168061. lajstromszámú szabadalom • Gáz-folyadék deszorpciós, abszorciós eljárás és berendezés
3 168061 4 szétválasztás az ellenáram 1. fokozata. A sugárszivatytyú által létesített vákuum mozgatja a gázáramot a sugárszivattyú előtti berendezés térrészekben az ellenáram n-ik fokozatának (n > 2) gázbelépési helyétől az ellenáram 2. fokozatának gázkilépési helyéig, míg az ellenáram első fokozatából kilépő folyadék a gravitációs erő hatására áramlik az ellenáram n-ik fokozatának folyadék kilépési pontjáig. Az eljárás megvalósítására szolgáló berendezések példaképpen! kiviteli alakját az ábrák szemléltetik. Az 1. sz. ábra egy kétfokozatú integrális átadási mechanizmusú berendezést ismertet: A gáz-folyadék anyagátvitel több részre osztott, 1 álló hengeres tartályban megy végbe. Az áramló folyadék a 2 fúvókán, a gáz a 3 nagy keresztmetszetű csonkon lép a 4 sugárszivattyúba, amelyben végbemegy a folyadék és gáz intenzív érintkezése. A 4 sugárszivatytyúból kilépő folyadék-gáz keverék az 5 szeparátorban szétválik. A 4 sugárszivattyúban és 5 szeparátorban végbemenő folyamat az ellenáramú rendszer első fokozata. Az első fokozatból a gáz a 6 cseppfogón és 7 csövön keresztül kilép a rendszerből, a folyadék a 8 szifonos túlfolyón keresztül a 9 alsó folyadéktérbe folyik. A 9 alsó folyadéktér alsó harmadában vízszintesen elhelyezett 12 perforált lemez vagy szita van. A 12 szita alatt a 11 gázbeszívó cső beömlő csonkja csatlakozik a tartályhoz. A 4 sugárszivattyú a 3 csövön keresztül a berendezés 10 alsó térrészében vákuumot létesít, amelynek hatására all gázbeszívó csövön és 12 perforált vagy szitalemezen keresztül buborékok formájában gáz áramlik a 9 alsó folyadéktérben levő folyadékon keresztül. Ezzel a folyamattal a 9 alsó folyadéktérben végbemegy az ellenáramú érintkeztetés második fokozata. A 9 alsó folyadéktérből a folyadék a 13 bukógáton keresztül túlfolyik a 14 zsompba és 15 csőcsorikon keresztül kiszívható vagy lebocsátható a rendszerből. A 2. sz. ábra egy kettőnél több fokozatú, valamennyi fokozatában integrális anyagátadási mechanizmusú berendezést ismertet, amelyben az 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 14 és 15 szerkezeti elemek és ezek működése megegyezik az 1. sz. ábra leírásában ismertetettekkel. A 8 szifonos túlfolyón lefolyó folyadék az egymás alatt elhelyezett 16 szitatányérokra kerül. A folyadék 17 folyadékzáras túlfolyó gátakon keresztüláramlik, tányérról-tányérra haladva lefelé, míg a gáz a szitatányérok perforációin keresztüláramlik a 10 tartálytérben létesített vákuum hatására tányérról-tányérra haladva felfelé. A fokozatok számát a szitatányérok gázáramlási ellenállása és a létesíthető vákuum mértéke korlátozza. Amennyiben a szükséges fokozatok száma 2, akkor 1 szitatányér alkalmazása is elégséges. Szitatányérok helyett harang tányér(ok) vagy egyéb integrális anyagátviteli mechanizmust biztosító szerkezeti elem(ek) is alkalmazhatók. PL buboréksapkás tányérok, túlfolyógátak nélküli rácsos tányérok stb. Az eljárás egyik szerkezeti megoldásánál a 2. sz. ábrán ismertetett 16 szitatányérok és 17 túlfolyógátak helyett differenciális anyagátviteli mechanizmusú szerkezeti elemet vagy elemeket, pl. töltetet lehet alkalmazni. Az eljárás egy további, az előbbiektől eltérő módozatánál az ellenáramú rendszer folyadék vonatkozásában utolsó, az n-ik fokozatából kilépő, azaz a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 rendszerből távozó folyadék kinetikai energiájának nyomás energiává történő alakításával végezzük a gáz áramoltatását. Ennek az eljárásnak a kiviteli megoldásánál az n-ik fokozatból kilépő folyadékot szivattyúval szállítjuk a felhasználási helyre és a szivattyú nyomóvezetékéből a folyadék egy részáramát, a teljes folyadékáram 5—20%-át egy sugárszivattyúba vezetjük, amely a folyadékáram kinetikai energiáját nyomásenergiává alakítja és ezáltal biztosítja a gáznak a rendszeren keresztül történő mozgatásához szükséges energiát. A megoldás kiviteli példáját a 3. sz. ábra szemlélteti, amelynek 1, 5, 6, 7, 14, 15, 16 és 17 szerkezeti elemei megegyeznek az 1. és 2. sz. ábra leírásában ismertetettekkel. A folyadékot a 18 folyadékzáras beömlőn keresztül az 5 szeparátortérben elhelyezett legfelső 16 szitatányérra vezetjük, amelyről a 17 túlfolyógátakon keresztül áramlik tányérról-tányérra haladva lefelé és a 14 zsompban gyűlik össze. A 14 zsompból a 15 csőcsonkon keresztül kiszívott folyadék áramlási energiáját a 19 szivattyúval fokozzuk, amelynek nyomóvezetékéről a folyadék 5—20%-át kitevő részáramot a 20 sugárszivattyún keresztül visszavezetünk a 14 zsompba. A 20 sugárszivattyú a 21 gázbeszívó csövön gázt szív, amelyet a 14 zsomp gázterében a folyadéktól elválasztunk, ezáltal a 14 zsomp gázterében túlnyomás keletkezik, aminek hatására a gáz a 14 zsomp gázteréből a 16 szitatányérok perforációin és folyadékrétegein keresztül az 5 szeparátor térbe áramlik, ahonnan a 6 cseppfogón és 7 csövön keresztül eltávozik a rendszerből. A 19 szivattyú által elszállított folyadékáram 5-20%-ának a sugárszivattyún keresztül történő visszacirkuláltatásával 1 m3 belépő folyadékra vonatkoztatva 0,25-2 m3 gázt lehet a folyadékárammal szemben az ellenáramú rendszeren keresztül áramoltatni. Az eljárás további szerkezeti megoldásainál a 3. ábrán ismertetett 16 szitatányérok és 17 túlfolyógátak helyett tetszőleges integrális vagy differenciális anyagátadási mechanizmusú gáz-folyadék érintkeztető és szétválasztó szerkezeti elemeket lehet alkalmazni. Differenciális átadási mechanizmusú szerkezeti elemek pl. Raschig gyűrű töltet alkalmazása esetén az 5 szeparátortérben megfelelő folyadékelosztót kell létesíteni. A találmány szerinti eljárás és berendezés különösen előnyösen alkalmazható vízben oldott gázok eltávolítására olyan esetben, amikor a körülmények felügyelet nélküli üzemeltetést igényelnek. így pl. különösen előnyösen alkalmazható metántartalmú vizet termelő kutak vízének metántalanítására. Ebben az esetben az oldott metán kihajtó gázaként levegőt alkalmazunk és a gázbeszívó csövön az atmoszférából levegőt szívunk az ellenáramú rendszerbe. Méréseink szerint az 1. sz. ábrán ismertetett kétfokozatú berendezéssel 100 normál liter/m3 metánt tartalmazó víz metántartalmát 0,6 normál liter/m3 értékre lehet csökkenteni. Ilyen mértékű deszerpció eléréséhez 2 ellenáramú fokozat esetén 1 m3 belépő vízre 4 m3 levegőt kell a rendszeren keresztül szívni. Az 1. és 2. sz. ábrákon és ezek leírásaiban ismertetett kiviteli példák különösen alkalmasak búvárszivattyúval termelő vízkutak mellé telepítve, mert ebben az esetben a víz kellő áramlási energiával rendelkezik, amely a sugárszivattyúban 2
