•
tJl
00
J...fC
t-(ÖZZÉTÉTELI . ÉLnÁNY
Nagyfelületű
párologtató
tartalmazó
oldatok
kompozit anyagok kis
természetes
vagy
...... .. .. ..... . ... .. ... . ..···
koncentrációjú
kényszerbepárlásos
komponenseket töményítéséhez,
kristályosításához és/vagy kapszulázáshoz
Bejelentő:
Deuton-X Kft., Érd, 2030, Selmeci u. 89.
Feltalálók:
Kótai László, 2030, Érd, Selmeci u. 89., 40 % Szépvölgyi János, 2800, Tatabánya, Sárbereki ltp. 218., 20 % Tamics
Emő,
1141, Budapest, Kalocsai u. lO/B., 40 %
A vegyipar és energetikai iP':IT, a vízkezelés és számos más technológia termel
különböz ő
oldott anyagokat kis koncentrációban tartalmazó oldószereket, pl. szennyvizeket vagy oldott anyagokat vagy ezek keverékeit tartalmazó szerves oldószereket. Ezek ártalmatlanítása a nagy térfogat és a kis káros anyag koncentrációk - adott esetben az oldott komponensek sokfélesége és
sokszínű
kémiai és fizikai tulajdonságai miatt - különösen nehéz és költséges
folyamat. Kiemelt figyelmet kell fordítsunk ebben a kérdéskörben az kisaktivitású szennyvizeire, amelyekben csak csekély
mennyiségű
atomerőművek
oldott anyag van, de ezeket
a vizeket mégsem lehet az oldott radioaktív anyagok teljes eltávolítása nélkül visszajuttatni az élő
környezetbe vagy technológiai rendszerekbe. Szennyvizek, csekély oldott de problémás
tulajdonságokkal bíró anyagokat tartalmazó szerves oldószerek vagy vizes oldatok hasonlóan komoly környezetvédelmi problémát jelentenek a vegyipari és gyógyszeripari cégeknél.
termelő
.. ·...··· ........ ..... . . ..... A radioaktív anyagok kinyerésére szelektív szorbenseket, így a cézium kinyerésére kálium ferriferrocianidot (kálium-vas(III) -[hexacianoferrát(II)]), [RU2297055, RU2313147], a stroncium kinyerésére zeolitokat, és más anyagok kinyerésére különféle más
adszorbens
anyagokat
használnak
[CNlü1625908,
ioncserélőket
GBII03452,
és
GB1401873,
JP58214389, JP59073095, JP59127690, JP20040931494, JP2004309268, RU2267176, RU2342720, RU2383498], amelyek egyegy komponens kinyerésére alkalmasak, és a kezelt híg oldatok mindaddig veszélyes hulladéknak számítanak, amíg az utolsó komponens is kinyerésre nem került. Természetesen ezek a folyamatok működtetési
soklépcsősek,
komoly beruházás és
költséggel járnak, és radioaktív anyagok esetén az aktív zónába
kerülő
berendezések maguk is aktívvá válva, nagymértékben növelik a radioaktív hulladékok mennyiségét. Más esetekben az oldott anyagok kinyerése részben az oldott anyag gazdasági haszna részben az oldószer (visszanyerés esetén) miatt fontosak, ilyen folyamatok például a tengervíz bepárlása [US2010300973, US2011108484, JP2010284642, W02010143856, CNI01838079].
Jelen
találmány
tárgya olyan
nagyfelületű
párologtató
kompozit
anyag kis
koncentrációjú komponenseket tartalmazó oldatok természetes vagy kényszerbepárlásos töményítéséhez, kristályosításához és/vagy kapszulázáshoz,
amelyből megfelelő
kialakítású párologtató testeket képezve, a kompozit anyagot a érintkeztetve, majd a bepárló test teljes felületén folyamatos, természetes vagy kényszerbepárlásos
végbemenő
besűrítést
kezelendő
geometriai folyadékkal
elpárologtatással egy
érhetünk el. A kompozit a
folyadékot mint egy szilárd szivacs felszívja, majd a folyadékból kiálló felületén a víz vagy oldószertartalmát elpárologtatja. Az összes nem illékony komponens a párologtatón test pórusaiban marad.
Mivel a pórusok és a párologtató testtel kölcsönhatásba álló oldat érintkezik egymással, diffúzió útján dinamikus egyensúly áll be, így a párologtató testek betöményítésre, vagy
az
oldhatósági határ túllépés esetén kristályosításra illetve kapszulázásra is
alkalmazhatóak. A telítési határ elérése előtt, a pórosokban már kivált szilárd anyagok a hígabb felszívott oldatokban beoldódnak, így betöményítve azt. Túltelítéskor a
hőmérséklet
gradiens alkalmazásával a kristályosítás, vagy teljes bepárlás esetében a kapszulázás, vagyis a nem illékony anyagok párologtató test pórusaiban való bennmaradása érhető el. A radioaktív anyagok esetén - a bekapszuiázás megvalósítható a célszerű. A módszer előnye, hogy az összes nem illékony komponens, só, ragacsos szerves anyag az oszlop belsejében fog kiválni,
. ... . . . . . .. .. . .. .... ..... . . abba mintegy bekapszulázódva., Egyetlen technológiai lépésben, a nagy döntő vízből
többsége, konkrétan
mennyiségű
hulladék
az oldószert (adott esetben víz) kerül eltávolításra, és nem a
nyerjük ki lépések sorozatával az egyes komponenseket. A káros és veszélyes
komponensek vagy kikristályosodott vagy bekapszulázott formában koncentráltan kaphatóakj .
nagyfelületű
A
párologtató kompozit anyagok kis koncentrációjú komponenseket
tartalmazó oldatok természetes vagy kényszerbepárlásos töményítéséhez, kristályosításához és/vagy kapszulázáshoz aktív komponensként, 10-90 % mennyiségben,
előnyösen
25-75 %
mennyiségben, egy olvadékfázisban duzzasztott porózus alumínium-szilikát komponenst tartalmaznak,
amelyelőnyösen
több hidraulikus mennyiségben,
pumicit, perlit, vermikulit vagy üveghab, amelyet egy vagy
kötőanyaggal, előnyösen
előnyösen
cementtel vagy gipsszel formázunk, 10-90 %
25-75 % mennyiségben alkalmazva a hidraulikus
kötőanyagot,
és
kialakítjuk a kívánt geometriai kialakítású porózus bepárló testet. A pórusok nyitott formában való megtartása érdekében szerkezetmódosító adalékként egy vagy több előnyösen
cukoralkoholt vagy cukrot,
legelőnyösebben
többértékű
alkoholt,
glicerint vagy tilózt alkalmazunk. A
porózus test szerkezetének elektronrnikroszkópos képét az l. ábrán mutatjuk be.
A porózus testek mechanikai szilárságának biztosítása érdekében, vágott szálakat, előnyösen műanyag
műanyag
szálakat,
legelőnyösebben
polipropilén szálakat, vagy fém illetve
hálót alkalmazhatunk. Kísérleteink során a d=O.O l mm
átmérőjű
2 cm hosszúságú
polipropilén szálak mutatták a legjobb eredményt.
A kompozit anyag habarcsanyagának bedolgozásához
célszerűen
alkalmazhatunk
folyósító illetve konzisztencia javító adalékokat, pl. kereskedelmi Melment
márkanevű
készítményt. A bepárló testeket az adott feladat igénye szerinti formában és méretben készítjük, pórustartalmát a duzzasztott alumínium-szilikát/hidraulikus kötőanyag aránnyal állítjuk be a kívánt értékre..
A kompozit anyag
előállítása
során a duzzasztott alumínium-szilikát ásvány (pumicit,
perlitből,
vermikulit) alapanyaghoz a hidraulikus kötőanyag (gyorskötő cement, gipsz)
megfelelő
mennyiségét hozzákeverve, az adott koncentrációjú polialkohol oldatból annyit
adagolunk, hogy a keverék konzisztenciája lehetővé tegye a formába döngölést. A konzisztencia javító
adalékot és a szerkezeterősítő vágott szálakat bekeverve formába
o
... .. 0 0
O
döngöljük a keveréket, és a form ában
levő
O
mintákat naponta locsolva 120 óra állás után
felcsiszolva további 16 napon át hagyjuk az utókötést megvalósulni.
A kapott minta
sűrűsége jellernz ően
0.4-0.5 közötti értékek, tipikusan 0.44-0.46 g/rnl,
az átlagos pórustérfogatuk 0.6-0.8, átlagosan 0.65-0.75 ml/g, az átlagos pórustartalom, a vízfelvevő
minta térfogatszázalékában kifejezve 20-40, átlagosan 25-35 % volt. A
képesség
jellernz ően
meghaladja a 100 %-ot. A röntgen vizsgálat alapján a kristályos fázisok a kalcium-
karbonát
(kalcit) ,
CaC0 3
kalcium-hidroxid,
(Portlandit),
Ca(OH)z,
muszkovit
KAlz(SbAI)OIO(OH,F)z és kvarc (SiOz). Az IR spektrumokon jól láthatóak a széles vízsávok, amik az
erősen
hidrogénkötéses rendszerekre jellemző elnyúlt alakúak, a fiziszorbeált víz és a
bázikus kalcium-alumínium -szulfát kristályvíz illetve hidroxidion tataimához
rendelhetőek.
A
szulfát sávok (1100 cm-I) és a karbonát illetve szilikát rezgésekhez rendelhető sávok szintén intenzív sávok formájában jelennek meg.
A bepárlási kísérleteket végeztük,
amely
fő
elsődlegesen
az
komponensként 6-10,
atomerőművi jellemzően
szennyvizek modelloldataival
7-9 g/bórsavat, továbbá kis
mennyiségben adalékanyag gyanánt arnmónium-hidroxidot, lítium-hidroxidot, ammóniumvas(U) szulfátot, kálium-dikromátot, kobalt(U)-acetátot és mangán(U)-acetátot tartalmazott. Az oszlopokon elszívás nélkül 60-70 glm2/h párolgási sebességet, elszívással több mint 100 glmz/h párolgási sebességet értünk el. Optimális feltételek mellett a párolgási sebesség az
oszlopon 1.9-szerese volt az oldaténak. A lítium és bórkoncentráció növekedése az oldatban nyilvánvalóan mutatja, hogy a nem-szelektív feldúsulás a várakozásnak oszlopot
különböző
megfelelő.
Az I és U.
mélységig merítve a bepárlandó oldatba, világosan látható, hogy a
bepárlási sebesség a folyadékból kilógó felületen függ attól a
felülettől,
be tud diffundálni abepárló oszlopba. Ezen eredmények alapján,
amelyen a folyadék
előnyösen
az oszlop
párologtató és folyadékfelszívó felületeinek arányát az 1:0.25-0.75, előnyösen az 1 : 1/3-2/3 felületarány mellett állítjuk be.
A tengervíz bepárlás és sótalanítás szintén nagy gyakorlati amelyre
a jelen
bepárló
rendszer
alkalmas, mind
környezeti
jelentőségű
folyamat ,
(sótennelés),
mind
kényszerlepárlás (só és édesvíz termelés) szempontjából. Kísérleteink során tengervízzel (3.5 %-os NaCl) és a betöményedés miatt (a pórusokban kivált só és a friss tengervíz kölcsönhatásában töményebb sóoldat képződik)
............ . .... .. . .. o
00
15 valamint 24 %-os nátrium-klorid
oldatokkal dolgoztunk. A módszert tennészetes bepárlódás körülményei köz ött teszteltük,
o
... . ..... .. . . ... . . ... .. ... ..... . .. . o
o o
o
O
0 0
O
•
optimális feltételek esetén 2-3.5-szörös bepárlódási sebességet értünk el, amely annak (is) köszönhető ,
hogy az oszlopok felületén kivált sókristályok további új bepárló felületeket
hoztak létre. Az oszlopban mintegy 40 tömeg % konyhasó kapszulázódott be, amely 96 %-át tudtuk vízzel kioldani.
Fenti jelenség alkalmassá teszi a módszert arra, hogy intenzifikáljuk a már
létező
napenergiás só bepárlók teljesítményét oly módon, hogy az oszlopokban feldúsult sót létező
tengervízzel kimosva, tömény sóoldatot vezessünk a
só bepárlóba, ezzel mintegy
megtízszerezve annak a kapacitását. A módszer különösen alkalmas abban a kombinációban, amikor a tengervíz tengervízzel mint
besűrítését
hűtőközeggel működő
abszorpciós
hűtőgéppel hűtve
a
és kondenzáltatva
elő,
és az oszlopokban felhalmozódott sót tengervízzel kimosva, a
létező
napenergiás természetes só bepárló tavakba vezetjük. A
tiszta édesvizet állítunk tömény sóoldatot a
vízgőzt
napenergiás kényszerbepárlással végezve, a
kényszerbepárlásos kísérleteket a nagyobb oldhatósági
hőmérséklet
gradienssel
rendelkező
kálium-klorid oldatokon teszteltük.
A kényszerbepárlási kísérletekben egy duplafalú
fűthető
nyomásálló reaktort középen
vízszintesen elhelyezett perforált záró lemezzel két részre választottunk. A kompozit oszlopok ezeken a perforációkon keresztül a az oszlopok fele az alul gőztérben
felső térből
elhelyezkedő
az alsó térbe vannak besüllyesztve, úgy, hogy
bepárlandó kálium-klorid oldatba, míg a
felső
része a
helyezkedik el. Az oszlopok süllyesztési magassága, így a folyadék diffúziós és a
párologtató felületek aránya szabályozható. Sem a folyadék sem a gáz számára nincs átjárás az alsó és a térrészből
felső
a
rész között, kizárólag az oszlopokban diffundáló folyadék juthat át az alsó
felsőbe.
A rendszert 20 %-os kálium-klorid oldattal teszteltük, amely 3 %
izobutil-acetátot és 5 % acetont tartalmazott. A bepárlásnál a melegített folyadék csak az oszlopon keresztül diffundálva majd annak előpárlatokat
felületéről
eltávozva juthatott a
gőztérbe.
Az
(szerves oldószere) lekondenzáltuk, majd a melegen telített kálium-kloridot
oldatot hűlni hagytuk, amikor az oszlop élein l -2 cm élhosszúságú köbös kálium-klorid kristályok váltak ki. Ezen eredmények alapján a rendszer sótartalmú vizek kényszerbepárlásos betöményítésére és kristályosítására is alkalmas.
..·· ...... .. ... ..... ... .. ... . .. Kísérleti rész
A szabadalmi igény korlátozása nélkül megadjuk egy kompozit minta
el őáll ítási
procedúráját
valamint ismertetjük a radioakt ív szennyvizek és a tengervíz sótalanítás valamint a káliumklorid tartalmú szennyvizek bepárlása során mutatott j e ll emző it.
l . Megvalósítási példa
A kompozit anyag előállítása
10 kg
pumicitből
kötőanyagként
kiindulva,
10 kg
gyorskötő
CEM I 42.5R
cementet
alkalmaztunk, 0.1 %-os tilóz oldatból annyit adagolva, hogy a keverék konzisztenciája lehetővé
tegye a formába döngölést.
konzisztencia javító
A konzisztencia javítása érdekében 0.3 kg Melment
adalékot is bekevertünk, majd 0.5 kg 2 cm hosszúságú vágott
polipropilén szálakat (d=O.l mm) kevertetünk az elegybe. A formában locsoltuk, és 120 óra állás után Az így
előállított
csiszolókővel
minta
sűrűsége,
l evő
mintákat naponta
felcsiszoltuk.
0.45 g/ml, az átlagos pórustérfogata 0.71 ml/g, az
átlagos pórustartalom, a minta térfogatszázalékában kifejezve 31 % volt. A kioldódási veszteség a átlagosan 0.50 %, vízfelvevő képesség kicsivel több mint 100 % volt.
2. Megvalósítási példa
Bepárlási kísérletek az
A paksi
atomerőmű
atomerőművi
szennyvizek model/oldataival.
kisaktivitású szennyvizének modelloldatával dolgoztunk, amely
összetétele 10 liter vizsgálandó oldatra nézve az alábbi volt:
80 g H3B03 , 0,40 crrr' 25 %-os NH 40H oldat, 0,0690 g LiOH, 0,0632 g (NH4)2f e(S04h, 0,0112 g K2Cr04, 0,0169 g Co(CH 3COO)2, 0,0134 g Mn(CH3COO)2 Bepárló oszlopként 4x4x200 mm-es oszlopokat használtunk.
... ..· · ... ..· ... . · ... ...·· ·..... .' .." . ...
.
1.táblázat Az Az
atom erőművi
modell szennyvíz
A
B
94.6
O
94.6
79.1
24
94.6
48
Mért eredmények
szobahőmérsékletű bepárlási
G
H
I
141.3 15.3
27.5
1.2
4.8
101.3 46.9
42.1
1.5
2.4
94.9
56.8
1.9
1.6
140.2 62.9
1.7
2.0
94.6
115.6 406.6 233 .8 136.2 200.8 72.1
1.7
1.9
94.6
119.0 672 .6 361 .8 144.0 354.2 105.9 1.9
1.4
D
E
104.0 58
48.5
94.6
108.6 108
69.5
72
94.6
110.2 177.6 94.0
96*
94.6
113.5 288.9 169.0 123.1
120* 144**
I dő,
kísérleteinek eredményei
C
F
h
O
91.3
Jelölések: *Kontroll elszívás alatt, **Kísérleti mint elszívás alatt
"A" - A párologtató test kiindulási súlya, g; "B" - A felszívott oszlopban
l evő
folyadék súlya,
g; "C" - Súlyveszteség a párolgás alatt, g; "D" - A kontroll súlyvesztesége a párolgás alatt, g; "E" - A kontroll párolgási sebessége, g/nr' Ih; "F" - Korrigált súlyveszteség (oszlopon történő párolgás), g; "G" - Oszlop párolgási sebesség, g/m
21h;
"H " - Oldatlkontroll párolgási arány;
,,1" - Oszlop felület/oldat felület párolgási sebesség aránya
2.táblázat A bepárlás során az oldatbani feldúsulásra irányuló kísérletek eredményei (lCP-OES)
Ciklus
B
Li
l
3476
1,151
2
3723
1,196
3
3804
1,212
4
4355
1,407
5
4554
1,492
.. ... ..··· ........ ... . ..... ... .. .. . .. . .. . '"
3.táblázat A vízbemerített /párologtató felület arányának hatása a párolgási sebességre (I 4 cm, n-2 cm bemerülő
Idő,
nap
magasság).
Oszlopba
Elpárologtatott víz
Párolgási sebesség
felvett víz
g
g/m 2/h
I
I
n
Kontroll
n
n
Kontroll
24
221.0 199.3
59
55
30
43.2
32.7
44.2
48
234.0 223.0
115
107
59
41.8
36.2
43.3
120
242 .6 23 1.9
378
359
149
66.5
53.2
43.9
144
260.0 249.2
468
440
179
69.8
55.1
43.9
170
263 .0 251.6
564
541
214
71.5
58.3
44.5
3. Megvalósítási példa
Tengervíz sótalanítás. Kísérleteink során tengervízzel (3.5 %-os NaCl) és a betöményedés miatt (a pórusokban kivált só és a friss tengervíz kölcsönhatásában töményebb sóoldat
képződik)
15 valamint 24 %-os
nátrium-klorid oldatokkal dolgoztunk. A kísérleti eredményeket az alábbi táblázatokban láthatjuk.
4.táblázat A 3.5 %-os NaCl oldattal végzett bepárlási kísérletek
G
H
I
101.9 19.2
34.5
1.4
2.95
75.0
90.3
81.1
2.6
0.92
69.9
137.7 82.4
2.8
0.84
119.0 86.7
209.4 94.0
2.6
0.92
92.8
112.2 412.9 162.8 94.9
269.6 96.8
2.5
0.98
92.8
118
412 .8 123.5 2.4
1.06
D
E
35.0
A
B
O
92.8
O
1
92.8
77.3
24
92.8
100.7 50.0
48
92.8
103.8 135.6 51.5
72
92.8
107.8 201 .1 72.0
96**
92.8
110.4 314.1
120** 144**
Mért eredmények* Idő,
C
F
h
652.9 272.8 132
.... .... ..·· ........ ... . ... .. ... . ... Jelölések *Az "A-I" jelölések megegyeznek a 2. példában megadott
j e ll emzőkke l,
a ,,8 " értékben
azonban benne foglaltatik a bekapszulázott illetve a felületen megtapadt só súlya is. Ennélfogva, a kiszámítotthoz képest, a valódi párolgási sebesség értékek valamivel jobbak, mivel ez a kivált/bekapszulázott só súly első közelítésben nem került levonásra. **Kontroll elszívás alatt
5. táblázat A 15 %-os NaCl oldattal végzett bepárlási kísérletek
Mért eredmények* Idő,
A
8
C
D
E
F
G
H
I
h 91.4
O 91.4
57.2
24
91.4
91.2
27.0
25.0
72.8
5.0
9.0
Ll
8.1
48
91.4
95.0
54.2
37.7
54.9
21.0
18.9
1.4
2.9
72
91.4
100.0 88.5
57.0
55.3
38.3
22.9
1.6
2.4
70.6
74.5
33.5
1.6
2.1
103.7 37.2
1.6
2.1
2.3
2.1
96**
91.4
104.3 159.9 97.0
120**
91.4
108.0 221.4 133.7 77.9
144**
122.0 370.4 232.7 113.0 165.6 49.6
41.6
Jelölések *Az "A-l" jelölések megegyeznek a 2. példában megadott
jellemzőkkel ,
a ,,8 " értékben
azonban benne foglaltatik a bekapszulázott illetve a felületen megtapadt só súlya is. Ennélfogva, a kiszámítotthoz képest, a valódi párolgási sebesség értékek valamivel jobbak, mivel ez a kivált/bekapszulázott só súly első közelítésben nem került levonásra. **Kontroll elszívás alatt, kísérleti minta szélámyékban
....... ..·· ........ .... ··...... . ... · .. ... . .. 6. táblázat A 24 %-os NaC l oldattal végzett bepárlási kísérletek
Mért eredmények*
A
Idő ,
99.1
h
B
C
D
E
F
G
H
99.1
36.3
99.1
100.0 40.0
12.0
34.9
29.4
52.8
-'.-'
....
0.7
99.1
109.0 63.2
22.0
32.1
43.8
39.3
2.9
0.8
99.1
119.0 91.9
33.0
32.1
62.6
37.5
2.8
0.9
**
99.1
138.3 145.9 77.0
56. 1
78.1
35.1
1.9
1.6
**
99.1
144.5 182.4 108.4 63.2
87.0
31.3
1.7
2.0
144***
99.1
179.0 414.6 198.4 96.3
240.0 71.8
2.1
1.3
24
....
Jelölések *Az "A-I" jelölések megegyeznek az 2. példában megadott
jellemzőkkel ,
a "B" értékben
azonban benne foglaltatik a bekapszulázott illetve a felületen megtapadt só súlya is. Ennélfogva, a kiszámítotthoz képest , a valódi párolgási sebesség értékek valamivel jobbak, mivel ez a kivált/bekapszulázott só súly első közelítésben nem került levonásra. **Kontroll elszívás alatt, *** Kísérleti minta elszívás alatt
4. Példa Sóeltávolítással egybekötött tengervíz bepárlási kísérletek Mindenben az
előző
kíséreltek szerint eljárva, az alábbi eredményeket kaptuk .
..... . .... . ... . -.. .. ... . .. •
' 0 O O
00
00
7.táblázat A 3.5 %-os NaCl oldattal és sóeltávoIítással végzett bepárlási kísérletek
B
Eredmények* A Idő,
C
D
E
F
96
93.2
159.0 95.1
G
H
I
2.5
0.98
nap
O
95.5
3
95.5
104.5 241
7*
95.5
107.7 630.6 296
123.2 522.2 134.0 2.1
0.92
8*
95. 5
110.5 731 .6 340
123.8 622. 7 139.8 2.2
0.89
9*
95.5
120.7 926.6 377
122.1 819.1 163.4 ?_.:> ~
0.74
10*
95.5
122.2 1036
439
127.9 923.4
165.8 2.4
0. 77
13*
95.5
131.1
1345
61 5
137.8 1224
169.1 2.2
0.81
14**
95. 5
131.2 1445
670
139.4 1322
169.6 2.2
0.82
15*
95.5
126. 5 1591
740
143.7 1465
175.4 2.2
0.82
Jelölések *Légáramban
végzett
szobahőmérsékletű
szobahőmérsékletű
párologtatás,
**
Légáramban
végzett
párologtatás mellett az oszlopról 2.9 g só lett kinyerve
8. táblázat A 24 %-os NaCl oldattal végzett sóeltávolításos bepárlási kísérletek
Eredmények* A Idő ,
B
C
D
E
F
G
H
96
93.2
60.5
26.0
1.5
3.58
J
K
nap
O
99.4
3
99.4
110.6 145
7*
99.4
139.5 418.3 296
123.2 157.8 40.4
1.4
3.05
8*
99.4
169.7 5 10.8 340
123.8 211.6 47.5
1.5
2.60
9*
99.4
179.5 570.8 377
122.1 269 .2 53.7
1.5
2.2 7
10*
99.4
195.6 595.5 439
127.9 209.2 37.5
1.4
3.41
102
13*
99.4
216.8 826 .5 615
137.8 285.3 39.4
1.3
3.49
155
14*,**
99.4
239 .1 908.5
670
139.4 318 .9 40 .9
1.4
3.41
168
15*
99.4
138.1
740
143.7 360.8 43.2
1.4
3.32
193
1012
80
96
•
O
•
O
\ol
•••
... . .... ..·· ..... . ... . ...· .... .... . .. .
Jelölések
J-az edény falán kivált só mennyisége (száraz súly); K-az oszlopon kivált só mennyisége (száraz súly) ; *-Légáramban végeztük a kísérletet. **Az oszlopról összesen kiynert nedves só súlya 121.5 g, a maradék oszlop által felvett súly (víz és só együtt) 120.4 g.
5. Megvalósítási példa Kényszerbepárlásos kísérletek
A kényszerbepárlási kísérletekben egy duplafalú reaktort középen vízszintesen elhelyezett perforált záró lemezzel két részre választott. A kompozit oszlopok ezeken a perforációkon keresztül vannak a elhelyezkedő
felső térbő l
az alsó térbe süllyesztve, úgy, hogy az oszlopok fele az alul
bepárlandó kálium-klorid oldatba, míg a
felső
része a
Sem a folyadék sem a gáz számára nincs átjárás az alsó és a oszlopokban diffundáló folyadék juthat át az alsó
térrészből
felső
a
gőztérben
helyezkedik el.
rész között, kizárólag az
fels őbe.
A 20 %-os kálium-
klorid oldatból indultunk ki, amely 3 % izobutil-acetátot és 5 % acetont tartalmazott. A bepárlásnál a melegített folyadék csak az oszlopon keresztül diffundálva majd annak felületéről
eltávozva
juthatott
a
g őztérbe.
Az
előpárlatokat
lekondenzáltuk, majd a melege telített kálium-kloridot oldatot
hűlni
(szerves
oldószere)
hagytuk , amikor az
oszlop élein 1-2 cm élhosszúságú köbös kálium-klorid kristályok váltak ki.
..
(
.. ... .. ... ·... ... . ... ..·· ..... .
Szabadalmi igénypontok
l.,
Nagyfelületű párologtató
kompozit anyagok kis koncentrációjú komponenseket tartalmazó
oldatok természetes vagy kényszerbepárlásos töményítéséhez, kristályosításához és/vagy kapszulázáshoz,
azzal jellemezve, hogy a
kompozit
olvadékfázisban duzzasztott ásványi alumínium-szilikátb ól, perlitből ,
vagy
és IQ-90 %,
gipszből
áll,
előnyösen
továbbá
cukoralkoholokat vagy cukrokat ,
0.01-10,
legelőnyösebben
előnyösen
előnyösen
l -5
vagy
műanyag
pumicitből
5% vagy
%
mennyiségben
glicerint vagy tilózt, továbbá a mechanikai
tulajdonságok javítása érdekében adott esetben tartalmaz 0.1-10 %, mennyiségben vágott szálakat,
25-7
kötőanyagból , előnyösen cementből
25-75 % hidraulikus tartalmaz
előnyösen
10-90,
előnyösen műanyag, legelőnyösebben
előnyösen
2-5 %
polipropilén szálakat,
illetve fém-hálót.
2., Az l . igénypont szerinti
nagyfelületű
párologtató kompozit anyagok kis koncentrációjú
komponenseket tartalmazó oldatok természetes vagy kényszerbepárlásos töményítéséhez, kristályosításához és/vagy kapszulázáshoz, azzal jellemezve, hogy az oszlop folyadék felszívó és párologtató felületének aránya szabályozott,
előnyösen
legelőnyösebben
1: 113-
párologtató kompozit anyagok
kis
1:0.25-0.75,
2/3 közötti.
3., Az 1. és 2 igénypontok szerinti
nagyfelületű
koncentrációjú komponenseket tartalmazó oldatok természetes vagy kényszerbepárlásos töményítéséhez, kristályosításához és/vagy kapszulázáshoz, azzal jellemezve, hogy az oszlopok
működtetését
atmoszférikus nyomáson és környezeti
hőfokon
a környezet
energiájával ellátva és a természetes vagy mesterséges légmozgás segítségével intenzifikálva a
környezetből
felvett energiával
működtetjük
(természetes bepárlódás), vagy zárt
rendszerben, atmoszférikus nyomáson, túlnyomáson vagy vákuumban, adott esetében a bepárlandó
komponensek
(kényszerbepárlás).
forrásponti
hőmérsékletén
külső
hőközléssel
működtetjük
..... ..
