FI108220B - Menetelmä kemiallista prosessia varten tarkoitetun reaktioastian puhdistamiseksi - Google Patents

Description

108220

Menetelmä kemiallista prosessia varten tarkoitetun reaktio-astian puhdistamiseksi - Förfarande för rening av ett reak-tionskärl avsett för kemiska prosesser 5 Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä säiliön ja siihen liittyvien putkijohtojen puhdistamiseksi lisäämällä säiliöön puhdistusliuosta ja kierrättämällä mainittua liuosta mainittujen putkijohtojen läpi takaisin mainittuun säiliöön. Säiliö voi olla esimerkiksi kemiallisissa prosesseissa käy-10 tettävä reaktioastia.

Esillä olevan keksinnön kohteena on myös yllä mainitun menetelmän yhteydessä käytettävä laite ja tällaisen laitteen osan muodostava suodatinyksikkö.

15

Reaktorit, esim. usein kohotetuissa lämpötiloissa ja kohotetuissa paineissa suoritettavissa kemiallisissa prosesseissa käytettävät suuret astiat on puhdistettava aika ajoin käytön aikana tai käytön jälkeen epäpuhtauksien tai muiden reakto-20 rissa suoritettavaa kemiallista prosessia haittaavien tai saantoon vaikuttavien ainesten poistamiseksi. Puhdistus on erityisen tärkeää silloin, kun reaktoria on tarkoitus käyttää toisessa prosessissa. Mainittu puhdistus tehdään tavallisesti eri vaiheissa; ensin reaktorissa suoritetaan karkea puhdistus 25 suurpaineisen nestesuihkupuhdistuksen avulla, jota tarvittaessa täydennetään mekaanisella puhdistuksella; tämän jälkeen suoritetaan vielä liuospuhdistus, jossa sopivaa (poistettavista epäpuhtauksista riippuen valittavaa) liuosta kierrätetään astian ja putkijohtojen sekä niihin liitettyjen jako-30 osien läpi. Yksi tyypillinen liuos on esimerkiksi etanoli.

Eräässä yleisesti käytetyssä menetelmässä, jota voidaan esimerkiksi kutsua "pakkokierroksi", liuosta yksinkertaisesti pumpataan järjestelmään siten, että neste joutuu kosketuksiin 35 järjestelmän kaikkien likaantuneiden osien kanssa. Jonkin ajan kuluttua liuos on likaantunut siinä määrin, että liuoksen kierrättäminen edelleen vain likaa uudelleen reaktorijärjestelmää, ja tällöin liuos on korvattava uudella, puhtaalla liuoksella.

108220 2

Toisen yleisesti käytetyn menetelmän mukaisesti liuos voidaan lisätä reaktoriin ja kuumentaa kiehumispisteeseen, jolloin liuos ainakin jossain määrin höyrystyy. Höyrystynyt liuos 5 johdetaan jäähdyttimeen, joka suositeltavasti on tavallisissa oloissa liittyneenä reaktoriin; mainitussa jäähdyttimessä liuos tiivistyy, ja tiivistyneen liuoksen annetaan virrata reaktorijärjestelmän ja siihen liittyvien putkijohtojen normaaliin virtaussuuntaan nähden vastakkaiseen suuntaan 10 mahdollisten epäpuhtauksien hajottamiseksi ja poistamiseksi. Tätä menetelmää kutsutaan joskus "palautukseksi", ja sillä nimellä sitä kutsutaan myös jäljempänä seuraavassa kuvauksessa.

15 Koska epäpuhtaudet voivat myös olla ainakin jossain määrin haihtuvia, höyrystynyttä liuosta takaisin reaktorijärjestelmään seuraava, ja reaktorijärjestelmää jossain määrin uudelleen saastuttava epäpuhtauksien määrä lisääntyy suhteessa liuoksessa olevien epäpuhtauksien lisääntymiseen nähden.

20 Tietyssä vaiheessa puhdistus/uudelleenlikaantuminen saavuttaa tasapainon, ja likaantunut liuos on sen mukaisesti johdettava pois ja korvattava uudella, puhtaalla liuoksella.

Mainittuja liuosta puhdistavia vaiheita toistetaan, kunnes 25 saavutetaan vaadittava puhdistusaste. Farmaseuttisia tarkoi-tuksia varten tarvittava puhtausaste voidaan esimerkiksi todeta UV-kir joanalyysin avulla tiettyä liuosta varten tarkoitetulla tietyllä aallonpituusalueella, suodatinkokeilla ja tarkastelemalla puhdistusliuosta visuaalisesti kierrätettäväs-30 sä liuoksessa esiintyvien epäpuhtauksien määrän osoittaessa reaktorijärjestelmässä yhä jäljellä olevien epäpuhtauksien • määrän.

Edellä mainitut menetelmät vievät kuitenkin paljon aikaa ja 35 haaskaavat puhdistusliuosta, koska liuos on vaihdettava useita kertoja ennen kuin se on saavuttanut puhtausasteen, joka osoittaa reaktorin ja siihen liittyvien jako-osien puhtauden : olevan riittävä reaktori järjestelmässä suoritettavaksi tarkoi- 108220 3 tettuja kemiallisia prosesseja varten. Luonnollisestikin on myös vaikeaa ja kallista kierrättää tai muutoin huolehtia tällaisista suurista likaantuneiden liuosten määristä, eikä vähiten ympäristölliseltä kannalta tarkasteltuna. Lisäkustan-5 nukset, jotka aiheutuvat pitkästä viiveestä, ennen kuin reaktoria voidaan jälleen käyttää, kohoavat suuriksi.

Patentissa DE 3918285-A1 (Elastogran Polyurethane GmbH) käsitellään prosessia ja laitetta monista aineksista koostuvia 10 muoveja, erityisesti polyuretaania varten tarkoitettujen sekoituslaitteiden huuhtelemiseksi tai puhdistamiseksi. Huuhteluaine voidaan syöttää takaisin huuhteluainekiertoon sen jälkeen, kun se on puhdistettu suodattimessa. Huuhteluaine yksinkertaisesti tyhjennetään keräysastiaan ja kierrätetään 15 vaadittavalla tavalla manuaalisesti.

Patentissa US 2312091 (Gray/Gray Company, Inc.) käsitellään laitetta autonmoottorien puhdistamiseksi. Liuosta kierrätetään joka puolella moottorin sisällä, jossa se kerää itseensä 20 lakkaa, lietettä, kumijäännöksiä, hiilipölyä ja muita epäpuhtauksia. Sen jälkeen, kun moottori on jälleen sammutettu, likaa sisältävä liuos pumpataan pois, ja se suodattuu painovoiman mukana yhden tai useamman, liuosta puhdistavan suoda-tinyksikön läpi. Puhdistettu liuos kerääntyy säiliöön, josta 25 sitä kierrätetään vaadittavalla tavalla manuaalisesti uudel-leen.

Kummassakin asiakirjassa käsitellään puhdistuslaitteita, joissa liuos puhdistetaan puhdistusprosessin jälkeen. Mikäli 30 puhdistusta halutaan yhä jatkaa, seuraavat vaiheet aiheuttavat siten huomattavia viiveitä: - puhdistusprosessin pysäyttäminen, - liuoksen tyhjentäminen, - liuoksen suodattaminen, 35 - liuoksen syöttäminen takaisin reaktorijärjestelmään, ja - puhdistusprosessin käynnistäminen uudelleen.

108220 4

Muissa julkaisuissa, esimerkiksi US-patentissa 1635115 (Deutsch ym./Deutsch) on kuvattu puhdistusmenetelmiä, joissa puhdistusnestettä johdetaan jatkuvasti suodattimen läpi nestettä kierrätettäessä. Tässä haittana on kuitenkin se viive, 5 joka aiheutuu seuraavista tekijöistä: - liuoksen johtaminen suodattimeen, - liuoksen suodattaminen, ja - liuoksen syöttäminen takaisin reaktorijärjestelmään.

10 Jos suodatin tukkeutuisi, puhdistusprosessi pysähtyisi kokonaan, koska kierrättäminen ei enää olisi mahdollista.

Olemme nyt havainneet, että yllä mainitut haitat voidaan poistaa käyttämällä yllä kuvatun kaltaista menetelmää, jonka 15 mukaisesti puhdistusliuos voidaan lisäksi pakottaa ajoittain sopivaa absorboivaa ainetta sisältävän suodatinyksikön lävitse ja antamalla sen virrata putkijohtojen läpi säiliöön; näin mainittu säiliö ja mainitut putkijohdot huuhdotaan ajoittain puhtaalla liuoksella.

20

Esillä olevan keksinnön mukaisesti tuotetaan siten menetelmä säiliön ja siihen liittyvien putkijohtojen puhdistamiseksi lisäämällä säiliöön puhdistusliuosta ja kierrättämällä mainittua liuosta mainittujen putkijohtojen kautta takaisin mainit-25 tuun säiliöön; mainittu menetelmä on tunnettu siitä, että puhdistusliuos voidaan lisäksi ajoittain pakottaa sopivaa absorboivaa ainetta sisältävän suodatinyksikön lävitse, ja että liuoksen annetaan virrata mainittujen putkijohtojen läpi mainittuun säiliöön, jolloin puhdistettu liuos ajoittain 30 huuhtelee putkijohdot.

« ί Mainitun kaltainen menetelmä mahdollistaa sekä puhdistusliuok- • . .

sen kulutuksen että puhdistukseen kuluvan ajan vähentämisen minimiin; lisäksi se minimoi suurten likaantuneiden liuosten 35 määrään liittyvät ympäristöongelmat.

Suositeltavasti liuos joutuu kosketuksiin niin monen likaantu-• neen pinnan kanssa, kuin kohtuullisesti voidaan saada aikaan.

108220 5 Tämä voidaan toteuttaa kierrättämällä liuosta siten, että liuos kuumennetaan kiehumispisteeseen, johdetaan tuloksena oleva höyrystynyt liuos säiliön yläpuolella sijaitsevaan jäähdytysyksikköön ja annetaan tiivistyneen liuoksen virrata 5 putkijohtojen läpi takaisin säiliöön. Tällä tavalla kaikki epäpuhtaudet hajotetaan asteittain liuokseen, ja ne voidaan jälleen suodattaa pois.

Pumppua voidaan käyttää sen varmistamiseksi, että liuosta 10 kierrätetään siten, että liuos joutuu kosketuksiin kaikkien likaantuneiden pintojen kanssa.

Liuoksen kuljettaminen suodattimen läpi saadaan suositeltavas-ti aikaan ohjatulla tavalla. Tämä voidaan toteuttaa suuntaa-15 maila suodatinyksikkö siten, että virtauksen suunta on käytössä pystysuora ja ylöspäin.

Absorboivaksi aineeksi tulisi valita aine, joka tehokkaasti jättää liuoksen puhdistettuun muotoon, vaikka liuoksen ei 20 tarvitse olla täydellisen puhdas. Suodatinyksikössä käytettävä sopiva absorboiva aine on rakeinen aktiivihiili.

Edellä kuvattua menetelmää voidaan käyttää puhdistettaessa mitä tahansa laitteita, joissa säiliö on yhteydessä putkijoh-25 töihin, esimerkiksi kemiallisissa prosesseissa käytettäviä laitteita. Erityisen hyvin se soveltuu kemiallisissa prosesseissa käytettävien reaktoriastioiden puhdistamiseen. Se voidaan myös mukauttaa käytettäväksi esimerkiksi hansikasloke-roiden puhdistuksessa.

30

Edelleen esillä olevan keksinnön kohteena on laite, jota • · • käytetään kuvatun menetelmän yhteydessä.

Laite voi olla säädettävä niin, että osa puhdistusliuoksesta 35 voidaan pakottaa suodatinyksikön läpi samalla, kun liuoksen loppuosa ohittaa suodatinastian palatakseen säiliöön. Erityisen monipuolinen menetelmä mahdollistaa kaiken liuoksen pakot-: - tamisen suodatinyksikön läpi sekä sen, että koko liuosmäärä 108220 6 pystyy ohittamaan suodatinyksikön, tai liuoksen osat pystyvät kulkemaan molempia reittejä toivotulla tavalla.

Suositeltavalla suodatinyksiköllä on sen läpi kulkevaa liuosta 5 varten optimaalinen virtausnopeus. Siten suodatinyksikön läpi kulkeva virtausnopeus voidaan asettaa ennalta määritettyyn arvoon.

Pääsuodatinyksikön lisäksi voidaan käyttää yhtä tai useampaa 10 hiukkassuodatinta, jotka on kytketty sarjaan pumpun kanssa säiliöön liittämistä varten. Tämä varmistaa sen, että suuret hiukkaset eivät pysty nopeasti tukkimaan pääsuodatinyksikköä.

Esillä olevan keksinnön edelleen toisen kohteen mukaisesti 15 tuotetaan määritellyn kaltaisen menetelmän tai laitteen yhteydessä käytettävä suodatinyksikkö, joka tunnetaan siitä, että suodatinyksikkö sisältää putkimaisen rungon absorboivaa ainetta varten, männän sisältävän ylemmän päätyosan sekä suodattimen absorboivan aineen pitämiseksi paikoillaan. Pääty-20 osista toinen, suositeltavasti ylempi, on poistettava sen mahdollistamiseksi, että absorboiva aine voidaan vaihtaa. Absorboiva aine voidaan siten ajoittain poistaa käytöstä ristiinlikaantumisen mahdollisuuden minimoimiseksi.

25 Absorboivan aineen tulisi suositeltavasti olla riittävässä *. määrin puristettu siten, että se ei voi liikkua ympäriinsä.

Tämä estää sen, että suhteellisen likaantunut alempi pää pääsisi käytössä sekoittumaan suhteellisen puhtaan ylemmän pään kanssa.

30

On mahdollista, että absorboivan aineen puristus muuttuu i aineen painuessa. Tämä voidaan estää sekoittamalla ainetta ja kohdistamalla siihen samalla vahvistava vääntömomentti.

35 Hyvä tapa absorboivan aineen puristamiseksi on käyttää nokka-mekanismia, joka sisältää kiristysmutterin ja lukitusmutterin asennettuna kierteitettyyn tankoon mutterien ollessa erotettu-; na halkaistulla kannattimellä, jolloin yksi tangosta ja kan- 108220 7 nattimesta valittu osa on asennettuna mäntään toisen ollessa asennettuna runkoon. ~ '

Keksintöä kuvataan seuraavaksi viitaten liitteenä oleviin 5 piirroksiin, joissa kuvio 1 on kaaviokuva tavanomaisesta reaktorijärjestelmästä, johon on liitetty esillä olevan keksinnön mukainen suodatinyk-sikkö; kuvio 2 kuvaa suositellun sovelluksen mukaista suodatinyksik-10 köä; kuvio 3 kuvaa kuvion 2 suodatinyksikön alempaa päätyosaa; kuviossa 4 on nähtävissä kuvion 2 suodatinyksikön sovelluksen pitkänomainen keskiosa; kuvio 5 kuvaa kuvion 2 mukaisen suodatinyksikön ylempää pääty-15 osaa; kuviossa 6 on nähtävissä kuvion 4 keskiosan ylempi päätyosa osittaisena leikkauskuvana; kuvio 7 on kuvion 6 ylemmän päätyosan päätykuva; kuvio 8 kuvaa mäntää, joka on sijoitettu kuvion 2 suodatinyk-20 sikön ylempään päätyosaan aktiivihiilen pitämiseksi paikoillaan ja puristamiseksi yksikössä; kuvio 9 on mainitun kaltaisen männän vaihtoehtoinen sovellus; kuvio 10 kuvaa kuviossa 8 kuvattua kannatinta; kuvio 11 kuvaa kuvion 10 kannatinta suunnassa XI; 25 kuvio 12 kuvaa kuviossa 8 kuvattua tukilaattaa; kuviossa 13 on kuvattuna kuvion 12 tukilaatta suunnassa XIII; kuvio 14 kuvaa leikkauskuvana putken yläpäätä, johon kuvion 9 mukainen mäntä voidaan asentaa; ja kuvio 15 kuvaa kuvion 14 mukaista putkea suunnassa XV.

30

Esillä olevan keksinnön mukaista suodatinyksikköä 1 yhdistet- i i tynä tavanomaisen reaktioastian 30 ja tavanomaisen jäähdy- tysyksikön 31 sisältävään säiliöön on kuvattu kuviossa 1. Jäähdytysyksikkö 31 on kytketty sarjassa reaktioastiaan 30 35 venttiilit 34 ja 35 sisältävien putkijohtojen 32 ja 33 kautta. Reaktorin pohjaosaan on sijoitettu alalla tunnetun kaltainen tarkastuslasi 37. Mainittua tarkastuslasia voidaan käyttää } tarkasteltaessa visuaalisesti liuoksen puhtautta edellä mai- 108220 8 nittujen standardikokeiden yhteydessä. Tässä sovelluksessa reaktorijärjestelmä on tarkoitus puhdistaa "palautusmenetel-män" avulla. Järjestelmään kuuluu luonnollisesti myös muita putkijohtoja, jotka puhdistetaan putkijohtojen 32 ja 33 lisäk-5 si, mutta niitä ei ole kuvioissa kuvattu.

Esillä olevaan keksintöön liittyvät, kuviossa 1 esitetyt osat on kehystetty katkoviivalla 20.

10 Suodatinyksikkö 1 sisältää putkimaisen rungon 2, joka on täytetty absorboivalla aineella, tässä tapauksessa rakeisella aktiivihiilellä 3. Suodatinyksikkö on käytössä suunnattu pystysuoraan. Hiiltä pidetään rungossa 2 kiinteän hiukkas-suodattimen 4 avulla rungon alapäässä ja rungon yläpäässä 15 suodattimena 13 varustetun liikkuvan ja lukittavan männän 17 avulla. Suodattimien 4 ja 13 silmäkoko on tarpeeksi pieni siten, että ne pystyvät estämään hiilirakeiden kulkeutumisen suodattimien läpi.

20 Mäntää 17 voidaan liikuttaa runkoon 2 rakeisen hiilen puristamiseksi riittävässä määrin sen estämiseksi, että rakeet pääsisivät liikkumaan silloin, kun suodatinyksikössä 1 oleva, puhdistettavaksi tarkoitettu liuos pakotetaan aktiivihiilen 3 läpi ja sen estämiseksi, että hiilirakeiden läpi pystyisi 25 muodostumaan avoimia kanavia.

t 4

Vaikka mäntä 17 on kuvattu sijoitettuna suodatinyksikön 1 yläpäähän, suodattimen 4 ja männän 17 paikkoja voidaan luonnollisesti vaihtaa keskenään muuttamatta suodatinyksikön toimintaa. 30

Reaktioastian alemmasta poistoaukosta 36 lähtien valinnainen ·: ensimmäinen hiukkassuodatin 7 on yhdistetty sarjaan pumpun 11 ja suodatinyksikön 1 alapään kanssa venttiilien 8, 9, 10 kautta putkijohdon 12 avulla. Se, käytetäänkö ensimmäistä 35 hiukkassuodatinta 7 todella vai ei, riippuu siitä, kuinka suurella todennäköisyydellä likaantuneessa liuoksessa esiintyy suuria hiukkasia, jotka saattavat tukkia suodatinyksikön 1.

108220 9

Pumppu 11 on standardimallinen, kaupallisesti saatavilla oleva suurpainepumppu, joka pystyy käsittelemään sekä kiehuvia nesteitä että niiden höyryjä; esimerkkinä voidaan mainita APV Rosista -keskipakopumppu, joka on APV Sweden AB:n valmistama 5 ja myymä. Pumpun tulisi pystyä syöttämään painetta, joka on tarpeeksi korkea nesteen pakottamiseksi suodatinyksikössä 1 olevan aktiivihiilen 3 läpi. Suodatinyksikön 1 alavirran päässä sijaitseva hiukkassuodatin 13 on niin muodoin suunniteltava kestämään nesteestä aktiivihiileen kohdistuvaa painet-10 ta paineen ollessa tulosta hiilirakeiden puristumisesta, kun taas suodatinyksikön 1 ylävirran puolella sijaitsevan hiukkas-suodattimen 4 on pystyttävä kestämään ainoastaan hiilirakeiden puristumisesta aiheutuvaa painetta. Suodatinyksikön 1 yläpää on yhdistetty jäähdyttimeen 31 sarjassa toisen hiukkassuodat-15 timen 14 ja venttiilien 15, 16 kanssa putkijohdon välityksellä. Toisen hiukkassuodattimen 14 tehtävänä on varmistaa, että vahingossa männässä olevan suodatinverkon läpi pääsevistä hiukkasista huolehditaan.

20 Suositellussa sovelluksessa käytettävät hiilirakeet voivat olla tyypiltään esimerkiksi "Merck 2514" tai "Chemviron hiili-tyyppi F200", joita on kumpaakin kaupallisesti saatavilla. Rakeiden koko voi olla 1,5 - 2,5 mm.

25 Hiilirakeiden koko, kovuus ja puristuvuus sekä rakeisiin kohdistuva puristusvoima määritellään kuitenkin yleensä pumpun kapasiteetilla ja suodatinyksikön läpi suuntautuvalla toivotulla virtauksella.

30 Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän yhteydessä käytettäviä puhdistusliuoksia voivat olla metanoli, etanoli, vesi, .v asetoni, tolueeni, metyyli-isobutyyliketoni, isopropyylialko- holi, etyyliasetaatti tai metyleenikloridi käytettynä lämpötiloissa, jotka vaihtelevat noin 10 - 20 °C:sta vastaavaan 35 kiehumispisteeseen.

Kuten edellä on mainittu, puhdistusprosessi aloitetaan tavallisesti karkealla puhdistuksella, joka tehdään käyttämällä 108220 10 suurpaineista nestesuihkupuhdistusta. Tämän jälkeen riittävä liuosmäärä lisätään reaktioastiaan, ja liuosta kierrätetään järjestelmän läpi yllä kuvattua "palautusmenetelmää" käyttämällä (tai luonnollisesti vaihtoehtoisesti käyttämällä "pakko-5 kiertomenetelmää”).

Niin pian kuin on havaittu liuoksen likaantuneen siinä määrin, että reaktorijärjestelmä saastuisi uudelleen, reaktioastian 30 poistoaukko 36 yhdistetään pumppuun 11 ja kiehuva, saastu-10 nut neste pumpataan pois suodatinyksikön 1 kautta. Tämä tapahtuu luonnollisestikin ennen kuin edellä mainittu puhdistuksen ja uudelleen saastumisen välinen tasapaino saavutetaan.

Sekä puhdistusliuoksen sisältämät hajotetut epäpuhtaudet että 15 pienikokoiset saastuneet hiukkaset absorboidaan siten rakeiseen aktiivihiileen. Absorptio tapahtuu ensin suodatinyksikön alapäässä, josta se vähitellen siirtyy ylöspäin samalla nopeudella kuin aktiivihiili kyllästyy epäpuhtauksilla. Niin kauan kuin kyllästysrintama ei ole saavuttanut suodatinyksikön 20 yläpäätä, suodatettu, puhdas liuos poistuu suodatinyksiköstä puhtaan, likaantumattoman aktiivihiilen kautta, minkä jälkeen se virtaa jäähdytysyksikköön ja edelleen alas reaktioastiaan. Näin reaktorijärjestelmä huuhdotaan puhtaalla liuoksella pakottamalla liuos kulkemaan suodatinyksikön läpi, jolloin 25 epäpuhtaudet saadaan tehokkaasti poistetuksi.

Suodatinyksikön koko tai pituus ja siinä olevan aktiivihiilen määrä voidaan mukauttaa reaktorijärjestelmän kokoona ja tarvittavan puhdistusliuoksen määrään siten, että suurin osa 30 aktiivihiilestä on absorboinut itseensä epäpuhtauksia silloin, kun reaktori järjestelmässä on saavutettu toivottu puhtausaste.

• '

Vaihtoehtoisesti suodatinyksikön läpi kulkevaa virtausta voidaan muuttaa säätämällä venttiiliä 16 siten, että tiettyä 35 hiukkasyksikköä varten tarkoitettu optimaalinen virtausnopeus saavutetaan. Liuoksen voidaan antaa virrata suodatinyksikön läpi samalla, kun putkijohtoja 32 ja 33 puhdistetaan, jättämällä kaikki venttiilit osittain auki. Menetelmä on erittäin 11 108220 monipuolinen, koska joko liuos kokonaisuudessaan voi kulkea suodatinyksikön läpi, tai liuosta ei lainkaan kulje yksikön läpi, tai osa liuoksesta voi kulkea suodatinyksikön läpi ja osa voi ohittaa sen; tämä saavutetaan eri venttiilien järkevän 5 säädön avulla.

Tämän jälkeen liuosta voidaan kierrättää tai sitä voidaan mahdollisesti käyttää uudelleen ilman esikäsittelyä. Käytettävän liuoksen määrä rajoittuu reaktoriastiaan lisättyyn ensim-10 mäiseen määrään.

Menetelmään voidaan sijoittaa kaksi tai useampi suodatin, joista jokaisella on oma venttiilinsä järjestelmän monipuolisuuden lisäämiseksi edelleen.

15

Epäpuhtaudet sisältävä, suodatinyksikössä sijaitseva aktiivi-hiili voidaan helposti hävittää.

Suodatinyksikkö yhdessä pumpun, hiukkassuodattimien ja putki-20 johtojen kanssa voidaan edullisesti suunnitella erilliseksi yksiköksi, joka on kuljetettavissa ja yhdistettävissä väliaikaisesti mihin tahansa puhdistusta tarvitsevaan reaktoriin, tai se voidaan luonnollisesti enemmän tai vähemmän kiinteästi yhdistää yhteen tiettyyn reaktorijärjestelmään.

25 ·’ Pääasiallisina etuina voidaan mainita se, että liuos voidaan pitää puhtaammassa tilassa koko puhdistusprosessin ajan ilman, että täytyisi käyttää uutta liuosta. Tämän mukaisesti prosessi on nopeampi ja paljon taloudellisempi prosessissa käytettävän 30 liuoksen määrän kannalta kuin yllä kuvatut aiemmin käytetyt menetelmät. Ympäristölliset kysymykset on erittäin hyvin 7 otettu huomioon sen pienen likaantuneen liuosmäärän kohdalla, joka lopulta on hävitettävä. Reaktioastian useita kertoja tapahtuvaan tyhjentämiseen ja uudelleen täyttämiseen tarvitta-35 va aika on myös eliminoitu. Toisena etuna on mahdollisuus kytkeä useita reaktoreita yhteen suodatinyksikköön, jolloin säästetään aikaa.

« 108220 12

Kuviossa 2 on nähtävissä suodatinyksikön 1 suositeltava sovellus koottuna; se sisältää putken 40 muodossa olevan päärungon 2, ylemmän päätyosan 41 ja alemman päätyosan 42. Putki 40 on tehty ruostumattomasta teräksestä, ja sen sisähalkaisija on 5 noin 100 mm ja kokonaispituus 1.720 mm. Käytössä putki 40 on mitei kokonaisuudessaan täytetty edellä kuvatun kaltaisella rakeisella aktiivihiilellä.

Mainitun kokoinen suodatinyksikkö on mukautettavissa kemialli-10 sissa prosesseissa käytettäviin erikokoisiin reaktorijärjestelmiin. Suodatinyksikön koko ja absorboivan aineen määrä määritetään reaktori järjestelmän kokonaiskoon ja epäpuhtausas-teen avulla.

15 Alempi päätyosa 42, johon on sijoitettu pumpusta 11 tulevaan putkijohtoon liittymistä varten liitosputkella 44 varustettu palloventtiili 43, on varustettu ylemmällä tasaisella pinnalla suodatinverkkoa varten tarkoitetun tukilaatan vastaanottamiseksi. Tukilaatta on tehty ruostumattomasta teräksestä, se on 20 paksuudeltaan 1,5 mm ja rei'itetty halkaisijaltaan 5 mm:n suuruisilla, tasaisin välimatkoin sijoitetuilla rei'illä. Reikien ala on 35% tukilaatan kokonaishyötypinnasta. Silmä-kooltaan 0,077 mm oleva suodatinverkko on sijoitettu tukilaatan ylävirran puolelle. Alempi päätyosa on myös varustettu 25 kiinnitysosalla 46 putkessa 40 sijaitsevaan vastaavaan laip-·* paan 47 liittymistä varten.

Putken 40 kokonaiskuva on nähtävissä kuviossa 4. Putken yläpäähän on sijoitettu kiinnityskierteitä 48 ja kannatin 49 30 männän 17 kiinnipitämiseksi.

Putken ylemmän pään ja ylemmän päätyosan yksityiskohdat ovat nähtävissä kuvioissa 5-8. Mäntä 17, ja siten myös kannatin 49, on sijoitettava ylempään päätyosaan 41. Osa 41 on varus-35 tettu kiinnitysmutterilla 50, joka sopii putken 40 kierteisiin 48. Osan 41 alapää on varustettu laipalla 51, jossa on kar-tiomaisesti suippeneva pinta 52 putken yläpään vastaavaan kartiomaisesti laajenevaan pintaan sovittamista varten.

108220 13

Kannatin 49, joka on tehty 6 mm:n paksuisesta ruostumattomasta teräksestä, on varustettu poikittain suuntautuvalla lovella 53. Sen tarkoituksena on vastaanottaa 12 mm:n ruostumattomasta 5 teräksestä valmistettu tanko 54, joka on koko pituudeltaan varustettu M12-kierteellä. Tanko 54 kuuluu osana mäntään 17, joka lisäksi sisältää 1,5 mm:n paksuisen, ruostumattomasta teräksestä suodatinverkkoa 57 varten valmistetun revitetyn tukilaatan 55. Tukilaatta on suunnattu poikittain tankoon 54 10 nähden. Tukilaatassa olevat reiät ovat halkaisijaltaan 5 mm, ja ne on sijoitettu laatalle tasaisin välein. Reikien ala on 35% laatan tehokkaasta virtausalasta. Tukilaatta on vahvistettu vahvikkeiden 56 avulla.

15 Silmäkooltaan 0,077 mm olevaa suodatinverkkoa 57 pidetään tukilaattaa 55 vasten yhdessä kehämäisen tiivistysrenkaan 58 kanssa, jonka tarkoituksena on kiinnittyä putken 40 sisäpintaan pulttien 60 avulla tukilaattaan 55 kiinnitetyn pidätys-renkaan 59 avulla.

20

Tangon 54 vapaaseen päähän on sijoitettu liikkuva lukkomutteri 62. Toinen liikkuva mutteri 61 on sijoitettu tangon 54 kierteisiin. Kun mäntä on tarkoitus asentaa, tanko 54 asetetaan kannattimessa 49 olevaan poikittaiseen loveen tukilaatan 55 ja 25 mutterin 61 sijaitessa kannattimen ja putken välissä.

Kun mutteria 61 kierretään ulospäin kannatinta 49 vasten, mäntä siirtyy putkeen ja kosketuksiin putkessa olevan absorboivan aineen kanssa. Mutterin 61 kiristysvaiheessa vallitseva 30 ominaisvääntömomentti tuottaa absorboivaan aineeseen ominais-puristusvoiman. Edellä määritetyn kaltaisten, tietynlaatuisten .*1 aktiivihiilirakeiden ja putken yllä mainittujen erityismitto- jen kohdalla suuruudeltaan 15 N.m:n suuruinen vääntömomentti on havaittu sopivaksi pitämään rakeita varmasti paikoillaan ja 35 estämään kanavien muodostuminen. Kun ominaisvääntömomentti on asetettu, lukkomutteri 62 kiristetään kannatinta 49 vasten, jolloin lukitaan sekä mutteri 61 että mäntä.

108220 14

Tangon 54 pituus voidaan valita siten, että putkessa olevan absorboivan aineen määrää voidaan vaihdella suodatinyksikön mukauttamiseksi erikokoisiin reaktorijärjestelmiin ja/tai erisuuruisiin epäpuhtausasteisiin.

5

On huomattava, että suuntaus voidaan myös valita erilaiseksi siten, että yksi tai useampi kierteitetty tanko asennetaan putkimaiseen runkoon 40 ja uurrettu kannatin asennetaan mäntään 17.

10 Männän 17 ja putken 40 yläpään vaihtoehtoisia sovelluksia on kuvattu kuvioissa 9-15. Mäntä 17 on tehty useista komponenteista, nimittäin kierteitetystä, ruostumattomasta teräksestä valmistetusta tangosta 54, tukilaatasta 55, tiivistysrenkaasta 15 58, suodatinverkosta 57 ja kannattimesta 49.

Tukilaatta 55 on muodoltaan rengasmainen, ja sitä on lujitettu useilla kartiomaiseen muotoon järjestetyillä vahvikkeilla 56. Vahvikkeet päättyvät keskisesti sijoitettuun hoikkiin 63.

20 Kierteitetty, ruostumattomasta teräksestä valmistettu tanko 54 kulkee hoikin 63 läpi, ja sitä pidetään pysyvästi paikoillaan kahdella lukkomutterilla 64 ja 65. Hoikin 63 ja mutterien vieressä sijaitsevat aluslevyn 66 ja 67.

25 Tukilaatan 55 rengasmainen osa on kiinnitetty suodatinverkkoon 57 tiivistysrenkaan 58 erottamana. Tiivistysrengas on Tef-lonTM-tiiviste, ja suodatinverkkona on rei'itetty levy.

Kannatin 49 sisältää U-kirjaimen muotoisen teräsosan. Kahteen 30 ääripäähän on sijoitettu uritetut laipat 68. Näiden tarkoituksena on kiinnittyä putken 40 yläpään sisäpuolella oleviin uritettuihin listoihin 69.

Mäntäyksikkö on asetettu paikalleen kiinnittämällä uritetut 35 laipat 68 uritettuihin listoihin 69. Tämä saadaan aikaan asettamalla ensin mäntä 17 putken 40 yläosaan kannattimen 49 ollessa suuntautuneena putkessa sijaitsevista uritetuista listoista 69 poispäin, minkä jälkeen mäntää käännetään, kunnes 108220 15 laipat ja listat kiinnittyvät toisiinsa.

Kannatin 49 sisältää keskisesti sijoitetun reiän muodossa olevan raon, ja se on edelleen sijoitettu kahden liikkuvan 5 lukkomutterin 61 ja 62 väliin. Alempi mutteri 61 on kiristetty vääntöavaimella ominaisvääntömomentin aikaansaamiseksi. Ylempää mutteria 62 kiristetään sitten, kunnes kannatin 49 pysyy tiukasti paikallaan kahden lukkomutterin välissä.

10 On tärkeää varmistaa, että absorboiva aine 3 on tarpeeksi puristuneena; muutoin se saattaa liikkua ympäriinsä aiheuttaen käytössä suhteellisesti saastuneen alemman pään sekoittumisen suhteellisesti puhtaaseen yläpäähän. Varmistus voidaan tehdä täryttämällä rivistöä ennen vääntöpaineen suuntaamista. Ihan-15 teellisesti vahvistava vääntömomentti tulisi asettaa laitteen kokoamisen jälkeen, jolloin lisäpuristuminen ei enää ole mahdollista.

Kun tietty puhdistusprosessi on saatu päätökseen, mäntä 17 20 voidaan poistaa ja absorboiva aine voidaan tarvittaessa heittää pois. Tämä eliminoi ristiinlikaantumisen mahdollisuuden mahdollisen uudelleenkäytön aikana.

Kuten edellä on jo mainittu, olisi painotettava, että kaikki 25 yllä mainitut mitat ja koot viittaavat tiettyihin reaktoreihin ·' mukautettuun yhteen tiettyyn sovellukseen, ja että mittoja ja kokoja on ehkä mukautettava, jotta ne sopisivat käytettäväksi muiden puhdistettavaksi tarkoitettujen reaktoreiden ja muuntyyppisten säiliöiden ja putkijohtojen kanssa.

30 » *

Claims (6)

108220 16

1. Menetelmä kemiallista prosessia varten tarkoitetun reaktioastian puhdistamiseksi, joka astia käsittää säiliön (30) ja säiliöön yhdistyvän yhden tai useamman putkijohdon 5 (32, 33, 36), jotka on valmisteltu reaktioastiassa suori tettavaa kemiallista prosessia varten, menetelmän käsittäessä puhdistusliuoksen lisäysvaiheen, jossa puhdistusliuos-määrä reaktioastiassa olevia epäpuhtauksia varten lisätään reaktioastiaan, ja puhdistusliuoksen kierrätysvaiheen, jos-10 sa puhdistusliuosmäärä kierrätetään reaktioastiassa, tunnettu siitä, että puhdistusliuoksen kierrätysvaiheen aikana ainakin osa liuosmäärästä puhdistetaan ja kierrätetään takaisin reaktioastiaan pakottamalla tämä ainakin osa liuos-määrästä suodatinjärjestelmän (1, 4, 7, 9-17) läpi, jossa 15 järjestelmässä on sisääntulo, joka on virtausyhteydessä reaktioastiaan, ulostulo, joka on virtausyhteydessä reaktio-astiaan, ja sisääntulon ja ulostulon välinen virtaustie, . joka sisältää adsorbenttia (3) epäpuhtauksia varten. • * <

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että puhdistusliuoksen kierrätysvaihe suoritetaan vain sen puhdistusliuosmäärän kanssa, joka on lisätty puhdistus-liuoksen lisäysvaiheen aikana. • · -

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnet tu siitä, että puhdistusliuosta kierrätetään ympäri reak-tioastiaa palautusmenetelmällä.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu sii- ·· 30 tä, että reaktioastiaan kuuluu jäähdytysyksikkö (31) kon- densaatiota varten ja että suodatinjärjestelmän ulostulo on virtausyhteydessä jäähdytysyksikköön.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että adsorbentti on granuloitua aktiivi- hiiltä. 17 1 n ,q o o n

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suodatinjärjestelmä sisältää yhden tai useamman hiukkassuodattimen (4, 7) adsorbenttiin nähden ylävirran puolella.

5 Patentkrav