amely előnyösen ciklonok csoportjából áll, az abszorbens legnagyobb részét leválasztjuk és gyakorlatilag késleltetés nélkül 5 ejtővezetéken keresztül az erősen expandált fluidizációsrétegbe visszavezetjük. A fluidizációs reaktor aknájában az 55 átlagos szilárdanyag-koncentráció a 6 adagolóberendezésen keresztül szabályzottan bejuttatott szilárdanyag adagolással és a 7 szabályozott kihordóberendezés révén széles határok között — 10-300 kg/m3 -állítható be és így az „anyagcsere" felülete széles 60 határok között variálható. A cikloncsoporton keresztül óránként átáramoltatott adszorbens súlymennyisége a fluidizációs reaktor aknájában levő adszorbeáló anyag súlyának 5—100-szorosa lehet. A kihordott adszorbens egy részét a 4 leválasztó-65 rendszer nem tudja leválasztani és ezért azt egy 2
