HUT52999A - Method and apparatus for intensive countercurrent contacting granular solid materials with low-amount liquid - Google Patents

Method and apparatus for intensive countercurrent contacting granular solid materials with low-amount liquid Download PDF

Info

Publication number
HUT52999A
HUT52999A HU881977A HU197788A HUT52999A HU T52999 A HUT52999 A HU T52999A HU 881977 A HU881977 A HU 881977A HU 197788 A HU197788 A HU 197788A HU T52999 A HUT52999 A HU T52999A
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
liquid
layer
container
auxiliary space
fluid
Prior art date
Application number
HU881977A
Other languages
English (en)
Inventor
Lajos Horvath
Laszlo Szommer
Arpadne Erdelyi
Laszlo Horvath
Istvan Szigeti
Peter Arva
Aba Boros
Bela Csukas
Andras Koroknai
Dezsoe Nagy
Jozsef Vass
Original Assignee
Nitrokemia Ipartelepek
Veszpremi Vegyipari Egyetem
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitrokemia Ipartelepek, Veszpremi Vegyipari Egyetem filed Critical Nitrokemia Ipartelepek
Priority to HU881977A priority Critical patent/HUT52999A/hu
Priority to DE3912612A priority patent/DE3912612A1/de
Priority to GB8908658A priority patent/GB2219523A/en
Priority to IT8920179A priority patent/IT1230185B/it
Priority to FR8905103A priority patent/FR2630024A1/fr
Priority to JP1096589A priority patent/JPH0263546A/ja
Publication of HUT52999A publication Critical patent/HUT52999A/hu
Priority to HU9400133U priority patent/HU9400133V0/hu

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J47/00Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
    • B01J47/10Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor with moving ion-exchange material; with ion-exchange material in suspension or in fluidised-bed form
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J49/00Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor
    • B01J49/60Cleaning or rinsing ion-exchange beds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1809Controlling processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1881Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with particles moving downwards while fluidised
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/20Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/40Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed subjected to vibrations or pulsations

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Description

Szolgálati találmány
Eljárás és berendezés szemcsés szilárd anyagok kis mennyiségű folyadékkal való intenzív ellenáramú érintkeztetésére
HITEOKÉMIA IPARTELEPEK, Fűzfőgyártelep
VESZPRÉMI VEGYIPARI EGYETEM, Veszprém
Feltalálók:
Horváth Lajos Fűzfogyártelep 10 %
Szommer László Fűzfőgyártelep 11 #
dr.Erdélyi Árpádné Fűzfogyártelep 11 %
Horváth László Fűzfőgyártelep 8 %
Szigeti István Veszprém 10 %
dr.Árva Péter Veszprém 10 %
Boros Aba Veszprém 10 %
dr.Csukás Béla Veszprém 15 %
Koroknai András Veszprém 5 %
dr.Nagy Dezső Veszprém 5 %
dr.Vass Jószef Veszprém 5 %
A bejelentés napja: 1988. 04. 18.
Aktaszámunk: 6291
A találmány szemcsés szilárd anyagoknak a minimális fluidizációs sebesség biztosításához szükségesnél kisebb mennyiségű folyadékkal és lazított rétegben megvalósított előnyösen ellenáramú érintkeztetésére szolgáló eljárásra és berendezésre vonatkozik.
Szilárd anyagok és folyadékok sűrű rétegben való érintkeztetésére három ismert eljárás alkalmazható: a nyugvó réteg, a csúszó réteg és a fluidizált réteg. Az álló rétegen a folyadék többnyire csatornákon (kitüntetett áramlási útvonalakon) halad át, igy ez az eljárás nem teszi lehetővé a fázisok intenzív érintkeztetését. Ezen túlmenően a réteg szakaszos ürítése is problémát okoz. A csúszó réteges eljárás megfelelő ellenáramú érintkeztetést biztosít, azonban a réteg átmérőjének növelésével egyre kevésbé biztosítható az egyenletes áramlás a teljes keresztmetszet mentén. A fluidizáció intenzív fázisérintkeztetést tesz lehetővé, azonban kialakításához nagy oldatsebességre van szükség és a jelentős mértékű axiális átkeveredés miatt az ellenáramú érintkeztetés csak bonyolult konstrukciós megoldások árán biztosítható. További problémát jelent az oldatot eloszlató rétegtartó alátétek eltömődésre való hajlama.
Elméleti szempontból a lassú folyadékáramok eloszlatásának problémái jól áttekinthetők például Rodrigues, A.E. és Tondeur, D. Percolation Processes: Theory and Applications (Sijthoff and Nordhoff, The Netherlands, 1981) című könyvéből. Gyakorlati szempontból a szilárd-folyadék eljárások vonatkozásában a technika állását áttekinti például a______sz,__ magyar találmányi bejelentés (Árva P., Boros A., Csukás B., Vess Eljárás és berendezés szilárd szemcsés és/vagy darabos anyag és/vagy kolloid részecskék által alkotott rétegben áramló folyadék egyenletes eloszlatására).
A nyugvó ill. csúszó réteg és a fluidizált réteg közötti átmeneti mozgásállapot biztosítására dolgozták ki a pulzációs tányéros eljárást. Leggyakrabban szegmensekre osztott ferdellemezes réseit tányérokat és szabályos, kis amplitúdójú mechanikus vagy pneumatikus pulzáltatást alkalmaznak. A megoldás hátránya, hogy heterodiszperz szilárd anyagok feldolgozása esetén a tányérok túlzott mértékű frakcionálódást okoznak, igy nehézségekbe ütközik a stacionárius üzemállapot biztosítása. A pulzációs tányéros oszlopok szempontjából a technika állását jól összefoglalja Karpacseva, Sz.M. és Rjabcsikov, B.E. Pulzacionnaja apparatura v himicseszkoj technologii (Himija, Moszkva, 1983) című könyve, amelyben az ide vonatkozó szabadalmak felsorolása is szerepel.
Gyakran lenne szükség arra, hogy a fluidizált vagy legalábbis lazított j^éteqállapotót kis folyadéksebességgel jalakítsyk-ki. Ez a célkitűzés például akkor, ha lehetőleg tömény oldatot kell előállítani vagy csökkenteni kell a képződő hulladék oldat mennyiségét. A kisebb folyadékáram biztosítása valamilyen egyéb energiaközlés (például mechanikus keverés vagy vibráció) árán lehetséges.
Pótlólagos energiaközlésre ad lehetőséget a váltakozó irányú folyadékáramoltatás illetve pulzáltatás is, azonban ebben az esetben különösen nagyobb rétegmagasság/rétegátmérő arányok esetén általában gondoskodni kell a folyadékáramlás réteg magassága mentén történő újraeloszlásáról. Mindez bonyolultabb konstrukciós megoldásokat eredményez.
A szilárd anyagok rétegén alulról felfelé és felülről lefelé átáramló folyadékok nyomásesés-folyadéksebesség és szabadtérfogathányad-folyadéksebesség függvényei erősen nemlineárisak és aszimmetrikusak. Ezt figyelembe véve a felfelé és lefelé áramló folyadék sebesség-idő függvényének megfelelő kialakítása mellett kis átlagosan átvezetett folyadékmennyiségek mellett is megfelelően lazított réteg-
állapot biztosítható· Ugyanakkor az irányítástechnika korszerű eszközei pneumatikus pulzátor alkalmazásával lehetővé teszik a rétegben felfelé ée lefelé áramló oldat eebesség-idő függvényének szinte tetszőleges megforrnálését· Ilyen módon (különösen a Jól fluidizáló szilárd anyagok esetében) tányérszerkezet nélkül is lehetőség nyílik a magas rétegben a lazított mozgáaállapot létrehozására. Az egybefüggő, oszlopszerű fluidizéit rétegben tetszőlegesen kicsi (akár nulla) folyadékéramlássál tartós átlagos rétegkiterjedés és periódikus vagy szabálytalan szemcsemozgás alakítható ki a réteg korlátozott mértékű axiálie átkeveredőse mellett. Ugyanakkor a réteg struktúrájának időről-időre történő átrendeződése következtében a csatornásodé® la elkerülhető· A találmány szerinti eljárás kidolgozásánál alapvető felismerésünk az volt, hogy időben struktúráit működéssel kiválthatók a bonyolult térbeli konstrukciók, nevezetesen a szilárd anyag rétegével közlekedőedényszerűen összekötött zárt segédtérben levő folyadékszintet egy program szerint váltakozva lefelé és felfelé elmozdítva a rétegben szinte tetszőleges időbeli sebességváltozások alakíthatók ki.
E felismerés alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében egy olyan eljárás segítségével oldottuk meg, amely szemcsés szilárdanyagoknak a minimális fluidizációs sebesség biztosításához szükségesnél kisebb mennyiségű folyadékkal és lazított rétegben megvalósított érintkeztetésére szolgál és amely eljárásnak az a lényege, hogy a szilárd anyag rétegével közlekedőedényszerűen összekötött zárt segédtérben levő folyadékszintet egy program szerint váltakozva lefelé és felfelé elmozdítva a rétegben programozott felfelé és lefelé áramlásokat hozunk létre, a folyadékot a segédtérbe adagoljuk és a réteg felett túlfolyással vezetjük el, miközben a rétegben felfelé áramló folyadék térfogatáraménak időbeli átlaga a beadagolt folyadék mennyiségével nagyobb a rétegben lefelé áramló folyadék térfogatáramúnak időbeli átlagánál és a réteg kiterjedésének mértékét a felfe-δΙό illetve lefelé áramló folyadék sebességének időbeli változtatásával szabályozzuk·
A találmány szerinti eljárás foganatosításánál gyakori, hogy a lazított rétegbe vezetett folyadék vagy annak valamely komponense fizikai és/vagy kémiai kölcaönhatásba lép a rétegben levő szilárd anyaggal vagy annak valamely komponensével· A fizikai kölceönhatés lehet például oldás vagy kioldás, a kémiai kölcsönhatás pedig katalitikus kémiai reakció vagy heterogén kémiai reakció·
A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosltásl módja szerint a réteggel közlekedőedényszerűen összekötött zárt segédtérben levő folyadékszint változtatását a folyadék feletti gáz nyomásának változtatásával hozzuk létre· A gáz célszerűen legtöbbször levegő lehet, de levegővel reagáló vagy robbanó folyadék esetén például inért gázok is alkalmazhatók· A gáznyomással való ezintvéltoztatás egyszerűsége mellett kedvező dinamikai sajátosságokkal is rendelkezik. Természetesen nem kizárt a folyadékszint mechanikus (például dugattyúval történő) vagy kombinált pneumatikus-mechanikus (például rugalmas membránnal elválasztott gáztér nyomásával) való változtatása sem·
Egy további eljárási ismérv szerint a segédtérben levő folyadék feletti gáz nyomását két elzáró ezerelvény működtetésével szabályozzuk, amelyek közül az egyik egy nagyobb nyomású manosztáthoz, a másik pedig egy kisebb nyomású manosztáthoz csatlakozik· A nagyobb nyomású manosztát lehet például egy a sűrített levegő hálózathoz csatlakoztatott nyomásszabályozó (nyomáscsökkentő reduktor)· A kisebb nyomású manosztát előnyösen a környező légtér is lehet· A szerelvények nem csupán egyszerű kétállapotú (nyitó-záró) elemek lehetnek, hanem nyitásuk illetve zárásuk karakterisztikája is előírt lehet illetve szabályozható fojtásokkal lehetnek kiegészítve·
A találmány előzőekben leírt foganatosítási módjánál az elzáró szerelvényeket gyakran egy programozható Gtemadóval, célszerűen egy mikroprocesszoros vezérlő egységgel működtet jük· E megoldásnál a sebesség idő függvényt lényegében az ütemadó illetve mikroprocesszoroe vezérlő egység programjával állítjuk be.
A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módja szerint a segédtérben levő folyadékszint váltakozó lefelé illetve felfelé történő elmozdításé periódikus ütemezéssel történik. Ezen belül persze jelentősen eltérhet egymástól a lefelé Illetve felfelé történő elmozdítások időtartama, sőt egy periódusidőn belül eok egymástól eltérő hosszúságú lefelé illetve felfelé történő elmozdítást biztosító ütem is lehet·
A találmány szerinti eljárást alkalmazzuk akkor is. ha a segédtérben levő folyedékszint váltakozó lefelé illetve felfelé történő elmozdításé szabálytalan illetve pszeudóvéletlenezerű ütemezéssel történik. A pszeudovéletlen időtartam adott intervallumban szabálytalanul változó és az adott intervallumban lehetőleg egyenletes eloszlású jellemzőkkel rendelkező időtartamokat értünk·
Az eljáráa egy további előnyös foganatosítás! módja szerint a rétegben «'lefelé áramlás pillanatnyi és/vagy átlagsebessége kieebb a felfelé áramlás pillanatnyi és/vagy átlagsebeeségénél. Ez - figyelembe véve a nyomésesés ve, folyadéksebesség illetve a szabadtérfogathányad ve. folyadéksebesség függvények nemlineáris jellegét - maradandó rétegkiterjedéet eredményezhet.
Az eljárás alkalmazásánál a rétegbe folyamatosan vagy időközönként szilárd anyago(ka)t adagolhatunk be illetve vezethetünk el onnan·
A rétegben kialakított felfelé és lefelé áramlások időtartama általában ÍO^-IO*1 óra között változhat, miközben az egy ütemben felfelé illetve lefelé áramló folyadék térfogata a teljes rétegtérfogat 0*5-5 százaléka lehet.
•· · · · ···· • · · · · ·····* · ·
A találmány szerinti eljárás különféle konstrukciós megoldásokkal valósítható meg, gyakorlati szempontból azonbán problémákat vethet fel, ha a lefelé és felfelé áramlásokat eredményező szintváltoztatásokat mechanikus mozgást végző vagy rugalmas alakváltozást szenvedő elemek alkalmazásával hozzuk létre. Bár a találmány oltalmi kőre értelemszerűen kiterjed a mechanikusan elmozduló illetve az alakjukat rugalmasan változtató elemekkel működtetett megoldásokra is, a pneumatikus üzemeltetés látszik a legcélszerűbbnek· Felismerésünk szerint a szintváltoztatást a segédtérben levő folyadék feletti gáztér nyomásának változtatásával kell létrehozni a segédtérhez csatlakozó csővezetékbe helyezett elzáró szerelvényeknek egy ütemadó egységgel való működtetése révén.
Ennek megfelelően a találmány szerinti eljárás foganatosítására szolgáló berendezésnek a szilárd anyag folyadékkal elárasztott rétegét magában foglaló tartálya, a tartályhoz csatlakozó folyadék elvezető, szilárd anyag bevezető és szilárd anyag ürítő azerve van és a berendezésnek az a lényege, hogy a tartály alsó részéhez egy a tartállyal közlekedőedényszerű en összekapcsolt segédtér csatlakozik, amely segédtér zárt tetején folyadék beadagolására szolgáló csatlakozás és gáz, előnyösen levegő bevezetésére és elvezetésére szolgáló ceatlakozás van, a levegő bevezetésére szolgáló csővezetékben elzáró szerelvény(ek) van(nak), amely szerelvény(ek) egyrészt egy nagyobb nyomású manosztáthoz és egy kisebb nyomású manosztáthoz csatlakoz(nak), másrészt egy ütemadó egységgel van(nak) összeköttetésben.
A berendezés egy előnyös kiviteli alakja szerint a segédtér vízszintesen vagy ferdén kívülről csatlakozik a tartály alsó részéhez. Ez a kiviteli alak kisebb keresztmetszetű tartályok esetében jól alkalmazható egyszerű konstrukciós megoldást biztosit.
Nagyobb keresztmetszetű illetve kisebb magasság/átmérő arányú tartályok esetében előnyös az a kiviteli alak, amely szerint a segédtér belülről függőlegesen csatlakozik a tartály alsó részéhez. Ilyen megoldás lehet például az a koncentrikus elrendezésű konstrukció, amelynél a segédtór felülről nyúlik be a tartály belsejébe.
A tartály illetve a segédtér egyébként egyaránt lehet kör vagy négyszög keresztmetszetű.
A berendezés egy, különösen a nagy keresztmetszetek ecetén előnyös kiviteli alakjára az jellemző, hogy a tartály belső tere célszerűen függőleges választófalakkal részekre van osztva. E részek egyébként ugyanazon segédtérhez is csatlakozhatnak.
A találmány szerinti berendezés egyes kiviteli alakjainál a segédtérhez csatlakozó gáz be- és elvezető csővezetékbe épített elzáró szerelvény egy hároaútú vagy két kétútú szerelvény (pl. aágnesszelep) lehet.
A berendezés egy előnyös kiviteli alakja szerint a folyadék elvezetése a tartály felső részét körülvevő palást zárt aljáról történik.
Általában a segédtár kereeztaetszete a tartály keresztmetszetének 10-50 százaléka és a tartályban levő réteg magasságának és hidraulikai átaérőjének aránya 1-50 között változik.
A találmányt a továbbiakban a csatolt rajzok alapján ismertetjük.
Az eljáráe és az eljárás megvalósítására kidolgozott berendezés legfontosabb alapelemeit az 1. ábrán mutatjuk be.
Az 1-tartály 2-alsó része közlekedőedényszerűen össze van kötve (3) a 4-zárt segédtérrel. A szilárd anyagot a tartály tetején adagoljuk be és aljáról vezetjük el a folyadékot a segédtór 5-tetején vezetjük be a 6-csonkon át. A levegő beás elvezetése a 7-csatlakozóhoz kapcsolt 8-csövezetéken és a 9-szelepeken át történik. A folyadékot a 20-csatlakozón vezetjük el a 21-túlfolyó palástból.
A segádtérben levő folyadék feletti (zárt) gáztér nyomását a 9- szeleprendszer eegíteégével adott program szerint változtatjuk. Nyomóütanban a 9a-szelep nyitva, a 9b-szelep zárva van és a 10. manosztátból (nyomásszabályozó rsduktor) levegő áramlik a segédtérbe. A folyadékszint a segédtérben a szintről a h_ szintre csökken, a tartályban a H. értékről a Hx szintre növekszik. A szilárd anyag szintje a segéd' A A térben a h* értékről a h_ szintig csökken, egyidejűleg a
Γ 8 tartályban Ha-ról H^-re növekszik. Az ún. lefúvató ütemben a 9a-szelepet lezárjuk és a 9b-szelepet nyitjuk a 11 - környe-z/ zet felé. Az oldatezintek és gyantaszintek, ekkor az ellenkező '^/’/ irányban mozdulnak el a rendelkezésre álló időtől függő mértékben, miközben a segédtérben a folyadék bevezetése is szlntnővekedéet eredményez.
Lényeges, hogy a folyadék beadagolás és a folyadék felfelé illetve lefelé áramlásánál Jellemző aszimmetrikus nyomásesés/sebesség Jelleggörbe következtében
- a réteg bizonyos fokig állandóan kiterjed (a szabadtérfogat -hányad egy megnövekedett átlagos érték körül ingadozik),
- és a segédtérben a szilárd anyag szintje Jóval alacsonyabb, mint a tartályban (gyakran a segédtérben egyáltalán nincs szilárd anyag és a tartály alján ismétlődően fluidizáló zóna alakul ki).
Az oldatot maga a réteg oszlatja el, külön eloszlató alátétekre (drenázeokra) nincs szükség.
Fontos szerepe van a gáz be- illetve elvezető csővezetékbe épített fojtásoknak, mivel ezek segítségével szabályozható a nyomásváltozás (és ezen keresztül a szintváltozások) sebessége.
A segédtereket a tartállyal azonos magasságba építve a megfelelő mozgásállapot néhány tized bar nyomással is fenntartható.
Az eljárás geometriai Jellemzői közül alapvető Jelentősége van a tartály ée a eegédtér keresztmetszet-arányának. Tapasztalataink szerint ezt az arányt 2-10 között célszerű meg- 10 választani. Az oszlop magassága a hidraulikai átmérő 1-50-szerese lehet.
A gázárán be- és elvezetését vezérlő szelepek működtetésétől függően két alapvetően különböző üzemállapot alakítható ki, amelyekre a 2. ábrán mutatunk be egy-egy jellegzetes példát. Az ábrákon a 9a és 9b szelepek működésének és a folyadék sebességének időbeli változását tűntettük fel. A szelepek működését ábrázoló diagramokon 1 a nyitott, O a zárt állapotot jelöli. A folyadéksebességet előjelesen ábrázoltuk, u az időbeli átlagoe sebességét, unf pedig a minimális fluidizációe sebességet jelöli.
Az a/ üzemállapotban a felfelé és lefelé történő elmozdulás sebessége összemérhető, tehát a rétegben alternáló áramlás alakul ki. A nyomó- és lefúvató ütemek hossza általában eltérő: a lefúvató ütemek időtartama hosazabb. Ennek, valamint az állandó folyadékbevezetésnek a következtében az átlagos^sebesség pozitív, de kisebb a minimális fluidizációe sebességnél. Ugyanakkor időről-időre a minimális fluidizációe sebességnél nagyobb sebeeségak is kialakulnak a rétegben. A nyomásesée-folyadékssbeseég éa a szabadtérfogathányad-folyadéksebesség összefüggések nemlineáris, aszimmetrikus jellege következtében az alternáló mozgáa ellenére átlagosan pozitív rétegkiterjedés alakul ki.
A b/ üzemállapotban a nyomó és lefúvató ütemek hossza jelentős mértékben eltér egymástól és a lefúvató ágban jelentőd fojtást alkalmazunk. Következésképpen a felfelé és lefe- j lé áramlás átlagos sebessége nagyon eltérő, és ebben az esetben ia pozitív átlagos folyadéksebesség alakul ki. Határeset- < ben nincs is lefelé áramlás, mivel a segédtérbe vezetett folyadék mennyisége éppen kiegyenlíti a szintkülönbséget.
Összefoglalva a két üzemállapotot azzal jellemezhetjük, hogy az a/ esetben váltakozó áramlást hozunk létre, míg a b/ esetben lökésszerű adagokra bontva adagolunk be kis mennyiségű folyadékot olyan módon, hogy Időközönként a minimális j fluidizációs sebességnél nagyobb áramlási sebesség alakuljon ki.
A működés jellegét meghatározó technológiai paraméterek a következők:
- a segédtérbe vezetett levegő nyomása.
- a nyomó és lefúvató szelepek működésének ütemezése.
- és a levegő be- és elvezető csatlakozások (szabályozható) ellenállása.
A 3. ábrán a találmány ezerinti berendezés néhány lehetséges kiviteli alakját tekintjük át. Az Ma Jelű változatnál a 17-kör keresztmetszetű segédtér alul a 13-vízszintes csőszakasszal csatlakozik a szintén kör keresztmetszetű 15-tartályhoz. A b Jelű kiviteli alaknál a 16-tartály és a
18- eegédtér egyaránt négyszög keresztmetszetű. A tartályt a
19- függőleges választófalak részekre osztják. A segédtér alul a 13-vízszintee csatornával csaltakozik a tartályhoz. A c* Jelű megoldásnál a kör keresztmetszetű 17-segédtér függőlegesen csatlakozik ^14^ a 15-tartályhoz.
A 3. ábrán bemutatott a Jelű kiviteli alaknak megfelelő berendezés részletesebb rajzát a 4. ábrán, a c változat részletesebb rajzát pedig az 5. ábrán mutatjuk be. Az ábrák Jelölései a következők:
- Szilárd anyag folyadékkal elárasztott rétegét tartal- mazó tartály
- Tartály alsó része
- Tartály és eegédtér összekapcsolása
- Segédtér
- Segédtér (zárható) teteje
- Folyadék bevezető csatlakozó
- Gáz (levegő) be- illetve elvezető csatlakozó
- Gáz be- illetve elvezető csővezeték
- Elzárószerelvények (például mágnesszelepek)
- Nagyobb nyomású manosztát
- Kisebb nyomású manosztát
- Programozható ütemadó (például mikroprocesszoros vezérlő egység)
A találmány alkalmazására a továbbiakban két példát mutatunk be·
1. példa
Az eljárást a 4. ábra szerinti berendezésben foganatosítottuk, amelynek 1 tartálya 138 mm átmérőjű és 6000 mm magas volt és amelyhez alul egy 63 mm átmérőjű és ugyancsak 6000 mm magasságú hengeres segédtér csatlakozott· A tartályon 15 1/h mennyiségű 0.315-1.2 mm szemcseméretű, reagensek maradékával szennyezett műgyantát vezettünk át, a segédtérbe 45 1/h mennyiségű vizet adagoltunk. A eegédtérben levő folyadék feletti gáztérhez csatlakozó nagyobb nyomású manosztát túlnyomása 0.2 bar volt, a kisebb nyomású manosztát a környező légtér volt. A levegő be- és elvezetés periódikus változtatásénak programozott működtetése a következő volt.
Otem Levegő elvezetés (s) Levegő bevezetés (e)
1 10 2
2 10 4
3 10 2
4 5 1
5 1 1
6 1 1
7 2 1
8 10 9
A moeás során a műgyanta 75 mekv/ml (káliumpermanganátos)
oxidációval mért) oxigén fogyasztású szennyeződése 0.2 mekv/ml-re ceökkent. A szabálytalan ütemezéssel lazított rétegben rétegtartó alátét és tányérezerkezetek alkalmazása nélkül sikerült elkerülni a csatornaképződést· A rétegkiterjedés átla* 4 gosan mintegy 500 mm volt (stacionárius működtetés esetén ilyen folyadéksebesség mellett nem tapasztaltunk számottevő rétegkiterjedést).
2. példa
A találmány szerinti eljárást és berendezést szulfonált ioncserélő gyanta vizes mosásának második fokozatában alkalmaztuk· A mosást két, az 1. példában leírt méretű, ellenáramú sorba kapcsolt oszlopban hajtottuk végre· Az első oszlopba 10 1/h mennyiségű ioncserélő gyantával Θ kg/h mennyiségű 35*^36 s% kénsavat tartalmazó ioncserélő gyantát adagoltunk. A második oszlop segédterébe 16 kg/h mennyiségű vizet adagoltunk, az oszlop tetejéről a 8-9 s% kénsavat tartalmazó oldatot az első oszlop eegédterébe vezettük. A mosott gyanta gyakorlatilag kénsavmentes volt, az első oszlopból elvezetett 11,7 kg/h mennyiségű oldat kénsav-koncentrációja 24-25 s% volt·
Az első oszlop segédterében levő folyadék fölötti gáztérbe 0.3 bar túlnyomású levegőt vezettünk és a levegőt a környezetbe fuvattuk le· A második oszlop segédterébe vezetett levegő túlnyomása 0.35 bar volt· Az oszlopokat 1 másodperces nyomó és 10 másodperc időtartamú lefúvató ütemekkel üzemeltettük.
A találmány szerinti eljárás és berendezés előnye az, hogy szilárd anyagok és folyadékok ellenáramú érintkeztetésénél kis (a minimális fluidizációs sebességnél jóval kisebb) folyadéksebességek mellett is lazított rétegben intenzív érintkezési viszonyokat lehet kialakítani· További előnye a találmánynak az, hogy a folyadék keresztmetszet mentén való egyenletes eloszlatásához nincs szükség semmilyen rétegtartó alátét alkalmazására· Hasonlóképpen nem szükséges a réteg magassága mentén az áramlást újraeloszlató tányérokat alkalmazni, és így bonyolult konstrukciós megoldások nélkül is ki lehet oszlopszerű magas rétegeket alakítani· A találmány alkalmazásánál előnyös, hogy nincs szükség mechanikus mozgást végző berendezéselemekre (keverők, vibrátorok, stb.). Egyedül a gázáram (levegőáram) bevezetését és elvezetését vezérlő szelepek műkődnek mechanikus alkatrészekkel. A találmány szerinti berendezés működtetése flexibilisen változtatható, ezáltal minden anyagi rendszer esetében figyelembe lehet venni az adott anyagok által támasztott speciális igényeket.
A találmány természetesen nem korlátozódik az eljárás példaként adott foganatosítás! módjaira illetve a berendezés rajzok alapján ismertetett kiviteli alakjaira, hanem az igénypontok szerinti oltalmi hatályon belül más módon is megvalósítható·

Claims (20)

1. Eljárás szemcsés szilárd anyagoknak a minimális fluidizációs sebesség biztosításához szükségesnél kisebb mennyiségű folyadékkal és lazított rétegben megvalósított előnyösen ellenáramú érintkeztetésére azza1_jellemezve, hogy a szilárd anyag rétegével közlekedőedényszerűen összekötött zárt segédtérben levő folyadékszintet egy program szerint váltakozva lefelé és felfelé elmozdítva a rétegben programozott felfelé és lefelé áramlásokat hozunk létre, a folyadékot a segédtérbe adagoljuk be és a réteg felett túlfolyással vezetjük el, miközben a rétegben felfelé áramló folyadék térfogatáramának időbeli átlaga a beadagolt folyadék mennyiségével nagyobb a rétegben lefelé áramló folyadék térfogatáramának időbeli átlagánál és a réteg kiterjedésének mértékét a felfelé illetve lefelé áramló folyadék sebességének időbeli változtatásával szabályozzuk.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal_iellemezve, hogy a lazított rétegbe vezetett folyadék vagy annak valamely komponense^) fizikai és/vagy kémiai kölcsönhatásba lépnek a rétegben levő szilárd anyaggal vagy annak valamely komponense (i)vel.
3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás azzal_jellemezve, hogy a segédtérben levő folyadékszint változtatását a folyadék feletti gáz, célszerűen levegő nyomásának változtatásával hozzuk létre.
4. A 3. igénypont szerinti eljárás azzal_jellemezve, hogy a segédtérben levő folyadék feletti gáz nyomását két elzáró szerelvény működtetésével szabályozzuk, amelyek közül az egyik egy nagyobb nyomású manosztáthoz a másik pedig egy
- 16 kisebb nyomású manosztáthoz vagy a környező légtérbe csatlakozik .
5. A 4. igénypont szerinti eljárás azzal_jellemezve, hogy az elzáró szerelvényeket egy programozható ütemadó, előnyösen egy mikroprocesszoros vezérlő egység működteti.
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal_^ellemezve, hogy a segédtérben levő folyadékszint váltakozó lefelé illetve felfelé történő elmozdítása periódikus ütemezéssel történik.
7. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás szzal_jellemezve, hogy a segédtérben levő folyadékszint váltakozó lefelé illetve felfelé történő elmozdítása szabálytalan illetve pszeudovéletlenszerű ütemezéssel történik.
8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal_jellemezve, hogy a rétegben a lefelé áramlás pillanatnyi és/ /vagy átlagsebessége kisebb a felfelé áramlás pillanatnyi és/vagy átlagsebességénél.
9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás gzzal_jellemezve, hogy a rétegbe folyamatosan vagy időközönként szilárd anyago(ka)t adagolunk be és vezetünk el.
10. Az 1-9. igénypontok szerinti eljárás szzal_jellemezve, hogy a rétegben kialakított felfelé és lefelé áramlások időtartama 1.10^-1.10-1 óra és az egy ütemben felfelé illetve lefelé áramló folyadék térfogata a teljes rétegtérfogat 0.5-5 százaléka.
11. Berendezés szemcsés szilárd anyagoknak a minimális fluidizációs sebesség biztosításához szükségesnél kisebb mennyiségű folyadékkal és lazított rétegben megvalósított előnyösen ellenáramú érintkeztetésére, amely berendezésnek a
- 17szilárd anyag folyadékkal elárasztott rétegét magéban foglaló tartálya, a tartályhoz csatlakozó folyadék elvezető, szilárd anyag bevezető és szilárd anyag ürítő szerve van azzal_jellemezve, hogy a tartály (1) alsó részéhez (2) egy a tartállyal közlekedőedényszerűen összekapcsolt (3) segédtér (4) csatlakozik, amely segédtér zárt tetején (5) folyadék beadagolására szolgáló csatlakozás (6) és gáz előnyösen levegő bevezetésére és elvezetésére szolgáló csatlakozás (7) van, a levegő bevezetésére szolgáló csővezetékben (8) elzáró szerelvénytek) (9) van(nak), amely szerelvénytek) egyrészt egy nagyobb nyomású manosztáthoz (10) és egy kisebb nyomású manosztáthoz (11) csatlakoznak, másrészt egy ütemadó egységgel (12) van(nak) összeköttetésben.
12. A 11. igénypont szerinti berendezés azzal_jellemezve, hogy a segédtér (4) kívülről vízszintesen csatlakozik (13) a tartály (1) alsó részéhez (2).
13. A 11. igénypont szerinti berendezés azzal_jellemezve, hogy a segédtér (4) belülről függőlegesen csatlakozik (14) a tartály (1) alsó részéhez (2).
14. A 11-13. igénypontok bármelyike szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy a tartály (1) kör (15) vagy négyszög (16) keresztmetszetű.
15. A 11-14. igénypontok bármelyike szerinti berendezés azzal 12112Ε2ΞΪ2» h°9Y · segédtér (4) kör (17) vagy négyszög (18) keresztmetszetű.
16. A 11-15. igénypontok bármelyike szerinti berendezés azzal 12112Ε22Ϊ2* h°9y · tartály célszerűen függőleges választófalakkal (19) részekre van osztva.
17. A 11-16. igénypontok bármelyike szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy a segédtérhez (4) csatlakozó géz be- il- letve elvezető csővezetékbe (8) egy háromútú vagy két kétútú elzáró szerelvény (9) van.
18. A 11-17. igénypontok bármelyike szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy a folyadék elvezető (20) a tartály (1) felső részét körülvevő palást (21) zárt aljához csatlakozik.
19. A 11-18. igénypontok bármelyike szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy a segédtér (4) keresztmetszete a tartály (1) keresztmetszetének 10-50 %-a.
20. A 11-19. igénypontok bármelyike szerinti berendezés azzal hogy a tartályban (1) levő réteg magasságának és hidraulikai átmérőjének aránya 1-50 között változhat.
HU881977A 1988-04-18 1988-04-18 Method and apparatus for intensive countercurrent contacting granular solid materials with low-amount liquid HUT52999A (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU881977A HUT52999A (en) 1988-04-18 1988-04-18 Method and apparatus for intensive countercurrent contacting granular solid materials with low-amount liquid
DE3912612A DE3912612A1 (de) 1988-04-18 1989-04-17 Verfahren und vorrichtung fuer die intensive gegenstromkontaktierung von teilchenfoermigen feststoffmaterialien mit einer kleinen fluessigkeitsmenge
GB8908658A GB2219523A (en) 1988-04-18 1989-04-17 Contacting particulate solid materials with a liquid
IT8920179A IT1230185B (it) 1988-04-18 1989-04-18 Procedimento e dispositivo per il contatto intensivo in controcorrente di materiali solidi particellari con una piccola quantita' di liquido
FR8905103A FR2630024A1 (fr) 1988-04-18 1989-04-18 Un procede et un appareillage pour le contact intensif a contrecourant de particules de matieres solides avec une petite quantite de liquide
JP1096589A JPH0263546A (ja) 1988-04-18 1989-04-18 微粒子からなる固体材料を少量の液体と強烈な逆流接触させる方法及び装置
HU9400133U HU9400133V0 (en) 1988-04-18 1994-05-20 Method and device for intensive counterflow contacting of granular solid material with small quantity of fluid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU881977A HUT52999A (en) 1988-04-18 1988-04-18 Method and apparatus for intensive countercurrent contacting granular solid materials with low-amount liquid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
HUT52999A true HUT52999A (en) 1990-09-28

Family

ID=10957118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU881977A HUT52999A (en) 1988-04-18 1988-04-18 Method and apparatus for intensive countercurrent contacting granular solid materials with low-amount liquid

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JPH0263546A (hu)
DE (1) DE3912612A1 (hu)
FR (1) FR2630024A1 (hu)
GB (1) GB2219523A (hu)
HU (1) HUT52999A (hu)
IT (1) IT1230185B (hu)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2136357C1 (ru) * 1998-06-03 1999-09-10 Государственный научный центр РФ "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им.акад.А.А.Бочвара" Способ перемещения кусковых материалов в жидкости и устройство для его осуществления
RU169886U1 (ru) * 2016-07-29 2017-04-05 Акционерное общество "Приокский завод цветных металлов" Устройство для извлечения полезных компонентов перколяционным выщелачиванием

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB742784A (en) * 1950-12-06 1956-01-04 Ruhrchemie Ag Process and apparatus for the continuous treatment of granular materials with liquids or liquids and gases
GB775415A (en) * 1954-10-05 1957-05-22 Commw Scient Ind Res Org Improved method and means for extracting an adsorbable solute from a suspension of finely divided solids in a solution
BE544104A (hu) * 1955-01-04 1900-01-01
FR2076452A5 (en) * 1970-01-15 1971-10-15 Huot De Longchamp Jacque A liquid column pulse generator - for catalytic reactions
FR2511894A1 (fr) * 1981-08-31 1983-03-04 Pechiney Aluminium Appareillage perfectionne destine au lavage et a la separation granulometrique de materiaux solides en suspension

Also Published As

Publication number Publication date
FR2630024A1 (fr) 1989-10-20
IT1230185B (it) 1991-10-18
IT8920179A0 (it) 1989-04-18
JPH0263546A (ja) 1990-03-02
GB2219523A (en) 1989-12-13
DE3912612A1 (de) 1989-11-02
GB8908658D0 (en) 1989-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3542675A (en) Water treatment
US20110100904A1 (en) Method and unit for the purification of wastewater with aerobic granular sludge
AU767183B2 (en) A new system and its units
DE936378C (de) Vorrichtung zur Regelung der Abwaertsbewegung pulverfoermigen Foerdergutes
US4398594A (en) Apparatus for use in carrying out a physical and/or chemical process, for example a heat exchanger
CA1127502A (en) Apparatus for discharging and/or distributing liquid media
IE52957B1 (en) Process and apparatus for extracting ions from a clear liquid containing materials in suspension by contact with an exchange substance
SI8312088A8 (en) Closed device with possibility of fludisation for pulverised materials horizontal transportation
CN110143664A (zh) 微纳米曝气baf处理装置及处理工艺
HUT52999A (en) Method and apparatus for intensive countercurrent contacting granular solid materials with low-amount liquid
DE1171602B (de) Verfahren und Vorrichtung zum Vulkanisieren von Kautschukmischungen
USRE36660E (en) Fluidized bed reactor and distribution system
CN101989537A (zh) 液体处理装置和液体处理方法
US4623466A (en) Method and apparatus for the counter-current mass exchange between two phases having different densities
US3549526A (en) Contact process and apparatus
US3529933A (en) Method for treating a solid particulate material with a fluid
JPH06509973A (ja) 排水の生物学的処理のための固定床式反応槽
CN102078706B (zh) 一种离子交换层析过滤方法及其色谱分离层析柱
Shen et al. Study of a downward gas jet in a two–dimensional fluidized bed
EP0254826A2 (de) Dichtungssystem für Rührer mit Untenantrieb
HU197853B (en) Method and apparatus for steady dispersing liquid flowing in layer formed by solid granular and/or lumpy matter and/or colloidal particles
CZ301597A3 (cs) Způsob konstrukce protiproudého procesu
US3148864A (en) Pneumatic conveying and reclaiming method and apparatus
RU2340686C1 (ru) Устройство для выщелачивания полезных компонентов из твердого материала агрессивным растворителем
RU164376U1 (ru) Технологический комплекс по переработке жидкостных растворов

Legal Events

Date Code Title Description
DFC4 Cancellation of temporary protection due to refusal