148205. lajstromszámú szabadalom • Folytonos szorpciós eljárás folyadék- vagy gázelegyek szétválasztására

148.205 3 hogy alumíniumoxidot, sziliciumoxidot és az alkalmazandó fém oxidját — pl. valamely alkálifém (mint nátrium, litium vagy kálium) vagy alkáliföldfém (mint kalcium, magnézium, bárium vagy stroncium) oxid- vagy hidroxid-származékát együttes lecsapás útján vagy más elegyítési módszerrel egyenletes és igen bensőén diszpergált eleggyé alakítjuk, majd ebből, a sziliciumdioxidot, alumíniumoxidot és a fémoxidot, ill. fémhidroxidot tartalmazó oxidkeverékből a víz feleslegét eltávolítjuk, tmajd a diszpergált oxidkeveréket olyan hőmérsékletre hevítjük, amelyen a hidrátvíz elpárolog a szilárd részecskékből. Sok esetben előnyös lehet az így kapott dehidratált oxidkeveréket 200 és 400 C° közötti hőmérsékleten kalcinálni, az anyagszerkezet kellő merevségének és a részecskék szilárdságának biztosítása érdekében. Az elválasztási műveletek egy további olyan típusa, amelyre a jelen találmány szerinti eljárás alkalmazható, azon alapul, hogy a nyugvó helyzetű, pl. rögzített ágyban elhelyezett szilárd szorbens kémiai reakcióba lép a rögzített szorbenssel érintkeztetett folyadék- vagy gázáramban jelenlevő szorbeálhaitó alkotórésszel. Az ilyen elválasztások jellegzetes példája az alkáli-födfémek eltávolítása az ún. „kemény" vizekből, a víz lágyítása és/vagy iontalanítása céljából. Ennek során a kemény víz áramát az alkáli-földfémekkel reagálni képes zeolit-részecskék vag;/ szulfonált gyanta rögzített ágyával töltött ún. lágyító-tartányon vezetik keresztül, ez a lágyítószer-ágy szelektíven eltávolítja a vízből a keménységet okozó alkáli-földfém ionokat, így az ágyról lágyított, ionoktól mentesített víz távozik. Az alábbiakban részletesen ismertetendő deszorbens-áramnak itt a regenerálóoldat bevezetése felel meg; ilyen regeneráló-oldatként, amely ismét eltávolítja a lágyítószer-ágyról a szorbeáló ionokat, a zeolit-típusú és a szulfonált gyanta-típusú vízlágyítószerek esetében pl. vizes nátriumklorid-oldat használható. Az ilyen típusú eljárások egy másik jellegzetes példája esetében klorid- ás szulfát-ionokat oldott állapotban tartalmazó vizes cukoroldatot iontalanítanak az iontalanító gyantával való érintkeztetés útján; ilyen gyantaként pl. amidvagy arninoesoportokat tartalmazó oldhatatlan gyantát használnak, az iontp.lanító-tartányban elhelyezett szorbens-ágy alakiában. A jelen találmány szerinti folytonos szorpciós eljárás alkalmazható valamennyi fentebb említett — akár felületi adszorbciós, akár klatráeiós, akár molekuláris szűrős — típusú elválasztási művelethez, amelynek során olyan szilárd szorbens kerül felhasználásra, amelynek, szorpcióképessége azután a „kimerült" szorbens valamilyen kezelése útján helyreállítható. Különösen előnyösen alkalmazható azonban a találmány ezerinti eljárás olyan elválasztási eljárások esetében, amelyekben szerkezetileg viszonylag instabil szilárd szorbensek kerülnek felhasználásra, amelyeket éppen ilyen instabil voltuk következtében nem. ajánlatos az egyik zónából a másikba mozgatni, mert a szorbens-részecskék kopása és a szerkezeti instabilitás egyéb következményei miatt a szorbens aktivitása és használhatósága erősen szenvedne. A jelen leírásban, a találmány általános elgondolásainak kifejezése céljából a „szorpció" fogalmát ilyen általános értelemben fogjuk használni; szorpciónak fogunk nevezni minden elválasztási módszert, melyben olyan szilárd anyag kerül felhasználásra, amely szelektíven köti meg valamilyen alakban a vele érintkeztetett fluid elegy legalább egy alkotórészét — akár adszorpció, akár klatráció, okklúzió vagy kémiai reakció útján — és azzal a szilárd anyagnak az eredetitől eltérő vagy „kimerült" állapota jön létre; a „szorpció" fogalmát itt tehát olyan értelemben használjuk, amely a fentiekben említett elválasztási eljárások bármelyik, ill. valamennyi típusát magába foglalja. A jelen találmány szerinti eljárás „ciklusos" és „folytonos" eljárásként jellemezhető. Ezekkel a jelzőkkel egy olyan módszert kívánunk jellemezni, amelyben a különböző bevezetett, ill. elvezetett fluid áramok be-, ill. elvezetése folytonos módon történik, míg a szilárd szorbens tömege lényegében nyugvó helyzetben marad a szorpciós rendszeren belül, az elválasztandó elegy és a deszorbens bevezetési pontját és a termék-elvezetési pontokat pedig meghatározott időközönként egyidejűleg; egyenlő szakaszokkal előbbre helyezzük, a kezelendő fluid elegynek a rendszeren keresztül történő ciklusos keringtetése közben. Bár a szilárd szorbens eközben állandóan nyugvó helyzetben marad, a fenti módon mégis ellenáramhoz hasonló elrendezés jön létre, minthogy a szilárd szorbens minden egyes része egy-egy teljes műveleti ciklusban (tehát a négy kezelő-zóna időszakos előbbre helyezései egy teljes ciklusának lefolyása alatt) egymás után a negyedik, harmadik, második, majd az első zóna céljaira szolgál, míg a fluid anyag áramának általános iránya ezzel ellenkező. A kezelendő fluid anyag egy olyan ponton lép be az első zónába (ez szolgál szorpciós zónaként), amelynél a szilárd szorbens viszonylag kirnerültebb, mint azon a ponton, amelynél a i'aífmátum áramát, ill. a szorbeálatlan alkotórészt ebből a szorpciós zónából elvezetjük; emellett a szorpciós zónát időszakonként előbbre helyezzük, a helyreállított szorpciőképességű szoirbens-szakasz felé. A találmány szerinti eljárás szemléletesebbé tétele céljából azt is mondhatjuk, hogy ez a rendszer a szilárd szorbens egyetlen nyugvó tömegének sorozatban elrendezett és egymással összeköttetésben álló négy zónájából áll, amelyek között azonban nincsen más tényleges határvonal, mint a különböző fluid áramok bevezetési és elvezetési pontjai által meghatározott zóna-határok. Az első zónát, amelybe a bevezetési pontnál a kezelendő fluid elegy bevezetésre kerül, „szorpciós" zónának nevezzük. A szilárd szorbens-tömegen keresztül haladó fluid áram irányában fekvő második zóna a „primer rektifikációs" zóna; az ennek szomszédságában levő legközelebbi zónát „deszorpciós" zónának nevezzük; a negyedik zónát ebben a leírásban „szekundér rektifikációs" zónának fogjuk nevezni. A leírás egyszerűsége kedvéért ezeket a zónákat, amelyek az időközönként előbbre helyezett kezelési zónáknak, ill. a fluid közeg és a szilárd szorbens érintkeztetési zónáinak felelnek meg, az alábbi leírásban a találmány egy jellegzetes megvalósítási alakjával kapcsolatban fogjuk közelebbről ismertetni, amelyben e zónák mindegyike egymással összeköttetésben álló rögzített ágyak sorozataként jelenik meg, hangsúlyozni kell azonban, hogy a szilárd szorbensnek mind-