182621. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és mérési elrendezés mozgó gépelemek által zavart terekben szondával végzendő állapotmeghatározáshoz
A találmány tárgya eljárás, mely lehetővé teszi tartályban levő közeg pillanatnyi állapotának benieriilő szonda segítségével való meghatározását olyan esetben is, amikor a közeget tartalmazó tartályban mozgó gépelem, pl. technológiai rendszerben alkalmazott beavatkozó szerv hat, mely a tartály különböző tértartományait így időszakosan zavaró hatásnak teszi ki. A találmány tárgya továbbá mérési elrendezés az eljárás foganatosításához. A találmányt a timföldgyártásban való alkalmazás céljaira dolgoztuk ki és előnyösen alkalmazható pl. a timföldgyártás közben keletkezett és üzem közben tisztítandó zagy pillanatnyi összetételének üzem közbeni meghatározására. Találmányunkat ezért ilyen alkalmazással kapcsolatban ismertetjük. Az ismertetéshői azonban szakember számára nyilvánvaló lesz, hogy a találmányi gondolaton alapuló eljárás és mérési elrendezés más szakterületeken is javíthatja a technológiát és az minden olyan technológiai folyamatban alkalmazható, ahol a gyártósor valamely tartályában levő valalamely közeget a tartály belterében mozgatható beavatkozó szerv hatásának tesznek ki (a timföldgyártásban a zagyot pl. a tisztító sorban alkalmazott zagyterelő mozgatja a tartályban). Sok iparágban, különösen a vegyiparban gyakran van szükség arra, hogy folyamatosan figyelemmel kísérhessük a fizikai és/vagy kémiai folyamatok lezajlására szolgáló edényekben (reaktorok, keverők, ülepítők, stb.) levő fázisok pillanatnyi állapotát, egyes jellemzőinek (mennyiség, összetétel stb.) térbeni és időbeni változásait. Ilyen adatokra szükség lehet a technológiai előírások betartása, az irányítás különböző eszközeinek megfelelő vezérlése és szabályozása céljából sth. Gyártósorok, berendezések hatékonysága és különösen a termékek minősége gyakran nagymértékben függ az ilyen információk kellő időben és kellő pontossággal való megszerzésének lehetőségétől. K itlönös nehézségekkel állunk szemben olyan berendezések esetében, melyeknél a tartály ( ok)belsejében technológiai szempontból— néha igen nagy- — térbeni és időbeni inhomogénitások lépnek fel, különösen, ha a berendezésnek vannak forgó vagy egyéb módon helyváltoztató részei, pl. beavatkozó szervek, hiszen az ilyen elemek mozgási páljráján belül nincsenek tartósan zavartalan tértartomány-ok, így az állapotérzékelők adott pontra helytálló módon be sem építhetők. A zagy-tisztító sorban pl. ilyenkor a mérés módja a technika állása szerint abban áll, hogy- a keverőrendszert rövid időre leállítják, a zagyterelő álló helyzetében a szabad tértartományba bemerítik a szondát és a mérést ismert módon elvégzik. A továbbiakban arra a körülményre, hogy a gyártósor valamely részét képező tartályban — beavatkozó szervek zavaró hatása folytán — gyakorlatilag nincs tartósan zavartalan állapotú tértartomány, röviden úgy- hivatkozunk, hogy a tér időben inhomogén. Az inhomogénitás zavaró hatása különösen akkor jelentős, ha maga a felügyelendő közeg is nagy-volumenű, a tartály tehát nagy és esetleg az inhomogénítássál érintett eredő tér is nagy. ilyenkor ugyanis nagyszámú mintára van szükség és azok ismert módon való meghatározása (állásidőben végzett kézi vagyfélautomata mintavételezéssel) időtrabló, munkaigénnyé» és nagy mértékben zavarja a technológiai folyamatot is. A forgó-mozgó elemek alkalmazása a berendezést különösen balesetveszélyessé is teszi és zavart okozhat a mintavevő, érzékelő eszközöknek a beavatkozó szervek általi károsodása (pl. leszakadás), ugyanakkor az információ is torzulhat. Ezek a problémák fokozottan jelentkeznek a timföldgyártásban a vörösiszap iilepítése és mosása során; itt ugyanis több sorbakapesolt készüléket használnak az iszap lúgtartalmának kimosására. Az ülepítő és mosó rendszer nagy átmérőjű (pl. 35 m), viszonylag kis magasságú (pl. 6 m), keverőterelővei ellátott készülékekből áll. A timföldgyártás sorár,' keletkezett aluminátlúg és vörösiszap zagy- formájában jut a készülékekbe. A berendezést a zagy- üzem közbetí teljesen kitölti. A viszonylag lassú áramlás és nagytartózkodási idő lehetővé teszi — normális üzemmenet esetén —- a szilárd szemcsék ülepedését. A berendezés felső részén az aluminátlúg alkalmasan kialakított túlfolyón keresztül távozik, míg a készülék alsó részén az összes szilárd fázist tartalmazó vörösiszap zagyot veszik el. A szilárd fázis túlságos összetömörödésének megakadályozására, ill. a szilárd anyagnak az elvétel helyére való továbbítására egy többlapátos, lassú forgó mozgást végző keverő szolgál. Az ülepítő és mosó rendszer automatikus üzemviteléhez szükséges az egyes készülékek ülepedési és szilárd anyag eloszlási viszonyainak az ismerete. A hazai és külföldi timföldgyárakban elterjedten alkalmazzák az aluminátlúg zavarosság mérő készüléket, amely optikai úton határozza meg az alűminátlúg mintegy- 10—200 mg/1 lebegő FeOH3 tartalmát. 1972. november 21-én hangzott el a CHEMAUT konferencián Barakka Imre és Németh Béla előadása „Mosósor műszerezése és automatizálása” címmel, amelyben egy- oly an mérési eljárást javasolnak, amelyképes érzékelni a folyadék, illetve az iszap fázis határát. Ennek segítségével már némi képet lehet nyerni a készülékekben levő szilárd fázis mennyiségéről. Az aluminátlúg zavarosság mérő a mérési határnak megfelelően alkalmatlan az ülepítő és mosó készülékek iszapzónájának vizsgálatára, ott ugy anis a szilárd fázis tömegkoncentrációja három nagyságrenddel magasabb. Barakka és Németh módszerének pedig az a hátránya, hogy- az alkalmazott mérőeszköz az ülepítő készülék egy- kitüntetett pontján, a fázishatáron mér, és nem ad információt a szilárd fázis zagyra vonatkoztatott tömegkoncentrációjának térbeli és időbeli eloszlásáról. A mérőrendszer korlátái közé számít az a körülmény is, hogy- a szondát csak a keverő által megengedettmélységig lehet alkalmazni. Izotópos vizsgálatokkal kimutatták, hogy az ülepítő és mosó készülékekben nemcsak vertikálisan, hanem a keverő berendezésre vonatkozóan horizontálisan is 5 10 lő 20 25 30 35 40 45 50 55 f»0
