197853. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szilárd szemcsés és/vagy darabos anyag és/vagy kolloid szemcsék által alkotott rétegben kis sebességgel áramló folyadékok egyenletes eloszlatására
197853 kálium-permanganáttal színezett vizes oldatot vezettünk a tartályba, és vizsgáltuk a folyadéknak a rétegen való áttörését. A rétegben a folyadék-beadagolást követően igen rövid idő alatt áramlási csatornák alakultak ki, majd mintegy 30 perc elteltével egyetlen nagy csatorna képződött, és az oldat megjelent a réteg tetején. Az áramlási csatorna és a réteg többi része között csak igen lassú diffúziós áramok tartottak fenn kapcsolatot, ezért a betáplált folyadék áttörése még 20 óra elteltével sem fejeződött be. Egyenletes eloszlatás és dugószerű áramlás esetére az átlagos áttörési és tartózkodási idő 6,04 óra. A következő művelet során a fentiek szerint tápláltuk be a folyadékot, azonban a 6a, 6b kamrákban a v,, v2 folyadékszinteket a 13 nyomóközeg — gáz — nyomásának változtatásával periodikusan csökkentve és növelve a kamrákban lévő — szilárd szemcséket is tartalmazó — folyadékot a c kettős nyilaknak megfelelően — a 8 átvezető nyílásokon keresztül periodikusan be- és kiáramoltattuk. E periodikus áramlásokat a 4. ábrának megfelelő, tehát antiszimmetrikus szabályos ütemezéssel idéztük elő, aminek eredményeként a v,, v2 folyadékszintek a két kamrában szabályos időközönként egymással ellentétes módon változtak. A vtí,, v,fe és v26, v2é szelepek ütemezett működtetésével percenként 17 teljes periódust hajtottunk végre. A 0,1 bar szabályozott túlnyomású levegővel a 6a, 6b kamrákban 30 mm-es folyadékszint-ingadozást idéztünk elő, ami egy ütejmben 0,04 liter folyadék áramoltatásának felelt meg. Ez az áramlási sebesség a 0,3 1/h térfogatárammal átvezetett folyadéknak a 136-szorosa volt. Az átvezetett folyadék számított átlagos lineáris sebessége az 515X20 mm-es keresztmetszetben 2,9 cm/h volt. A 6a, 6b kamrákból való folyadék be- és kiáramoltatás a 20X70 mmes átvezető nyílás-keresztmetszetben, vagyis az alsó zónában 2900 cm/h átlagos lineáris sebességű mozgást eredményez. A kamrákból történt be- és kiáramoltatások még a réteg középső részében is eredményeztek néhány mm-es szintingadozásokat. A szintingadozások hatására a szilárd szemcsék rétegének — a 7 töltetnek — a magassága 400 mm-ről 650 mm-re, ezzel párhuzamosan pedig a folyadéknak a rétegben való átlagos tartózkodási ideje (az ideális áttörési idő) 14,5 órára növekedett. A berendezés a találmány szerinti módon üzemeltetve áramlási csatorna egyáltalán nem képződött, és a folyadék egyenletesen eloszolva, a dugószerű áramlást megközelitő módon tört át a rétegen. A színezett folyadék a réteg tetején 12 óra elteltével jelent meg, és a 16. órában az áttörés gyakorlatilag befejeződött. 2. példa A találmány szerinti eljárást a 7. és 8. ábrák szerintihez hasonló olyan berendezésben 15 foganatosítottuk, amelynek 1 tartálya 580 mm hosszú, 280 mm széles és 400 mm magas volt. A tartályban 360 mm magas, 58,8 liter hasznos térfogatú töltetet — réteget — alakítottunk ki, amelyet hosszatni oldalai mentén három-három, rövidebb oldalai mentén pedig egy-egy kamra vett körül, amelyeket 45 mm átmérőjű csövek alkottak. A csövek E réteg aljához csőkönyekkel csatlakoztak. A kamrákban a folyadékszint 150—250 mm között volt változtatható, ennek megfelelően a kamrák együttes hasznos térfogata 1,9— 3,2 liter között váltakozott. A rétegek 1—3 mm szemcseméretű, 2,6 g/cm3 sűrűségű, 92,8 kg mennyiségű ásványi őrlemény alkotta. A réteget vízzel árasztottuk el, majd 35 g/1 koncentrációjú, kálium-permanganáttal színezett vizes nátriumklorid-oldatot vezettünk bele a tartály hosszabb oldalai mentén elhelyezkedő három-három kamrán keresztül, összesen 3,6 I/h térfogatárammal. A folyadék elvezetése a réteg tetejéről túlfolyással förtént. A kamrákból a réteg alsó zónájába a főtechnológiai irányban felfelé áramló folyadék haladási irányára keresztirányú, elméletileg vízszintes segéd-folyadékbeáramoltatásokat és -kiáramoftatásokat a következőképpen vezéreltük (ütemeztük): — a tartály hosszabb oldalai mentén elhelyezkedő három-három kamrát ellentétes ütemben oly módon vezéreltük, hogy az egyik oldal középső kamrája mindig a másik oldai két szélső kamrájával került azonos ütembe; — a szelepek (záró-szabályozószerelvények) működését, azaz a'kamrákban kialakuló folyadékszintet egy pszeudovéletlenszerű jelet (mesterségesen előállított bináris zajt) szolgáltató generátor felhasználásával kvázisztochasztikusan vezéreltük oly módon, hogy az egyes ütemek időtartama (periódusideje) 1 —10 sec között véletlenszerűen változott. Ilyen üzemeltetés mellett az egyes kamrákban ütemenként 10—50 mm-es szintingadozás alakult ki, amelyekből maximum 150 mmes eredő szintingadozások jöttek létre. A három-három kamra egyidejű működését figyelembe véve ütemenként mintegy 0,048—0,24 1 mennyiségű folyadék be- és kiáramlása következett be. Ilyen áramlási viszonyok mellett az egyenletes eloszlatás esetén kialakuló ideális dugószerű áramlásra számított 7,17 órás átlagos tartózkodási idővel szemben az áttörés 5,1 óra elteltét követően kezdődött meg, és 9,6 óra elteltével fejeződött be. A berendezés egy másik üzemeltetési módja során fordított kiszorításos nyomjelzéssel vizet adagoltunk a réteg tetejére, és az oldatot a tartály rövidebb oldalaihoz csatlakozó egy-egy kamra belsejében elhelyezett túlfolyócsöveken át vezettük el; ily módon az oldat a rétegen felülről lefelé szivárgott keresztül. A tartály hosszabb oldalai mentén elhelyezkedő három-három kamrában le-16 9 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 05
