АППАРАТ ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ КОМПОНЕНТ ГАЗОВОЙ СМЕСИ
DEVICE FOR SEPARATE EXTRACTION OF COMPONENTS OF GAS MIXTURE

Изобретение относится к технологии раздельного извлечения компонент газовых смесей, в частности санитарной очистки фторсодержащих газовых смесей от гексафторида урана и фтористого водорода, и может быть использовано для улучшения качества и снижения себестоимости продукции газоразделительных производств.
Технология очистки фторсодержащих газовых смесей от гексафторида урана (ГФУ) и фтористого водорода представляет собой процесс фракционной разгонки газовых смесей методом их ступенчатой конденсации. На заключительном этапе удаление (вымораживание) фторсодержащих газов производят охлаждением технологической емкости с газовой смесью до температуры Т=77 К (минус 196°C), например, жидким азотом.
Для организации данного процесса технологическую емкость устанавливают в специальный аппарат, например сосуд Дьюара. Хладоноситель (жидкий азот) вручную заливают в свободный объем сосуда Дьюара, обеспечивая охлаждение технологической емкости.
Применение жидкого азота имеет недостатки:
- высокая стоимость получения жидкого азота, большое количество криогенного оборудования для его применения (танки для транспортировки и хранения, переносные сосуды Дьюара для перемещения жидкого азота к рабочим точкам, стационарные сосуды Дьюара на рабочих точках и т.п.);
- низкий кпд от его применения, связанный с большими непроизводственными потерями за счет испарения;
- наличие опасных факторов при его использовании: возможность получения низкотемпературного ожога, вытеснение кислорода из воздуха в производственных помещениях.
Для обеспечения эффективной очистки газовых смесей от фторсодержащих соединений достаточно обеспечить их охлаждение до температуры 133 К (минус 140°C).
Газообразные хладоносители, например воздух, лишены недостатков жидкого азота и способны обеспечить необходимую температуру охлаждения очищаемой газовой смеси.
Конструкция аппаратов, применяемых для охлаждения с помощью жидкого азота, например сосуд Дьюара СДЦП, производства ОАО ′′НПО ′′Гелиймаш′′ (прототип), представляет собой цилиндрический сосуд с вакуумно-многослойной изоляцией, с широкой горловиной и со съемной крышкой. Такая конструкция не может обеспечить непрерывную подачу и отведение газообразного хладоносителя и равномерное охлаждение технологической емкости с очищаемой газовой смесью.
Задачей настоящего изобретения является разработка устройства, свободного от недостатков прототипа.
Поставленная задача решается тем, что в аппарате для раздельного извлечения компонент газовой смеси, включающем цилиндрический сосуд с термоизоляцией со съемной крышкой, в боковую поверхность цилиндрического сосуда вмонтированы патрубки для циркуляции газообразного хладоносителя: вверху - для выхода хладоносителя, внизу - для входа хладоносителя, внутренняя поверхность цилиндрического сосуда снабжена направляющей потока газообразного хладоносителя в виде ребра, закрепленного по винтовой образующей.
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого аппарата.
Аппарат для раздельного извлечения компонент газовой смеси содержит цилиндрический сосуд 1 с термоизоляцией 2 и съемной крышкой 3. В нижнюю часть цилиндрического сосуда 1 вмонтирован тангенциально патрубок 4 для входа газообразного хладоносителя, а в верхнюю часть вмонтирован тангенциально патрубок 5 для выхода газообразного хладоносителя. Внутренняя поверхность цилиндрического сосуда 1 снабжена направляющей потока газообразного хладоносителя в виде ребра 6, закрепленного по винтовой образующей. Съемная крышка 3 соединена с цилиндрическим сосудом 1 с помощью быстросъемных откидных болтов 7.
Аппарат для раздельного извлечения компонент газовой смеси работает следующим образом.
Технологическую емкость 8 с очищаемой газовой смесью помещают в цилиндрический сосуд 1 и фиксируют съемной крышкой 3. Через патрубок 4 подают газообразный теплоноситель, например охлажденный воздух, который движется по спиральному каналу, образованному направляющей потока газообразного хладоносителя в виде ребра 6, контактирует со стенкой технологической емкости 8, охлаждает ее и через патрубок 5 выходит из цилиндрического сосуда.
Применение разработанного аппарата для очистки газовой смеси от фторсодержащих соединений
- обеспечивает необходимую степень очистки;
- существенно упрощает технологическое и конструктивное исполнение и обслуживание установки очистки по сравнению с использованием жидкого азота;
- обеспечивает практически полное исключение ручного труда;
- исключает наличие опасных производственных факторов, существующих при использовании жидкого азота.