ГЕНЕРАТОР ГИДРИДА НАТРИЯ Советский патент 1968 года по МПК B01F5/06 

Изобретение относится к аппаратам для получения гидридов щелочных металлов. Оно может быть использовано в производстве гидридов щелочных металлов в ваннах гидридного травления металлических изделий в металлургической и других областях промышленности.

Известен генератор гидрида натрия конструкции К. Т. Потаскуева. Этот генератор изготовлен в виде сварного ящика (резевуара) без дна, который опускается в расплав щелочи. В нем имеются патрубки для подвода водорода и отвода газов и патрубки для подачи металлического натрия. В литературных источниках нет конкретных данных о производительности такого генератора. Однако расчеты показывают, что производительность такого генератора низкая. Например, в ванне емкостью 25 т генераторами за 30 час создается концентрация гидрида натрия 1,6- 1,7 вес. %, причем на каждые 0,5-1 мз объема расплава обычно устанавливают один генератор сечением 0,1-0,2 м. Известно, что на границе раздела металлической и каустической фаз происходит гидрирование металлического натрия с образованием гидрида натрия, который распределяется по всему объему расплава ванны. Если производительность (Q) отнести к единице поверхности, на которой происходит процесс гидрирования, то

определить из следующего уравне.-. mdv

(100-т) fs

количество гидрида натрия в расплаве, вес. %;

плотность расплава, кг/мз;

время образования концентрации NaH в расплаве, час;

поперечное сечение генератора, и2;

объем расплава, приходящийся на один генератор (в данном случае 1 м).

Производительность генератора Потаскуева К. И., подсчитанная по этой формуле, равна 4,89 кг/час м или 5 кг/час м. Низкая производительность известного генератора

объясняется медленной скоростью выведения образующегося гидрида из генератора, а также небольшой зоной реакции.

Предлагаемый генератор отличается от известного тем, что в стенке корпуса генератора по всему периметру выполнены щели, а на самой стенке с наружной стороны смонтирован открытый снизу, например, кольцеобразпый защитный кожух. Благодаря такому конструктивному отличию производительность геНа чертеже схематично изображен предлагаемый генератор.

В стенке корпуса / генератора, помещенного в ванну с расплавом каустика, выполнены щели 2, через которые переливается расплав, обогащенный гидридом. Вокруг корпуса на стенке смонтирован защитный кожух 3, препятствующий растеканию металлического натрия по поверхности расплава ванны. Корпус закрывается крышкой 4, в которую вварены труба 5 загрузки металлического натрия, труба 6 сброса газов и сальниковая коробка 7. Труба 8 служит для подачи водорода или азотно-водородной смеси, она заканчивается газораспределительным устройством 9, представляющим собой спираль с отверстиями для выхода газов.

Принцип действия генератора заключается в следующем.

Металлический натрий непрерывно загружается по трубе 5 загрузки любым известным способом, например сильфонным или магнитным насосом. Водород или азотно-водородная смесь подается по трубе 8 и равномерно распределяется по рабочему сечению генератора распределительным устройством 9. Одновременно с гидрированием металлического натрия газ способствует созданию направленного потока расплава в ванне. На границе раздела металлической и каустической фаз происходит гидрирование металлического натрия. Гидрид натрия растворяется в расплаве щелочи и уносится через щели 2 под защитный 3, затем по зазору между корпусом / генератора и защитным кожухом попадает в

ванну, где расходуется на восстановление окалины. Обедненный гидридом натрия расплав попадает вновь в генератор и цикл замыкается. Для нормальной работы генератора необходимо, чтобы уровень расплава в ванне травления не понижался ниже линии А-Лц т. е. рабочее сеченне щели (окон) было равным или больще рабочего сечения генератора. Предлагаемый генератор имеет значительные преимущества по сравнению с известным. Производительность его 155 кг/час м, что в 31 раз больше, чем известного. Установка такого генератора в ванну травления позволит интенсифицировать процесс травления, сократить время насыщения ванны до рабочей концентрации. Это, в свою очередь, снизит потери гидрида натрия, стоимость гидридного травления металлов и сплавов. С помощью предлагаемого генератора создается принудительная циркуляция расплава в ванне, что способствует к более равномерному распределению гидрида натрия по всему объему ванны, а также сокращается время травления.

Предмет изобретения

Генератор гидрида натрия, состоящий, например, из цилиндрического открытого снизу корпуса с крышкой и патрубками для подачи водорода и натрия и отвода газов, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности генератора, в стенке корпуса его по всему периметру выполнены щели, а на самой стенке с наружной стороны смонтирован открытый снизу, например, кольцеобразный защитный кожух.