165828. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fluorhidrogén leválasztására
5 165828 6 utánkapcsolt nagyteljesítményű porszűrővel (tömlőszűrővel vagy elektrosztatikus gáztisztítóval) kell eltávolítani. Ez az ütánkapcsolt szűrő az 1. ábrán nem szerepel. A 2. ábra szerinti folyamatábrán a 8 elektrolizáló- 5 kemencében keletkező fluorhidrogén-tartalmú gázt a 9 elszívóernyőn keresztül a 10 szellőző szívja el és az 1 rostélyon mint gázelosztón keresztül a 2 aknában levő expandált finomszemcsés alumíniumoxid-tartalmú fluidizációs rétegbe nyomja. Itt a fluorhidrogén 10 az adszorbensen megkötődik. Ebben a reakcióban része van fizikai adszorbciónak, kemoszorbciónak és kémiai kötésnek is. A 4 ciklonokban a fiuorhidrogént felvett, kihordott oxidot leválasztjuk és az 5 ejtovezetéken keresz- 15 tül visszavezetjük a 2 aknába. Az elektrolizálócellákba beadagolni szánt alumíniumoxid teljes mennyiségét vagy legalább 20%-át a 17 vezetéken keresztül a 6 adagolóberendezésbe juttatjuk, amely az oxidot egyenletesen juttatja az expandált fluidizációs réteg- 20 be. Az expandált rétegben a kívánt szilárdanyag-koncentrációt az 1 gázelosztó rostély alatti, statikus nyomás függvényében szabályzóit 7 kihordóberendezéssel állítjuk be és tartjuk konstans értéken. A 4 ciklonok távozó gázait a magával ragadott finom 25 porral pl. egy elektrosztatikus 12 gáztisztítóval választjuk le és 13 vezetéken távolítjuk el. A leeső finom port 14 vezetéken keresztül a 7 kihordóberendezésnél kihordott oxiddal a 15 szállítóvezetéken keresztül a 16 oxidadagoló tartályba juttatjuk. 30 A 3. ábra a 2. ábrának, illetve a 2. ábra szerinti eljárásnak olyan variációját mutatja, ahol a fluorhidrogén adszorbciójához finomszemcsés nátriumaluminátot használunk. A nátriumalumináttal lényegesen több fluorhidrogén vetethető fel és így 17 vezetéken a 35 6 adagolóberendezésen keresztül csak kis mennyiséget kell a fluidizációs reaktorba juttatni. Portalanító berendezésként itt is 18 tömlőszűrőt alkalmazunk utánakapcsolt 19 szellőzővel. A folyamatábra, illetve a berendezés további részei megfelelnek annak az 40 esetnek, hogy az alumíniumoxidot és a fluorhidrogént megkötött nátriumaluminátot elválasztva adagoljuk a 8 elektrolizálócellába a 20, ül. 16 tartályokon keresztül. 1. példa (lásd 2. ábra) 45 Az 1. ábra szerinti cirkuláció fluidizációs réteg 1 gázelosztó rostélyán keresztül a 8 elektrolizálókemencéből származó és 9 elszívóernyőn keresztül elszívott fluorhidrogén-tartalmú gáz 130 m3 /h mennyiségű részáramát 50C°-os hőmérsékleten és 35 mg/Nm3 50 fluorhidrogén-tartalommal 600 mm vízoszlopnyomással befújjuk. A 6 adagolóberendezésen keresztül a cirkuláló fluidizációsrétegbe óránként 500 g 60 mikron átlagos szemcsenagyságú, friss alumíniumoxidot adagolunk. Az adagolóberendezés fordulatszámát a 55 réteg nyomásveszteségén keresztül úgy szabályozzuk, hogy az konstans maradjon. A fluidizációs reaktor 2 aknájának belső átmérője 150 mm és belső magassága 3000 mm. Az aknában 5 kg, 1%-os izzítási veszteségű A12 0 3 van, amelyet 60 fluidizációs kalcinálással készítettünk és amelynek fajlagos felülete kb. 30 m2 /g. Az (üres aknára vonatkoztatva) 2 m/sec sebességgel áramló tisztítandó gázzal az alumíniumoxidot szuszpenzióban tartjuk. Az átlagos szilárdanyag-koncentráció ebben a szusz- 65 penzióban 95 kg/m3 , az óránkénti szilárdanyag körforgalom mintegy hússzorósa a csőben található szilárdanyagénak. A fluidizációs reaktor aknájában 1,5 sec átlagos tartózkodási idő után a tisztított gázt a fluorhidrogént megkötött alumíniumoxiddal együtt a 3 gázkilépőn keresztül a két 4 ciklonba vezetjük és ott egy maradék portartalomig mentesítjük az alumíniumoxidtól. Az alumíniumoxidot kifogástalan nyomásbiztos zárószervekkel rendelkező az 5 ejtővezetékeken keresztül a cirkuláló fluidizációs rétegbe vezetjük vissza. A 4 ciklonból kilépő tiszta gáz kb. 0,8 mg/Nm3 fluorhidrogén-tartalmú. A gázt a szabadba történő kilépés előtt egy utánkapcsolt elektrosztatikus gáztiszítóval választjuk el a magával ragadott finom portól. 2. példa (lásd 3. ábra) Az 1. ábra szerinti cirkuláció fluidizációsrétegbe az 1 gázelosztó rostélyon keresztül 5000 m3 /óra fluorhidrogén-tartalmú gázt füvünk be, amelynek hőmérséklete 60 C°-os és fluorhidrogén-tartalma 25-35 mg/HF/Nm3 . Az 1 gázelosztó előtt a nyomás kb. 350 mm vízoszlop. A friss nátriumaluminátot a 17 vezetéken és 6 adagolóberendezésen keresztül 1,15 kg/óra mennyiségben vezetjük be. A fluidizációs reaktor 2 aknájának belső átmérője 900 mm és belső magassága 4500 mm. Az aknában 450 kg nátriumaluminát van, melynek mólaránya Na2 0/Al 2 0 3 , lés 2 mól kötött vizet tartalmaz aluminátmólként. Az átlagos szemcsenagyság (50 súlyszázalék) 100 mikron, a térfogatsúly 0,3 kg/l. A tisztítandó gáznak a sebessége az aknában (az üres aknára vonatkoztatva) 2,6 m/sec, míg a gáz átlagos tartózkodási ideje az aknában 1,75 sec, és az átlagos szilárdanyag-koncentráció 15—16 kg/m3 . Az óránként cirkuláló szilárdanyag mennyisége az aknában levő szilárdanyag mennyiségnek kb. a tízszerese. A tisztított gázzal együtt lép ki a fluorhidrogént megkötött nátriumaluminát a két 4 ciklonba és ott egészen csekély maradéktól eltekintve leválasztásra kerül és az 5 ejtovezetéken keresztül visszajut a fluidizációs reaktorba, oly módon, hogy a nyomásveszteség a rendszerben állandó marad. A 4 ciklonból kilépő tiszta gázban még 0,6-0,9 mg HF/Nm3 gáz alakú fluorhidrogén van, a gázt a 18 tömlőszűrőn portalanítjuk és 19 szellőzővel 13 vezetékbe juttatjuk. A szűrőben leválasztott nátriumaluminátot 14 vezetéken keresztül egyesítjük a cirkuláló fluidizációs rétegből a 7 kihordóvezetékkel kihordott nátriumalumináttal és a 8 eíektrolizálókemence 16 adagolótartályába juttatjuk a 15 vezetéken keresztül. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás fluorhidrogén leválasztására gázokból, fluidizált állapotban levő szilárdanyagokkal (adszorbensekkel), azzal jellemezve, hogy a fluorhidrogént tartalmazó gázokat fluidizáló gázként 1—5 m/sec sebességgel vezetjük a 20—300 mikronos részecskeméretű szilárdanyagokat tartalmazó fluidizációs reaktorba és a túlnyomórészt felfelé kihordott szilárdanyagokat a fluidizációs reaktorba visszatáplálva cirkuláló fluidizációs réteget alakítunk ki. 3
