166693. lajstromszámú szabadalom • Transzportfolyamatok intenzifikálására szolgáló agitátorok és alkalmazásuk heterogén kémiai reakciók folyamatos kivitelezésére
11 166693 12 dációs reakciókat. Az egyik reaktorban meghatározott mértékben oxidáljuk levegő diszpergálásával az ömledékben levő fém egy részét, amely a másik reaktorba jutva, az oxigént leadva a gőzfázisú reakciópartnert oxidálja, majd ismét visszajut az első reaktorba, ahol az ömledék újból részlegesen oxidálódik stb. (pl. ólomólomoxid rendszer). A találmány tárgyát képező új, passzív és aktív, nulla és egydimenziós, pont és vonalszerű elemekből álló agitátorokat és azok alkalmazását az itt következő példákon kívánjuk bemutatni, amelyek nem korlátozzák a szabadalom oltalmi körét. 1. példa Egy két liter űrtartalmú, hengeralakú, fémből készült edényben egy rotációs vonalagitátort forgatunk 2500 l/perc fordulattal. Az agitátor 330 mm átmérőjű, a Wa vonal elemek hossza 1 = 125 mm, száma sz = 3500 db, vastagsága q=0,8 mm. A J forgásfelület, amelyre az acél vonal elemek egy pontjukon vannak rögzítve 8740 cm2 . A készülék két anyagbevezető és egy elvezető csonkkal rendelkezik. Az anyag bevezető csőcsonkok a rotációs agitátor tengelyével párhuzamosan az agitátor elemekre vezetik a beadagolt anyagokat. Az elvezetett anyag egy tíz liter űrtartalmú készülékbe jut be, amely 5 liter, 5 C° hőmérsékletű vizet tartalmaz. Az egyik anyag bevezető csonkon 90 C° hőmérsékletű, 200 g megolvasztott paraffint vezetünk be, míg a másik csonkon ugyanolyan hőmérsékletű, 800 g vizet. A készülékből a paraffin/víz emulzió a hideg vizet tartalmaz» készülékbe folyik át, amelyben a paraffin megdermed. A paraffin szuszpenziót mikroszkóp alatt megvizsgálva megállapíthatjuk, hogy 0,5—1 m közötti részecskeméretű szuszpenziót kaptunk. 2. példa Egy 5 1 űrtartalmú hengeres készülékbe, amelybe az 1. sz. példa szerinti rotációs vonalagitátort, illetve egy propellerkeverőt helyezünk el felváltva (amelyek mindegyikét azonos: 5000 l/perc fordulatszámmal működtetünk), belehelyezünk 180 g nátriumbentonitot és 3450 ml 60 C° hőmérsékletű vizet. A két kísérletnél — a propellerkeverős és vonalagitátoros — azonos ideig, tíz percig végezzük a szuszpendálást. Az így előállított két szuszpenziót külön-külön üveghengerbe öntjük és figyeljük a kiülepedést. Megállapíthatjuk, hogy a propellerkeverővel készített szuszpenziónál a kiülepedés két óra múlva megindul, s két nap alatt teljes az elválás. Ezzel szemben a vonalagitátorral előállított szuszpenziónál a kiülepedés csak két hét után indul meg. 3. példa Megvizsgáltuk ecetsavnak vízzel nem elegyedő szerves oldószerből történő extrahálását vízzel. Laboratóriumi, 5000 l/perc fordulatú keverőmotort alkalmaztunk, egyik esetben 37 mm átmérőjű propellerkeverővel, másik esetben hasonló átmérőjű rotációs vonalagitátorral. A Wa vonal elemek 14 mm hosszúságúak, voltak és a számuk 10 000 volt. Egy 250 ml űrtartalmú főzőpohárba 50 ml 5,2 g/100 g ecetsavtartalmú normál oktilalkohol oldatot és 50 ml desztillált vizet tettünk. Mindkét keverővel egy-egy percig kevertük. Utána megvizsgáltuk a szerves fázist a víz-5 tői elválasztva, annak maradék ecetsav tartalmát. A tíz-tíz mérés eredményei: a normál oktilalkohol ecetsavtartalma extrakció előtt: 5,2 g/100 g 10 a propellerkeverővel történő extrahálás után 0,548 g/100 g a vonalagitátorral végzett extrahálás után 0,010 g/100 g A kísérletek adataiból megállapítható, hogy a vonal-15 agitátor azonos műveleti idő alatt ötvenszer hatékonyabban emulgeál. 20 4. példa Kísérleteket végeztünk arra, hogy a vonalagitátorral hogyan intenzifikálható a gázabszorpció. 2,25 g elemi ként égettünk el levegő feleslegben, s az 25 elégetéssel keletkező 4,5 g kéndioxid gáz vízben történő elnyeletését vizsgáltuk szobahőmérsékleten. Egyik esetben a keletkező gázt öt perc alatt 800 ml vízben buborékoltattuk át. Második esetben 200 mm átmérőjű üveghengerben 30 190 mm átmérőjű rotációs vonalagitátort forgattunk 3000 l/perc fordulatszámmal. A 0,3 mm vastag Wa agitátor elemek hossza 50 mm, az elemek száma 10 000 volt. Az agitátor elemekre felülről öt perc alatt 800 ml vizet 35 vezettünk, s ellenáramban juttattuk be az üveghengerbe ugyanezen idő alatt a kéndioxid gázt. A két kísérletsorozatnál megvizsgáltuk a kénessavtartalmat, amely a buborékoltatásnál 1,39 g/800 ml, míg a vonalagitátoros abszorpciónál 2,88 g/800 ml volt. 40 Tehát a buborékoltatással a kéndioxid 24,3%-a, a vonalagitátoros abszorpcióval 50,1%-a nyelődött el. 45 5. példa A gázabszorpcióra folytatott kísérleteink eredményei alapján megvizsgáltuk, hogy a vonalagitátorral milyen mértékben növelhető a víz levegőfelvétele, amely a 50 szennyvizek biológiai tisztításánál igen fontos. A kísérleteinkhez 360 mm átmérőjű, vízszintes tengelyű vonalagitátort használtunk 0,4 mm vastagságú, 145 mm hosszú Wa vonal elemekkel, amelyeknek száma 1650 volt. 55 Az agitátor elemek nyugvó állapotban a víz felszíne alá nyúltak be. A levegő 20 C° hőmérsékletű, 59% relatív nedvességtartalmú volt, míg a víz hőmérsékletét termosztálással 35 C°-ra állítottuk be. 60 Az agitátor forgása során a vizet diszpergálta a levegőben permet formájában. A víz felszínétől 130 mm magasságban, az agitátor tengelyétől változó (0,5; 0,8; 1,5 és 2,0 m) távolságra a vízpermetbői mintákat fogtunk fel, amelyeknek meghatároztuk a hőmérsékletét és 65 oxigén tartalmát. 6
