179045. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés folyadék és/vagy darabos, szilárdfázisú anyagok kezelésére gázokkal
9 179045 10 vagy minden 2X válaszfal végződéshez képest a következő 2x+j válaszfal kezdete adott szöggel elfordítva helyezkedik el. A 14. ábrán a 13. ábrán bemutatott berendezés keresztmetszetét ábrázoljuk. A találmány szerinti berendezés működésekor a berendezés és elemei mozgást nem végeznek. A berendezésen általában legalább két közeget áramoltatunk keresztül, de ez a legalább két közeg lehet anyagát tekintve azonos is, abban az esetben valamely fizikai jellemzőben (pl. hőmérséklet) van eltérés. Az ábrákon általában két közeget ábrázoltunk A és B jelöléssel. Az A és B közeg a nyilak irányában áramlik be a berendezés külön-külön térrészeibe és a berendezést a másik végén teljesen elkeveredett AB közeg hagyja el. A találmány szerinti eljárás és a berendezés alkalmazását példákon világítjuk meg. 1. példa Tartályban elhelyezkedő folyadékban (pl. víz, metanol, aceton, stb.) gázt (pl. levegőt) kívánunk finom buborékok formájában levegőt eloszlatni. A hagyományos módon, pl. porlasztófejjel alul bevezetett levegőből primer 10—50 pm-es buborékok keletkeznek, melyek H~0,3-0,5m magasságban már cm-es nagyságrendű buborékokká állnak össze. A szabadalom szerinti berendezésbe cm-es buborékokat bevezetve, $ 50 mm csőátmérő és 10 db 50 mm hosszú váltakozva ellentétesen csavart válaszfal elemet alkalmazva az elemek után 10—50jim-es buborékokat kapunk. A diszperzió homogenitása közvetlenül az utolsó elem után mérve oja0 = 10"2. 2. példa Szennyvíz tároló tóban > 2 mg/liter O2 koncentrációt kívánunk elérni. A tároló vizét levegővel érintkeztetve mechanikus, felszíni, lapátos keverő berendezéssel, 77 = 0,7—0,75 hatásfokkal megy oldatba a levegő oxigén tartalma. A szabadalom szerinti berendezésben 0 100 mm csőátmérő és L = 1000 mm csőhossz esetén, a csövet 100 mm hosszú válaszfal elemekkel ellátva a hatásfok r? = 0,85-0,90. Pl. 20 °C vízben 0,6—0,8 m3/min levegő bevezetésénél az energiaszükséglet- mechanikus, felszíni keverőnél 1,7—3,5 LE/ /100 m3,- a szabadalom szerinti eljárással 1,1-1,8 LE/ /100m3, (ez utóbbi esetben 70%-os kompresszor hatásfokot vettünk figyelembe). 3. példa Biológiai reaktorokban a fenéken szükséges min. 15 cm/sec folyadék áramlási sebesség elérésére felszíni keverővei kb. 1 m-es vízmélység keverhető. A találmány szerinti berendezéssel a teljes menynyiséget 1—3 m3/h egységenkénti térfogatárammal lehet keringetni, a keringetés hatásossága a folyadék magasság növekedésével növekszik. A megadott térfogatárammal 10—15 g szilárd anyag/liter lebegésbe tartható. 4. példa Szuszpenziós eljárással készült PVC por színezését végezzük mesterkeverékkel. A keverési arány 100 kg PVC por: 0,5 kg mesterkeverék. Hagyományos szakaszos üzemű szalagos keverőben végezve a keverést, melynek kapacitása 1,2 m3 töltet, a szükséges tartózkodási idő 30-45 perc, a szükséges tengelyteljesítmény p = 4—5 kW/m3. <p 100 mm átmérőjű 2 m hossz csőben elhelyezett találmány szerinti elrendezésben p = 2 att nyomású 50—60 m3/h levegő fogyasztással 30 m3 keverék/h kapacitás érhető el. A szükséges tartózkodási idő ugyanis 1/6—1/10 része a hagyományos szalagos keverőben szükséges tartózkodási időnek. 1,2 m3 töltet kapacitás esetén a hagyomány szerinti berendezés kapacitása közel 10—20-szor nagyobb. A példák segítségével megvilágítottuk a találmány szerinti eljárás és berendezés alkalmazásának módját. Azonban még számos alkalmazási mód lehetséges és az alkalmazási terület is igen változatos. így természetesen a találmány szerinti eljárás és berendezés egyáltalán nem korlátozódik a példákon és az ábrákon bemutatott esetekre. Eljárásunk és berendezésünk a közölt adatok alapján is előnyösebb és olcsóbb az eddig ismert statikus levegőztető, keverő eljárásoknál és aerator berendezéseknél. Alkalmazásával fokozott diszpergáló és keverő hatás és ezzel összefüggően nagyobb érintkezési felület, fokozott anyag és/vagy hőátadás érhető el. Mindezek eredményeképpen azonos eredmény eléréséhez kisebb csőhossz és kevesebb energia elegendő. A berendezésben kisebb mértékben vagy egyáltalán nem keletkezik lerakódás. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás folyadék és/vagy darabos, szilárd fázisú anyagok kezelésére gázokkal fallal(akkal) határolt és legalább egy válaszfallal részekre osztott tér(rész)ben azzal jellemezve, hogy legalább a függőleges vagy azzal legfeljebb 60°-os szöget bezáró irányban áramló gázfázisú közeg áramlási sebességét váltakozva ellentétes értelemben legalább 10"3-szorosan, legfeljebb 103-szorosan változtatjuk és a sebességváltoztatás során legalább két, azonos irányban áramló közeg között legalább Ap=10Pa nyomáskülönbséget hozunk létre miközben legalább két, azonos irányban áramló, válaszfallal(akkal) elválasztott közeget a sebességváltoztatás egyes adott szakaszaiban egymással érintkeztetünk és a folyadék és/vagy darabos, szilárd fázisú anyagokból álló közeg(ek)-et a gázfázisú közeg áramoltatásával áramlásba hozzuk, és/vagy áramlási sebességét(üket) és/vagy annak irányát megváltoztatjuk, adott esetben a váltakozva ellentétes értelmű sebességváltoztatással a közegeket 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 I 65 5
