173884. lajstromszámú szabadalom • Berendezés különbözü elektrofizikai tulajdonságú szilárd é folyékony komponenseket tartalmazó rendszer összetevőinel elválasztására
3 173884 4 oszlop tetejét elért kristályokra - az oszlop felett elhelyezett porlasztókból — mosóvíz permetez, amely részben lemossa a kristályok felületére tapadt sűrítményt. A mosó folyadékkal felhígult sűrítmény lefelé áramlik az oszlopban a jégkristályok kozott, a megtisztított jégkristályok pedig eltávoznak a szeparátorból. Az eljárás lúányosságai, hogy a jéggel távozó értékes sűrítmény veszteség alacsony szinten való tartásához viszonylag nagymennyiségű mosófolyadék szükséges, s így' nagyfokú sűrítmény visszahígulás következik be, továbbá hogy a jó hatásfokhoz és az elválasztás stabil állapotának fenntartásához körülményesen előállítható nagy- és egységes méretű jégkristályok szükségesek. A tengervíz sótalanítására vagyis ívóvíz — kifagyasztással történő — előállítására az előzőhöz hasonló technikai megoldású szeparátort alkalmaznak. (The Chemical Engineer, 1971. V. 191-197.) Az eljárás hiányossága, hogy a jégkristály felületére tapadt só réteg elválasztására nagymennyiségű mosóvíz szükséges, mely mint veszteség jelentkezik, továbbá hogy a stabil üzemi állapot fenntartása csak részben valósítható meg. A para-xilén tisztítására pl. a Chemical Engineering 1963. II. számában a 60-65 oldalon ismertetett eljárás szerint fáziselválasztó szeparátort alkalmaznak, amely vízszintes vagy függőleges elhelyezésű mosóoszlopból áll. A kristály és folyadék komponenseket tartalmazó szuszpenzió folyamatosan lép be az oszlopba. A folyadék-fázis az oszlop középső szakaszában levő körkörös szűrőn keresztül távozik. A kristályok az oszlopban továbbhaladva elérik az olvasztó zónát, amelyben az elektromos fűtőspirállai érintkezve teljesen felolvadnak. A felolvadt kristályok egy része pulzálás hatására visszafelé áramlik a kristályok között s a kristályok felületére tapadt anyagot lemossa. A felhígult folyadék a szűrőn keresztül távozik az oszlopból. Az eljárás hiányossága, hogy a hőátadás nem egyenletes, a kristály és folyadék fázis egyensúly csak részben biztosítható. Célunk a találmánnyal olyan megoldás kialakítása, amellyel minimális anyagveszteség mellett a homogènes szelektív hőbevitel folytán a visszahígulás nagymértékben csökkenthető, s az anyag- és hőmérleg egyensúly heterogén kristály méretek eseten is folyamatosan biztosítható. A találmány szerint a hőbevitelt az elválasztandó anyagok eltérő clektro-fizikai tulajdonságaira alapozva oldjuk meg. A felületén folyékony fázissal borított kristályhalmazt nagyfrekvenciás elektromágneses erőtérbe vagy változó pólusú potenciál különbséggel rendelkező térbe helyezzük oly módon, hogy a kristályok és az azok felületét borító folyadék elektro-fizikai tulajdonságaiknak megfelelő mértékben vegyenek fel energiát. A felvett energiamennyiség hővé alakul ily módon, a kristályfelületet borító nagyobb veszteségi tényezőjű illetve nagyobb vezetőképességű réteg egyenletesen, de a kristályra nézve szelektív módon melegszik. A határfelületi réteg viszkozitása csökken, tehát a kristály felületről könyebben távozik, azaz olvad le és így gyakorlatilag teljesen tiszta kristály marad vissza. A felületi réteg eltávozásával a kis vezetőképességű, illetve veszteségi tényezőjű kristály már számottevő energiát nem vesz át, így a kristály kis hányadának felolvasztása biztosítja a kívánt mértékű elválasztást. Miután az energiafelvétel a nagy veszteségi tényezőjű, illetve vezetőképességű komponens koncentrációjától függ, az elválasztási folyamat önszabályozó jellegű. A tisztítási zóna után áthaladó kristályhalmaz veszteségi tényezője, illetve vezetőképessége jellemzi a tisztasági fokot, így alkalmas a tisztasági fok állandó szintű beállítására, illetőleg annak automatikus szabályozására. A találmány szerinti berendezés bevezetőcsővel, elvezetőcsővel és szűrőegységgel ellátott szeparátoroszlopot tartalmaz. A berendezés két elektródával rendelkezik, amelyek közül az egyik elektróda az oszlopban koncentrikusan van elhelyezve, míg a másik elektróda az oszlopon van kialakítva. Az oszlopban koncentrikusan elhelyezett elektróda előnyösen szigetelőanyag köpennyel, pl. teflonnal vagy üveggel van borítva. Az oszlop előnyösen szigetelőanyagból készül, amelyen egy külső elektróda van elhelyezve. A találmány egy előnyös kiviteli alakjánál az oszlopban koncentrikusan elhelyezett elektródán sugárirányban kifelé, valamint az oszlopon sugárirányban befelé célszerűen rozsdamentes acélból készült, rudak vannak elhelyezve. Az oszlopon elhelyezkedő rudak összeköttetésben állnak a külső elektródával. A koncentrikus elektróda a rajta elhelyezett rudakkal együtt forgatható. A találmány szerinti berendezést a továbbiakban kiviteli példák és rajzok alapján ismertetjük részletesebben. A rajzokon az 1. ábra a találmány szerinti nagyfrekvenciás elektromágneses erőtérrel üzemelő fáziselválasztó berendezés, a 2. ábra az 1. ábra szerinti berendezés központi elektródája, a 3. ábra az 1. ábra szerinti berendezés oszlopa a külső elektródával, a 4. ábra a találmány szerinti váltóáramú fáziselválasztó berendezés, az 5. ábra a 4. ábra szerinti berendezés központi elektródája, és a 6. ábra a 4. ábra szerinti berendezés oszlopa és külső elektródája. Az 1. ábrán a nagyfrekvenciás elektromágneses erőtérrel üzemelő fáziselválasztó berendezés látható. A berendezés a fémből készült központi 1 elektródot, a műanyagból készült 5 oszlopot és annak külső felületén körkörösen elhelyezett fémből készült 6 elektródot, továbbá a 8 bevezetőcsövet, a 7 elvezetőcsövet és a 9 szűrőegységet tartalmazza. Az 1 elektród a szigetelőanyagból, előnyösen teflonból vagy üvegből készült 2 köpennyel van borítva. Az áram hozzávezetését az 1 elektród 3 csatlakozója és a 6 elektród 4 csatlakozója biztosítja. A 2. ábra az 1. ábra szerinti berendezés központi 1 elektródáját mutatja. Az 1 elektróda a 2 köpennyel és a 3 csatlakozóval van ellátva. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
