Фильтр для очистки газов от солевых возгонов Советский патент 1990 года по МПК B01D46/30 

(46) 23.09,90.Бюл.

(21)4123284/23-26

(22)23.09.86

(72) Р. К. Газизов, А. П. Кириллович и И. И. Пугачев

(53)66.067.324(088.8)

(56)Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты хи.мической технологии. М.: Химия, 1973. с. 235-236.

(54)ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ СОЛЕВЫХ ВОЗГОНОВ.

(57)Изобретение касается приготовления топлива для ядерных реакторов с использованием солевых расплавов и решает задачу очистки газов, содержащих солевые возгоны. Газ, содержащий солевые возгоны, по подводящему патрубку 2 поступает в корпус 1 фильтра и проходит через фильтрующий элемент 4, состоящий из одной или нескольких емкостей 5 с перфорированными

лншцами 6, соединенных-.одна с другом по высоте в жесткую конструкцию и заполненных гранулированными насадками 0. Для восстановления фильтрующих свойств фильтрующий элемент 4 периодически встряхивают специальным устройством 8, .соединенным с ним с -помощью подвески 7. Наличие стерм ней 9, закрепленных в каждой емкости 5 перпендикулярно оси в. один или )есколько рядов, верхний из которых расположен на 0,8-0,95 высоты емкости 5 и заполнение емкостей 5 гранулн)ован1 ыми насадками 10 вровень с верхним рядом стерж1 ей 9 способствуют увеличению срока работы фильтра без замены гранулированной насадки при одновременном сохранении высокой степени очистки газов и без увеличения габаритов фильтра. I з.п. ф-лы, 3 нл., 2 табл.

ir

f

fl nasirnrW::::UV:; rt:r::;. :

шУ& ;й;нж ;н;й;1; Р ;

и. tV ц tM М

:а: :п:а: пг.С-п:;г:..-

:Л 0- V -С й:.:t

ul

СО

ьо

ел сд

Изобретение касается ядерной энергеики, преимущественно приготовления ядерного топлива с использованием солевых расплавов, и может быть нспользовано для чистки газов, содержащих солевые возгоны.

Цель изобретения - увеличение срока работы фильтра без замены гранулированной насадки при одновременном сохранении высокой степени очистки газов и без увеличения габаритов фильтра.

На фиг. I изображен фильтр, продольный разрез; на фиг. 2 показана одна из емкостей фильтрующего элемента, . внутри которой установлены четыре ряда стержней; на фнг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

Насыпной фильтр имеет корпус 1 с подводящим 2 и отводящим 3 газ патрубками, фильтрующий элемент 4, собранный из трех соединенных плотно одна с другой по высоте емкостей 5 с перфорированными днищами 6, образующих единую жесткую конструкцию, соединенную также жестко с помощью подвески 7 с устройством 8 для встряхивания фильтрующего элемента 4. Каждая емкость 5 снабжена стержнями 9. Стержни 9 в каждой емкости расположены в четыре горизонтальных ряда. Верхний ряд стержней 9 закреплен на расстоянии 0,8-0,95 высоты емкостн 5. Гранулированная фильтрующая насадка (насыпной слой) 10 заполняет емкость 5 до уровня верхнего ряда стержней 9, т.е. каждая емкость 5 заполнена на 80-95%. Шаг между стержнями 9 в ряду составляет от трех до двадцати диаметров гранулы, причем для самых крупных гранул выбирают щаг в пять диаметров гранулы мм, для самых мелких - мм. Стержни 9 в соседннх рядах установлены под прямым углом, образуя в проекцнн решетку. В рядах с параллельным расположением стержней 9 в вертикальной плоскости последнне смещены один относительно другого в щахматном порядке. Размер гранул в каждой последующей (по ходу газа) емкости 5 уменьшается и имеет, например, следующий -состав: 5-3 мм (0,5 дм), 3-1 мм (0,5 дм) и 1-0,5 мм (0,5 дм ). Суммарный объем гранулированной насадкн составляет 1,5 дм. Размеры .фильтра: диаметр 115 мм, высота фильтрующего элемента 200 мм. Фильтрующий элемент 4 помещен в корпусе 1 с кольцевым зазором 11 и соединен с ним посредством гибкой диафрагмы 12. -Насыпной фильтр работает следующим образом.

Аэрозоль через подводящий патрубок 2 проходит в фильтруюиГий элемент 4, где очищается, причем на гранулах с уменьшающейся крупностью по ходу аэрозоля возгоны равномерно распределяются по объему фильтрующего элемента. Далее очищенный газ проходит по кольцевому зазору П в от- водящнй патрубок 3. При забивании филь5

тра возгоиами подается сигнал на исполнительный механизм от датчика перехода давления или от реле времени. Фильтрующий элемент 4 встряхивается, в результате чего отрываются солевые пробкн по объему фильтра с фронтальных сторон насыпных слоев 10, а также с днищ 6. Затем фильтрующий элемент 4 под действнем силы тяжести опускается вниз, а агрегнрованные насыпные слои 10 с солевыми осадками

продолжают движенне вверх по инерции во внутреннем пространстве емкостей 4, сталкиваются со стержнями 9 и, разрушаясь при этом, сннжают газодинамическое сопротнв- ленне фильтра.

Испытания фнльтра проведены в процессе очисткн отходящнх газов при приготовлении ядерного топлива с использова- ннем солевых расплавов. Фильтр располагался на крышке основного аппарата источника аэрозоля н был соединен с ним под0 водящим патрубком. Фильтр использовался для предварительной очистки и был включен как технологический аппарат дистанционного обслуживания.. Расход отходящих хлор- содержащих газов при испытаниях составил 0,3-0,4 м /ч; содержание солевых возго- нов в аэрозоле при этом составило 2-3 г/м. Солевые возгоны содержали 60 мас.% хлоридов железа, алюминия, магния, кремния, никеля, хрома; 30-40 мас.% хлорида цезия и хлоридов а-активных нуклидов. Скорость

Q отходящих газов в живом сечении фильтра составила 0,015 м/с. Проскок а-активных нуклидов фиксировали на контрольном фильтре, установленном за насыпным фильтром, с помощью радиометрической установки. Результаты испытаний приведены в табл.

5 I и 2.

При отсутствии закрепленных в емкостях 5 стержней 9 сохранение автофильтрую- щих свойств насыпных слоев 10 при встря- хнваннн носит случайный характер и коэффициент очистки достигается, не 6ольи ой.

Оптимальным является заполнение емкостей 5 насыпного фильтра гранулами на 80-95% при наличии закрепленных в них стержней 9, верхний ряд которых находится на уровне поверхности гранулированной

45 насадки 10. В данном случае обеспечивался наибольший эффект сочетания практически неограниченной продолжительности фнльтроцнкла и высокой степени очистки, достигаемой за счет сохранения автофиль- трующих свойств насыпных слоев 10. Габа50 риты насыпного фильтра при этом не увеличивали.

При верхнем граничном условии заполнения емкостей гранулами - иа 95% объема коэффициент очистки был высокий, но прн работе фильтра обнаруживалась теи55 денция к его забиванию.

При нижнем граничном условии заполнения емкостей фнльтра - на 80% объема забнвание - фильтра легко устранялось

при встряхивании, но понижался коэффи- .циент очистки фильтра.

При фильтрации отходящих газов без встряхивания коэффициент очистки достигал больших значений, однако сопротивление фильтра быстро возрастало он забивался на вторые - третьи сутки от начала фильтрации.. При заполнении емкостей гранулами менее, чем на 80% забивка фи. ьтров при встряхивании устранялась, но 9г )егирован- ные насыпные слои при наличии большого свободного объема при встряхивакии пролетали больший отрезок пути, более интенсивно взаимодействуя со стержнями, при этом насыпные слон разрушались, перемешивались н перетирались очень сильно, образуя вторично мелкую пыль. Это приводило к тому, что пыль выносилась на «чистую сторону фильтра. Коэффициент очистки в процессе фильтрации снижался, при этом на контрольном фильтре регистрировалось быстрое повышение уровня а-активности.

При заполнении емкостей фильтра более чем на 95% по высоте агрегированные насыпные слои не разрушались в должной

Коэффициент очистки (к . С„/Сс, )

.

35-170 170-500 500-690

Фильтр забит

36-173 35-205 32-66 20-50 26-111 13-39 14-95 25-38 9-35 13-i4 24

мере к фильтр быстро забивался, хотя при этом коэффициент очистки и возрастал.

Формула изобретения

Таблица

34-165

40-199

40-200

32-158

30-112

25-66

20-50

16-38

13-33

10-27

9

36-170 63-320

178-630Фильтр забит

о

I

о

f

о

t

о о

CM

i A

in

f s

00

r

O 00

O

9 иг. г

(Риг.з