Устройство для растворения щелочных металлов

Устройство для растворения щелочных металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

, Изобретение относится к растворению щелочных металлов и продуктов их содержащих и может быть использовано в химической промышленности и ядерной энергетике. Оно позволяет проводить безопасное регулируемое 1 Изобретение может быть использовано рдя растворения отходов щелочных металлов в химической промьшшенности и ядерной энергетике. Цель изобретения - расширение технологическ возможностей устройства, повышение безопасности и уменьшение объема жидких отходов. На чертеже схематичнр представлено .устройство для растворения щелочных металлов в общем виде. Устройство содержит герметичный корпус 1, устаиовлеизшй на кольцевом растворение щелочных металлов в твердом виде и уменьшить количество жидких отходов . Устройство состоит из герметичного корпуса 1,камеры 8 растворения с коническим днищем, защитного колпана. Под колпаком над камерой растворения закреплена форсунка 10, дополнительно связанная с линией вакуума. В днище камеры расположен холодильник, выполненный в видз засыпки гранул (например, стальных шариков). Патрубок для отвода газообразных продуктов реакции соединен с линией вакуу ма. В стенках камеры в месте сопряжения с днищем выполнены сквозные отверстия 9. Дренажный патрубок 25 соединен с герметичными сосудами, которые связаны с линиями подвода ин ертного газа, вакуума и подачи раствора к форсунке. Внутренний защитный колпак полностью или частично выполнен из прозрачного материала, к внутренней поверхности которого подведен патрубок для подачи индикаторного раствора. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. выступе 2, защитный колпак 3, частично или полностью выполненный из прозрачного материала, например стекла . Колпак закреплен на выступе 2 с помощью прокладки 4 и зажимного устройства (не показано). Корпус 1 крепится с помощью байонетного соединения 5 и имеет смотровые окна 6, светильник 7. Окна и светильник защищены стальными сетками, а корпус снабжен устройством для подъема вверх с помощью противовеса (не показано). (Л с 4: Ч со 0 сх

„.80„„1473168 А 1

ССМОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕС НИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 В 01 F 1 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР..л...

1 з с

° .., „>.

И А BTOPCHOMY СВИД=ТЕЛЬСТВУ (46) 15.04.92. Бюл. - 14 (21) 4147751/26 (22) 18.11.86 (72) В.Н.Осипов, А.Н.Чижов, Н.Г.Масалкин, А.И.Соэин и Ю.Н.Сенников (53) 66.061.1 (088.8) (56) Перельман P.Ã. Проектирование и эксплуатация жидкометаллических систем. М., — Атомиздат, 1986, с. 229.

Авторское свидетельство СССР

Р 672738, кл. В 01 Г 1/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР

В 1003426, кл. В 01 F 1/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Р 593342, кл. В 01 F 1 /00, 1976;

Автор кое свидетельство СССР

У 687649, кл. В 01 F 1/00, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСТВОРЕНИЯ ЩЕЛОЧНЫХ METAJIJIOB (57) Изобретение относится к растворению щелочных металлов и продуктов их содержащих и может быть использовано в химической промышленности и ядерной энергетике. Оно позволя.ет проводить безопасное регулируемое

J растворение щелочных металлов в твердом виде и уменьшить количество жидких отходов. Устройство состоит иэ герметичного корпуса 1,камеры 8 растворения с коническим днищем, защитного колпака.

Под колпаком над камерой растворения закреплена форсунка 10, дополнительно связанная с линией вакуума. В днище камеры расположен холодильник, выполненный в виде засыпки гранул (например, стальных шариков). Патрубок для отвода газообразных продуктов реакции соединен с линией вакуу" ма. В стенках камеры в месте сопряжения с днищем выполнены сквозные отверстия 9. Дренажный патрубок 25 соединен с герметичными сосудами, ко- @ торые связаны с линиями подвода инертного газа, вакуума и подачи раствора к форсунке. Внутренний защитный С колпак полностью или частично выполнен из прозрачного материала, к внутренней поверхности которого подведен патрубок для подачи индикаторного раствора. 3 э.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение может быть использовано для растворения отходов щелочных металлов в химической промыпленности и ядерной энергетике.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей устройства, повышение безопасности и уменьшение объема жидких отходов.

На чертеже схематично представлено ,устройство для растворения щелочных металлов в общем виде.

Устройство содержит герметичный корпус 1, установлен 3Mf на кольцевом

М&9 выступе 2, защитный колпак 3, частично или полностью выполненный из . C5 прозрачного материала, например стек- QO ла. Колпак з закреплен на выступе 2 с помощью прокладки 4 и зажимного устройства (не показано).

Корпус 1крепится спомощью байонетного соединения 5 и имеет смотровые окна 6, светильник 7. Окна и светильник защищены стальными сетками, а корпус снабжен устройством рля подьема вверх с помощью противовеса (не показано).

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;

1473168

Под колпаком имеется камера 8 растворения с кдническим днищем. В месте сопряжения стенок камеры и днища выполнены сквозные отверстия 9.

Над камерой растворения размещена форсунка 10, которая подсоединена.к линии 11 подвода инертного газа 12.вакуума и 13 растворителя (воды, пара, жидких продуктов реакции, 10 рас вор химических реагентов) с регу" лирующими вентилями соответственно

14, 15, 16. Для непрерывного вакуумирования устройства установлен патрубок 17 с регулирующими вентилями, 15 соединенный трубопроводами 18, 19 через ресинер 20 с вакуумным насосом.

21. На днище камеры 8 помещена насадка — стальные шарики 22, удерживаемые сеткой 23. Держатель 24 кон- 20 трольиого образца щелочного металла установлен над поверхностью засыпки шариков и представляет собой полый стержень с помещенной внутрь термопарой. Дренажный патрубок 25 соединен 25 с герметичными сосудами 26 для жидких продуктов реакции через вентили 27.

Подача растнорон из сосудов 26 к форсунке 10 регулируется с помощью вентилей 28, 29, 30, сброс растно" 50 рон - с помощью вентиля 31. С линией вакуума сосуды связаны через .вентили

32, 33, 34, с линией подвода инертного газа — через вентили 35 36, 37.

Для подачи индикаторного раствора установлен патрубок 38.

Устройство работает следующим образом.

С помощью вакуумного насоса 21 . создают разрежение в ресивере 20, sa- 40 тем открывают вентили, создавая разре жение в выходном канале форсунки 10 и: тем самым предотвращая попадание капель раствора на куски. щелочного ме" талла при их загрузке в корпус 1 и 45 при дальнейшем вакуумиронании, При нормальном атмосферном давлении в выходном каиале форсунки содержится раствор, который может сорваться в виде капли из-за сотрясения форсуи- 50 ки при загрузке,что приведет к возгора нию щелочного металла. (особенно натрия или калия).

Это же обязательно происходит в момент вакуумированйя устройства за счет вытягивания раствора из форсун ки под действием разрежения.

Одновременно разрежение в выход" ном канале форсунки позволяет при необходимости быстро прекратить подачу раствора для остановки процесса растворения металла.

В безопасных условиях приступают к загрузке щелочного металла. Вращательными движениями насаживают кусок на стержень держателя 24, затем помещают остальные куски металла на насадку иэ стальных шариков 22, не ! выше нерхнего торца камеры 8. Колпак 3 устанавливают и закрепляют с помощью прижимного устройства через прокладку 4 на кольцевом выступе 2, опускают корпус 1, фиксируют его с помощью байонетного соединения 5 и включают светильник.7.

Так как растворение щелочного металла происходит без его расплавления, наличие держателя с контрольным куском щелочного металла позволяет контролировать течение процесса растворения по его температуре.

Однако вследствие инерционности термопары сигнал о достижении температуры плавления поступает лишь после расплавления нсей массы растноряемого металла.

Визуально также трудно определить начало плавления металла. Экспериментально установлено, что в условиях растворения достижение температуры плавления поверхностного слоя металла сопровождается энергичным(,. разбрызгиванием щелочных продуктов реакции. Взаимодействие на прозрачной части стенки колпака 3 щелочных продуктов с индикатором приводит к образованию интенсивной окраски, легко определяемой визуально до плавления всей массы загруженного щелочного металла.

Подключением форсунки к линии вакуума можно быстро остановить подачу раствора на поверхность щелочного металла и тем самым предотвратить его. расплавление.

После описанной выше подготовки устройства к работе под колпаком создают необходимое разрежение, затем закрывают вентиль 15 и подают с помощью вентилей 14 и 16 с опреде-. ленным расходом раствор через фодсунку 10, При этом непрерывно откачивают газообразные продукты реакции, инертный гаэ и частично пары воды через патрубок 17.

1473168

За счет расположения входного ОТверстия патрубка в верхней частй колпака капельки воды {раствора) распределяются по всему реакционному объему, интенсивное испарение воды из .капель приводит к постоянному . их охлаждению. Одновременно смаяивание водой шариков 22 и непрерывное ее испарение также приводит к охлаждению воды. Смачивание шариков осуществляется как непосредственно распыленной форсункой водой, прошедшей через пустоты между кусками щелочного металла, так и водой, поступающей через отверстия 9 со стенок колпака

3.. При температуре исходной водь

20 С, расходе 0,5-5,0 л/ч и разрежении 90 мм рт.ст. шарики холоо дильника Охлаждаются до 7 С, а температура воды в сосудах 26 сохраняется в процессе растворения натрия в пределах 10-15 С.

Известно, что с понижением температуры растворителя (иоды) безопасность проведения процесса повышается.

Описываемое устройство позволяет пронести растворение щелочных металлов в твердом виде без расплавления и воспламенения, процесс протекает плавно и легКо регулируется изменением величины остаточного давления и расхода воды.

Протечка металла в случае его расплавления исключается холодильником из стальных шариков, имеющих температуру 7 С. Благодаря высокой теплопроводности металл быстро Ох-, лаждается и эатвердевает на поверхности холодильника.

Наличие двух герметичных сосудов 26, которые связаны с линиями вакуума, инертного газа и подачи раствора к форсунке, обеспечивает возможность использования для растворения щелочных металлов охлажденных до 10-15 С растворов и

TGH самым способствует повышению безопасности процесса. Одновременно это уменьшает объем жидких отходов. Для . непрерывной работы устройства необходимб и достаточно двух вэаимоэз" меняемых сосудов. При работе устрой" ства один сосуд является сборником жидких продуктов реакции, а другойпитателем форсунки 10. По заполнении сборника их роли меняются с помощью вентилей 27, 29, 32, 33, 35, 36 °

1п.Формула изобретения

1. Устройство для растворения щелочных металлов, содержащее герметичный корпус, камеру растворения с размещенной на ее днище насадкой, эа1 щитный колпак„ линии подвода воды, инертного газа, патрубок отвода газообразных продуктов реакции, дренаж» ный патрубок, о т и и ч а ю щ,е е с я

20 тем, что, с целью расширения технологических возможностей устройства, повышения безопасности и уменьшения объема жидких отходов, оно снабжено не менее чем двумя герметичными со25 судами для жидких продуктов реакции, соединенными с дренажным. патрубком, линией вакуума, форсункой, размещенной над камерой .Растворения и соединенной с герметичными сосудами, дни30 ще камеры растворения выполнено коническим, патрубок отвода газообразных продуктов соединен с линней Вакуума, а герметичные сосуды — с линиями вакуума, подвода инертного ra35 э а и с фОРсункoA

2. Устройство ло п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в месте сопряжения стенок камеры растворения с днищем выполнены сквозные Отверс40 тия.

3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что форсунка дополнительно соединена с линией вакуума.

45 ч ° Устройство пО пв1у О т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено патрубком подачи индикаторного раствора, Размещенным под колпаком, а колпак частично или полностью вы60 полнен из прозрачного материала, например стекла.

1473168

Составитель Т.Круглова

Техред Ч,Дидцк

Редактор Г.Иоэиечкова I

Корректор А.Обручар

Закав Заказ 2309 Тираа " . . Подписное

ЭИИИПИ Государственно о комитата ио иэобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва ° Е-3$, Рауаская наб., д. 4/5

° а производственно-издательский комбинат "Иатеит", . г. Уигород, ул. Гагарина, 101