Установка для очистки ртути Советский патент 1980 года по МПК B01D3/32 

1

Изобретение относится к технике получения веществ особой чистоты, а более конкретно - к технике глубокой очистки ртути.,J

Известен аппарат для ректификации ртути в атмосфере воздуха и инертных газов, в котором глубокой очистки ртути достигают при ректификации ее в условиях разрежения 1.

В известном аппарате не обеспечивается освобождение ртути от примесей органического происхождения и адсорбированных тазов.

Известна установка для очистки ртути, включающая ректификационную колонну с кубом, нагревательные, конденсационные и вакуумсоздающие устройства, приемники, устройства для компенсации давления, загрузки материала и трубопроводы 2.

Однако известная установка не позволяет обеспечить глубокую очистку ртути и не позволяет осуществить отделение газовых и органических примесей, тогда как во многих случаях последние являются нежелательными, и к их содержанию в конечном продукте предъявляются высокие требования. Применение же термической обработки в качестве отдельной стадии с перегрузкой ртути в известной установке не представляется возможным ввиду неизбежного контакта материала с атмосферой в момент вскрытия контейнеров. Выделение термической обработки в отдельную стадию ухудшает общие показатели процесса, так как требует дополнительных трудозатрат ка операции обслуживания и увеличивает общую продолжительность очистки.

Наличие щлифов, кранов и другой запорной арматуры в известной установке влияет на надежность ее работы и способствует проникновению примесей из окружающей атмосферы.

Целью изобретения является повышение глубины очистки ртути и надежности работы.

Указанная цель достигается тем, что установка снабжена кубом-испарителем и реактором с нагревателем, последовательно соединенным с помощью трубопроводов с устройством для компенсации давления и кубом ректификационной колонны.

На чертеже изображена установка для очистки ртути, общий вид.

Установка имеет ректификационную колонну 1 с кубом-испарителем 2 и конденсирующей головкой 3, реактор 4 термической обработки паров ртути, снабженный отдельным нагревателем 5 и кубом-испарителем 6, трубопроводы 7, ртутный дифф|узионный насос 8 для транспортировки жидких продуктов и откачки неконденсирующихся газов. Предварительный вакузм, необходимый для работы диффузионного насоса, обеспечивает форвакуумный иасос 9, который играет роль вакуумсоздающего устройства. На линии между насосами установлена ловушка 10, наполненная жидким азотом.

Трубопровод, соединяющий куб ректификационной колонны с реактором термической обработки оборудован холодильником 11 и устройством 12 для компенсации разности давлений. Куб ректификационной колонны обогревается нагревательным устройством 13. Куб реактора термической обработки оборудован нагребателем 14 и устройством 15 для непрерывной загрузки очищаемого материала, а конденсирующая головка ректификационной колонны имеет устройство 16 для отбора очищенного продукта (приемники). Аппаратура установки может быть изготовлена из кварцевого стекла особой чистоты, что предотвращает возможность загрязнения продуктов очистки материалом аппаратуры.

Уcт aнoвкa работает следующим образом.

Исходная ртуть с помощью загрузочного устройства 15 поступает в куб-испаритель 6 реактора 4 термической обработки. При этом нагреватель 5 реактора обеспечивает необходимую температуру термообработки, а нагреватель 14 кубагиспарителя - температуру для обработки материалов с необходимой скоростью. Неконденсирующиеся газы, выделяющиеся в процессе термообработки откачиваются по трубопроводу 7 вакуумным ртутным диффузионным насосом 8. При этом форвакуумный насос 9 обеспечивает необходимое предварительное разрежение. Ловущка 10 препятствует проникновению паров ртути из трубопровода в рабочее пространство форвакуумного насоса и предотвращает обратный процесс диффузии паров масла из насоса в трубопровод. Термически обработанная ртуть конденсируется в холодильнике 11 и самотеком попадает в устройство 12, где происходит компенсация разности давлений в реакторе термообработки и кубе 2 ректификационной колонны 1. Разность давлений возникает вследствие неодинаковой температуры нагрева кубов, поддерживаемой нагревательными устройствами 13 и нагревателем 14, что вызвано необходимостью согласовать производительность реактора термической обработки и ректификационной колонны, имеющих неодинаковые параметры массопередачи. Компенсация происходит по типу гидравлического затвора за счет различной высоты столба ртути в сливной трубке и корпусе компенсатора. РектификОЁйнная ртуть при помощи конденсирующей головки 3 подается в устройство 16

для отбора очищенного продукта, откуда, запаянная в ампулы, направляется на хранение.

Установка позволяет подавать в куб-ректификационной колонны ртуть, предварительно очищенную не только от металлических примесей, но и от органических соединений и адсорбированных газов, что увеличивает эффективность работы ректификационной колонны и предоставляет тем самым возможность получения продукта более глубокой очистки. Повышению качества очищенного продукта способствует также примененная двухступенчатая схема вакуумирования. Использование в этой схеме ртутного диффузионного насоса предотвращает загрязнение очищаемого материала парами вакуумного масла, что неизбежно при создании глубокого разрежения при

помощи паромасляных устройств.

Кубы ректификационной колонны и кубиспаритель реактора термической обработки оборудованы независимыми нагревательньши устройствами, чем достигается согласование отдельных частей аппарата по производительности. Возникающая разность давлений компенсируется с помощью специального устройства. Этим обеспечивается

непрерывность процесса.

Объединение ректификационной колонны и реактора термической обработки снижает общие трудозатраты при их раздельной эксплуатации за счет сокращения числа

операций, связанных с подготовкой аппаратуры, загрузкой исходного материала и отбором очищенного продукта, а также предохраняет термически обработанную ртуть от повторного загрязнения газами

атмосферы цеха при вскрытии контейнеров перед заливкой в куб ректификационной колонны.

Цельнопаянная конструкция паропровода, предусматривающая отсутствие разъемных соединений и запорной арматуры, устраняет причину возможных натеканий примесей из окружающей среды в очищаемый материал.

Формула изобретения

Установка для очистки ртути, включающая ректификационную колонну с кубом,

нагревательные, конденсационные и вакуумсоздающие устройства, приемники, устройства для компенсации давления, загрузки материала и трубопроводы, отличающаяся тем, что, с целью повышения глубины очистки и надежности работы, она снабжена кубом-испарителем и реактором с нагревателем, последовательно соединенным с помощью трубопроводов с устройством для компенсации давления и кубом

ректификационной колонны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Черняев В. Н. и др. Исследования процесса очистки ртути. - «Прикладная химия, 1964, т. 37, вып. 2, с. 2557-2565.

2. Авторское свидетельство СССР № 115649, кл. В 01D 3/32, 1957 (прототип).