Устройство для конденсации хлоридов из парогазовой смеси Советский патент 1979 года по МПК F28B1/00 C22B34/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНДЕНСАЦИИ ХЛОРИДОВ ИЗ ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСИ

трубами в верхней части и корпусом п наружной трубой; охлаждающие элементы установлены в секциях и их внутренние трубы вынолнены в нижней части с перфорацией, нижним торцом герметично соединены с дном наружных труб и снабжены токоподводящими клеммами. Соотношение наружного и внутреннего диаметров коакспально расположенных труб охлаждаюи,их элементов составляет 1 : 3-1 : 5. Снижение соотношения этих диаметров меньше 1 : 5 приводит к неоправданной сложности при изготовлении устройства; увеличение этого соотношения свыше 1 : 3 приводит к необходимости использования весьма мощных печных трансформаторов.

Разделение корпуса на вертикальные секции позволяет увеличить время контакта ПГС с охлаждаюшими элементами с увеличением степени конденсации хлорида.

Выполнение поверхности конденсации хлорида в виде вертикальных, коаксиально расположенных труб, охлаждаемых при помощи хладагента, позволяет иметь развитую удельную поверхность конденсации при малых габаритах устройства.

Регенерация поверхности охлаждения путем кратковременного пропускания переменного электрического тока через охлаждающие элементы, выполненные определенным образом, позволяет быстро в считанные секунды повысить темнературу поверхности конденсации выше точки плавления (кипения) хлорида и, таким образом, подготовить охлаждающий элемент для конденсации новой порции хлорида.

На фиг. 1 и 2 изображено предлагаемое устройство в двух проекциях. Устройство состоит из корпуса 1 с крышкой 2, патрубков 3 и 4 для ввода и вывода ПГС, установленных в верхней части, патрубка 5 для вывода сконденсированного хлорида и вертикальных перегородок 6, разделяющих корпус на секции, причем вертикальные перегородки не доходят до дпища корпуса.

На крышке корпуса имеются патрубки 7 для охлаждающих элементов, выполнецных в виде коаксиально расположенных труб 8 и 9.

Соотношение наружного и внутреннего диаметров коаксиально расположенных труб 8 и 9 охлаждающих элементов составляет 1 : 3-1 : 5. Трубы 8 и 9 снабжены токоподводящими клеммами 10, внутренняя труба 9 в нижней части выполнена с перфорацией 11 и нижним торцом 12 герметично соединена с дном наружной трубы 8. Зазоры между внутренней и наружной трубами и корпусом и наружной трубой охлаждающего элемента снабжены изолирующими керамическими и/или асбоцементными втулками 13.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы в охлаждаютцпе

элементы подается .хладагент (например, воздух, вода, фреон). Через патрубок 3 подается парогазовая смесь (пары), содержащая хлорид (например, хлорид циркония, гафния), который конденсируется на наружной трубе 8 охлаждающего элемента.

Периодически, по мере нарастания гарниссажа, на клеммы 10 нодается электрическая нагрузка, которая за короткий (20- 90 с) промежуток времени нагревает охладительные элементы до температуры выше температуры кипения хлорида (500- 800°С). При этом происходит разрыв и обрушивание плотного гарниссажа хлорида, который через патрубок 5 выводится наружу.

Режим работы охладительных элементов и конденсатора подбирается с учетом физико-химических свойств конденсируемого хлорида.

Устройство испытано в полупромышлепном масштабе для улавливания хлоридов цикрония и гафния на укрупненной модели II дало положительный эффект. Степень конденсации хлорида составила 96-98%.

При этом достигнутая удельная производительность предлагаемого устройства составила 15-30 кг/ч-м охлаждающей поверхности и превысила в 10-30 раз удельную производительность конденсатора, эксплуатируемого в настоящее время на Верхнеднепропетровском ГМК. Повышена степень улавливания целевого продукта на 5-7%.

Время регенерации охлаждающей поверхности 20-90 с при токовых нагрузках на элемент I 600-1000 А, U 10-30 В и температуре нагрева поверхности 500- 800°С.

При этом поверхности охладительных теплообменников после регенерации были чистыми и не имели гарниссажа хлоридов.

Предложенная конструкция устройства для улавливания хлорида позволяет значительно уменьшить габариты устройства при той же производительности, повысить на 5-7% извлечение целевого прод)кта за счет полноты улавливания, увеличить продолжительность работы устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для конденсации хлоридов из парогазовой смеси в производстве редких тугоплавких металлов, включающее вертикальный корпус с крыщкой и днищем, охлаждающие элементы, вынолненные в виде коаксиально расположенных труб, патрубки для ввода и вывода парогазовой смеси и для вывода сконденсированных хлоридов, узел регенерации поверхностей охлаждения, отличающееся тем, что, с целью повыщения удельной производительности, повыщения извлечения целевого продукта, улучшения регенерации поверхностей теплообмена, устройство снабжено

вертикальными перегородками, не доходящими до днища кориуса и делящими его на секции, и изолирующими втулками, выполненными из керамического и/или асбоцементного материалов, установленными между внутренней и иарул ной трубами в верхней части и корпусом и наружной трубой; ox a кдaюнule элементы установлены в секциях и их внутренние трубы выполнены в нижней части с иерфорацией и нижним торцом герметично соединены с дном наруж6и снабжены токоподводящими

ных труо клеммами.

2. Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что соотношение наружного и внутреннего диаметров коаксиально расположенных труб охлаледающих элементов составляет 1 : 3-1 : 5.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 322571, кл. F 23М 5/08, 1969.

-«

72