164292. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés olajmentes nyomás alatti levegő előállítására
164292 Egy további lehetőségként a nyomás alatti levegőt hűtőberendezésben hűtik és a gázfázisú olajat folyadékfázisba viszik át, majd szokásos módon eltávolítják, pl. állandó kismennyiségű levegő lefúvatása mellett szabadra fúvatják, vagy 5 kondenzedényen keresztül engedik le. Ez a módszer nagyméretű költséges berendezést igényel és végülis az olajgőz parciális nyomása megszabja a levegőben maradó olaj mennyiségét. Célunk, hogy viszonylag egyszerű és olcsó 10 eljárással és berendezéssel olyan szintre szállítsuk le a levegőben maradó olajmennyiséget, amely elhanyagolható és megengedhető a levegő használata szempontjából. A találmány szerinti eljárással olajkenésű 15 kompresszor esetén is teljesen olajmentes levegőt tudunk biztosítani. Kísérleteink szerint például 0,2 g/m3 mennyiségű belépő olaj esetén a kilépő levegőben 0,002 g/m3 és még kevesebb olaj volt ami már elhanyagolható. 20 A találmány lényege, hogy a sűrített levegőben levő olajat megfelelő körülmények között elégetjük. A kompresszorok kenésére használt olajok lobbanáspontja kb. 220 C° körül van, így légköri 25 állapotban, tehát légköri nyomáson kb. 700-800 C° mellett tökéletesen elégethetők. Ez a hőmérséklet azonban a gyakorlatban nehézséget okozhat, mert egyrészt a sűrített levegő nyomásán és az elégetés hőmérsékleten kell az alkalmazásra 30 kerülő szerkezeti anyagok szilárdságát, másrészt a szükséges nagy előmelegítési hőigényt is biztosítani. Ezért olyan megoldást választunk, melynél elérhető, hogy ezek a szénhidrogének alacsonyabb hőmérsékleten kb. 350-400 C° -on is biztosan és 35 tökéletesen elégjenek. Ezt a feltételt katalizátor alkalmazásával biztosítjuk. A kompresszorból kilépő levegő mint ismeretes, porral, nedvességgel és olajjal szennyezett. Ezek az alkotók azonban az adott áramlástani, hőmérsékleti 40 és nyomásviszonyok mellett egymással is kapcsolatba lépnek. A levegőben levő porszemcsék a kompresszió utáni lehűlés alatt kondenzációs magot képeznek, melyekre a vízgőz és az olajgőz egy része kicsapódik, és emulziót alkot. Ez az emulzió 45 a porszemcsék nagy részét tulajdonképpen le is köti. A kompresszió után a sűrített levegőben egyrészt folyadékfázisú közeget — nevezetesen emulziót - másrészt az adott nyomásnak és 50 hőmérsékletnek megfelelő állapotú vízgőzt és olajgőzt találunk. Megjegyzendő azonban az a lényeges jelenség, hogy az olaj jelentős része ugyan gőzformában található, azonban másik hányada igen finoman porlasztott cseppek alakjában van 55 jelen. A kompresszió folyamata, különösen a kompresszorból történő nagysebességű gázkiáramlás mintegy porlasztó hatásként működik és így a kompresszorból kiragadott olajmennyiség nagyobb mint az amely az adott hőmérséklet és nyomás 60 mellett a levegőt telítené. Például az olajkenésű kompresszoroknál alkalmazott K 60-as kenőolaj 7 ata levegőnyomás és kb. 120-130 C°-os kompresszor kilépő hőmérséklete, továbbá 20 C° és ip = 70% rel. nedvességtartalmú beszívott levegő (az 65 absz. nedv. tart. kb. 10 gr víz/kg száraz levegő) mellett, mintegy 2,5 gr olaj/kg száraz levegő telíti a levegőt. Egy három hengeres léghűtéses 100Nm3 /h teljesítményű kompresszor olajfogyasztása pedig számítással (Karabin: Légkompresszorok. 178. ö.) kb. 30 gr/h. Ez a légszállítás figyelembevételével mintegy 10-szerese a telítési értéknek. A valóságban a kompresszorok elhasználódási állapotától függően ennek az értéknek 10-szeresét is fogyasztják. Ezeknek a többletcseppeknek a fizikai törvények értelmében ködfázisban kell jelenlenni, ami finom eloszlott folyadékcseppekből áll. (A gyakorlatban a többlet olajmennyiség a levegőben olajköd alakjában található meg.) Az igen finom eloszlású és igen kisméretű cseppek viselkedése erősen megközelíti a gőzrészecskék viselkedését. Az égető rendszer szempontjából — különös tekintettel a katalizátor egyértelmű működésére — igen fontos követelmény, hogy egy emulziót tartalmazó folyadék ne kerüljön a reaktorba, ugyanis az olaj égési tulajdonságait ismerve annak először éghető gázfázisba kell kerülni, hogy az égés bekövetkezzen. Az emulziót éghető fázisba történő átalakítása, annak sok alkotója miatt (por, rozsda, víz stb.) nehéz ezért egy jó hatásfokú mechanikus leválasztót kell alkalmazni, mely adott esetben egy megfelelő kialakítású ciklon is lehet. A tényleges folyadéktól - emulziótól - elkülönített levegő már csak a gázfázisnak megfelelő tulajdonságú szennyeződéseket, mégpedig vízgőzt és „olajgőzt" tartalmaz. A fentiek figyelembevételével, a találmány tárgya eljárás nyomás alatti levegő olajtalanítására, amelynek során kompresszorból vagy préslevegőhálózatból érkező levegőből irányterelő vagy centrifugális erőt alkalmazó készülék, például ciklon segítségével a folyadékfázisú por-víz-olaj emulziót leválasztjuk és a nyomás alatti levegőt olajtól mentesítjük. Az olajtól való mentesítést úgy végezzük, hogy a vízgőz és olajgőz keveréket tartalmazó nyomás alatti levegőt célszerűen hőcserélős előmelegítő közbeiktatásával, katalizátort is képező egy vagy több platina fűtőszálat tartalmazó és ugyancsak katalizátor hatású (pl. 100 rész y (gamma) A12 0 3 , 35 rész Cr0 3 és 5 rész Mn 2 0 3 ) tartalmú szemcsés anyaggal legalább részben töltött csőrendszeren vezetjük át, miközben a csőrendszer elején a hevített szemcsés katalizátor anyagon és a fűtőszálakon az olajtartalmat hevítés kíséretében kigázosítjuk, majd a csőrendszer második részében a levegő oxigénjével elégetjük és az olajtól mentes kilépő nyomás alatti levegőt lehűtjük. Az alábbiakban a találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmas ugyancsak találmány szerinti berendezést ismertetünk példaképpen rajz alapján. Az ismertetett berendezés különösen előnyös és az ismertetésből a találmányra vonatkozó további részletek ismerhetők meg. Az 1 kompresszor által szállított pl. 4-7 kp/cm2 nyomású és kb. 100-120 C° levegő a 2 ciklonba jut, ahol a folyadékfázisú részecskék leválasztásra kerülnek. 2
