170029. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés gáz- vagy folyadékelegyek, illetve oldatok komponenseinek folytonos szétválasztására szilárd tölteten

3 170029 4 több különböző fluidumot áramoltatni a töltött kolonna-rendszer különböző szakaszain. Ez csak akkor lehetséges, ha a rendszeren belüli nyomáskülönbségek egyensúlyát valamilyen módon létrehozzuk. A 161 129 sz. magyar szabadalomban védett „szimulált mozgóágyas" üzemeljárás szerint a szétválasztáshoz szükséges nyomáskülönbségek egyensúlyát a nyomáskiegyenlítő szakaszon átvezetett fluid áiam segítségével lehet elérni. Az eljárást egy vagy több kolonnában elhelyezett nyugvó szilárd tölteten, tömör ágyon valósítják meg. Ennek az a hátránya, hogy azonos áramlási sebességnél mind a műveleti, mind a nyomáskiegyenlítő szakaszok egységnyi hosszra vonatkoztatott áramlási ellenállása azonos, ezért a nyomáskiegyenlítésre vagy hosszú kolonna-szakaszt, vagy nagymennyiségű fluidumot kell alkalmazni. A másik nagy hátránya ezen eljárásnak, hogy a tömör ágy miatt nem alkalmas zagyokban oldott komponensek szétválasztására. A zagyból történő szétválasztás pedig számos esetben — pl.. a különböző ioncserés fémdúsító eljárásoknál - igen lényeges gazdasági előnnyel jár. Találmányunk azáltal küszöböli ki a hivatkozott eljárás hátrányait, hogy a szétválasztás műveleti lépéseit tömör ágy helyett lazított ágyban, míg a nyomáskiegyenlítést tömör ágyon valósítja meg. A tömör ágy lényegesen nagyobb áramlási ellenállása következtében jóval rövidebb nyomáskiegyenlítő szakasz, illetve kisebb fluidum-mennyiség szükséges a nyomásegyensúly beállításához. Találmányunk szerint megvalósulnak a mozgóágyas eljárásokban rejlő ellenáramú fáziskicserélődés előnyei és lehetőség van zagyokban oldott komponensek gazdaságos kinyerésére is. Találmányunk szerint egy vagy több kolonnából, azok felső végét a saját vagy a következő kolonna alsó végével, majd az utolsó kolonna felső végét az első kolonna alsó végével összekötő csővezetékkel olyan gáz- vagy folyadékcirkulációra alkalmas zárt rendszert képezünk, amelyben folyadékok, zagyok vagy gázok áteresztésére és ezek be- illetve elvezetésére, valamint a szilárd töltet hordására alkalmas eszközökkel (szitaszerkezet, szinter-fém stb.) legalább négy azonos hosszúságú és keresztmetszetű kolonna-szakaszt képezünk és minden egyes kolonna-szakaszba azonos mennyiségű és minőségű, a szakaszok térfogatának max. 85%-át elfoglaló szilárd töltetet helyezünk, majd a szétválasztási folyamat megvalósításához szükséges fluid áramok be- és elvezetési helyének célszerű kijelölésével a töltött szakaszokból kellő hosszúságú és számú műveleti és nyomáskiegyenlítő szakaszt képezünk úgy, hogy a műveleti szakaszok hossza mentén szükséges fluid áramokat mindenkor alulról felfelé vezetjük és így a szétválasztási műveleteket a fluidum sebességétől és a szilárd töltet fizikai tulajdonságaitól függően lazított vagy tömör ágyon végezzük, ugyanakkor a nyomáskiegyenlítő fluidumo(ka)t mindenkor felülről lefelé, tömör ágyon áramoltatjuk. A folytonos szétválasztás megvalósítása érdekében — a műveletek sorrendje (pl. szorpció, öblítés, elució stb.) által meghatározott irányban és a műveletek előrehaladásától függő időpontokban -egy-egy kolonna-szakasszal ismétlődően továbbhelyezzük a be- és elvezetések helyét, közben azonban valamennyi szakasz áramlási ellenállása változatlan marad. Ilyen módon a szétválasztás megvalósításához szükséges nyomások állandósult üzem-5 ben nem változnak, és ezért a folyamat egyszerű eszközökkel üzembiztosan vezérelhető. Találmányunk szerinti kapcsolási elrendezés lényegét példaként az 1. ábra alapján mutatjuk be. A szabadalmi igénypontok keretein belül a találmány 10 szerinti kapcsolási elrendezés természetesen még számos egyéb megvalósítási lehetőséggel bír. Legyen a példaként választott feladat egy A + B komponensekből álló folyadékelegy szétválasztása 15 A és B alkotókra. A szétválasztáshoz egy olyan szilárd töltet — pl. valamilyen ioncserélő — alkalmas, amelyik A-t reverzibilisen megköti, miközben B változatlanul továbbhalad. Szükséges továbbá egy eluáló folyadék (D), amely A-t eluálja és így 20 alkalmas az ioncserélő töltet regenerálására. Az 1. ábrán példaként bemutatott szétválasztás folytonos megvalósításához nyomáskiegyenlítésre a B komponenst alkalmazzuk. Megfelelő kapcsolásban ugyanilyen célszerűen lehet azonban nyomás-25 kiegyenlítésre használni a D eluáló folyadékot is, amely a P[ és P4

pontok közé iktatott nyomáskiegyenlítő szakaszon felülről lefelé áramolva a célszerűen kijelölt P5

' nyomású helyen változatlan összetételben elvezethető. 30 Az ábra szerint három azonos méretű függőleges kolonnából (1), azok felső végét a következő kolonna alsó végével, illetve a harmadik kolonna felső végét az első kolonna alsó végével összekötő cső-35 vezetékkel gáz- vagy folyadékcirkulációra alkalmas zárt rendszert képezünk. A kolonnákban folyadékok, zagyok vagy gázok áteresztésére és ezek beilletve elvezetésére, valamint szilárd töltet hordására alkalmas eszközökkel (2) — pl. szitaszerkezetek -40 kel - tizenöt (I-XV) azonos hosszúságú és keresztmetszetű kolonna-szakaszt képezünk. Minden egyes kolonna-szakaszban azonos mennyiségű és minőségű, pl. a szakaszok térfogatának 75%-át elfoglaló szilárd töltetet (3) helyezünk. Ezek után a fluid-45 áramok be- és elvezetési helyének kijelölésével a szétválasztási folyamat célkitűzéseinek megfelelő számú és hosszúságú műveleti és nyomáskiegyenlítő szakaszt képezünk. Az ábra jelöléseivel a II—VI szakaszok szorpcióra, az I és X szakaszok öblítésre, 50 a XI-XV szakaszok elúcióra és a VII-IX szakaszok nyomáskiegyenlítésre szolgálnak. Egyensúlyi állapotban a szétválasztandó A + B elegyet a (4) szivattyú szállítja a szorpciós szakasz-55 ban alulról felfelé, ugyanakkor a D eluáló folyadékot a (6) szivattyú vezeti a rendszer elúciós szakaszán keresztül, ugyancsak alulról felfelé. A szétválasztandó elegy és az elúciós folyadék áramlási sebességét úgy választjuk meg, hogy a szorp-60 ciós szakaszba és az elúciós szakaszba helyezett töltet lazított állapotba (3a) kerülve, ezen. kolonna-szakaszok teljes térfogatát kitölti. Ezáltal a szakaszok egységnyi hosszra vonatkoztatott nyomásesése viszonylag csekély lesz és lényegében megegyezik a 65 töltet folyadékban mért térfogatsúlyával. 2