АППАРАТ ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ КОМПОНЕНТ ГАЗОВОЙ СМЕСИ Российский патент 2016 года по МПК F25J3/00 F17C3/10 

Изобретение относится к технологии раздельного извлечения компонент газовых смесей, в частности санитарной очистки фторсодержащих газовых смесей от гексафторида урана и фтористого водорода, и может быть использовано для улучшения качества и снижения себестоимости продукции газоразделительных производств.

Технология очистки фторсодержащих газовых смесей от гексафторида урана (ГФУ) и фтористого водорода представляет собой процесс фракционной разгонки газовых смесей методом их ступенчатой конденсации. На заключительном этапе удаление (вымораживание) фторсодержащих газов производят охлаждением технологической емкости с газовой смесью до температуры Т=77 К (минус 196°C), например, жидким азотом.

Для организации данного процесса технологическую емкость устанавливают в специальный аппарат, например сосуд Дьюара. Хладоноситель (жидкий азот) вручную заливают в свободный объем сосуда Дьюара, обеспечивая охлаждение технологической емкости.

Применение жидкого азота имеет недостатки:

- высокая стоимость получения жидкого азота, большое количество криогенного оборудования для его применения (танки для транспортировки и хранения, переносные сосуды Дьюара для перемещения жидкого азота к рабочим точкам, стационарные сосуды Дьюара на рабочих точках и т.п.);

- низкий кпд от его применения, связанный с большими непроизводственными потерями за счет испарения;

- наличие опасных факторов при его использовании: возможность получения низкотемпературного ожога, вытеснение кислорода из воздуха в производственных помещениях.

Для обеспечения эффективной очистки газовых смесей от фторсодержащих соединений достаточно обеспечить их охлаждение до температуры 133 К (минус 140°C).

Газообразные хладоносители, например воздух, лишены недостатков жидкого азота и способны обеспечить необходимую температуру охлаждения очищаемой газовой смеси.

Конструкция аппаратов, применяемых для охлаждения с помощью жидкого азота, например сосуд Дьюара СДЦП, производства ОАО ′′НПО ′′Гелиймаш′′ (прототип), представляет собой цилиндрический сосуд с вакуумно-многослойной изоляцией, с широкой горловиной и со съемной крышкой. Такая конструкция не может обеспечить непрерывную подачу и отведение газообразного хладоносителя и равномерное охлаждение технологической емкости с очищаемой газовой смесью.

Задачей настоящего изобретения является разработка устройства, свободного от недостатков прототипа.

Поставленная задача решается тем, что в аппарате для раздельного извлечения компонент газовой смеси, включающем цилиндрический сосуд с термоизоляцией со съемной крышкой, в боковую поверхность цилиндрического сосуда вмонтированы патрубки для циркуляции газообразного хладоносителя: вверху - для выхода хладоносителя, внизу - для входа хладоносителя, внутренняя поверхность цилиндрического сосуда снабжена направляющей потока газообразного хладоносителя в виде ребра, закрепленного по винтовой образующей.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого аппарата.

Аппарат для раздельного извлечения компонент газовой смеси содержит цилиндрический сосуд 1 с термоизоляцией 2 и съемной крышкой 3. В нижнюю часть цилиндрического сосуда 1 вмонтирован тангенциально патрубок 4 для входа газообразного хладоносителя, а в верхнюю часть вмонтирован тангенциально патрубок 5 для выхода газообразного хладоносителя. Внутренняя поверхность цилиндрического сосуда 1 снабжена направляющей потока газообразного хладоносителя в виде ребра 6, закрепленного по винтовой образующей. Съемная крышка 3 соединена с цилиндрическим сосудом 1 с помощью быстросъемных откидных болтов 7.

Аппарат для раздельного извлечения компонент газовой смеси работает следующим образом.

Технологическую емкость 8 с очищаемой газовой смесью помещают в цилиндрический сосуд 1 и фиксируют съемной крышкой 3. Через патрубок 4 подают газообразный теплоноситель, например охлажденный воздух, который движется по спиральному каналу, образованному направляющей потока газообразного хладоносителя в виде ребра 6, контактирует со стенкой технологической емкости 8, охлаждает ее и через патрубок 5 выходит из цилиндрического сосуда.

Применение разработанного аппарата для очистки газовой смеси от фторсодержащих соединений

- обеспечивает необходимую степень очистки;

- существенно упрощает технологическое и конструктивное исполнение и обслуживание установки очистки по сравнению с использованием жидкого азота;

- обеспечивает практически полное исключение ручного труда;

- исключает наличие опасных производственных факторов, существующих при использовании жидкого азота.

Изобретение относится к технологии раздельного извлечения компонент газовых смесей, в частности санитарной очистки фторсодержащих газовых смесей от гексафторида урана и фтористого водорода, и может быть использовано для улучшения качества и снижения себестоимости продукции газоразделительных производств. Аппарат для раздельного извлечения компонент газовой смеси включает цилиндрический сосуд с термоизоляцией со съемной крышкой, при этом в боковую поверхность цилиндрического сосуда вмонтированы патрубки для циркуляции газообразного хладоносителя: вверху - для выхода хладоносителя, внизу - для входа хладоносителя. Внутренняя поверхность цилиндрического сосуда снабжена направляющей потока газообразного хладоносителя в виде ребра, закрепленного по винтовой образующей. Использование изобретения обеспечивает необходимую степень очистки, существенно упрощает технологическое и конструктивное исполнение и обслуживание установки очистки по сравнению с использованием жидкого азота, обеспечивает практически полное исключение ручного труда, исключает наличие опасных производственных факторов, существующих при использовании жидкого азота. 1 ил.

Аппарат для раздельного извлечения компонент газовой смеси, включающий цилиндрический сосуд с термоизоляцией со съемной крышкой, отличающийся тем, что в боковую поверхность цилиндрического сосуда вмонтированы патрубки для циркуляции газообразного хладоносителя: вверху - для выхода хладоносителя, внизу - для входа хладоносителя, внутренняя поверхность цилиндрического сосуда снабжена направляющей потока газообразного хладоносителя в виде ребра, закрепленного по винтовой образующей.