178727. lajstromszámú szabadalom • Készülék és eljárás folyékony anyagok porlasztására
7 178727 8 A fő arányok figyelembevételével, amelyekre már hivatkoztunk, a porlasztó méreteit a porlasztó kívánt teljesítőképessége szerint határozzuk meg. 4000 kg folyadék/óra feletti teljesítőképesség elérhető további rendszabályok nélkül. Korrozív közegek porlasztásánál a porlasztó szerkezeti anyaga bármilyen - az alkalmazás körülményei között — korrózióálló, mérettartó és kopásálló anyag lehet. Megfelelő anyagok például az Inconel, Hastalloy B vagy a Hastelloy C elnevezésű anyagok. A porlasztónak azokat a részeit, amelyek legjobban ki vannak téve kopásnak, így a 8, 9 és 10 jelű részeket, kopásálló bevonattal láthatjuk el vagy e részek már a szerelésnél nagy mértékben ellenálló anyagokból, így szilíciumkarbidból, wolframkarbidból vagy alumíniumoxidból készíthetők. A találmány értelmében valamely folyékony anyagot gáz vagy gázelegy segítségével egy kétfázisú porlasztóban, amely egy a folyadék betáplálására szolgáló és a folyásirányban kifolyónyílással rendelkező csőből, továbbá e cső köriá egy a gáz szállítására alkalmas és a folyadékbetáplálásra szolgáló cső vége fölé nyúló koaxikális csőből áll, amelyben az áramló gáz körülveszi és porlasztja a kifolyó folyadékot, úgy poriasztunk, hogy a folyadékot 10 cm/s és 200 cm/s közötti kifolyási sebességgel vezetjük a folyadékbetápláló csőbe, a gázt pedig nem-turbulens vagy csupán gyengén turbulens áramként változatlan vagy növekvő sebességgel oly módon áramoltatjuk a gázsszállító cső hosszában, hogy az áthalad a kónuszos csatornán, körülveszi és porlasztja a kijövő folyadékot, mimellett a gázáram és a folyadékáram irányai közötti szöget 70 és 90° között tartjuk, majd a gázt és a folyadékot egy rövid kifolyócsatornán együtt vezetjük át, amelynek a legkisebb átmérője a folyadék kifolyónyílása átmérőjének 1,0-1,6 szorosa és azon a helyen, ahol a gázszállító cső belső fala átmegy a kifolyócsatornába, le van kerekítve, így csupán kismérvű turbulencia keletkezik vagy nem alakul ki turbulencia a kimenő áramban amiatt, mert a lekerekités a kifolyócsatorna átmérőjének 0,1-0,4 szeres, mimellett a bevitt gáz mennyiségét úgy szabályozzuk, hogy a gáz és a folyadék közötti súlyarány 0,1 és 1,0 között legyen. Az a szög, amelynél a gázáram beleütközik a folyadékáramba, előnyösen 75° és 87,5° között, különösen pedig 11,5° és 82,5° között van. A találmány szerinti eljárás különösen alkalmas folyadéknak szilárdszemcsés fluidizált ágyba való porlasztására. Ebben az esetben előnyösen olyan gázmennyiséget alkalmazunk, hogy a működési körülmények között a gázkiáramlás sebessége 20 és 120 m/s, előnyösen 40 és 100 m/s között legyen annak érdekében, hogy megelőzzük a részecskék elporlását. Egy ilyen típusú eljárás nagy fontossággal bír, mégpedig olajnak vagy iszapnak fluidágyas kemencébe történő porlasztására, a hidrogénezésnél vagy az ásványolaj ^gázosításánál. Ez az eljárás különösen alkalmas megolvadt karbamidnak közömbös vagy katalitikusán aktív anyagú fluidágyba való porlasztására, ahogy ez szokásos melamin vagy danursav készítésénél. Ebben az esetben az alkalmazott porlasztógáz ammónia vagy ammónia-széndioxid-elegy. A karbamid hőmérséklete legalább 133 °C, a legtöbb esetben pedig 135 °C és 150 °C között van. A gáz hőmérsékletének nincs döntő jelentősége, szokásosan azonban 20 ° és 400 C között változhat. Az a sebesség, amellyel a folyadék távozik a betápláló csőből és találkozik a porlasztógázzal, tág határok között változhat, rendszerint 10 és 200 cm/s, előnyösen 50 és 150 cm/s között van. A használandó gázmennyiség olyan mértékű, hogy a súlyarány a bevitt gáz és a folyadék között az időegységre számítva 0,1 és 1,0, előnyösen 0,2 és 0. 5 között változik. Nagyobb gázsebességeket alkalmazhatunk ugyan, de ez nem szükséges. Az a sebesség, amellyel a gáz távozik a porlasztónyílásból a működési körülmények között, tág határok között változhat. A szokásos sebességek 20 és 200 m/s között vannak, de alkalmazhatók 40 és 100 m/s közötti, különösen pedig 60 és 90 m/s közötti sebességek is. Abban az esetben, ha karbamidot fluidizált részecskékkel rendelkező ágyba poriasztunk, a gázsebességet 100m/s-nél kisebbre kell választanunk a részecskék elporlásának elkerülése érdekében. A találmány szerinti készülék és eljárás különösen alkalmas melamin előállításánál. Az előállítás során egy kétfázisú porlasztó segítségével karbamidot poriasztunk katalitikusán aktív vagy inaktív anyagú fluidizált ágyba egy olyan reaktorban, amelyben a nyomást 1 és 25 atmoszféra között, a hőmérsékletet pedig 300 °C és 500 °C között tartjuk és amely egy vagy több fluidizált ággyal rendelkezik. Ezek közül legalább egy katalitikusán aktivált anyagból áll. A találmányt a következő példákon is bemutatjuk. Mivel nem figyelhető meg jól a porlasztó működése akkor, ha karbamidot ammóniával, mint porlasztógázzal poriasztunk, ahogy a melaminreaktorban, ezért vizet porlasztottunk különböző kísérletekben és különböző porlasztókkal, porlasztógázként pedig levegőt használtunk. Ezáltal a folyamat vizuális követése válik lehetővé és általános útbaigazítást kaphatunk a porlasztók hatásosságára. Azt találtuk, hogy a porlasztók ilyen körülmények között rosszul működnek és nem alkalmasak karbamid porlasztására. 1. példa Vizet poriasztunk levegővel, mint porlasztógázzal egy 1. ábra szerinti porlasztóban, amelyben azonban az átmenet a porlasztó kifolyócsatornájába (9 rész) nincs lekerekítve. A porlasztó kifolyónyílásának átmérője 38 mm, a folyadék-kifolyónyílás átmérője pedig 20 mm, az a és a’ szögek nagysága pedig 80 . A porlasztott víz mennyisége 2000 kg/óra és a levegő kiáramlási sebessége 1 ) 6 m/s. Változatlan gázhajtóerő/kg folyadék esetén egy ilyen levegősebesség 80 m/s ammóniasebességnek felel meg a működés körülményei között, ha karbamidot poriasztunk ammóniagázzal. A víz porlasztása kielégítő, de örvényokozta beszívás észlelhető a porlasztó kivezetőjében. Abban az esetben, ha karbamidot poriasztunk fluidágyba, a porlasztó fluidizált anyagrészecskéket szív magába, amely nagymértékben növeli az eróziótól eredő kopást a porlasztó kifolyócsatornájában. 5 10 15 20 2'5 30 35 40 45 50 55 60 65 4
