200702. lajstromszámú szabadalom • Töltet különböző közegek áramlásos érintkeztetéséhez
HU 200702 B A találmány olyan anyagátbocsátó nagyfelületű töltet, amely vegyipari berendezésekben alkalmazható elsősorban és amely azonos, vagy különböző fázisú közegek áramlásos érintkeztetésére, továbbá az egymással érintkező anyagok közötti kémiai 5 és/vagy fizikai folyamatok lefolytatására és intenzívebbé tételére alkalmas. A vegyipari technológiáknál az egymással érintkezésbe hozott anyagok között az anyag- és hőátadási folyamatok meghatározó jelentőségűek. Ezek- 10 nél a folyamatoknál lényeges követelmény, hogy az egymással kapcsolatba kerülő és különböző tulajdonságokkal rendelkező anyagok között az érintkezés minél tökéletesebb legyen, mert ezáltal az anyag- és hőátadás intenzívebbé tehető, a folyama- 15 tok meggyorsíthatók. A töltött reakcióterekben lefolytatott műveleteknél a kémiai-fizikai folyamatok intenzívebbé tételével berendezéseket, súlyt, előállítási költséget, energiát és üzemeltetési költségeket takaríthatunk meg. 20 A vegyiparban és egyéb területeken alkalmazott töltött reakciótereknél a folyamatok intenzívebbé tétele érdekében különféle ismert megoldásokat alkalmaznak, mint például: keverőszerkezetek, áramlásirányító betétek, különféle alakú és anyagú 25 főhetek, turbulenciát elősegítő szerkezetek. Ezekkel az ismert szerkezetekkel és töltetekkel nem minden esetben lehet kielégítő mértékben és gazdaságosan intenzívebbé tenni az egymással érintkezésbe hozott közegek benső keveredését és 30 így a kívánatosnál kisebb mértékben lehet a kémiai 1 vagy fizikai folyamatokat meggyorsítani. Azért is hátrányosak ezek a megoldások, mert többlet energiaigényt jelentenek, növelik a berendezések súlyát és helyszükségletét, a fajlagos anyagbeépítés és a beruházási költség is növekszik. A töltetekkel szemben támasztott követelményrendszer fő vonalakban a következők szerint foglalható össze: A töltetnek minél nagyobb fajlagos felületet (nr/m3) kell biztosítania, minél nagyobb szabad térfogattal a töltött térben (m3/m\ Ezenkívül biztosítania kell a vegyi folyamatok által igényelt univerzális kémiai ellenállóképességet, hőállóságot, könnyű kezelhetőséget felhasználáskor, tisztíthatóságot és cserélhetőséget. Ugyanakkor a töltettől elvárják, hogy az adott folyamatokhoz legjobban illeszkedő rugalmas töltetrendszert lehessen kialakítani belőle, a minél nagyobb fajlagos teljesítmény és élettartam mellett a komplex gazdaságossági szempontok maximális figyelembevételével. A fentiekben ismertetett — nem teljeskörű, de egymásnak sokszor ellentmondó—kritériumrendszernek egyidejűleg a jelenleg ismert és alkalmazott töltet típusok egyike sem felel meg maradéktalanul. Nincs olyan töltet, amely minden paraméterében jobb lenne a többinél. A következő táblázat a legfontosabb jellemzőket hasonlítja össze a leggyakrabban alkalmazott töltet típusokra: 2 Töltet típus Mérete (mm) fajlagos felület (nT/rn3) szabad térfogat (nr/m3) töltet súJy, (kp/m3) korrózió állóság Béri nyereg (kerámia) 20 310 0,69 800 jó Rasching gyűrű (kerámia, rendezetlenül) 15x15x2 330 0,70 690 jó Rasching gyűrű (kerámia, rendezett) 50x50x5 110 0,73 550 jó Rasching gyűrű (acél, rendezetlen) 15x15x0,5 350* 0,92* 660 nem jó Pali-féle gyűrű (kerámia) 25x25x3 220 0,74 610 jó Bordázott fa 10x100 100 0,55 210* nem jó Amint a táblázatból is látható, egy vagy több előnyös paraméterrel, egy vagy több rosszabb paraméter párosul. A vegyipar jelenlegi igényeinek elsősorban a kerámia töltetek felelnek meg, bizonyos megszorításokkal. Jelentős súlyuk mellett viszonylag kicsi a fajlagos felületük, kicsi a fajlagos teljesítményük. Előállításukhoz költséges technológia szükséges. A töltet tartó hornyok csak korlátozott méretekkel építhetők, nagy teherbírású belső töltettartók szükségesek, építésük, szerelésük jelentős beruházási költségekkel jár. A kémiai ellenállóképességben egyenértékű, nagyteherbírású töltettartók megoldatlansága korlátozza az optimális oszlopméretek (átmérő — hossz viszony) kialakítását. A tartólapok üzemközbeni elkorródálása, a töltet „leszakadása igen komoly üzemzavarokat, hosszú leállást és jelentős többletköltségeket okoz. 55 A találmány célja tehát az eddig alkalmazott töltettípusoknál előnyösebb, univerzálisan használható, nagyteljesítményű, hosszú élettartamú, rugalmasan illeszthető töltetek kialakítása. Erre a célra a hő- és saválló műanyagokból leválasztott nagy faj- 60 lagos felületű forgácsok különösen alkalmasak. A találmány tehát töltet különböző közegek áramlásos érintkeztetéséhez, amelynek elemi részei hő- és saválló műanyagból leválasztott forgácsok, amelyek legalább egy irányban íveltek, és a 65 domború és homorú oldaluk ívének sugara külön2
