196717. lajstromszámú szabadalom • Berendezés és eljárás anyagok fluidizációs érintkeztetésére
1 2 A találmány különféle anyagok, például szilárd diszperz anyagok, folyadékok, valamint szilárdanyag-folyadék diszperziók egymással és/vagy gázzal való forgó-fluidizáeiós érintkeztetésére szolgáló berendezésre vonatkozik, elsősorban szárítási, granulálási, valamint szemcsék anyagréteggel való bevonására irányuló műveletek megvalósítása céljából. A találmány a berendezés segítségével foganatosítható forgó-flujdizációs anyag-érintkcztetési eljárásra is vonatkozik. Szilárd diszperz anyagokon pl. porok, szemcsebalmázok, növényi (vető(magvak és hasonlók, szilárdanyag-folyadék diszperziókon pedig pl. szuszepenziók, pasztaszerű anyagok, szűrő- vagy centrifuganedves anyagok stb. értendők. Szilárd diszperz anyagoknak folyadékból ill. gázzal történő érintkeztetésére számos műszaki-kémiai eljárás alkalmazható, nevezetesen állóréteges, mechanikusan szállított réteges (pl. szállítószalagos), csúszóréteges, mechanikus keveréses, gördülő réteges, vibrációs, ftujdizációs, gejzir-réteges, lebegtetéses, pneumatikus szállítátos és örvényréteges eljárások, illetve ezek kombinációi. (BJickle, T., Ormós, Z.: Energiagazdálkodás 13,49/1972/). A fent felsorolt eljárások közül az utóbbi évtizedekben egyre szélesebb körben alkalmazzák a fluídizációs eljárást ill. fluidizációs berendezéseket olyan, elsősorban fizikai műveletek (például szárítás, granulálás, bevonás stb.) megvalósítására, amelyeknél a feladat megoldásához szemcsés anyaghalmazok ill. szilárd-folyadék diszperziók, valamint folyadékok (pl. oldatok) egymással és/vagy gázzal történő egyenletes és intenzív érintkeztetése szükséges. Szilárd-folyadék diszperziók főleg nagy nedvességtartalmú, kis szemcseméretű, pasz.taszerű anyagok nedvességtartalmának az eltávolítására dolgozták ki a 167 659 számú magyar szabadalmi leírásból megismerhető örlő-fluidizációs szárítási eljárást, amelynek lényege, hogy a szárítandó anyagot valamilyen inert töltet (hordozó) szemcséinek gázzal fluidizált rétegébe adagolják. A nedves anyag a töltet szemcséinek fluidizációs mozgása és a réteg mechanikus keverése hatására bevonja a töltet szemcséinek a felületét és a száradási folyamat túlnyomórészt a szemcsék felületén kialakuló vékony rétegben játszódik le. A szárítandó anyag kisebb részben önálló rögöket alkot, azonban ezek a rétegmozgás hatására folyamatosan diszpergálódnak. Bizonyos nedvességtartalom elérése után a szárított anyag kis szemcséi leválnak a töltetszemcsék felületéről és a gázárammal távoznak a fluidizált rétegből. A töltetes fluidizált rétegből távozó majdnem teljesen száraz anyag utószárítása egy vagy több. taugenciális gázbevezetéssel kialakított örvényrétegben történik. A száraz terméket a gázáramból ciklonnal választják le, szükség esetén utóportalanító is kapcsolható a rendszerhez. Erinek az eljárásnak előnye, hogy a fluidizált rétegben levő viszonylag kisméretű (általában 1 mm átlagos átmérőjű) inert szemcsék felületén a szárítandó anyagnak a szárító közeggel (levegővel) való érintkeztetése igen intenzív, hátránya viszont, hogy az inert töltet viszonylag kis szemcsemérete miatt a dezintegráló erőhatások egyes esetekben nem érik el azt a mértéket, ami ahhoz szükséges, hogy a száraz porszerű anyag lekopjék az inert szemcse felületéről és a gázárammal távozzék a rétegből , A 174 030 számú magyar szabadalmi leírásból megismerhető továbbá egy olyan gejzír rendszerű berendezés és üzemeljárás porszerű, szemcsés, darabos anyagok, oldatok, szuszpenziók, pasztaszerű anyagok egymással ill. gázzal való érintkeztetésére ill. szárítására, amelynek az a lényege, hogy a készülék tartályában függőleges tengelyű szállítócsiga és függőleges tengelyű betétcső, valamint - szükség szerint — függőleges tengelyű keverő van. A tartály feneke perforált, sé a tartályba levegőt vezetnek be, ill. a tartálynak oldalsó levegőbezevető szerve van. E berendezés és üzemeljárás előnyösen alkalmazható bizonyos szárítási feladatok megoldására, így például fűszerpaprika őrlemény, takarmánykukorica, zöldség (például sárgarépa, zeller) kocka stb. szárítására, azonban - mim általában az ilyen gejzír rendszerű berendezéseknek — hátránya, hogy egyrészt a gázelosztás közel sem olyan egyenletes, mint a fluidizált rendszerekben, másrészt a körgyűrű keresztmetszetű, lefelé csúszó rétegben a viszonylag kismértékű szemcse mozgás miatt fönnáll a tapadás veszélye, ami korlátozza az alkalmazási lehetőségeket. így például granulálási vagy bevonási feladatok megoldásánál a gejzír rendszerű berendezések használata gyakran szóba sem jöhet, A granulálás és bevonás műveletének a megvalósítására mintegy két évtizede egyre gyakrabban és szélesebb körben alkalmaznak fluidizációs-porlasztásos eljá ást (Ormós, Z.: Granulálás fluidizált rétegben. Magyar Kémikusok Lapja30, 511 /1975/). Ennek az a lenj ege, hogy a szilárd alapanyagok gázzal fluidizált rétegére a műveleti célnak megfelelő szilárd anyagot tartalmazó folyadékot, oldatot, szuszpenziót vagy olvad'kot porlasztanak. Granulátumok előállítása során a br porlasztón folyadék általában kötőanyagot tartalma:-, s a folyadékkal nedvesített szilárd részecskékből fokozatos felépüléssel folyadék-kötőhidak által összetartott agglomerátumok képződnek. A granuláló folyadék oldószer-tartalmának elpárolgása után az agglomerátumokból szilárd kötésekkel rendelkező szemcsék képződnek. Filmbevonás vagy méretnövelő bevonás esetén a bevonat anyagát a porlasztóit folyadék általában oldott vagy szuszpendált állapotban tartalmazza, és a meleg levegővel fluidizált állapotban levő szemcsék vagy magok felületén a szilárd bevonat az oldószer, ill. szuszpendálószer elpárologtatásával alakul ki. \ fluidizációs-porlasztásos granulálás és bevonás szakaszos és folyamatos üzemmódban egyaránt megvalósítható (168.255 és 168.67 5 lajstromszámú magyar szabadalmi leírások). \ fluidizált rétegben a szemcsehalmaz és a gáz között nagyon jó hőátadás valósítható meg, és így az ilyen típusú készülékek általában hatékonyan, nagy teljesítménnyel működtethetők, más vonatkozásban azonban hátrányaik is vannak. A granulálás és a bevonás egyik alapvető feltételét, az intenzív szemcsemozgást ennél az eljárásnál a réteget átáramló gáz biztosítja. Nem megfelelő szemcsemozgás esetén a rétegben szabályozatlan szemcsenövekedés, rögképződés lép fel, ami bizonyos esetekben üzemzavarhoz is vezethet. Rosszul fluidizájtatható anyagoknál ezért -kisegítő eljárásként — gyakran mechanikus keverést vagy vibrációt kell alkalmazni. Hátrányt jelent az is, hogy az eljárásra - még megfelelő szemcsemozgás esetén is - a fluidizált rétegben levő szilárd részecsekék laza érintkezése a jellemző. Ebből adódóan a képződött agglomerátumok ill. 96.71 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
