Устройство для получения растворов

° 7МШС В 01 D 47/02
Устройство для получения растворов .
Предложенное техническое решение относится к области получения трудно извлекаемых и неустойчивых металлов в обычных условиях , например , рения, который при воздействии на него газообразной атмосферы переходит в окислы.
Известен способ получения рения путем воздействия на материал , в составе которого входит рений, температурой, при котором рений переходит в газообразное состояние и перевод его из газообразного состояния в жидкое путем растворения его в жидкой среде и последующим его отделением от жидкости. Устройство для этих целей содержит печь для нагрева катализаторов , соединенная газопроводом с герметичной емкостью, внутри которой находится жидкая среда вступающая в реакцию с рением, например щелочная среда. Объем жидкой среды в емкости , значительно превышает поступление в нее газа из печи и поэтому она снабжена циркуляционным устройством, с помощью которого жидкая среда в емкости многократно циркулирует внутри емкости. ( см. например ) .
Недостатком известного устройства для получения рения является то, что при циркуляции жидкости жидкость не распыляется перед емкостью . Это приводит к тому, что газ с рением контактирует с жидкостью только в емкости , а поверхность для реакции находится только внутри емкости. В результате площадь реакции мала и процесс улавливания рения из газа является низко производительным и требуется большой промежуток времени для насыщения жидкости рением для последующей технологической переработки и получения рения в чистом виде.
С 22 В 61/00
Указанная задача достигается тем, что в устройстве для получения растворов металлов, содержащее печь для нагрева исходного сырья, соединенная водоохлаждаемым газоходом с накопительным баком и циркуляционную систему с приводом , между газоходом и баком дополнительно установлен инжектор со смесительной камерой, внутри которой установлен подвижный в осевом направлении мундштук с центральным сквозным отверстием, соединенной с циркуляционной системой и труба газопровода , закрепленная неподвижно на боковой стенке под углом к продольной оси отверстия мундштука, а система циркуляции дополнительно снабжена теплообменным аппаратом, размеш;енным до инжектора,
Еш;е одним отличием предлагаемого устройства является то, что внутреннее отверстие мундштука выполнено ступенчатым, а узел перемещения мундштука выполнен механическим, например резьбовым.
На фиг. 1 - изображена общая схема предлагаемого устройства.
На фиг. 2 - продольное сечение узла 1 фиг. 1.
Как показано на графической части предлагаемое устройство содержит нагревательную печь 1 , внутренняя полость которой соединена газоходом 2 с тепловым компенсатором 3. На газоходе 2 установлена водоохлаждаемая труба 4. За тепловым компенсатором 3 установлен инжектор 5 , который жестко соединен через трубу 6 с баком 7, внутри которого располагается жидкая среда 8 во внутренней полости 9. В нижней части бака 7 имеется отвод 10 с краном 11, соединенный с насосом 12 циркуляционной системы. Насос 12 соединен с приводом 13 и с трубой 14, на которой размешен теплообменник 15 , а конец 16 соединен с с инжектором 5. Инжектор 5 содержит герметичную полость 17, на продольной оси 18 которой установлен мундштук 19. Центральное отверстие 20 мундштука 19 расположено соостно продольной оси 18 и выполнено ступенчатой формы , в виде конусных участков 21 и 22 обращенных большими основаниями навстречу друг к другу. На боковой поверхности инжектора 5 через трубу 23 соединен с газоходом 2 через компенсатор 3 , продольная ось 24 которой установлена под углом ( ) к
m)}i}of i
продольной оси 18 инжектора. Поток газообразного рения 25 через отверстие 26 трубы 23 подводится в полость 17, На наружной поверхности мундштука 19 выше стенки инжектора 5 закреплен фланец 27 , который через болты 28 соединен с фланцем 29 жестко закрепленный на инжекторе 5, между которыми установлен уплотнительный элемент 30. Поток смеси 31 через трубу 6 направляется в бак 7.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. В печь 1 закладывается сырье , в котором присутствует рений. Сырье нагревается до определенной температуры , при которой рений переходит в газообразное состояние. Поток газа с рением 25 через трубу 23 подается в инжектор. Одновременно с этим включается привод 13 и жидкая среда 8 через трубу 14 подается в мундштук 19. Жидкая среда 8 через отверстие 20 подается также в полость 17. Под воздействием двух разных потоков смесь газа и жидкости в камере 17 образуется смесь в виде тумана и ее поток 31 направляется в бак 7 После попадания смесив бак 7 жидкость соединяется в единую массу и смешивается с остальной массой жидкости 8 находящейся в баке 7 . Циркуляция жидкости в циркуляционной системе осуществляется до тех пор пока концентрация рения в жидкости достигнет нужных значений или же пока в печи не будет образовываться рений. Одновременно в процессе циркуляции производится поддержка определенной температуры , которая поддерживается за счет теплообменника 15 охлаждая или же нагревая проходящую по трубе 14 жидкости. После насыщения жидкости рением всю массу жидкой фазы направляют в технологическую цепочку по отделения кристаллического рения из жидкости. После удаления жидкости из бака 7 в него заливается новая порция жидкости, в печь 1 закладывается новая порция сырья и процесс продолжается.
Ввод в линию дополнительно инжектора и установка его вне бака с жидкостью позволяет струю жидкости превратить в мелкие отдельные капли, что увеличивает площадь соприкосновения жидкой среду с потоком газа и тем самым увеличить скорость растворения газообразного металла с жидкостью.
Выполнение мундштука в инжекторе подвижным в осевом направлении позволяет изменять зону контакта струи жидкости с потоком газа и тем самым добиваться наиболее оптимального размера капель жидкой фазы, т.к. точка соприкосновения двух потоков влияет на изменение размера частиц жидкости . Кроме того , введение теплообменника в циркуляционную систему позволяет поддерживать оптимальную температуру жидкой фазы в зоне ее контакта с потоком газа , что обеспечивает наилучшие условия реакции металла с жидкостью.
Использование предлагаемого технического решения при получении чистого рения позволяет повысить производительность труда в 2-5 раз, снизить энергозатраты на циркуляцию в 1.5-2 раза и полностью исключить потери рения в процессе его производства по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения.
Инженер-патентоведIpL/lt/ И.Д.Плеханов