148383. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fluór kinyerésére alumíniumgyártó kemencék gázaiból
2 148.383 elégetett gázt szolgáltatnak és e gázok hidrogénfluorid-tartalma kb. 0,066 tf%, óránként 1,41 m3 vízre van szükség ahhoz, hogy a mosóüzemből távozó víz végső hidrogénfluorid-koncentráeiója a 20 g/liter értéket érje el. A mosandó gáz és a mosóvíz fentemlített mennyiségei alapján a gáz és a mosóvíz térfogat-sebességei közötti arány Vvi2 1,41 vagy 50 C° hőmérsékletre és 1 atm nyomásra átszámítva : A gázáram és a vízáram ilyen arányát a szokásos szerkezetű, töltőtesteket tartalmazó tornyokban nem lehet elérni, minthogy ezekben a Vgáz/Vfolyadék arányának elérhető legnagyobb értéke 4—5000 körül van. Ez az arány azonban a legtöbb esetben még 1000-nél is jóval kisebb, mert egyébként a töltőtestek kielégítő mértékű nedvesítése nem biztosítható. Igen széleskörű kísérleteket végeztünk egy olyan torony-típus megtalálása érdekében, amely kielégíti a fentemlített követelményeket; e kísérletek során azt találtuk, hogy a tányéros oszlopok, különösen pedig a perforált tányéros oszlopok igen jól alkalmazhatók erre a célra, annak a ténynek ellenére, hogy az ilyen oszlopokkal elérhető maximális Vgáz/Vfolyadék arány, amelynek ér.téke az irodalmi adatok szerint 2380, kb. tizenötöd része annak az aránynak, amely a fentebbi számítások szerint a kívánt cél elérésére szükséges lenne. Egy 6 perforált tányért tartalmazó oszlop alkalmazása esetén a hidrogénfluorid 97%-ot meghaladó mértékű abszorpciója érhető el, 27—28 g/liter F-4ioncentrációval a távozó folyadékban, 1%-nál kisebb SO2-abszorpció mellett. A gáz és a folyadék térfogataránya meghaladta az 50 000 m3 gáz: 1 m3 folyadék értéket. Az abszorpciós toronyban fennálló hőmérséklet 45 C° volt. Az abszorpció hatásfoka a tányérszám növelésével még tovább fokozható. Előnyösen dolgozhatunk ezért több egymással sorozatba kapcsolt oszloppal. Fokozható az abszorpció hatásfoka a hőmérséklet csökkentése útján is, minthogy ezáltal a HF parciális nyomása (a folyadékfázisban levő hidrogénfluoridból) csökken, a HF vízben való oldhatóságának az alacsonyabb hőmérsékleten bekövetkező megnövekedése folytán. Az abszorpciós toronyban azáltal érhetünk el alacsonyabb hőmérsékletet, hogy a gázt bevezetés előtt száraz állapotban, tehát víz befecskendezése nélkül lehűtjük. Ez a hűtés hőkicserélő segítségével, vagy pedig az abszorpciós berendezéshez vezető gázvezetékben bekövetkező természetes hőveszteség kihasználásával történhet. A gáz és a folyadék közötti érintkezés is javítható mechnaikai eszközök, pl. keverés segítségével. Előnyös lehet a gáznak egy porleválasztón és/vagy egy hűtőtornyon való kergsztülvezetétése, ahol a gá»zt a mosóberendezésbe történő bevezetés előtt nedvesíthetjük. A találmány szerinti eljárásban nem alkalmazzuk a gáz vagy a folyadék visszakeringtetését. Ezáltal a mosóberendezés számottevően egyszerűsödik és olcsóbbá válik, minthogy így megtakarítható a visszakeringtetéshez szükséges szivattyúk beszerzési és üzemi költsége. Azt találtuk továbbá, hogy a perforált tányéros oszlop alsó része meghosszabbítható és a gázt ebben az esetben érintő-irányban vezethetjük be a torony meghosszabbított alsó részébe, amely így ciklon módjára fog működni. Ha a torony e részébe öblítőfolyadékot permetezünk be, akkor ezáltal a gáz nedves úton történő előzetes tisztítását biztosíthatjuk. Az oszlopnak ebben az alsó részében kívánt esetben egy vagy több tányért is elhelyezhetünk, amelyet a bepermeteztetett folyadék állandóan öblíthet. Ilyen öblítőfolyadékként az oszlopból távozó folyadék tárolására szolgáló tartányból vezethetünk be folyadékot. Ezt azután a gázzal párhuzamos áramban vezethetjük be az oszlop alsó részébe. Olyan folyadék is alkalmazható erre a célra, amely oldani képes a gáz kátrányos alkotórészeit. A gáz ilyen előzetes tisztítása nem csupán csökkenti annak por- és kátránytartalmát az oszlop ellenáramú mosásra szolgáló szakaszába való belépés előtt és ezáltal csökkenti a kátrány- és porleválás miatti eltömődéseket, hanem egyben javítja a gáz alakú fluor, a por és a kátrány teljes eltávolításának hatásfokát is. Azt tapasztaltuk, hogy a gáz által bevitt por- és kátrány-részecskék hajlamosak a tányérok alsó részén való lerakódásra és ezzel fokozatosan eltömik a tányérok nyílásait. Ez az eltömődés elkerülhető, ha ügyelünk arra, hogy a tányérok alsó oldala állandóan nedvesen legyen tartva: ezáltal a por- és kátrányrészecskék nem tapadnak olyan könnyen oda. Ez a cél oly módon érhető el, hogy mindegyik tányér alatt egy tölcsér alakú szervet helyezünk el. Ez a tölcsér egy kis átmérőjű hengeres alsó részből és egy kúpos felső részből áll, mely utóbbinak az átmérője a perforált tányér irányában növekszik, úgy, hogy felső nvílása a tányér egész perforált felületét fedje. Ezáltal a gáz kényszerül arra, hogy a perforált tányér elérése előtt keresztülhaladjon ezen a tölcséren. A mosófolyadékot azután a tölcsér hengeres részébe beillesztett csöveken vagy a gázáramban benyúló fút ókákon keresztül juttatjuk a tányérok alsó oldalára. Az ilyen tölcsérek alkalmazásának az a célja, hogy a tölcsér szűk részében az oszlop rendes üzeme folyamán a gázáram lineális sebessége a csökkentett keresztmetszet következtében elegendő nagy legyen arra, hogy a gáz a tölcsérbe belépő folyadékot teljes egészében magával ragadhassa. Ezáltal a tölcsérbe a perforált tányérok alatt befecskendezett folyadékot a gáz magával viszi a perforált tányérok felső részén levő folyadékfilmhez, aminek következtében a perforált tányérok alsó oldala is állandóan nedves lesz és így a por- és kátrányrészeoskék nem tapadnak oda. A tányérokhoz ütődő folyadékcs,eppek emellett állandóan és hatásosan öblíteni fogják a tányérokat, így azok a por- és kátrányrészecskék, amelyek mégis odatapadtak, leválasztódnak és a gázáram továbbviszi őket a tányérok felső oldalán elhelyezkedő folyadékfilmbe, az öblítőfolyadékkal együtt. A tölcsér-rendszer emellett gátolja a mosófolyadék tányérról tányérra történő lecsepegését, ami a közönséges jperforált tányéros oszlopokban egyébként mindig bekövetkezik, a tányérokon elhelyezkedő folyadék elkerülhetetlen
