Реактор для проведения гетерогенных радиационно-химических процессов

 

СЕОЗ СОВЕТСКИХ

NNNINI

РЕСПУБЛИК

3 . В 01 У 19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

N ANTOPONONIV СЕНЕЕТЕЛЬСТЕУ

Т (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Л A

1. (219 3377028/23-26 (22) 29, 12. 81 (46(07. 12. 83. Бюл. В 45 (72). В Д. Помещиков, Е.М. Ветров и В.В. Поздеев (531 66.023 (088. 8 ) 56> 1. Авторское свидетельство СССР

Р 738650,. кл. В 01 Х 19/08, 1978 °

2. "Химическая проьыаленность", 1968г 4ñ с. 258.

3. Авторское свидетельство СССР

9 963155, кл, В 01 Х 19/08, 1982.

I (54 ) (57:t 1, РEAKTO1 ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ

ETEPOFEHHblX РАДИАЦИОННО-ХИМИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ, содержащий реакционный со, суд, соединенный с ним облучатель, теплообменную рубашку, трубопроводы подвода реагентов н вывода продуктов реакции, биологическую защиту, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения производительности

Т с,SUÄÄ 598 А при одновременном устранении радиоизотопной опасности, облучатель вы- полнен в виде соедийенной с ускорителем заряженных частиц вакуумной камеры с нанесенным на ее внутреннюю поверхность слоем тяжелых металлов или их соединений,-при этом теплообменная рубашка расположена на внешней поверхности вакуумной камеры, а реакционный сосуд выполнен в виде расширяющегося в одном направлении тела вращения.

2. Реактор по п,1, о т л и ч а ю шийся тем, что вакуумная камера выполнена в виде погруженной в реакционный сосуд колбы.

3. Ректор по п,1 и 2, о т л и ч а-Я ю шийся тем, что вакуумная . камера выполнена в виде раструба, большее основание которого привыкает к боковой поверхности реакционного сосуда.

1058598.

Изобретение относится к устройст- метрами по температуре и давленин, вам для проведения радиационно-хими- что препятствует дальнейшей ннтенсических процессов в текучих средах, фикации процесса, повышенный расход преимущественно гетерогенных, и может энергии на нагревание реагентов до найти применение в производстве, на- рабочих температур при наличии винепример, оловоорганических соединений. 5 сенного нагревателя и увеличение вреИзвестен реактор для проведения мени разогрева, снижение удельной газофазных реакций под воздействием производительности в результате уноса ускоренных электронов с улучшенными непрореагировавшей дисперсной фазы из гидродинамическими характеристиками, эоны облучения в емкость, расположенсодержащий корпус, крымску с окном 0 ную вне биологической защиты. для ввода пучка ускоренных электро- Общим недостатком реакторов с ранов, днище, перегородки и штуцера f1g. диоизотопными гамма-источниками являЙедостатком конструкции данного ется опасность радиоактивного загрязреактора является неизбежное осажде- нения внешней среды в результате раз, ине твердой фазы на фольге окна для 5 герметизации препаратов источников ввода электронов, снижающее эффектив- при непредусмотренных колебаниях темность использования их энергии в ре- пературы H давления химических проакционном объеме, а также ограничен- цессов ° ный диапазон рабочих давлений (ниже Целью изобретения является увели10 атм). чение прои:зводительности при одновреИзвестен также реактор для прове- менном устранении радиоизотопной дения Гетероге його радиационно-хими- опасности реактора. ческого процесса - синтеза дубитил- Поставленная цель достигается тем, оловоди6ромида, содержащий реакцион- что в реакторе для проведения гетероный сосуд цилиндрической форьи, раз генных радиационно-химических процес.мещенный в нем облучатель со стержне- 25 сов, содержащем реакционный сосуд, вым радиоиэотопным гамма-источником,, соединенный с ним облучатель, теплотеплообменную рубашку, мешалку, дози- обменную рубашку, трубопроводы подворующее и пробоотборное устройства и да реагентов и вывода продуктов реактрубопроводы для подвода реагентов I цииi биологическую защиту, облучатель и вывода продуктов реакции. Реактор 30 выполнен в виде соединенной с ускоризаключен в биологическую защиту, в телем заряженных частиц вакуумной какбторой имеется хранилище дяя разме меры с нанесенным на ее .внутреннюю щения источника в нерабочем положе- поверхность слоем тяжелых металлов нии Г2 ). или их соединений, при этом теплообНедостатком конструкции этого 35 менная рубашка расположена на внешней реактора является его небольшая . поверхности вакуумной камеры, а реакудельная производительность, ограни- ционный сосуд восполнен в виде Расшиченная удельной активностью радиоиэо- ряющегося в одном направлении тела топных источников и радиусом эффек- вращения. тинного действия радиоизотопного осе- ф) При этом вакуумная камера может вого облучателя - до 0,5 м, а также . быть выполнена в виде погруженной в рабочими параметрами радиоизотопных реакционный сосуд колбы или в виде источников - по температуре (др раструба, большее основание которого

250ОС) и давлению (до 100 атм ). Сни- . привыкает к боковой поверхности реакжают производительность данного реак-45 ционного сосуда. тора также потери излучения в мате- На фиг.1 изображен реактор с облуриале мешалки и простои для замены чателем в:виде колбы, погруженной в сальников мешалки, свойства которых реакционный сосуд на фиг.2 - то же, быстро ухудшаются в зоне облучения. в виде раструба, прияакакщего к бокоНаиболее близким.к изобретению вой стенке реакционного сосуда на является реактор для синтеза диалки- фиг.3 — реактор с облучателями обоих лоловодибромидов, содержащий осевой видов на фиг.4 - сечение A-А на облучатель со стержневым радноизотоп- фиг.1. ным гамма-ясточинком и.биологическую. Реактор содержит реакционный со защиту, снабженный расположенной вне суд 1, трубопроводы 2 непрерывной защиты емкостью, соединенной с реак- 5 подачи реагентов, облучатель 3, ватором трубопроводами непрерывной куумно-плотно присоединенный к ускоподачи реагентов, причем мешалка, рителю заряженных частиц 4, имеющий нагреватель, пробоотборное и.дрзирую- внутри слой тяжелого металла 5 и снащее устройства установлены иа этой ружи рубашку б, а между нивам направемкости (3 g 60. ляющие ребра 7, Реактор заключен в

Недостатками конструкции такого биологическую защиту 8. реактора являются небольшая удельная Реактор работает следукщим обра» производительность, ограниченная зом. удельной активностью радиоизотопных Заранее приготовленную в суспеиэаисточников и их низким рабочим пара-, g5 торе смесь реагентов непрерывно пода1058598 ют в реакционный сосуд 1 по трубопроводу 2 снизу. Ускоренные заряженные частицы непрерывно поступают в облучатель 3 из ускорителя 4 и тормозятся в слое тяжелого металла 5, где их энергия. преобразуется в тормозное. излучение и тепло, которые инициируют химический процесс в реакционной смеси. Теплоноситель непрерывно подают в рубашку 6, где он добавляет тепло, необходиьюе для поддержания процесса, >0 или уносит его. излишки, например, на рекуперацию. Выбранная pìà реакционного сосуда, например.в виде усечейного конуса, обеспечивает оптимальные условия для поглощения тормоэного35 излучения в реакцирнном объеме, имеющего выраженную направленность, и одновременно позволяет получать в нем слой типа псевдоожиженного для полидисперсной-взвешенной фазы. Взвешен- зО ная фаза, таким образом, вся находится в реакционном сосуде 1 и скорость процесса определяется только ее расходом. Это увеличивает производительность реактоРа по сравнению с прототипом не менее, чем вдвое. Количество энергии излучения, поступающей в реак- ционный объем, РегулируЕтся током эа» ряженных частиц в широких пределах и легко поддается автоматическому регулированию управлению по сигналам датчиков контрольно-измерительных приборов известными средствавы практически безынерционно. Температура и давлеиие реагентов при проведении процесса ограничиваются только стойкостью кон- З струкционных материалов реактора.

Современные ускорители заряженных частиц, выпускаете для радиационной технологии, при использовании их в комплекте с предложенным реактором 40 обеспечивают в Реакционном объеме мощости поглощенной дозы по меньшей мее на порядок маае доступной с применением радиоизотопвых гамма-источников,. что и обусловливает техникоэкоМЬвыческие преимущества предлагаемого реактора.

Сравнением показателей предлагаемого реактора (В стендовом варианте3 с действующей заводской установкой выяэлено следующее. Если в реакторе действующей установки, имеющей стержневой облучатель с радиоиэотопным гамма-источником (Со-60) общей активностью 18 тыс. г-экв, а в реакционном сосуде объемом 20 л получают среднюю мощность поглощенной дозы

100 рад/с и нагревают реакционную смесь до 90©С отдельным нагревателем за 60 вин, то предлагаемы реактор в комлекте с ускорителем электронов типа ЛУЭ-5 мощностью 2,5-5 кВт позволяет получить от облучателя мощность поглощенной дозы в таком же реакционном объема 1000 рад/с и нагреть реакционную смесь до 90 С за

35 мин.

Использование в облучателе реактора заряженных частиц, энергия которых не цревышает порога ядерных реакций для большинства изотопов конструкционных материалов. 6,5«8,0 МэВ исключает возникновение радиоизотоп» ной опасности.

Применение предлагаемого реактора позволяет реализовать энергоемкие радиационно-технологические процессы в плане Реконструкции действующих предприятий, которые до этого могли быть осуществлены только в активной зоне ядерного реактора и только при сооружении новых предприятий в составе ядернохимнческих комплексов.

1058598

64а Ю

ВНИИПИ Заказ 9644/4 Тираж 537 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4