170029. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés gáz- vagy folyadékelegyek, illetve oldatok komponenseinek folytonos szétválasztására szilárd tölteten
5 170029 6 Az ábra jelöléseivel a szorpciós és elúciós műveleti áramok létesítéséhez a rendszeren belül az alábbi nyomáseloszlást kell megvalósítani. P, >P2 >P 3 >P 4 , vagyis Pj >P4 5 A teljes rendszer nyomásegyensúlyához szükséges kiegyenlítő áramláshoz az (5) szivattyú B komponenst szállít felülről lefelé a tömör ágyból álló nyomáskiegyenlítő szakaszon keresztül és ez- 10 által viszonylag rövid szakaszon, illetőleg kevés folyadékkal létrehozza a Ps >Pi nyomásegyensúlyt. A P2 >P3 és P s >Pi feltétel szerint kismérvű öblítés van az I. és X. szakaszokon keresztül, ami az elválasztás élességének (az elválasztott kompo- 15 nensek tisztaságának) növelését célozza. A műveleti szakaszokon létrejövő kismérvű nyomásingadozások kompenzálására szolgál a (8) szabályozó szelep, amelynek segítségével a nyomáskiegyenlítő folyadék mennyisége és így a P5 nyomás értéke szabályoz- 20 ható. Az ábrán bemutatott kapcsolás szerint a B komponens mindenkor teljesen regenerált szorbens-ágyról — tehát A-tól mentesen - lép ki, ugyanakkor a í) + A elegyet mindenkor a rendszer A-ban 25 legdúsabb pontjáról vezetjük el. Ezáltal érvényesülnek a „szimulált mozgóágy"-ban rejlő ellenáramú fáziskicserélődés előnyei. A rendszer működése azáltal válik folytonossá, hogy a be- és elvezetések helyét a műveletek 30 előrehaladásától függő időpontokban és azok sorrendje (szorpció, öblítés, elúció) által meghatározott irányban — az ábra szerint a b nyilak irányában - egy-egy kolonna-szakasszal ismétlődően továbbhelyezzük. A váltást a (7) szabályzó szelep- 35 rendszer segítségével valósítjuk meg. A szeleprendszer kialakítására számos megoldás lehetséges és ismert. Példaképpen a 2. ábrán bemutatjuk az 1. ábrán vázolt üzemállapotot követő második váltás utáni 40 üzemállapotot is. Kapcsolási elrendezésünk bármilyen célszerű nyomáson megvalósítható, vagyis az eljárásban alkalmazott legkisebb nyomás (P4 ) a környezet nyomásánál nagyobb, á legnagyobb nyomás (Ps ) pedig 45 a környezet nyomásánál kisebb is lehet. Számos olyan elválasztási feladat van, amelyet a környezet hőmérsékleténél kisebb vagy nagyobb hőmérsékleten célszerű megvalósítani. Ebben az esetben a töltetet a kívánt hőmérsékleten termosz- 50 tálni kell. A találmányunk szerinti eljárás megvalósításánál az ismert termosztálási módszerek minden további nélkül alkalmazhatók. Olyan elválasztási feladatoknál, ahol egyes műveleti szakaszokban jelentős hőfejlődés (p). adszorp- 55 cióshő) van, célszerűen lehet izoterm körülményeket biztosítani a kérdéses szakaszba vezetett fluid áram előzetes hűtésével. Számos esetben a műveleti feltételek válnak kedvezőbbé a bevezetett fluidum előzetes hűtése révén. 60 2 rajz, 2 Az alkalmazható töltetek anyagi tulajdonságai — a szétválasztási feladattól függően - nagyon eltérőek, így különböző-adszorptív tulajdonságú töltetek - mint pl. szilikagél, aktívszén, aktivált alumíniumoxid — mellett zeolitok, ioncserélő anyagok, karbamid, molekulaszűrők, polimer gélek stb. egyaránt használhatók. A kapcsolási elrendezés az igénypontok keretein belül nagyon eltérőek lehetnek. Lényegesen más egy nagyipari eljárás (pl. ioncserés fémkinyerés) megvalósítására szolgáló berendezés és egy preparatív célokra alkalmas nagy laboratóriumi berendezés elrendezése. A különböző rendeltetésű berendezésekben egy-egy kolonna-szakasz hossza és átmérője közötti arány is lényegesen eltérő lehet. Ez a hosszúság/átmérő arány nagyipari berendezésekben i célszerűen nem sokkal több I-nél, ugyanakkor laboratóriumi berendezésekben 50-100 is lehet. Szabadalmi igénypontok: 1. Kapcsolási elrendezés folyadék- vagy gázelegyek (fluid-elegyek) folyamatos szétválasztására, az elegyek egy vagy több alkotórészének ideiglenes megkötésére alkalmas szilárd tölteten, a szétválasztás követelményeinek megfelelő műveleti és nyomáskiegyenlítő szakaszok alkalmazásával és ezen szakaszok helyének több lépésben történő periodikus változtatásával, azzal jellemezve, hogy egy vagy több kolonna felső vége a saját vagy a következő kolonna alsó végével, az utolsó kolonna felső vége: az első kolonna alsó végével csővezeték útján összekötve gáz- vagy folyadékcirkulációra alkalmas zárt rendszert alkot, továbbá folyadékok, zagyok vagy gázok áteresztésére és ezek be- illetve elvezetésére, valamint a szilárd töltet hordására alkalmas eszközök — előnyösen szitaszerkezet, szinter-fém — legalább négy azonos hosszúságú és keresztmetszetű kolonna-szakaszt hoznak létre és minden egyes kolonna-szakaszba azonos mennyiségű és minőségű, a szakaszok térfogatának legfeljebb 85%-át elfoglaló töltet van helyezve, ezenkívül a szétválasztási folyamat megvalósításához szükséges fluid-áramok be- és elvezetési helyének kijelölésével a töltött, szakaszokból kellő hosszúságú és számú műveleti és nyomáskiegyenlítő szakasz van kialakítva oly módon, hogy a műveleti szakaszok hossza mentén szükséges fluid-áramok minenkor alulról felfelé haladjanak. 2. Az 1. igénypont szerinti elrendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a belépő fluid-áramok bármelyike a különböző műveleteknek megfelelően melegítve vagy hűtve van. 3. Az 1 -r2. igénypontok bármelyike szerinti elrendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a különböző tulajdonságú szilárd töltetek előnyösen szilikagél, aktívszén, zeolit, ioncserélő anyag, karbamid, tiokarbamid, molekulaszűrő, polimer-gél, folyadékkal borított hordozók, lehetnek. ábra A kiadásért felel: a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója-774253 - Zrínyi Nyomda 3
