195438. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés porszéntüzelésű tüzelőberendezésekből származó pernyék nedves úton való frakcionálására
A találmány a porszéntüzelésű tüzelőberendezésekből származó pernyék üreges, gömb struktúrájú szemcséinek nedves úton történő, gyakorlatilag folyamatos kinyerésére szolgáló eljárásra és ennek a megvalósítására alkalmas berendezésre vonatkozik. Ismeretes, hogy a porszéntüzeléskor keletkező pernyék szemcséi között vannak olyanok, amelyeknél a megolvadt salakalkotó anyag úgy dermed meg. hogy gömbszerűen körülvesz egy gáz-zárványt. Az ezzel kapcsolatos szakirodalmi közlemények közül megemlítjük Raask, E.: „Cenospheres in pulverized fuel ash", Journal of the Institute of Fuel. pg. 339., September. 1986. közleményt. A „cenosphere" szó üreges gömböt jelent és ezt a megnevezést használják az angol nyelvterületen az ilyen szemcsékből álló anyagokra, míg a francia szakirodalom ezt „spherule"-nek, a lengyeleknél pedig „mikrosfer"-nek nevezik. A továbbiakban ezeket a belül üres, illetve gáz-zárványt tartalmazó szemcséket egységesen, magyar fonetikával „cenoszfer”-nek nevezzük és írjuk. A cenoszfer szemcsékből álló anyag iparilag igen jól alkalmazható, mert ennek a felhasználására általános és speciális lehetőségek is kínálkoznak. így elsősorban nagy hőmérsékleteket - 1000-1300 °K - bíró hőszigetelő anyagként értékesíthető. Továbbá kiváló töltőanyag egyes műanyag-kompozíciókhoz. Cement-beton kötéssel is használható hőszigetelésre és acélszerkezetek tűzvédelmi bevonó habarcsaként. A 187 401 lajstromszámú magyar szabadalom értelmében Polisol védőné ven nagy mechanikai szilárdságú, kiemelkedően jó tapadású, vízzáró és speciális vegyszerállóságú termék alkotórésze. A fentieken kívül ismert az alkalmazása a fémöntészetben is. Az ipari méretű gyártása indokot ad a magyarországi barnaszenek pernyéi cenoszfer-tartalmának vizsgálatára és speciális felhasználhatóságának kutatására, mivel ezek a kőszén-pernyék cenoszfereitől eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek. A kőszenek pernyéjében általában nagyobb, 5-40%-os mennyiségi arányban, a barnaszenek pernyéiben - elsősorban a magyarországi pernyékben — csak kisebb, 0,1—3%-os mennyiségi arányban található cenoszfer-tartalom. A cenoszfer legértékesebb részeinek a látszólagos sűrűsége a vízénél csak kissé kisebb — mintegy 1-2%-kal — és ezeknek a szemcséi igen kicsinyek, általában 30—50 mikron körüliek. Így a víztől való elválasztásuk igen nehéz, bár a vizes zagyból lassan felúsznak a víz felszínére. Egyébként a felfedezésükhöz is ez a tulajdonságuk vezetett, azonban az ipari méretű megfelelő elválasztásukra mindeddig nem volt ismeretes eljárás. Amint az Dr. Hycnar, Jan: ,,Mikrofery-wystepowanie, wtasnóci i zastosowanie.”, Energetyka., 9. 1979. közleményéből kiderül, a nedves pernyeszállítású zagytereken az úszó cenoszfer anyagot általában lehalászással gyűjtötték össze. így tehát a szakirodalomban nem ismeretes olyan eljárás cs berendezés, amely a pernye vizes zagyából a cenoszfer anyag frakcionálását folyamatosan, nagyüzemiig és jó minőséggel meg tudná valósítani. Az elválsztásra, dúsításra szolgáló, általában ismert eljárások és berendezések, mint amilyeneket például Fejes Gábo Tarján Gusztáv: ..Vegyipari gépek és műveletek." című könyvének a dúsítással foglalkozó fejezete (200. oldal cs a 3,37 sz. ábra] ismertet, csak egyes speciális célok megvalósítására alkalmas és ily módon ezeknek a berendezéseknek a konkrét kiviteli alakja is más és más ■> a műveletek speciális problémái miatt. Ennek megfelelően ezek az ismert berendezések a porszén eltüzelésekor keletkező pernyék vizes frakcionálásakor csak igen rossz hatásfokkal dolgoznak. Ugyanis a cenoszferek fentebb már említett fizikai tulajdonságai, a kis szentcseméret és a vizéhez egészen közeleső látszólagos sűrűség miatt már megengedhetetlen mértékben romlik az elválasztás élessége ezeknek az ismert berendezéseknek a folyamatos működésekor a szükséges vagy egyébként is fellépő, még igen kis folyadékáramlások következtében, mert a cenoszferbe így belekeveredik a nagyon finom, 10 mikron alatti szemcseméretű tömör pernyeanyag is. A találmány célja tehát olyan eljárás kidolgozása és ennek a megvalósítására alkalmas berendezés megalkotása, amelyek egyrészt illeszthetőek az erőművi pernyekezelési technológiákhoz, másrészt pedig jó mennyiségi és minőségi hatásfokkai választják el a pernyéből annak a cenoszfertartalmát. A találmány szerinti eljárás lényege az. hogy a pernyét vizes közegben felzagyoljuk, örvényáramlássa! a durva és nehéz szemcséket a szuszpenzióból kiválasztjuk és a cenoszfer frakcióját tartalmazó vizes szuszpenziót folyamatosan keveredés- és gyakorlatilag áramlásmentes állapotba hozzuk, amikor is a cenoszfert kiúsztatjuk, majd a cenoszferben dús frakciót elkülönítjük. A találmány szerinti megoldás értelmében az ismert és általánosan használt pernye-víz zagyolási módszerrel a 100—300 g szárazanyag/1 határok között egy meghatározott értéken tartott zagyból a cenoszfer szemcséket kétféle, egymás utáni hatás alapján választjuk el. Az első egy — a hidrociklonhoz: hasonló — kettős hatás, midőn a zagy örvénylő forgómozgása és függőleges lefele áramlása egyrészt egy radiális (centripetális), másrészt egy gravitációs erőteret létesít. A centripetális gyorsulás értékét 0,18—4,5 m/s2 értéktartományban tartjuk. Ezt a hatást az áramlás külső részére - Dj, méter — vonatkoztatott tangenciális beömlő sebesség — vöe m/s — mértékével is jellemezhetjük, amikor is az rzonos hatású összefüggés: O^y/Dty^'be^,5\/Db- Az áramlás függőlegesen lefele irányuló sebesség-komponensét— v]e m/s — úgy állítjuk be, hogy az kisebb legyen, mint a vízben leglassabban felűszó, de még leválasztani kívánt cenoszfer szemcsék felúszási sebessége, célszerűen a 0,00l<vje<0,006 m/s összefüggés szerint. A második hatás pedig egy mindenféle folyadékáramlástól mentes vízben való gravitációs kiúsztatás. Ezek eredményeként az első hatás kis centripetális gyorsulása — ellentétben a hidrociklonokéval - még jó hatásfokkal választja ki a pernye aránylag nagyméretű, a cenoszferénél nagyobb sűrűségű szemcséit radiálisán kifele irányban és radiálisán befele irányba tereli a cenoszfer- és a kis pernyeszemcsckct, tehát a második hatás gravitációs kiúsztatásánál a nagy pernyeszemcsék így már a felúsztató térben nem zavarják lokális turbulens áramlások okozásával a kiűsztatást, tehát élesebb elválasztás alakul ki a cenoszfer szemcséknél, amelyeket ezután a víz felszínéről tisztán eltávolfthatunk. A találmány szerinti berendezés kúpos alsó részből cs hengeres felső részből áll, a kúpos alsó rész alján ürítő vezeték, a hengeres felső rész alsó szakaszában érintőlegesen betorkoló beömlő vezeték, valamint az ürítő és a beömlő vezetékben torlóelem van, a hengerés felső résznek a beömlő vezeték feletti és a kivezető surrantóval ellátott kiömlő éle alatti terében csillapító 2 95 438 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
