196918. lajstromszámú szabadalom • Fluidizációs ágy két összekevert, szilárd halmazállapotú fázis folytonos szétválasztásához
3 196 918 4 A találmány szerinti fluidizációs ágyat a továbbiakban részletesebben kiviteli példa és rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti fluidizációs ágy vázlatos hosszmetszti képe. A fluidizációs ágy háza alsó fluidizációs gázáram 1 köpennyel és felsó fluidizált anyagot továbbító 2 köpennyel van kialakítva. Az 1 és 2 köpenyek között porózus 3 falat képeztünk ki. Az 1 köpenybe gázellátó 4 vezetéket csatlakoztattunk a felső 1 köpenybe pedig gázclvezetó 5 vezetéket illesztettünk. A felső 2 köpenyt továbbá elláttuk egy itt nem ábrázolt adagoló szerkezettel, amely a rugalmas 8 csőtoldaton és a 6 vezetékenkeresztül toldja meg a szabályozott anyagbetápiálást. A találmány szerinti berendezést a ház homlokfali síkján elrendezett fluidizált szilárd fázist kibocsátó 7 túlfolyóval szereltük fel. A 7 túlfolyót egy rugalmas hajlékony 8a csőtoldaton keresztül kapcsoltuk össze az anyag kivezetéssel. Az 1. ábra szerinti hosszmetszeti vázlaton látható a nyíllal szimbolizált vibrációs 9 egység, amely vibrációs vektor mozgását célszerűen a berendezés súlypontján áthaladóankeresztül fejti ki a függőlegessel a szöget bezárva. A fluidizációs ágy elvén működő berendezés által továbbított poralakú anyag mozgási irányát a 10 nyíllal szimbolizáltuk. A vibrációs 9 egység által létrehozott mozgás a lerakodott szilárd fázis részecskéket a 11 nyíllal jelzett irányba továbbítja. A felső 1 köpeny 7 túlfolyóval átellenes végén egy szögben döntött 12 válaszfalat alakítottunk ki, amelynek alsó részén a porózus 3 fal magasságában egy 13 nyílás van, amelynek hossza gyakorlatilag azonos a porózus 3 fal szélességével és amely nyílásnak magassága a lerakodott szilárd fázis részecske nagyságától függően méretezhető. A 13 nyílást egy vázlatosan ábrázolt szabályozott nyíláskeresztmetszetű 13a elemmel egészftetük ki. Aminta 13a elemet nyitjuk vagy zárjuk, a lerakodott szilárd fázis elkerülhetetlenül magával sodorva bizonyos mennyiségű fluidizált porszerű anyagot, a 14 tartályban rakódik le. A 12 válaszfal felső részén egy 18 nyilás van kialakítva, amelyen keresztül lehetővé válik a fluidízáld gáz (levegő) kiürítése a felső 2 köpeny irányában. A rajzon bemutatott kiviteli alaknál a 14 tartályt egy 15 zsilippel alakítottuk ki, amely 15 zsilipet a 16 és 17 szelepek, valamint a rugalmas hajlékony 8 csőcsatlakozás határoz meg. A 16 szelep nyitásával tesszük lehetővé a szilárd fázis 15 zsilipbejuttatását. A16 szelep zárásával és a 17 szelep nyitásával a lerakodott szilárd fázist a berendezésből eltávolíthatjuk. Az olyan kiviteli alaknál, amelynél a 14 tartály alapja fluidizációs ággyal van ellátva, célszerű az olyan megoldás, amely egy 18 nyíláson keresztül lehetővé teszi a fluidizáló gáz eltávolítását a felső 2 köpeny irányába. A 15 zsilip nélküli kialakítás esetén a lerakodott szilárd fázist a 13 nyílás 13a elem általi periodikus nyitásával üríthetjük bármilyen megfelelő tartályba vagy edénybe. A találmány szerinti berendezést rugalmas 19 felfüggesztő elemekkel láttuk el, hogy ily módon lehetővé tegyük a vibrációs 9 egység működtetését. A lerakodott szilárd fázis porózus 3 fal menti egyenletes elosztását, valamint a berendezésből való eltávolítását elősegítendő, a fluidizációs ágy kialakulásának feltételét nem zavarva, a porózus 3 falat periodikus vibrációs hatásnak tettük ki. Ez a periodikus vibrációs hatást létrehozó vibrációs 9 egység lehet bármilyen, pl. mechanikus, elektromágneses, pneumatikus, hidraulikus, stb. megoldású. A vibrációs hatást célszerűen prcccnként 750—1500 frekvenciával fejtjük ki, ahol a rezgés amplitúdója célszerűen 2—5 mm közötti. Ezek a rezgőmozgást jellemző értékek egyébként megegyeznek az ún. „vibrációs szita” szokványos működést jellemzőivel, időtartama 1—3 perc, és ezen működési periódust óránként 2—4 alkalommal ismételtük meg. A vibrációs mozgás eredőjének a lerakodott szilárd fázis kivezetésének irányával célszerű egybeesni. A vibrációs mozgatás hatására létrejövő szilárd fázis haladási iránya ellentétes a fiuidizáció révén továbbított anyag haladási irányával. Az eltérő működési irány a szétválasztás egyik garanciája. A vibrációs mozgás vektora célszerűen áthalad a berendezés súlypontján és a függőlegeshez ké|xtst a dőlésszögví. Az a dőlésszög célszerű értéke 0 °C—70 °C. A leggyakoribb előnyös a érték, mintegy 45 *C-os. A nem fluidizált vagy más néven lerakodott szilárd fázis a periodikus vibrációs hatás következtében a fluidizáció révén mozgatott anyaggal ellentétes irányban haladva a porózus 3 fal mentén jut a kiürítő nyíláshoz. A porózus 3 fal általában vízszintes helyzetű, amely a fluidizációs jelenség kialakulásához szükséges. Mindazonáltal a vízszintestől való 3°-nál kisebb eltérés megengedhető. Példa. Timföldnek olvadék elektrolízissel alumíniummá történő feldolgozásánál alkalmazzák az ún. i lall-! Icroult eljárást, amelynél a timföldet konkrét esetben ún. fluidizációs ágy működési elvét felhasználd eljárással juttatják egy tároló övezettől legalább egy felhasználásiövezetig. A műveleteknél a találmány szerinti berendezést alkalmaztuk, amellyel a két, egymással összekevert szilárd fázis szétválszatása a fluidizációs folyamat alkalmával teljes mértékben megoldható volt. Az egyik szilárd fázist a továbbítandó timföld képezte, mfg a másik nem fluidizálható fázist a különböző timföldtől zömült aglomerátumok alkották. A találmányunk szerinti berendezést a szállított, illetve továbbított poralakú anyag áramlási irányával ellentétesen helyeztük el olymódon, hogy a nem flutdizálható lerakodott szilárd fázis konglomerátumok eltávolíthatók legyenek a fluidizációs ágy elvén működő szállítóműből, mie lőtt azok a timföld továbbítási pályájára kerültek volna. A találmányunk szerinti berendezés konkrét példánál felhasznált kiviteli alakja 3 m hosszú és 60 cm széles. Az alsó 1 köpeny magassága lOcm.míga felső 2 köpeny magassága 45 cm. A porózus 3 falfelülete 1,4 m2. Atimföld kiszolgálásnál felhasznált fluidizációs gáz nyomása a köpenyben 5 880 Pa és a fluidizációs gáz kumulált átáramoltatási értéke 2 NmVperc. A találmányunk szerinti berendezést tradicionális 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
