196918. lajstromszámú szabadalom • Fluidizációs ágy két összekevert, szilárd halmazállapotú fázis folytonos szétválasztásához
1 196 918 2 A találmány tárgya fluidizációs ágy, két összekevert szilárd halmazállapotú fázis szétválasztására, ahol az egyik fázis a másik fázis fluidizációs feltételei mellett nem fluidizálható; amely fluidizációs ágy háza rugalmas felfüggesztésű, és alsó fluidizációs gázáram köpennyel és felső fluidizált anyagot továbbító köpennyel van kialakítva; ahol a köpenyek között porózus fal van; továbbá legalább egy gázellátó vezeték van az alsó köpenybe csatlakoztatva, valamint legalább egy gázelvezető vezeték van a felső köpenybe csatlakoztatva. A technika állása szerint ismeretes számos különböző eljárás és berendezés fluidizációs ágy felhasználásával, különböző poralakú anyagoknak egy tárolási övezettől legalább egy felhasználási övezetig való továbbítására, ahol az említett övezetek szánfottevő távolságra vannak egymástól úgy, mint pl. a zsákoló.,berendezéseknél, ahol a tároló helytől a zsákolóíg szükséges továbbítani a poralakú anyagokat, vagy pl. konténerek megrakásánál, illetve extrudáló présekből kialakított gyártósorok kiszolgálásánál. A szóban forgó feladat megoldásának egyik konkrét példája az alumínium olvadék elektrolízissel történő előállításánál az elektrolizáló kádak vagy cellák timfölddel történő elltátása. Ismeretes, hogy ez a feladat tipikus példáját képezi a poralakú anyag viszonylag jelentős távolságra való továbbításának. Ismeretes, hogy az alumínium olvadék elektrolízissel történő előállításához alapanyagul szolgáló timföldet nagy kapacitású tárolókban vagy más néven silókban raktározzák. A silókból a timföldet gyakran több száz méter távolságban lévő felhasználási övezetbe szükséges továbbítani. Ezt a feladatot régebben nagy teljesítményű mozgatható szállítótartály lánccal, vagy magas nyomású levegővel működő szállító rendszerrrel vagy egyéb mechanikus továbbító eszközzel oldották meg. Az utóbbi időszakban mind elterjedtebbekké váltak a timföld továbbítására azok a fluidizációs ágy működési elvén működő berendezések, amelyeket nagy számban említ a vonatkozó szakirodalom. Az egyik ilyen berendezést ismerteti pl. a 4 016 053 sz. USA szabadalom. A berendezés timföld tárolási övezettől felhasználási övezetig történő továbbítására szolgál és magában foglal egy elsődleges fluidizációs ággyal működő szállítóművet, amely a timföld fluidizációjához szükséges gáz betápláló és kibocsátó elemekkel van kialakítva, amely fluidizációs ágy révén megoldott a timföld permanens fluidizációja; továbbá a szóbanforgó megoldás másodlagos fluidizációs ágy szerkezetei van kialakítva, amelyet fluidizációs gázt betápláló és kibocsátó elemekkel szereltek fel és amely másodlagos fluidizációs ágy szintén permanens fluidizált állapotban tartja a szállítandó timföldet; és a timföldet fogadó és továbbító, valamint ürítő elemekkel van kialakítva. Az ismertetett berendezést az egyes elektrolízis kádaknál, illetve celláknál a poralakú timföldet megfelelően betápláló adagoiószerkezettel szerelték fel. Ismeretes, hogy a porszerű vagy poralakú anyagot továbbító fluidizációs ágy működési elvén működő berendezések mindaddig kifogástalanul működnek, ameddig a továbbítandó anyag megőrzi egységes, egy szilárd fázisból felépített, szemcsés, illetve poralakú szerkezetét. Különböző problémák jelentkeznek azonban olyan esetekben, amikora továbbított, illetve szállított anyagok a fluidizációs ágy elvén működő szállítóműben két, egymással összekevert szilárd halmazállapotú fázissá alakulnak. A problémát az jelenti, hogy az egyik fázis fluidizációs feltételei mellett a másik fázis többnyire nem fluidizálható. Ennek következtében a nem fluidizálható fázis lerakódásaitól a porózus falon eltömődések keletkeznek. Ez a jelenség azt a hiányosságot okozza, hogy az. egyébként fluidizálható másik fázis fluidizációja megnehezedik és a fluidizációs ágy működési elvével végzett továbbítás nehézségekbe ütközik. Az említett jelenségből fakadó hiányosság különösen szembetűnővé válik olyan üzemi feltételek mellett, mint amilyeneket pl. az alumínium előállításának olvadék elektrolízissel történő műveleteinél tapasztalhatunk, ahol fluorin tartalmú szennyeződések következtében gyakori a nem fluidizálható szilárd fázis kialakulása és a fluidizálható fázissal való összekeveredése. Az ilyen szennyeződésekkel kevert timföld hajlamos tömör zömiiiékekot ún. aglomcrátiimokat képezni. A találmánnyal célunk az említett hiányosságok kiküszöbölése, azaz a porszerű vagy poralakú anyagok továbbítására használt fluidizációs ágy tökéletesítése, amely két, egymással összekevert szilárd halmazállapotú fázis szétválasztását képes a továbbítás folyamatossága mellett megoldani. A találmánnyal feladatunk a két egymással összekevert szilárd halmazállapotú fázis szétválasztássá, amely a nem fluidizálható szilárd fázis leválasztását és a fluidizálható szilárd fázis továbbítását egyaránt lehetővé teszi, újszerű szerkezeti elemek alkalmazásával, illetve a szerkezeti elemek egymáshoz képesti térbeli elrendezésének módosításával. A találmány alapja az a felismerés, bogy a kitűzött feladat a bevezetőben ismertetett típusú fluidizációs ágynál megoldódik, ha a porózus falra lerakodó szilárd halmazállapotú fázis felszaggatásáról és ezen felszaggatott lerakódások meghatározott ürítő nyílás irányába való vezetéséről gondoskodnak. A kitűzött feladatot a bevezetőben ismertetett típusú fluidizációs ágynál dg)' oldottuk meg a találmány szerint, hogy a felső köpenyének — a két, összekevert szilárd halmazállapotú fázist szabályozottan bevezető eleme van, — a ház homlokfal! síkján elrendez« fluidizált szilárd fázist kibocsátó túlfolyója van, — a lerakódott szilárd fázist ürítő, a válaszfalon a porózus fal magasságában kialakított nyílása van a felső köpeny túlfolyóval átellenes végén, — továbbá a porózus falhoz csatlakoztatott vibrációs egysége van; ahol a vibráció frekvenciája célszerűen750és 1500 között van percenként, amplitúdója pedig célszerűen 2—5 mm, továbbá a vibrációs mozgásnak porózus fal irányú, a túlfolyóval átellenes oldalra mutató vektorértelmű összetevője van. A találmány szempontjából előnyös, ha a vibrációs mozgás vektora a porózus fal síkjával célszerűen mintegy 20°—60° szöget zár be. A találmány szempontjából továbbá célszerű, ha a vibrációs mozgást 1—3 perces periódusokban valósítjuk meg, óránként kétszer vagy négyszer. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
