176026. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés gáz-folyadék vagy folyadék-folyadék heterogén fázisok közötti anyagátadás intenzifikálására
5 176026 6 mosított, vagy rovátkolt is. A kúpos, vagy gömbsüveg formájú torlólemez lehet perforált is, illetve készülhet szitaszövetből. A találmány szerinti folyadékhártya előállítására szolgáló berendezés szerkezeti anyaga lehet fém, üveg, kerámia vagy műanyag (plexi, poliolefin, stb.). A találmány szerinti eljárásnál a gáz vagy másik folyadékfázissal érintkeztetett folyadékhártyánál akkor legelőnyösebb anyagátadás, ha a berendezés fenti paraméterei mellett a folyadéknak a csőben történő átlagos áramlási sebessége (térfogatáram/keresztmetszet) 10-15 m3/h.m között van, a folyadék anyagi tulajdonságaitól (belső súrlódás, felületi feszültség) függően. A találmány szerinti eljárás és berendezés az anyagátadás intenzifikálása révén egyaránt alkalmas gázabszorpció vagy gáz és folyadékfázisú reakciópartnerek közötti kémiai reakció folyamatos kivitelezésére, de alkalmas a szolvens extrakció, vagy két folyékonyfázisú reakciópartner közötti kémiai reakció folyamatos kivitelezésére is. Ugyanakkor a folyadék-folyadék heterogén fázisok közötti exoterm kémiai reakcióknál a szabályozott anyagátadás következtében lehetőséget biztosít a hőelvétel egyidejű befolyásolására, s ezzel a hőforrás-sűrűség szabályozására. Ebben az esetben a 2. a. ábrán levő berendezés 22 kifolyócsöve úgy van elrendezve, hogy a 2 csövet a kifolyó vége felett egy külön torlólemez gyűrű alakban veszi körül, amelynek segítségével a 22 csőből kilépő folyadékból külön húzunk hártyát, s a két torlólemez távolságának változtatásával a két folyadékhártya érintkeztetési helyét úgy szabályozzuk, hogy az az 1 hengeres hűtött) készülékfelület elérése előtt következzék be. Miután az 1 hengeres készülékfelület egységére időegység alatt viszonylag kis folyadék mennyiség jut, a hőmennyiség elvétele a szokásos külső köpenyes hűtéssel különösebb nehézség nélkül megoldható. 1. példa Az 1. ábra szerinti kiviteli alakú készülékkel kísérleteket végeztünk oxigénnek, levegőből vizbe történő abszorbeáltatására. A 250 mm átmérőjű 1 üveghengerben helyezkedett el a d = 3,00 mm átmérőjű 2 befolyócső, az alumíniumlemezből készült D = 10,00 mm átmérőjű 3 torlólemez, míg a kifolyórés 2,00 mm volt. A beadagolt vizet előzetesen kiforralással oxigénmentesítettük, majd 295 °K hőmérsékletre lehűtve adagoltuk be a készülékbe. A 2 befolyócsőből kilépő víz a 2 toriólemeznek ütközve emyőszerű alakú hártyát képezett, amelynek mindkét oldala levegővel érintkezett. A kifolyóréstől 150 mm távolságra mintát vettünk a hártyából és Winkler módszerével [Schulek E., Szabó Z.: A kvantitatív analitika kémiai alapjai és módszerei. Tankönyvkiadó, Budapest, 1971.] meghatároztuk oxigéntartalmát. A kísérletek során változtattuk a víz adagolási sebességét. 1. táblázat Adagdási sebesség dm3 /perc A húzott hártya felülete cm2 Oldott oxigén cm3/dm3 2,00 910 4,90 2,50 860 4,78 3,00 800 4,05 3,50 730 3,80 Az oxigén egyensúlyi (telítési) koncentrációja 295 °K-on vízben 6,11 cm3/dm3. A kísérletek jól mutatják, hogy az abszorpció mértéke a hártya felületével arányos. 2. példa Az 1. példában ismertetett készülékben vizsgál- 25 tűk szén-dioxid vízben lejátszódó abszorpcióját 1 atm nyomáson és 295 °K hőmérsékleten. A kísérlet során nem változtattuk a víz adagolási sebességét (2,5 dm3/perc), s így a hártya felülete is változatlan volt. A hártya különböző pontjaiból 3(1 vett mintákban vizsgáltuk a szén-dioxid tartalmat. 2. táblázat A mintavétel távolsága a réstől mm Szén-dioxid tartalom g/dm3 20 0,27 50 0,92 100 1,50 120 1,72 A szén-dioxid egyensúlyi (telítési) koncentrációi! vízben, 295 °K-on, 1 abn nyomáson 1,789 g/dm3 3. példa 50 A 2. b. ábrán szereplő készülékkel dodecil-benzd-szülfonsav előállítási kísérleteket végeztünk dy módon, hogy a 2 befolyócsövön levezetett dodecil-benzolból a 4 résen kilépve hártyát húztunk, míg 5í a 22 csövön szivattyúval beadagolt oleumból (füstölgő kénsav) a 44 résen húztunk hártyát oly módon, hogy a két hártya egymással teljesen érintkezett. Az 1 hengeres készüléknél az ernyőszerű hártya feletti és alatti teret közlekedőcsővel kötöt- 60 tűk össze, hogy az deumbd felszabaduló kéntrioxid a dodedl-benzd hártya felső felületével is érintkezzen. A két folyadékhártya közötti érintkezési felület 450 cm2 volt, a befolyó csövek átmérője d = 4 mm, 65 a hártya húzó rés 3,00 mm volt. 3
