199082. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hőérzékeny ömledékek nedvességtartalmának csökkentésére vagy eltávolítására
1 HU 199082 B 2 A találmány tárgya eljárás hőérzékeny, folyékony halmazállapotú, legfeljebb 7 tömeg* vizet tartalmazó anyagok, így ömledékek vagy oldatok nedvességtartalmának csökkentésére vagy teljes eltávolitására az ömledéknek olvadáspontjánál, az oldatnak kristálykiválási hőmérsékleténél legfeljebb 15 °C-kal magasabb hőmérsékleten végzett hepárlása útján. Az eddig hasonló célra ismert eljárások esetén az ömledékek vagy oldatok maradék nedvességtartalmát vákuumhepárlással vagy filmbepárlással távolították el (Kaszatkin, A.G.: Alapműveletek, gépek és készülékek a vegyiparban, 3. kiadás, Műszaki Kiadó, Budapest, 1976., IX. fejezet). Vákuumbepárlás alkalmazása esetén - ha 99,5 tömeg* fölötti töménységek elérése a cél - nehézséget okoz, hogy vagy magas vákuumot (több lépcsőben) kell alkalmazni, ami drága és kényes apparaturát igényel, vagy pedig a hőátadó felületet és/vagy a hőátadást biztositó hőmérséklet-különbséget kell lényegesen megnövelni. Az első megoldás nagy beruházási költséggel és energia-felhasználással jár, a második megoldás esetében pedig a kezelendő anyag a nagy fűtési hőmérséklet miatt - amely ammónium-nitrát esetén eléri a 180-190 °C-ot - káros, vissza nem fordítható bomlást szenvedhet, sőt robbanás is bekövetkezhet. Összességében megállapítható, Hogy vákuumhepárlással nagy (különösen 99,5 tömeg* feletti) töménység elérése csak magas költségek (beruházási és üzemeltetési) árán lehetséges. A filmbepárlás esetén a folyékony halmazállapotú anyaggal közölt hő jobb hasznosítását eredményezi, hogy a filmbepárlőhan nagy felületen (a bepárló csöveinek teljes felületén) érintkeztetik a meleg ömledéket vagy oldatot a nedvességei, felvevő közeggel, nevezetesen a viszonylag nagy mennyiségű előmelegített levegővel. Ez a megoldás már hasznosítja az ellenáramú közvetlen érintkeztetés elvét a nedvességtartalom eltávolításához, de az eltávolítandó nedvességtartalom párolgási hője mellett természetesen többletenergiát kíván a nagy mennyiségű levegő mozgatása és előmelegítése. A találmány célja olyan ■ el járás kidolgozása, amely az ismert megoldások hátrányainak kiküszöbölésével lehetővé teszi hőérzékeny, folyékony halmazállapotú anyagok nedveségtartalmának kis hőmérsékleten és kevés energia felhasználásával való csökkentését vagy teljes eltávolítását. A találmány alapja az a felismerés, hogy a fenti cél maradéktalanul megvalósítható, ha a folyékony halmazállapotú anyagot tálcás sztrippelő kolonnába vezetjük be, és e kolonnán - a teljes keresztmetszetre vonatkoztatva - ellenáramba 40 cm/sec és 100 cm/sec közötti sebességgel gázt vezetünk át. Ekkor a tálca nyílásain a tényleges áramlási sebesség 6-25 m/sec a jóval kisebb szabad keresztmetszet miatt. Kísérleteink során ugyanis megállapítottuk, hogy a megadott gázáramlási sebesség 5 alkalmazása esetán a sztrippelő kolonna (álcái habkolonnaként üzemelnek, és ilyen módon - minthogy a gáz-folyadék fázis érintkezési felülete a habkolonnában a lehető legnagyobb - rendkívül kis mennyiségű - a filmhepárló- 10 ban alkalmazott, gázmennyiségeknél legalább egy nagyságrenddel kevesebb - sztrippelő gáz felhasználásával, és ennek megfelelően jóval kevesebb energiával is elérhető a kívánt. bepárlási hatás. 15 A fentiek alapján a találmány eljárás hőérzékeny, folyékony halmazállapotú, legfeljebb 7 tömeg* vizet tartalmazó anyagok - így ömledékek vagy oldatok - nedvességtartalmának csökkentésére vagy teljes eltávolí- 20 tására az ömledéknek dermedéspontjánál, az oldatnak kristály ki válási hőmérsékleténél legfeljebb 15 °C-kal magasabb hőmérsékleten végzett hepárlása útján. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a hepárlást tálcás 25 sztrippelő kolonnában végezzük, amelyen ellenáramban 40 cm/sec és 100 cm/sec közötti sebességgel inert gázt vezetünk át. A találmány értelménbe inert gázként célszerűen levegőt használunk. ,10 A találmány szerinti eljárásban felhasznált kolonna mint vegyipari berendezés régóta ismert, (lásd pl. Kaszatkin, A.G., loc. cit. 477. o.), és a vegyipar számos területén, elsősorban mint. adszorbert alkalmazzák, de 35 deszorherként. vagy desztilláló kolonnaként való felhasználása sem ritka, bepárlókénti alkalmazása azonban teljesen új. A habkolonnaként működő sztrippelő kolonna alkalmazásának előnyét, alapvetően a <10 két fázis közötti nagy érintkezési felület biztosítja, mert így az adott nyomáshoz, hőmérséklethez és töménységhez tartozó egyensúlyi körülmények sokkal jobb hatásfokkal érhetők el, mint ha - azonos tartózkodás^' 45 időket feltételezve - kisebb érintkezési felületet alkalmaznánk. Könnyen belátható, hog> az apró buborékokkal teli habrétegben sokkal nagyotib érintkezési felület alakul ki mint az eddig alkalmazott filmbepárló csófe- 50 Kilétén vagy a vákuumbepárló szeparátorában. Egy 150 m2 felületű filmbepárló alkalmazásakor a szükséges levegő mennyisége 10 000 Nm3/h. Az ezzel azonos teljesítményi" 55 habkolonna üzemeltetéséhez 500 Nm3/h levegőmennyiség elegendő, vagyis a találmány szerinti eljárásban a levegőszükséglet égj huszada a filmbepárló alkalmazása esetér szükséges levegőmennyiségnek. Ezáltal jelen(j(j tósen csökken a szállítási munka, valamint a: alkalmazott kisebb légmennyiség hevítésébe: szükséges energia is. A találmány szerinti eljárás főbb előnye a következők:
