PL182134B1 - Urzadzenie do czyszczenia zbiornika reakcyjnego PL PL PL PL PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1 . Urzadzenie do czyszczenia zbiornika rea- kcyjnego, polaczonego przewodami z pompa do cyrkulowania czyszczacego rozpuszczalnika i z zespolem filtrujacym, znamienne tym, ze zespól filtrujacy (1) zawiera cylindryczna obu- dowe (40), w której jest umieszczony material adsorbujacy (3), a która posiada górna czesc koncowa (41) zawierajaca nurnik (17) z rucho- mym filtrem (13) oraz dolna czesc koncowa (42) ze stalym filtrem (4). Fig. 1 PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do czyszczenia zbiornika reakcyjnego.

Reaktory, tj. duże zbiorniki do realizacji procesów chemicznych często przebiegających w podwyższonych temperaturach i podwyższonych ciśnieniach, trzeba podczas eksploatacji okresowo czyścić, albo też po zakończeniu eksploatacji usuwać z nich wszelkie zanieczyszczenia lub inne materiały zakłócające proces chemiczny realizowany w reaktorze albo wpływające na jego wydajność. Czyszczenie to jest szczególnie ważne w przypadku zamiaru użycia danego reaktora do innego procesu. Wspomniane czyszczenie wykonuje się zazwyczaj w kilku etapach, przykładowo w pierwszym etapie prowadzi się czyszczenie zgrubne reaktora za pomocą silnego strumienia cieczy pod wysokim ciśnieniem, a w razie konieczności uzupełnia się czyszczeniem mechanicznym. Następnie przeprowadza się czyszczenie za pomocą rozpuszczalnika, polegające na przepuszczaniu przez zbiornik i połączone z nim przewody oraz rurociągi odpowiedniego rozpuszczalnika dobranego w zależności od zanieczyszczeń do usunięcia. Jednym z typowych rozpuszczalników jest, na przykład, etanol.

W jednym z powszechnie stosowanych sposobów, który można nazwać, na przykład, „wymuszoną cyrkulacją”, pompuje się po prostu rozpuszczalnik przez cały układ w taki sposób, że płyn styka się ze wszystkimi jego zanieczyszczonymi częściami. Po pewnym czasie rozpuszczalnik jest tak silnie zanieczyszczony, tak że dalsze jego krążenie ponownie zanieczyszcza układ reaktora, w związku z czym wymienia się go na nowy, czysty.

W innym, powszechnie stosowanym sposobie, rozpuszczalnik można wprowadzać do reaktora i doprowadzać go to temperatury wrzenia, w wyniku czego co najmniej częściowo przechodzi w parę. Rozpuszczalnik w postaci pary doprowadza się do chłodnicy, korzystnie, powiązanej normalnie z reaktorem, gdzie się go skrapla, po czym wymusza się obieg skroplonego rozpuszczalnika w kierunku przeciwnym do normalnego kierunku przepływu w reaktorze i połączonych z nim przewodach, w wyniku czego rozpuszcza on i usuwa zanieczyszczenia.

182 134

Procedurę tą określa się czasami terminem „płukania przeciwprądowego” i tak będzie ta czynność nazywana w dalszej części opisu.

Zanieczyszczenia mogą również być częściowo lotne, więc ich ilość po powrocie par rozpuszczalnika do instalacji reaktora wzrośnie proporcjonalnie do wzrostu ilości zanieczyszczeń w rozpuszczalniku, co w pewnym stopniu ponownie zanieczyści instalację. W pewnym punkcie proces czyszczenie/ponowne zanieczyszczanie osiągnie stan równowagi, w związku z czym należy odprowadzić zanieczyszczony rozpuszczalnik i zastąpić go nowym, czystym.

Powyższe procedury czyszczenia za pomocą rozpuszczalnika powtarza się do osiągnięcia odpowiedniego stopnia oczyszczenia. Stopień oczyszczenia konieczny do celów farmaceutycznych można ocenić, na przykład, za pomocą analizy spektralnej w promieniowaniu nadfioletowym w charakterystycznym dla danego rozpuszczalnika zakresie długości fal, za pomocą filtrowania oraz za pomocą kontroli wzrokowej rozpuszczalnika czyszczącego, ilości zanieczyszczeń w krążącym rozpuszczalniku, wskazującej na ilość zanieczyszczeń pozostających w instalacji reaktora. Procesy te są jednak bardzo czasochłonne z punktu widzenia strat rozpuszczalnika czyszczącego, ponieważ trzeba go wymieniać kilka razy zanim jego czystość dojdzie do poziomu wskazującego na to, że reaktor wraz ze związaną z nim instalacją rurociągową osiągnął stopień czystości wystarczający do przeprowadzania procesów chemicznych. Oczywiście, regeneracja albo oczyszczenie tak dużych ilości zanieczyszczonego rozpuszczalnika jest również trudne i kosztowne, ale wspominając o problemach ekologicznych. Trzeba się również liczyć z wysokimi kosztami dodatkowymi związanymi z długim okresem wyłączenia reaktora z eksploatacji.

W niemieckim opisie patentowym nr DE 3918285-A1 (Elastogran Polyurethane GmbH) ujawniono sposób i urządzenie do płukania lub czyszczenia urządzeń mieszających do wieloskładnikowych tworzyw sztucznych, zwłaszcza poliuretanu. Substancję płuczącą można zawracać do obiegu po jej oczyszczeniu za pomocą filtra. Substancję tę odprowadza się do odpowiedniego zbiornika i, w razie konieczności, regeneruje ręcznie.

W amerykańskim opisie patentowym nr US 2312091 (Gray/Gray Company, Inc.) ujawniono urządzenie do czyszczenia silników samochodowych. Rozpuszczalnik krąży wewnątrz silnika, gdzie zbiera lakier, szlam, osady z gumy, nagar węglowy i tym podobne. Po ponownym zatrzymaniu silnika wypompowuje się z niego zanieczyszczony rozpuszczalnik i filtruje go grawitacyjnie przez jeden lub więcej przeznaczonych do tego zespołów filtrujących. Oczyszczony rozpuszczalnik gromadzi się w zbiorniku i w razie konieczności, regeneruje się go ręcznie.

Oba te dokumenty dotyczą urządzeń czyszczących, w których rozpuszczalnik oczyszcza się po procesie czyszczenia. Zatem, jeżeli czyszczenie ma być kontynuowane, powstają znaczne straty czasu związane z: zatrzymaniem procesu czyszczenia, odprowadzeniem rozpuszczalnika, przefiltrowaniem rozpuszczalnika, doprowadzeniem go z powrotem do instalacji reaktora i ponownym rozpoczęciem procesu czyszczenia.

W amerykańskim opisie patentowym nr US 1635115 (Deutsch i inni/Deutsch), stosuje się urządzenia czyszczące, w których płyn przepuszcza się w trybie ciągłym przez filtr podczas jego krążenia w układzie. Wadą rozwiązań tego typu jest strata czasu wynikająca ze stałego doprowadzania rozpuszczalnika do filtra, filtrowania go, i doprowadzania go z powrotem do instalacji reaktora. W razie zatkania filtra zatrzymuje się również cały proces czyszczenia, ponieważ płyn nie może krążyć.

Znany jest z amerykańskiego opisu patentowego nr US-A-5,000,206 sposób omywania elementów, w których element jest zanurzony w kąpieli płynu myjącego, zaś na powierzchnię elementu działa się co najmniej jednym strumieniem płynu myjącego wytryskującego z dyszy. Dysza jest zasilana płynem myjącym za pomocą zespołu pompującego. Układ pompujący zawiera pompę cyrkulacyjną umieszczoną w głównym przewodzie oraz zespół filtrujący umieszczony w bocznym przewodzie tak, że na wydajność pompowania nie ma wpływu filtr. Zatem filtr może działać niezależnie do strumienia płynu płynącego głównym przewodem. Zespół filtrujący jest zaopatrzony w dodatkową pompę. Jednocześnie w czasie operacji

134 spłukiwania płyn myjący jest usuwany za pomocą rury ssącej i przepływa przez zespół filtrujący, gdzie zachodzi ciągłe oczyszczanie płynu myjącego.

Celem wynalazku jest urządzenie do czyszczenia zbiornika reakcyjnego.

Urządzenie do czyszczenia zbiornika reakcyjnego, połączonego przewodami z pompą do cyrkulowania czyszczącego rozpuszczalnika i z zespołem filtrującym według wynalazku charakteryzuje się tym, że zespół filtrujący zawiera cylindryczną obudowę, w której jest umieszczony materiał adsorbujący, a która posiada górną część końcową zawierającą nurnik z ruchomym filtrem oraz dolną część końcową ze stałym filtrem.

Z zespołem filtrującym jest połączony szeregowo pierwszy filtr cząstek i drugi filtr cząstek.

Górna część końcowa zespołu filtrującego jest połączona szeregowo z zespołem chłodzącym, który z kolei jest połączony przewodami ze zbiornikiem reakcyjnym.

Pomiędzy zespołem filtrującym a zbiornikiem reakcyjnym na przewodzie wylotowym jest zamocowany zawór.

W zespole filtrującym jako materiał adsorbujący jest umieszczony węgiel aktywny.

Zespół filtrujący posiada mechanizm krzywkowy zawierający nakrętkę dociskową i nakrętkę blokującą osadzone na gwintowanym trzpieniu, pomiędzy którymi jest umieszczony wspornik, przy czym jeden element trzpienia i wspornika jest zamontowany na nurniku, a drugi jest zamontowany na cylindrycznej obudowie.

Urządzenie według wynalazku umożliwia dodatkowe wymuszenie przerywanego przepływu rozpuszczalnika czyszczącego przez zespół filtrujący zawierający odpowiednią substancję adsorbcyjnąi umożliwia rozpuszczalnikowi przepływ tymi przewodami, w wyniku czego zarówno zbiornik jak i przewody są okresowo przepłukiwane czystym rozpuszczalnikiem. Taka konstrukcja urządzenia umożliwia zarówno mniejsze zużycie rozpuszczalnika czyszczącego jak i czasu potrzebnego na czyszczenie, a także minimalizuje problemy ekologiczne związane z koniecznością obróbki dużych ilości zanieczyszczonych rozpuszczalników.

Ilość zanieczyszczonych powierzchni, z jakimi styka się rozpuszczalnik, powinna być możliwie maksymalna. Można to osiągnąć wywołując krążenie rozpuszczalnika dzięki jego ogrzaniu do temperatury wrzenia i doprowadzając powstałą parę rozpuszczalnika do zespołu chłodzącego znajdującego się nad zbiornikiem, a następnie pozwalając skroplonemu rozpuszczalnikowi na przepływ przewodami z powrotem do zbiornika. W ten sposób wszystkie zanieczyszczenia rozprowadza się stopniowo w rozpuszczalniku i można je ponownie odfiltrować. Pompa gwarantuje wymuszone krążenie rozpuszczalnika w taki sposób, że styka się on ze wszystkimi zanieczyszczonymi powierzchniami. Korzystnie, przepływ rozpuszczalnika przez filtr można regulować. Można to zrealizować ustalając położenie zespołu filtrującego w taki sposób, że kierunek roboczy przepływu jest pionowy i ku górze.

Materiał adsorbujący jest dobrany w taki sposób, żeby skutecznie oczyszczał rozpuszczalnik, chociaż nie musi oczyszczać go z zanieczyszczeń do końca. Odpowiednim materiałem adsorbującym w zespole filtrującym jest granulowany węgiel aktywny.

Urządzenie według wynalazku można stosować do oczyszczania dowolnego układu, w którym zbiornik jest połączony przewodami, np. z urządzeniami do realizacji procesu chemicznego. Jest on dostosowany do czyszczenia zbiorników reaktorów chemicznych. Można go również przystosować do czyszczenia, np. komór rękawicowych.

Urządzenie według wynalazku można wyregulować w taki sposób, że część rozpuszczalnika czyszczącego można było zmusić do przepływu przez zespół filtrujący, a równocześnie pozostałą część przepuścić przewodami bocznikowymi obok zbiornika filtra i zawrócić do zbiornika. Uniwersalny układ umożliwia; w razie potrzeby, wymuszenie przepływu przez zespół filtrujący całego rozpuszczalnika, albo przepuszczenie całego rozpuszczalnika przewodami bocznikowymi, albo przepuszczenie części rozpuszczalnika obu drogami.

Konkretny zespół filtrujący ma optymalny współczynnik przepustowości dla danego przepuszczania przepuszczanego przez niego rozpuszczalnika. Zatem, można wyregulować współczynnik przepustowości filtra do zadanej wartości.

182 134

Ponieważ w skład urządzenia może wchodzić jeden lub kilka filtrów cząstek stałych oraz główny zespół filtrujący, przy czym filtry są połączone szeregowo z pompą podłączoną do zbiornika, to takie rozwiązanie zapewnia, że duże cząstki stałe nie zatkają szybko głównego zespołu filtrującego.

Ponieważ jeden z końców zespołu filtrującego, korzystnie górny, jest zdejmowalny, umożliwia to okresową wymianę materiału adsorbującego minimalizując możliwość ponownego zanieczyszczenia całego układu. Materiał absorbujący powinien być odpowiednio sprasowany, tak, żeby nie mógł się obracać. Takie rozwiązanie zapobiega mieszaniu się stosunkowo bardziej zanieczyszczonej dolnej części ze stosunkowo mniej zanieczyszczoną częścią górną. Ale istnieje możliwość zmiany stopnia sprasowania materiału adsorbcyjnego w miarę jego osiadania. Można temu zapobiec mieszając materiał, z równoczesnym przykładaniem odpowiedniego momentu skrętnego.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie typową instalację reaktorową, do której podłączono zespół filtrujący według wynalazku; fig. 2 - zespół filtrujący według zalecanego przykładu wykonana; fig. 3 - dolny koniec zespołu filtrującego z fig. 2; fig. 4 - przykład wykonania zespołu filtrującego z fig. 2, w przekroju podłużnym; fig. 5 - górny koniec zespołu filtrującego z fig. 2; fig. 6 - górny koniec środkowej części z fig. 4, częściowo w przekroju; fig. 7 - górny koniec z fig. 6, w rzucie od końca; fig. 8 - nurnik umieszczony w górnym końcu zespołu filtrującego z fig. 2 do trzymania i prasowania węgla aktywnego w zespole; fig. 9 nurnik w alternatywnym przykładzie wykonania; fig. 10 - wspornik z fig. 8; fig. 11 - wspornik z fig. 10 w widoku z kierunku XI-XI; fig. 12 - płytkę osadc;ząz fig. 8; fig. 13 - płytkę osadczą z fig. 12 w widoku z kierunku XIII-XIII; fig. 14 - górny koniec rury, w którą wchodzi nurnik z fig. 9, w przekroju; oraz fig. 15 - rurę z fig. 14 w widoku w kierunku XV-XV.

Na fig. 1 przedstawiono zespół filtrujący 1 według wynalazku połączony ze zbiornikiem reakcyjnym 30 oraz typowym zespołem chłodzącym 31. Zespół chłodzący 31 jest połączony szeregowo ze zbiornikiem reakcyjnym 30 przewodami 32 i 33. Na przewodzie 32 jest umieszczony zawór 34, a na przewodzie 33 jest umieszczony zawór 35. W dolnym końcu zbiornika reakcyjnego 30 znajduje się okienko wziernikowe 37, z którego można korzystać podczas wzrokowej kontroli czystości rozpuszczalnika zgodnie ze wspomnianymi powyżej testami standardowymi. W tego typu przykładzie wykonania, instalacja reaktorowa jest przeznaczona do czyszczenia sposobem tzw. „płukania przeciwprądowego”. Oczywiście, w skład instalacji wchodzą również inne przewody do czyszczenia oprócz przewodów 32 i 33, ale nie pokazano ich na figurach.

Ten fragment urządzenia na fig. 1, który dotyczy wynalazku, obramowano linią przerywaną 20.

Zespół filtrujący 1 posiada cyllindryczną obudowę 2 wypełnioną materiałem adsorbującym 3, którym jest granulowany węgiel aktywny. Podczas pracy urządzenia zespół filtrujący 1 jest ustawiony pionowo.

Materiał adsorbujący 3 w postaci granulowanego węgla aktywnego jest umieszczony pomiędzy stałym filtrem 4 zamontowanym na dolnym końcu obudowy 2 a ruchomym i blokowanym nurnikiem 17 zaopatrzonym w filtr 13 zamontowany w górnym końcu obudowy 2. Otwory filtrów 4 i 13 są na tyle małe, że uniemożliwiają granulkom węgla przechodzenie przez nie.

Nurnik 17 jest wsuwany w obudowę 2 w celu sprasowania granulowanego węgla aktywnego w stopniu wystarczającym do unieruchomienia granulek podczas wymuszania przepływu czyszczącego rozpuszczalnika przez zespół filtrujący 1 i aby zapobiec tworzeniu się otwartych kanałów w granulkach węgla.

Na fig. 1 pokazano nurnik 17 umieszczony w górnym końcu zespołu filtrującego 1, przy czym, oczywiście, stały filtr 4 i nurnik 17 można zamieniać miejscami bez zmiany funkcji zespołu filtrującego 1.

18:2 134

Na przewodzie 12 pomiędzy dolnym wylotem 36 zbiornika reakcyjnego 30, a dolnym końcem zespołu filtrującego 1 jest zamontowany opcjonalny pierwszy filtr cząstek 7 oraz pompa 11, pomiędzy którymi są zamontowane zawory 8, 9, 10. O stosowaniu lub nie stosowaniu pierwszego filtra cząstek 7 decyduje ryzyko obecności w zanieczyszczonym rozpuszczalniku dużych cząstek, które mogą zatkać zespół filtrujący 1.

Pompa 11 jest standardową, dostępną na rynku pompą wysokociśnieniową zdolną do pompowania wrzących cieczy wraz z ich parami, na przykład jest to pompa odśrodkowa. Pompa ta powinna charakteryzować się wysokością tłoczenia wystarczającą do wymuszania przepływu cieczy przez węgiel aktywny w zespole filtrującym 1. W związku z tym ruchomy filtr 13 znajdujący się na wylotowym końcu zespołu filtrującego 1 musi wytrzymać ciśnienie płynu na węgiel aktywny oraz ciśnienie wynikające z prasowania granulatu węglowego, natomiast stały filtr 4 na wlotowym końcu zespołu filtrującego 1 musi wytrzymać tylko ciśnienie wynikające z prasowania węgla. Górny koniec zespołu filtrującego 1 jest połączony szeregowo z chłodnicą 31 i drugim filtrem cząstek 14 za pomocą przewodu 18 z zamontowanymi na nim zaworami 15, 16. Zadaniem drugiego filtra cząstek 14 jest zatrzymywanie wszystkich cząstek, które mogły przypadkowo przejść przez ruchomy filtr 13 w nurniku 17.

W zalecanym przykładzie wykonania można stosować powszechnie dostępne na rynku granulki węgla „Merck 2514” lub „Chemivron typ F200”. Ich wymiary mogą wynosić

1,5 + 2,5 mm.

Jednakże wielkość, twardość i ściśliwość granulek węgla, jak również działająca na nie siła ściskająca wynikają głównie z wydajności pompy oraz pożądanego natężenia przepływu przez zespół filtrujący.

Niektórymi rozpuszczalnikami czyszczącymi, jakie można stosować w sposobie według wynalazku, są metanol, etanol, woda, aceton, toluen, keton, metylo-izobutylowy, alkohol izopropylowy, octan etylu lub chlorek metylenu o temperaturach roboczych w zakresie od około 10-20°C do odpowiedniej temperatury wrzenia.

Jak już wspomniano, proces czyszczenia rozpoczyna się zazwyczaj od czyszczenia zgrubnego za pomocą silnego strumienia wody o wysokim ciśnieniu. Następnie do zbiornika reakcyjnego 30 dodaje się odpowiednią ilość rozpuszczalnika i wymusza jego krążenie w instalacji opisanym powyżej sposobem „płukania przeciwprądowego” (lub, oczywiście, alternatywnym sposobem „krążenia wymuszonego”).

Natychmiast po stwierdzeniu, że rozpuszczalnik jest zanieczyszczony w stopniu zagrażającym ponownym zanieczyszczeniem instalacji reaktora, podłącza się wylot 36 ze zbiornika reakcyjnego 30 do pompy 11 i pompuje się wrzącą zanieczyszczoną ciecz przez zespół filtrujący 1. Oczywiście, należy to zrobić przed osiągnięciem wspomnianej powyżej równowagi czyszczenie/ponowne zanieczyszczanie.

W ten sposób granulowany węgiel aktywny stanowiący materiał adsorbcyjny 3 pochłania zarówno rozpuszczone zanieczyszczenia jak i znajdujące się w rozpuszczalniku czyszczącym małe cząstki zanieczyszczające. Początkowo wchłanianie odbywa się w dolnym końcu zespołu filtrującego 1 i stopniowo przesuwa się ku górze z taką samą szybkością, z jaką następuje nasycanie aktywnego węgla zanieczyszczeniami. Dopóki powierzchnia nasycenia nie dojdzie do górnego końca zespołu filtrującego 1, przefiltrowany, czysty rozpuszczalnik wypływa z zespołu filtrującego 1 przez czystą, niezanieczyszczoną warstwę aktywnego węgla, po czym płynie do chłodnicy 31 i dalej w dół do zbiornika reakcyjnego 30. Zatem instalacja reaktora jest przepłukiwana czystym rozpuszczalnikiem, ponieważ wymusza się jego przepływ przez zespół filtrujący 1, natomiast zanieczyszczenia są skutecznie usuwane.

Wymiary i długość zespołu filtrującego 1 oraz ilość znajdującego się w nim węgla aktywnego jako materiału adsorbcyjnego można przystosować do wielkości instalacji reaktora oraz do ilości niezbędnego rozpuszczalnika czyszczącego tak, żeby po oczyszczeniu instalacji reaktora w pożądanym stopniu węgiel aktywny pochłonął większość zanieczyszczeń.

182 134

Alternatywnie, natężenie przepływu przez zespół filtrujący 1 można zmieniać regulując stopień otwarcia zaworu 16 tak, żeby uzyskać optymalne natężenie przepływu dla danego zespołu filtrującego 1. Rozpuszczalnik może płynąć przez zespół filtrujący 1 równocześnie z czyszczeniem przewodów 32 i 33. Uzyskuje się to zostawiając wszystkie zawory częściowo otwarte. Cały układ bardzo uniwersalny, ponieważ można przepuszczać przez zespół filtrujący 1 albo cały rozpuszczalnik albo nie przepuszczać go w ogóle, albo też jego część może płynąć przez zespół filtrujący 1, a inna część przewodami bocznikowymi. Osiąga się to dzięki regulowaniu przepływu odpowiednimi zaworami.

Następnie rozpuszczalnik można zregenerować lub, ewentualnie, ponownie użyć bez żadnej obróbki. Ilość używanego rozpuszczalnika jest ograniczona do pierwszej ilości dodanej do zbiornika reakcyjnego.

W skład urządzenia mogą wchodzić dwa lub więcej filtrów, każdy z własnymi zaworami, co dodatkowo zwiększa uniwersalność instalacji.

Znajdujący się w zespole filtrującym węgiel aktywny, zawierający zanieczyszczenia, można łatwo usunąć.

Zespół filtrujący, filtry do cząstek stałych i przewody można, korzystnie, skonstruować w postaci oddzielnego zespołu, który można transportować i podłączać czasowo do dowolnego reaktora wymagającego czyszczenia, albo, oczywiście, łączyć z jedną instalacją reaktorową w sposób mniej czy bardziej stały.

W związku z tym najważniejszymi zaletami takiego rozwiązania jest możliwość utrzymywania rozpuszczalnika podczas całego procesu czyszczenia w stanie bardziej czystym bez konieczności wymiany go na nowy. W związku z tym sam proces czyszczenia jest szybszy i znacznie bardziej ekonomiczny pod względem ilości używanego w nim rozpuszczalnika niż znane dotychczas i opisane wcześniej procedury. Ze względu na małe ilości zanieczyszczonego rozpuszczalnika, jakie w końcu trzeba usuwać; również problemy ekologiczne są mniej dotkliwe. Ponadto wyeliminowano czas potrzebny na kilkakrotne opróżnianie i ponowne napełnianie zbiornika reakcyjnego. Inną zaletą jest, możliwość połączenia kilku instalacji reaktorowych z jednym zespołem filtrującym, co pozwala na zaoszczędzenie więcej czasu.

Na figurze 2 przedstawiono zalecany przykład wykonania zespołu filtrującego 1 w stanie zmontowanym, który posiada główną część 2 w postaci obudowy 40, górną część końcową 41 i dolną część końcową 42. Obudowa 40 jest wykonana ze stali nierdzewnej i ma średnicę wewnętrzną około 100 mm i długość całkowitą 1720 mm. Podczas eksploatacji obudowa 40 jest prawie całkowicie napełniona granulowanym węglem aktywnym wspomnianego wcześniej typu. Zespół filtrujący o takich wymiarach jest przystosowany do instalacji reaktorowych o różnych wielkościach takich typów, jakich używa się w procesach chemicznych. Wielkość zespołu filtrującego oraz ilość materiału adsorbcyjnego wynikają z całkowitej wielkości i stopnia zanieczyszczenia instalacji reaktorowej.

Na dolnej części końcowej 42, pokazanej na fig. 3, jest zamontowany zawór kulowy 43 ze złączką rurową 44 do podłączania przewodu z pompy 11 oraz płytka osadcza siatki filtrującej. Płytka osadcza jest wykonana ze stali nierdzewnej i ma grubość 1,5 mm. Znajdują się w niej równomiernie rozmieszczone otwory o średnicy 5 mm. Pole powierzchni otworów wynosi 35% całkowitego efektywnego pola powierzchni płytki osadczej. Siatka filtrująca 57, z otworkami o wielkości 0,077 mm znajduje się przed płytką osadczą. Dolna część końcowa 42 jest również zaopatrzona w część mocującą 46 do mocowania dolnej części końcowej 42 do kołnierza 47 obudowy 40. Obudowę 40 pokazano na fig. 4. Górny koniec obudowy 40 jest zaopatrzony w gwinty mocujące 48 i wspornik 49 do trzymania nurnika 17.

Szczegóły konstrukcyjne górnego końca obudowy 40 i górnej części końcowej 41 pokazano na fig. 5-8. Nurnik 17, a w konsekwencji również wspornik 49, są osadzone w górnej części końcowej 41, która jest zaopatrzona w nakrętkę mocującą 50 wkręcaną na gwint 48 na rurze 40. Dolny koniec górnej części końcowej 41 stanowi kołnierz 51 ze stożkową powierzchnią 52 wchodzącą w odpowiednią, mającą kształt kielicha, powierzchnię w górnej części końcowej 41 obudowy 40.

182 134

Wspornik 49, pokazany na fig. 6 i 7, który jest wykonany ze stali nierdzewnej o grubości 6 mm, jest zaopatrzony w poprzecznie usytuowaną szczelinę 53 pod trzpień 54 ze stali nierdzewnej o średnicy 12 mm z gwintem M12 biegnącym na całej jego długości. Trzpień 54 stanowi część nurnika 17, w którego skład wchodzi również perforowana płytka osadcza 55 o grubości 1,5 mm wykonana ze stali nierdzewnej i przeznaczona na siatkę filtrującą 57. Płytka osadcza 55 jest usytuowana poprzecznie do trzpienia 54. Otwory w płytce osadczej 55 są rozmieszczone równomiernie, a ich średnice wynoszą 5 mm. Pole powierzchni otworów stanowi 35% efektywnego pola powierzchni płytki osadczej 55. Płytkę osadczą 55 wzmacniają wsporniki 56.

Siatka filtrująca 57, z otworkami o średnicy 0,077 mm jest trzymana przez płytkę osadczą 55, wraz z obwodowym pierścieniem uszczelniającym 58, stykającym się z wewnętrzną powierzchnią obudowy 40, za pomocą pierścienia mocującego 59 przymocowanego do płytki osadczej 55 śrubami 60.

Na swobodnym końcu trzpienia 54 znajduje się ruchoma nakrętka blokująca 62. Inna ruchoma nakrętka 61 jest nakręcona na gwint trzpienia 54. Podczas montażu nurnika 17 wprowadza się trzpień 54 w poprzeczną szczelinę 53 wspornika 49, umieszczając płytkę osadczą55 i ruchomą nakrętkę 61 pomiędzy wspornikiem 49 a obudową 40.

Podczas odkręcania nakrętki 61 i odsuwania jej od wspornika 49, nurnik 17 jest wsuwany do obudowy 40 i styka ze znajdującym się w niej materiałem adsorbcyjnym 3 umieszczonym w zespole filtrującym 1. Moment skrętny działający podczas dokręcania nakrętki 61 wywołuje siłę ściskającą działającą na materiał adsorbcyjny 3. Stwierdzono, że dla danego, określonego wcześniej typu granulek węgla aktywnego oraz dla danych, określonych powyżej wymiarów obudowy 40, moment skrętny wystarczający do utrzymywania granulek w stanie bezpiecznym i zapobiegania powstawaniu w nich kanałów, wynosi około 1,5 Nm. Po ustawieniu danego momentu dociska się nakrętkę blokuj^t?£ą62 do wspornika 49, blokując w ten sposób zarówno ruchomą nakrętkę 61 jak i nurnik 17. Długość trzpienia 54 można dobrać w sposób umożliwiający zmianę ilości materiału adsorbcyjnego 3 w obudowie 40 w celu przystosowywania zespołu filtrującego 1 do instalacji reaktorowych o różnych wymiarach i/lub różnych stopniach zanieczyszczenia.

Rozumie się samo przez się, że można wybierać różne orientacje tak, żeby w obudowie 40 można było montować jeden lub więcej gwintowanych trzpieni 54, a na nurniku 17 wspornik 49 ze szczeliną 53.

Szczegóły alternatywnego przykładu wykonania nurnika 17 i górnego końca obudowy 40 pokazano na fig. 9-15. Nurnik 17 składa się z gwintowanego trzpienia 54 ze stali nierdzewnej, płytki osadczej 55, pierścienia uszczelniającego 58, siatki filtrującej 57 i wspornika 49.

Płytka osadcza 55 ma kształt pierścieniowy i jest wzmocniona wspornikami 56 rozmieszczonymi w układzie stożkowym. Wsporniki 56 kończą się na umieszczonej centralnie tulei 63. Gwintowany trzpień 54 ze stali nierdzewnej przechodzi przez tuleję 63 i trzyma się trwale w miejscu dzięki dwóm nakrętkom mocującym 64 i 65. Pomiędzy tuleją 63, a sąsiadującymi z nią nakrętkami mocującymi 64, 65 znajdują się podkładki 66 i 67.

Pierścieniowa część płytki osadczej 55 jest przymocowana do siatki filtrującej 57 oddzielonej pierścieniem uszczelniającym 58. Pierścień uszczelniający 58 ma postać teflonowej uszczelki, natomiast siatka filtrująca 57 jest perforowaną tarczą.

W skład wspornika 49 wchodzi stalowy pręt w kształcie litery U. Na jego dwóch końcach znajdują się rowkowane kołnierze 68, do sprzęgania się z rowkowanymi występami 69 umieszczonymi wewnątrz górnego końca obudowy 40. Zespół nurnika 17 wprowadza się na miejsce sprzęgając rowkowane kołnierze 68 z rowkowanymi występami 69. Uzyskuje się to wkładając najpierw nurnik 17 w górną część obudowy 40 w taki sposób, żeby wspornik 49 znajdował się w pewnej odległości od rowkowanych występów 69 w obudowie 40, po czym obraca się go do chwili sprzężenia kołnierzy 68 z występami 69.

182 134

We wsporniku 49 znajduje się szczelina w kształcie zajmującego centralne położenie otworu. Również w tym przypadku wspornik 49 znajduje się pomiędzy dwiema ruchomymi nakrętkami blokującymi 61 i 62. Dolną nakrętkę blokującą 61 dokręca się kluczem dynamometrycznym do osiągnięcia odpowiedniego momentu. Następnie dociska się górną nakrętkę blokującą 62 do silnego zablokowania wspornika 49 pomiędzy obiema nakrętkami blokującymi 61, 62.

Istotne znaczenie ma zapewnienie odpowiedniego stopnia sprasowania materiału adsorbcyjnego 3. W przeciwnym przypadku może on obracać się wokoło powodując podczas eksploatacji mieszanie się stosunkowo silnie zanieczyszczonych warstw dolnych ze stosunkowo czystymi warstwami górnymi. Można to zrobić poddając kolumnę wibracjom przed przyłożeniem momentu dociskowego. Idealnym rozwiązaniem jest zastosowanie, po zmontowaniu zespołu, samopodtrzymującego się momentu skrętnego, wykluczającego możliwość dalszego ściskania.

Po zakończeniu danego procesu czyszczenia, można wyjąć nurnik 17 i, w razie potrzeby, wyrzucić materiał adsorbcyjny. Eliminuje to możliwość wtórnego zanieczyszczania w razie jego ponownego użycia.

Należy podkreślić, jak już wspomniano wcześniej, że wszystkie podane powyżej wymiary i wielkości odnoszą się do jednego konkretnego przykładu wykonania dotyczącego konkretnych reaktorów, zaś te wymiary i wielkości mogą wymagać przystosowania i dopasowania do innych reaktorów oraz do innych typów zbiorników i przewodów wymagających czyszczenia.

182 134

182 134

182 134

Fig.5.

Fig.6. Fig.7.

Fig.8.

182 134

Fig.10.

182 134

Fig.14.

182 134

Fig.15.

182 134

Fig.1.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do czyszczenia zbiornika reakcyjnego, połączonego przewodami z pompą do cyrkulowania czyszczącego rozpuszczalnika i z zespołem filtrującym, znamienne tym, że zespół filtrujący (1) zawiera cylindryczną obudowę (40), w której jest umieszczony materiał adsorbujący (3), a która posiada górną część końcową (41) zawierającą nurnik (17) z ruchomym filtrem (13) oraz dolną część końcową (42) ze stałym filtrem (4).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że z zespołem filtrującym (1) jest połączony szeregowo pierwszy filtr cząstek (7) i drugi filtr cząstek (14).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że górna część końcowa (41) zespołu filtrującego (1) jest połączona szeregowo z zespołem chłodzącym (31), który z kolei jest połączony przewodami (3t2,33) ze zbiornikiem reakcyjnym (30).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że pomiędzy zespołem filtrującym (1) a zbiornikiem reakcyjnym (30) na przewodzie wylotowym (18) jest zamocowany zawór (16).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że w zespole filtrującym (1) jako materiał adsorbujący (3) jest umieszczony węgiel aktywny.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół filtrujący (1) posiada mechanizm krzywkowy zawierający nakrętkę dociskową (61) i nakrętkę blokującą (62) osadzone na gwintowanym trzpieniu (54) pomiędzy którymi jest umieszczony wspornik (49), przy czym jeden element trzpienia (54) i wspornika (49) jest zamontowany na nurniku (17), a drugi jest zamontowany na cylindrycznej obudowie (40).