194519. lajstromszámú szabadalom • Helyzeti fluidizációt létrehozó zárt berendezés poralakú anyagok továbbításához
1 194 519 2 A találmány tárgya helyzeti fluidizációt létrehozó zárt berendezés poralakú anyagok továbbításához, tárolási övezettől legalább egy ellátandó övezetig, amely a két övezet között legalább egy vízszintesen vagy lejtősen elrendezett, fluidizáló elemmel ellátott száliítóművet tartalmaz, ámely alsó gázáram járatból, továbbá felső poralakú anyag- és gázáram járatból, valamint a járatok közötti porózus faiból, és az alsó gázáram járatot nyomás (pf) alatti gázzal ellátó, legalább egy csőből van kialakítva. Ismeretesek különböző megoldások, amelyekkel poralakú anyagokat folyamatosan továbbítanak és/vagy töltenek meg tárolótartályokat. Ilyen poralakú anyag például a timföld, amelynél az előbb említett feladatok megoldása gyakran felmerül. Poralakú anyagok szállításánál, illetve tárolótartályok vagy zsáktöltőberendezések ellátásánál, továbbá alumíniumgyártásnál elektrolíziskádak kiszolgálásánál gyakran alkalmazott műszaki megoldások a fluidizáció jelenségét használják fel a feladat megoldásához. Fluidizálható anyagoknak nevezik mindazon anyagokat, amelyek poralakúak, szemcseméretük és kohéziójuk pedig olyan, hogy az alacsony áramlási sebességgel az anyagszemcsék közé fúvott levegő mérsékli az anyagrészecskék közötti kohéziót és az anyagszemcsék vagy anyagrészecskék belső súrlódását. Ilyen anyagok például az alumíniumgyártáshoz felhasznált timföld, továbbá a cement, gipsz, égetett mész, szárazon oltott mész, pernye, kalciumfluorid, gumitöltőanyagok, keményítőliszt, szénpor, katalizátorok, nátriumszulfát, foszfátok, polifoszfátok, tűzifoszfátok, műanyaggranulátumok, illetve müanyagporok, valamint élelmiszerfeldolgozóípari anyagok, mint például tejpor,, lisztféleségek stb. Ismeretes számos eljárás, amely poralakú anyagoknak a fluidizációs ágy jelenségét felhasználó megoldását ismerteti szállítási, továbbítási célra. Ezen továbbítási eljárások egyik típusa, amelyet alumíniumgyártásnál, az elektrolíziskádak timfölddel történő ellátásához használnak fel elterjedten. A timföldet, amelyet az elektrolíziskádhoz szállítanak, ahol oldódva folyékony halmazállapotúvá válik, az elektrolízis folyamán felhasználják, ezért pótolni szükséges oly módon, hogy az oídott timföld koncentráció szintje megfelelő intervallumban maradjon az elektrolíziskád teljes terhelésű üzeménél. A timföld túladagolása, vagy a timföld hiánya egyaránt hátrányos lenne az elektrolíziskád működése szempontjából. A vonatkozó szakirodalom számos berendezést ismertet a timföld szabályozott adagolásához. Az egyik megoldás a 2 099 434 sz. francia szabadalmi leírás szerinti szerkezet. A szerkezet részei a tárolóedény, az alatta elrendezett mérőegység és a légíluidizációs szállítómű, amely az elektrolíziskádhoz csatlakozik. A tárolóedényt és a mérőegységet a kád oldala mentén helyezték el. A szállítómű a kádat számos helyen tápláló kiömlőcsővel van kialakítva, amelyek fel- le mozgó merülőcsövek révén kt. azonos mennyiségű timföldet juttatnak a kádba. A megoldás hiányossága, hogy általa egyidejűleg csupán e'gy kád timfölddel történő ellátását realizálhatják, noha felmerül esetenként hatvan kád kiszolgálásának szükségessége. Ezenkívül a betáplálás helyeken továbbított timföld mennyisége nem pontosan azonos. Továbbá hiányossága, hogy a mérőegység a légfíuidizációs szállítómű előtt van és ezáltal az összes továbbítandó anyagot fluidizálják. A fluidizációs ágy felső felszíne és a szállítómű anyagáram járatának felső lapja között nagy sebességű áramló gázréteg alakul ki, amely finom szilárd anyagrészecskéket sodor magával, és a továbbító közeggel együtt (szabályozatlanul) a kádba kerülnek. Az utóbbi periódusban vált ismeretessé a timföld több betáplálási helyen való továbbítására az a berendezés, amelyet a 4 016 053 sz. USA szabadalmi leírás ismertet. A szállítómű ennél a megoldásnál többrészes és így az elsődleges szállítóműben felhasznált fluidizáló és továbbító gázt elvezetik, ami által az elsődleges szállítóműben az anyagáram járatot szinte teljesen feltöltik a fluidizált, továbbítandó anyaggal. A másodlagos szállítóműveket szintén teljesen fel öltik fluidizált anyaggal, majd egy további szerkezeti egységgel periodikusan adagolják a kádba. Az ismertetett megoldás hiányossága, hogy működési helyzettől függetlenül állandóan fluidizálják az anyagot (az ellátási- betáplálási periódusra tekintet nélkül), ami jelentős fluidizáló gáz és energiatúTogyasztást eredményez. * A 4 016 053 sz. USA szabadalmi leírásban ismertetett megoldás további hiányossága, hogy a porózus falon átbocsátóit fluidizáló'gáz áramlási sebességének és a szemcseközi hézagoknak a növekedésével a poralakú anyag kezdeti térfogata növekszik, látszólagos sűrűsége csökken. Említésre méltó hiányossága továbbá, hogy a kezdeti szemcseközi hézag; méretének megfelelő fluidizált poralakú anyag a porózus fal feletti anyagáram járat keresztmetszetét csupán részben tölti fel. A találmánnyal célunk a fenti hiányosságok kiküszöbölése, azaz a fluidizációt létrehozó, poralakú anyagok továbbításához használt berendezés tökéletesítése, amely lényegesen jobb hatásfokkal működik, mint az ismert megoldások. A találmánnyal feladatunk olyan fluidizációs elver működő, poralakú anyagok továbbításához használt berendezés kialakítása, amely a tárolási és az ellátási övezet között jelentős távolságot hidal át, több ellátási övezet kiszolgálására képes, a továbbított anyag adagolása szabályozható, fluidizáló gáz és energiafelhasználása viszonylag alacsony. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött feladat megoldódik, ha a fluidizáció alkalmával a működési helyzettől függően a poralakú anyagban az interstíciós hézag alakulását fluidummeehanikai elvet alkalmazva szabályozzuk. A kitűzött feladatot a bevezetőben leírt típusú berendezésnél úgy oldottuk meg a találmány szerint, hogy a szállítómű helyzeti fluidizációt létreho5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
