176253. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés polivinilklorid alapú műanyagok vizes diszperzióinak folyamatos üzemű gázos kezelésére
5 176253 6 A diszperzió felületének a fázishatárfelület irányában vett gyors mozgásának hatására a diszperzió nagyobb felület mentén érintkezik a gáztérrel és ezzel a folyékony fázis illékony alkotórészének koncentrációja hamarabb egyensúlyba kerül a gáztéri koncentrációval, viszonylag kicsiny szerkezeti méretű készülék alkalmazása esetén is. A diszperzió felületének mozgását úgy kell megszabni, hogy a gázoknak vagy gó'zöknek a diszperzión történő átfúvatásakor elkerülhetetlenül jelentkező és a fázishatárfelületre merőleges mozgáskomponens keletkezését lehetőleg kizárjuk, mivel ez okozza a habképződés megindulását. A habképződés viszont a fázisegyensúly beállását késlelteti és az eljárás levezetését zavaija. Következésképpen a diszperzió felületét a lehetőségekhez képest a nagysebességű áramlás ellenére is simán kell tartani. A diszperziónak a fázishatárfelület mentén vett áramlási sebességét legalább 0,1 m/sec, célszerűen 0,3—10 m/sec értéken kell tartani. A 0,1 m/sec sebesség alatt ugyanis az illékony alkotórészekre gyakorolt szükséges mértékű kihajtó hatást, melyet a következőkben gáztalanító hatásnak nevezünk, csak gazdaságtalanul nagy szerkezeti méretű berendezésben lehet elérni. A 10/sec értéknél nagyobb sebességgel áramló folyadék esetében viszont a folyadékfelszín már nem sík, ami habképződéshez és koagulációs jelenségek fellépéséhez vezethet. Kísérleteink szerint a legjobb eredményeket 0,5-2,0 m/sec sebességhatárok között értük el. A diszperzió felületének áramoltatására előnyösen olyan keverőműveket alkalmaztunk, melyek a keverőmű tengelye mentén keltenek intenzív áramlást. A kialakuló konvekciós áramlás a készülékfalak mentén ellentett értelmű, a keverőmű tengelyének környezetéhez viszonyítva. A szóban forgó áramlási kép kialakítására célszerűen olyan keverőművek alkalmasak, melyeknek tengelyei a diszperzió felületére merőlegesen vagy azzal hegyesszöget bezáró állásban vannak az egyes kamrákba beépítve. A keverőelemet a diszperzióba teljesen be kell meríteni. Következésképpen a keverőelem mindig a kamra alsó felében van elrendezve. Kísérleteink szerint különösen akkor értünk el jó eredményeket, ha a keverőelem a kamrák magasságának alsó ötödében volt elrendezve. Ezzel ugyanis biztosan kizárható annak lehetősége, hogy a keverőelem a gáztérből gázt szívjon be a folyadékfázisba. Előnyösnek bizonyult az is, ha a keverőelemet úgy képeztük ki, illetve úgy helyeztük el a berendezésben, hogy a kamrában a diszperzió felületének áramlási iránya túlnyomórészt radiális irányú, egy a felületen fekvő ponthoz viszonyítva. Ez a viszonyítási pont lehet az adott kamra függőleges középtengelyének a diszperzió felületével alkotott metszéspontja, de lehet egy adott esetben ettől a döfésponttól meghatározott távolságban levő másik pont is, ahol ez a távolság a diszperzió felületének szintjében a kamra falai között mérhető szabad távolságnak legfeljebb felét teheti ki. Kísérleteink során előnyösnek bizonyult az is, ha a kamrákat egyazon síkban, közvetlenül egymás mellett rendeztük el, ahol a kamrák fenekénél, az egymással szomszédos kamrákat elválasztó mindenkori válaszfal alatt egy-egy kiváltás van kiképezve, melyeken keresztül a diszperzió kamráról-kamrára áramlik. A diszperzióban levő szilárd szemcsék leülepedését ugyanis egyrészről a diszperzió kamunkéul! Keu’mse vei, másrészről a diszperzióknak a készülék feneke mentén vezetett áramlásával lehet biztosan elkerülni. A készülék feneke mentén a válaszfalakon kiképzett kiváltások keresztmetszetének célszerűen legalább akkoráknak kell lenniük, mint a diszperziót a diszperzió áramlási iránya értelmében az első kamrába bevezető belépő csonk keresztmetszete. Az egyes kiváltások keresztmetszete azonban legfeljebb a teljes válaszfalfelület egyötödét teheti ki azért, hogy a diszperzió áramlási iránya értelmében egymást követően elrendezett kamrákból a diszperzió visszaáramlását megakadályozhassuk. A diszperzió visszaáramlása ugyanis lerontaná a kigázosító hatást. A fentiek miatt nem kívánatos visszaáramlást azonban azzal is meg lehet akadályozni, ha a diszperzió áramlási iránya értelmében egymást követő kamrákat elhatároló válaszfal előtt, illetve mögött elrendezett keverőműveket egymással ellentett értelmű forgásiránnyal hajtjuk meg, azaz egy készüléken belül az egymást követő kamrákban rendre ellentett forgásértelmű keverőművek működnek. A diszperzió visszaáramlásának megakadályozása megoldható továbbá úgy is, hogy a válaszfalak alsó részénél a kiváltások mentén terelőlemezeket építünk be, melyekkel a keverőmű által a készülék feneke szomszédságában a diszperzió fő áramlási irányával ellentett értelemben kellett részáramot a kiváltásoknál teljesen vagy csaknem teljesen ki lehet oltani. Különösen előnyösnek bizonyult a válaszfalakon kiképzett kiváltásokat mozgó mechanikus elemekkel felszerelni a diszperzió nem-kívánatos visszaáramlásának megakadályozására. Ilyen mechanikus elemekként elsősorban visszacsapószelepek jöhetnek számításba, melyek a diszperzió áramlási irányának megváltozásakor az adott kiváltást lezárják. Az egyes kamrák gáztereinek egymástól való elválasztása alapvető jelentőségű a kigázosító hatás szempontjából. A gázt külön-külön lehet minden kamrába bevezetni, majd azokból eltávolítani. A diszperzió kezeléséhez szükséges gáz mennyiségének csökkentésére előnyös az, ha a gázt a diszperzióval ellenáramban vezetjük, itt azonban azt biztosítani kell, hogy a gáznak a kamráról-kamrára történő szállítása csak egy irányban történhessék. Ezt úgy lehet elérni, ha az egyes kamrákat összekötő csővezetékekbe visszacsapószelepek vannak beépítve vagy a gázvezető csövek keresztmetszetét a gáz áramlási sebességéhez viszonyítva úgy választjuk meg, hogy a gáz visszaáramlásának lehetősége teljesen vagy csaknem teljesen ki legyen zárva. E cél megvalósítására az egymással szomszédosán elrendezett kamráknál a fal felső részén célszerűen szabályozható keresztmetszetű nyílásokat is lehet alkalmazni. Az egyes kamrák gáztereinek hatékony átkeverését a többi között azáltal lehet elérni, hogy a gázt nagy sebességgel áramoltatjuk az egyik kamrából a másikba, körkeresztmetszetű kamra esetében tangenciális bevezetéssel. A gázt a diszperzió felületétől nem túlzottan nagy távolságban és a diszperzió felületéhez viszonyítva hegyesszögben célszerű bevezetni, előnyösen 2 m/sec értéket meghaladó áramlási sebességgel. Előnyösnek bizonyult az is, ha a nyomáskülönbséget a kamráról-kamrára haladva viszonylag alacsony 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
