184241. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezéselem folyadék-folyadék, folyadék-szilárd fázisok közti hő és/vagy anyagátadásos folyamatok megvalósitására és intenzifikálására.
1 184 241 2 Kiviteli példa oldásra: Találmányunk szerinti eljárást hasonlítjuk össze a hagyományos keverős duplikátorral. 60 °C-on telített kálíum-klorid oldatot készítünk úgy, hogy 450 g szilárd sót, ehhez 1 liter 20 °C-os vizet, illetve ezek többszörösét tesszük a laboratóriumi készülékekbe. Ahogy az oldószer melegszik, az oldódás folyamatosan végbemegy, így a 60 °C hőmérséklet elérésével a teljes szilárd anyagmennyiség feloldódik. Legyen az oldatmennyiség a két készülékben azonosan 4—4 liter. A 4 1 térfogatú duplikátorhoz 0,1 m2 hőátadó felület (duplikált rész) tartozik. Találmányunk tárgya szerinti oldótartály ugyancsak 4 1 térfogatú, és az ahhoz tartozó, külső körben elhelyezett csőhőcserélő 0,05 m2 felületű, 4 1 60 °C-on telített oldatot a hagyományos duplikátorban erős mechanikus keverés mellett 30 perc alatt lehet készíteni. Azonos hőmérsékletű és mennyiségű fűtőközeget használva ez az idő az új berendezésben csak 20 perc lesz. Ennek magyarázata a berendezésben lévő jó keverési körülmények és a cirkuláltatásos, hatásosabb hőközlés, hogy annak ellenére, hogy mi a hagyományos berendezéshez képest csak fele akkora hőközlő felületet használtunk, mégis lényegesen rövidebb műveleti idő elegendő volt. A kiviteli példákban elmondottak analóg alkalmazásával valósíthatók meg a homogén, vagy heterogén folyadékfázisban végbemenő más műveletek is, mint a kémiai reagáltatás, extrahálás stb. A találmány szerinti keverő diffúzor és az eljárás annak alkalmazásával számos előnnyel rendelkezik:- intenzív és folytonos reakciók valósíthatók meg egyszerű és hagyományos dupla falú reaktorokban,- elmaradhat a vegyiparban oly sok kockázattal járó berendezés léptéknövelés, az „engineering”, mivel az áramlási érintkeztetési viszonyok azonos értéken tarthatók és a reaktoron kívül szabályozhatók,- minden karbantartás gyakorlatilag a reaktoron kívül végezhető, hiszen a reaktorban nincs lerakódás, eltömődés stb.,- megfelelő számú és párhuzamos hőcserélővel állandó üzemelés tartható fenn egy hagyományosan szakaszos reaktorban. 5 SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Eljárás folyadék-folyadék, folyadék-szilárd, folyadék-gáz fázisok közti hő és/vagy anyagátadásos folyamatok megvalósítására és intenzifikálására reaktorokban, 10 tartályokban és hagyományos autoklávokban, azzal jellemezve, hogy a hőátadást (hőelvonást/hőközlést) reaktoron kívül, külső cirkulációs körben elhelyezett fajlagosan nagy hőátadófelületű, változtatható cirkulációs sebességgel szabályozható hőátbocsátással végezzük, 15 továbbá folyadék-folyadék (extrakció, homogén kémiai reakció)-, folyadék-szilárd (oldás-kristályosítás)-, folyadék-gáz (heterogén kémiai reakció) fázisok közti anyagátadásos folyamatokban résztvevő közeget oly módon érintkeztetjük, hogy a cirkuláltatott folyadékfázisnak 20 a reaktorba, vagy tartályba történő visszavezetését különleges formájú betételemen keresztül oldjuk meg, amelyben dinamikus egyensúlyra kényszerített rugalmas gázdugóval a folytonosan áramló, cirkuláltatott folyadékból a gázdugó felülete és a betételem belső fala között 25 folyadékfilmet képezünk, miáltal a folyadékáramlás a filmben felgyorsul, s a betételemből való kilépés helyén és a gázdugó alsó része alatti folyadéktérben erős örvénylő mozgást, hatásos keverést hozunk létre, valamint a dinamikus egyensúlyban lévő gázdugó pulzáló mozgását a 30 szilárd szemcséknek, vagy nem elegyedő folyadékoknak átadjuk, miáltal a fázisok közti relatív sebességkülönbséget megnöveljük, s ezzel a fázishatárfelületeken végbemenő anyagátadási folyamatok gyorsítását, intenzifikálását valósítjuk meg. 35 2. Betételem reaktorokban, tartályokban, autoklávokban változtatható mélységben elhelyezve, azzal jellemezve, hogy folyadékcirkulációs körhöz csatlakoztatható legalább egy felső bevezető nyílással (5) legalább egy alsó kivezető nyílással ellátott változó belső átmérőjű, 40 lefelé irányuló folyadékáramlással egyensúlyban lévő gázdugót (11) megtartó üreges testből van kialakítva. 1 db ábra 4
