202960. lajstromszámú szabadalom • Készülék folyadék és gáz, illetve gőz elosztására és folyadékfilm képzésére
1 HU 202960 B A találmány tárgya készülék folyadék és géz, ill. gőz elosztására és folyadékfilm képzésére függőleges-csöves, ill. csőköteges, esöfilmes vegyipari berendezésekben. A függőleges-csöves, ül. -csőköteges, esöfilmes berendezésekben a függőlegesen lefelé áramló kétféle halmazállapotú közeg érintkezése, keveredése, egyenletes keresztmetszeti eloszlása, a folyadék filmszerű áramlása és a belső csőfelület teljes nedvesítése a folyadékterhelés ingadozása esetén is, a vegyipari berendezés működése és hatásfoka szempontjából alapvető jelentőségű. Ilyen kérdések merülnek fel az esőfilmes abszorberek, bepárlók és reaktorok működése során, valamint az abszorpciós, desztillációs, elpárologtatásos és gáz-folyadék reakcióműveletek esetében. Olyan készülék, amely ezeket a feltételeket biztositané, eddig ismert nem volt, A folyadékfilm-kialakítás történhet mechanikusan, pl. forgólapátos készülékben vagy a közegek megfelelő áramoltatásával, pl. a folyadék lefelé folyatásával esöfilmes készülékben. A vékonyfilm előnyei számos területen alkalmazhatók: folytonos desztillációra, nagy forrpontú maradékok hőérzékeny anyagainak eltávolítására, nem hőstabil anyagok koncentrálására, amikoris a folyadékot vékony, kb. 0,1 mm vastag filmmé osztják el a fűtött elpárologtató felületén. Az anyag- és hőátadást egyidejűleg megvalósító, folyadékfilm-kialakitó berendezéseket döntően bepérlási feladatokra, kisebb mértékben nagy hófelszabadulással járó kétfázisú reakciók végrehajtására alkalmazzák, ahol a nagy hóforgalom gazdaságos megvalósítása az elsődleges igény, amit a hőátadás növelésével (nagy hőhajtóeró, jobb hőátadási tényező) gazdaságosabb megvalósítani, mint a beruházási költségeket növelő hóátadó felület növelésével. Azoknál a műveleteknél viszont, ahol a nagy hőforgalom mellett az anyagátadás is meghatározó igény, a felületcsökkentési lehetőség korlátozott (pl. abszorpció, deszorpció), ezért éppen a nagyfelületű, megbízható működésű csőköteges filmkészülékeket az olcsó folyadékelosztás hiánya miatt nem vagy alig alkalmazták. A szakirodalomból (pl. Fejes Gábor - Fábri György: .Vegyipari gépek és műveletek", Tankönyvkiadó, Budapest, 1975) ismertebbek a merevlapátos, a lengőlapátos és a súrlódólapátos bepárlók, ahol a készülék és a lapátok között a film vastagsága a néhány század mm-tól a néhány mm-ig terjedhet. Ezek hátránya a statikus filmképzővel szemben az, hogy a készülék, a meghajtás és a lapátok igen pontos gyártást igényelnek, a meghajtás energiaigényes, az egész berendezés együtt karbantartás-igényes és ezért ezek a megoldások drágák. Felhasználásuk főleg a közepes- v. nagyviszkozitású anyagoknál indokolt. Ismertek a centrifugál folyadékbepárlók is pl. a Centri-Therm elnevezésű készülék (uo. 345. old. 5.51 ábra). Ez azonban az előző típusú megoldásoknál még drágább és csak az erre szakosodott cég képes a berendezést előállítani. A Scheffers-féle folyadékelosztó az esőáramú készülékek típusához tartozik (Dr. Szabó-Dr. Csury-Dr. Hidegkúti: .Élelmiszeripari műveletek és gépek", Mezőgazdasági Kiadó, Budapest, 1987, 309. old.) A készülék túlhevitett folyadékkal működik. A folyadékfilm áramlása a cső belső felületén függőleges. Nem alkalmas vékonyfilmek előállítására, ugyanakkor igen érzékeny a folyadékmennyiség változására; gyártása nehézkes, drága és nagy technikai felkészültséget igényel. ' A találmány célja olyan készülék kidolgozása, amely függőleges csőbe külön-külön bevezetett folyadék és gáz, ill. gőz érintkezését, keveredését, valamint a cseppfolyós halmazállapotú keverékből a csőfalon egyenletes eloszlású esőfilm képződését segíti elő olyan megoldásban, amivel kiküszöbölhetők az ismert folyadékfilm-kialakitó berendezések előbb felsorolt hátrányai. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a kitűzött cél olyan folyadék- és gázbevezető csővel érhető el, amelynek perdítócsatornával, előnyösen egy v. több bekezdéses csavarfelülettel, ill. csavarmenettel, vagy a függőleges cső tengelyével szöget bezáró, zárt vagy nyitott csatornával ellátott külső palástja a folyadéktérrel érintkezik, amely perditőcsatorna a folyadék bevezetésére szolgál, míg a gázbevezető cső belseje a gáztérhez csatlakozik. A készülék mind egyenáramú, mind ellenáramú műveletek elvégzésére alkalmazható; utóbbi esetben a folyadék a gázbevezető cső külső palástja mentén lefelé, míg a gáz, ill. gőz a csőben felfelé áramlik. A találmány szerinti készülék lényege tehát, hogy a függőleges csővel koaxiális gázbevezető csőnek külső palástfelületén a folyadóktérből a függőleges csőbe átvezető perditőcsatorna van. A perditőcsatorna előnyösen csavarfelület vagy csavarmenet hornya vagy a gázbevezető cső peremében kiképzett, a cső tengelyével szöget bezáró zárt vagy nyitott csatorna. A gázbevezető cső szájnyílása a gáztérben van. A találmány szerinti készülék egy példaképpeni, egyenáramú kiviteli alakját ábrázoló rajzon az 1, ábra a készülék függőleges hosszmetszetét, a 2. ábra pedig annak .A" részletét ábrázolja a reaktorban. A 2. ábra szerint az 1 reaktorban a 2 folyadékfilmet hordozó 3 függőleges cső szájnyílására a 4 kúposán kiképzett csavarfelületen támaszkodik fel az 5 gázbevezető cső, amelynek külső 6 palástfelülete a 7 folyadéktérrel érintkezik, 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
